Metabolizmy zachodzące w komórkach ludzkich. Metabolizm zachodzący w komórkach ludzkich W komórce zachodzi hydrolityczny rozkład substancji o dużej masie cząsteczkowej

Węzły na pamięć

Sło różnorodne terminy na dany temat

"System nerwowy"

Akson (z języka greckiego „oś” - oś) - pojedynczy, wydłużony proces neuronu, przewodzący Impulsy nerwowe z ciała komórki do innych neuronów lub organów roboczych.

Istota biała mózgu - skupisko długich procesów pokrytych białą osłonką mielinową w głowie i rdzeń kręgowy.

Wegetatywny (z łac. „vegetare” – rosnąć) układ nerwowy – cz system nerwowy, który zapewnia regulację działania narządy wewnętrzne i stałość składu środowiska wewnętrznego organizmu i nie podlega woli człowieka.

Nerwowy węzeł - zbiór ciał komórek nerwowych poza ośrodkowym układem nerwowym.

Pobudzenie — proces fizjologiczny zachodzący w komórkach niektórych tkanek w odpowiedzi na określone wpływy (chemiczne, elektryczne itp.) i powodujący różnorodne reakcje.

Ganglion (od greckiego „zwoju” - węzeł) - patrz zwój nerwowy

Dendryt (od greckiego „dendron” - drzewo) to krótki, rozgałęziony proces neuronu, który przewodzi impulsy nerwowe do ciała neuronu.

Neuron (od greckiego „neuron” - żyła, nerw) - główna jednostka strukturalna i funkcjonalna układu nerwowego, która ma specyficzne przejawy pobudliwości; jest w stanie odbierać sygnały, przetwarzać je na impulsy nerwowe i przewodzić do zakończeń nerwowych, które kontaktują się z innymi neuronami lub narządami.

Neuroglej (od greckiego „neuro” i greckiego „glia” - klej) - zestaw komórek pomocniczych tkanki nerwowej, które pełnią funkcje wspierające, troficzne i wydzielnicze.

Nerwowe zakończennie — wyspecjalizowane tworzenie się w końcowych rozgałęzieniach procesów neuronowych pozbawionych osłonki mielinowej; używany do odbierania lub przesyłania sygnałów.

Nerwowość (od greckiego „neuron” - żyła, nerw) - pasma tkanki nerwowej łączące mózg i zwoje z innymi narządami ciała. Tworzą go włókna nerwowe, które są procesami komórek nerwowych;

a) motoryczny - nerwy utworzone przez procesy neuronów ruchowych, które przekazują impulsy nerwowe z ośrodkowego układu nerwowego na obwód;

b) czuciowe - nerwy utworzone w procesach neuronów czuciowych, przekazujące impulsy nerwowe z narządów zmysłów do ośrodkowego układu nerwowego;

c) mieszane - nerwy zawierające zarówno włókna nerwowe motoryczne, jak i czuciowe, które przekazują impulsy w dwóch kierunkach.

Impuls nerwowy — krótkotrwała zmiana potencjału elektrycznego błony komórki nerwowej, która rozprzestrzenia się wzdłuż włókna nerwowego w postaci szybko poruszającej się fali.

Obwodowego układu nerwowego — powstała część układu nerwowego tkanki nerwowe zlokalizowane poza ośrodkowym układem nerwowym.

Synapsa (z greckiego „synapsis” - połączenie, kontakt) - wyspecjalizowana struktura w miejscu styku komórkami nerwowymi lub pomiędzy komórkami nerwowymi a narządami pracującymi (wykonawczymi).

Hamowanie — proces fizjologiczny, który rozwija się w komórki nerwowe(i innych tkanek pobudliwych), co prowadzi do zahamowania ich aktywności i trudności lub niemożności rozwoju pobudzenia.

Szara materia mózgu — akumulacja ciał neuronowych i ich krótkie procesy w ośrodkowym układzie nerwowym;

Neurony: a) wrażliwy - neurony przekazujące impulsy z narządów zmysłów do rdzenia kręgowego i mózgu,

6) silnik — neurony przekazujące impulsy z rdzenia kręgowego i mózgu do mięśni i narządów wewnętrznych;

c) wprowadzenie — neurony komunikujące się między neuronami czuciowymi i ruchowymi, których ciała i procesy nie wykraczają poza mózg.

Mielina - substancja będąca częścią osłonek mielinowych złożona mieszanina lipidy (70-85%) i białka (15-30%). Osłonka mielinowa jest utworzona przez komórki neuroglejowe wokół włókna nerwowe. Mielinizowane włókna nerwowe przekazują impulsy nerwowe z większą szybkością i niezawodnością niż włókna nerwowe niezmielinizowane.

Bodziec - bodziec, każdy wpływ, który może powodować reakcja biologicznażyjący organizm.

Podrażnienie - reakcja organizmu na działanie bodźca.

Drażliwość - zdolność żywych komórek, tkanek i całego organizmu do reagowania na czynniki zewnętrzne i wpływy wewnętrzne- substancje drażniące; leży u podstaw ich adaptacji do zmieniających się warunków środowiskowych.

Odruch - reakcja organizmu na działanie bodźców (zewnętrznych lub wewnętrznych), realizowana przy udziale ośrodkowego układu nerwowego. Odruchy są główną formą aktywność nerwowa ciało ludzkie i inne wielokomórkowy Zwierząt.

Łuk odruchowy - droga, wzdłuż której impulsy nerwowe przechodzą od receptora do narządu wykonawczego (pracującego). To jest materialna podstawa odruchu.

Odruchy bezwarunkowe - odziedziczone reakcje, które naturalnie powstają w odpowiedzi na bodźce o bezpośrednim działaniu znaczenie biologiczne, specyficzne dla gatunku; łuki odruchowe trwałe, ograniczone do rdzenia kręgowego i tułowia.

Odruchy warunkowe - powstają w trakcie życia jednostki w wyniku tworzenia się tymczasowych połączenia nerwowe w wyższych partiach ośrodkowego układu nerwowego, indywidualne; łuki odruchowe są tymczasowe, zamknięte w przodomózgowiu

Streszczenie na temat:

„Metabolizmy zachodzące w komórkach ludzkich”

Struktura i funkcje komórki

Na podstawie obecności utworzonego jądra wszystkie organizmy komórkowe dzielą się na dwie grupy: prokarioty i eukarionty.

Prokarioty (organizmy pozbawione jądra) to prymitywne organizmy, które nie mają jasno określonego jądra. W takich komórkach wyróżnia się jedynie strefę jądrową zawierającą cząsteczkę DNA. Ponadto komórkom prokariotycznym brakuje wielu organelli. Mają tylko zewnętrzną błonę komórkową i rybosomy. Do prokariotów zaliczają się bakterie i sinice (cyjane).

Eukarionty są naprawdę jądrowe, mają jasno określone jądro i wszystkie podstawowe Elementy konstrukcyjne komórki. Do eukariontów zaliczają się rośliny, zwierzęta i grzyby. Komórka eukariotyczna ma złożona struktura. Składa się z trzech nierozerwalnie ze sobą powiązanych części:

1) zewnętrzna błona komórkowa, niektóre dodatkowo mają błonę;

2) cytoplazma i jej organelle;

Zewnętrzna błona komórkowa jest dwubranową strukturą komórkową, która ogranicza żywą zawartość komórki wszystkich organizmów. Posiadając selektywną przepuszczalność, chroni komórkę, reguluje przepływ substancji i wymianę z nimi otoczenie zewnętrzne, obsługuje pewna forma komórki. Błona komórkowa składa się z podwójnej warstwy fosfolipidów zwróconych ku sobie hydrofobowymi końcami wyższych rodników kwasów tłuszczowych; hydrofilowe reszty kwasu fosforowego i gliceryny znajdują się na zewnątrz. Cząsteczki białek są mozaikowo rozproszone w warstwie bilipidowej, której jedna część przenika przez błonę, a druga znajduje się na jej powierzchni lub jest w niej częściowo zanurzona. Na zewnątrz węglowodany są połączone z białkami i lipidami.

Substancje dostają się do komórki na różne sposoby: rozproszone (jony o niskiej masie cząsteczkowej); osmoza (woda); transport aktywny (poprzez specjalne kanały białkowe) przy zużyciu energii; poprzez endocytozę (duże cząstki).

Oprócz błony zewnętrznej komórki organizmów roślinnych i grzybów mają również błonę. Ta nieożywiona struktura komórkowa składa się z celulozy, nadaje komórce siłę, chroni ją i jest „szkieletem” roślin i grzybów. W skorupce znajdują się pory, przez które przedostają się substancje.

Cytoplazma, półpłynna zawartość komórki, zawiera wszystkie organelle.

Siateczka śródplazmatyczna (ER) to jednobłonowy układ kanalików, rurek i zbiorników, który przenika całą cytoplazmę. Dzieli go na osobne przedziały, w których zachodzi synteza różne substancje, zapewnia komunikację pomiędzy poszczególnymi częściami komórki i transport substancji. Istnieją gładkie i ziarniste EPS. Na gładkiej powierzchni zachodzi synteza lipidów, na powierzchni ziarnistej zlokalizowane są rybosomy i synteza białek.

Rybosomy to małe ciała w kształcie grzyba, w którym zachodzi synteza białek. Składają się z rybosomalnego RNA i białka, tworząc duże i małe podjednostki.

Aparat Golgiego, jednobłonowa struktura powiązana z ER, zapewnia pakowanie i usuwanie syntetyzowanych substancji z komórki. Ponadto z jego struktur powstają lizosomy.

Lizosomy to kuliste ciała zawierające enzymy hydrolityczne, które rozkładają substancje wielkocząsteczkowe, tj. Zapewniają trawienie wewnątrzkomórkowe.

Mitochondria to półautonomiczne struktury dwubranowe o wydłużonym kształcie. Błona zewnętrzna jest gładka, natomiast wewnętrzna posiada fałdy – cristae, zwiększające jej powierzchnię. Wewnątrz mitochondrium jest wypełnione macierzą zawierającą kolistą cząsteczkę DNA, RNA i rybosomy.

Liczba mitochondriów w komórkach jest różna; w miarę wzrostu komórek ich liczba wzrasta w wyniku podziału. Mitochondria to „stacje energetyczne” komórki. Podczas procesu oddychania następuje ostateczne utlenianie substancji tlenem atmosferycznym. Uwolniona energia magazynowana jest w cząsteczkach ATP, których synteza zachodzi w tych strukturach.

Plastydy są charakterystyczne dla komórek roślinnych. Istnieją trzy rodzaje plastydów: chloroplasty, leukoplasty i chromoplasty.

Chloroplasty to półautonomiczne organelle z podwójną błoną, o podłużnym kształcie i kolorze zielonym. Wewnętrzna część wypełniona jest zrębem, w który osadzone są granae. Granas powstają ze struktur błonowych - tylakoidów. Zrąb zawiera kolistą cząsteczkę DNA, RNA i rybosomów. Pigment fotosyntetyczny, chlorofil, znajduje się na błonach. Proces fotosyntezy zachodzi w chloroplastach. Reakcje fazy jasnej zachodzą na błonie tylakoidów, a reakcje fazy ciemnej w zrębie.

Chromoplasty to kuliste organelle z podwójną błoną zawierające pigmenty czerwony, pomarańczowy i żółty. Chromoplasty nadają kolor kwiatom i owocom i powstają z chloroplastów.

Leukoplasty to bezbarwne plastydy występujące w bezbarwnych częściach rośliny. Zawiera zapasowe składniki odżywcze, pod wpływem światła mogą przekształcić się w chloroplasty.

Oprócz chloroplastów komórki roślinne Mają także wakuole – ciała błonowe wypełnione sokiem komórkowym i składnikami odżywczymi.

Centrum komórkowe zapewnia proces podziału komórki. Składa się z dwóch centrioli i centrosfery, które tworzą nici wrzeciona i przyczyniają się do równomiernego rozmieszczenia chromosomów w dzielącej się komórce. Charakterystyka komórek zwierzęcych. -

Jądro jest ośrodkiem regulującym aktywność komórkową. Jądro jest oddzielone od cytoplazmy podwójną błoną jądrową przesiąkniętą porami. Wewnątrz jest wypełniony karioplazmą, która zawiera cząsteczki DNA. Aparat jądrowy reguluje wszystkie procesy życiowe komórki i zapewnia przekazywanie informacji dziedzicznych. Tutaj zachodzi synteza DNA, RNA i rybosomów. Często w rdzeniu widać jedną lub więcej ciemnych plam zaokrąglone formacje- jąderka, w których tworzą się i gromadzą rybosomy. Cząsteczki DNA niosą informację dziedziczną, która określa cechy danego organizmu, narządu, tkanki, komórki. W jądrze cząsteczki DNA nie są widoczne, ponieważ są w formie cienkie nitki chromatyna. Podczas podziału DNA ulega silnej spirali, pogrubieniu, tworzy kompleksy z białkiem i zamienia się w wyraźnie widoczne struktury - chromosomy.

Oprócz wymienionych, niektóre komórki mają specyficzne organelle - rzęski i wici, które zapewniają ruch, głównie organizmom jednokomórkowym. Występują także w niektórych komórkach Organizmy wielokomórkowe(nabłonek rzęskowy). Rzęski i wici są przedłużeniami cytoplazmy otoczonymi błoną komórkową. Wewnątrz narośli znajdują się mikrotubule, których skurcz wprawia komórkę w ruch.

Metabolizm i przemiana energii w komórce

Podstawą życia komórki jest metabolizm i konwersja energii. Metabolizm to ogół wszystkich reakcji syntezy i rozkładu zachodzących w organizmie, związanych z uwalnianiem lub wchłanianiem energii. Metabolizm substancji i energii składa się z dwóch powiązanych ze sobą i przeciwstawnych procesów: asymilacji i dysymilacji.

Asymilacja, czyli wymiana plastyczna, to zespół reakcji syntezy wielkocząsteczkowych substancji organicznych, którym towarzyszy absorpcja energii w wyniku rozkładu cząsteczek ATP.

Dysymilacja, czyli metabolizm energetyczny, to zespół reakcji rozkładu i utleniania substancji organicznych, któremu towarzyszy uwolnienie energii i jej magazynowanie w syntetyzowanych cząsteczkach ATP.

Wszystkie reakcje metaboliczne zachodzą w obecności enzymów. ATP jest główną substancją, która zapewnia wszystkie procesy energetyczne w komórce, magazynuje energię w procesie metabolizmu energetycznego i uwalnia ją w procesie metabolizmu plastycznego.

Jedyne źródło Energią na Ziemi jest Słońce. Komórki roślinne wykorzystują chloroplasty do wychwytywania energii słonecznej i przekształcania jej w energię wiązania chemiczne cząsteczki syntetyzowanych substancji organicznych. W roślinach zachodzi pierwotna synteza substancji organicznych z substancji nieorganicznych: dwutlenek węgla i wodę wykorzystującą energię słoneczną. Wszystkie inne organizmy korzystają z gotowych substancji organicznych, rozkładają je, a uwolniona energia magazynowana jest w cząsteczkach ATP. Zmagazynowana energia jest zużywana w procesie wymiany plastycznej na syntezę substancji organicznych specyficznych dla każdego organizmu. Część energii w procesie metabolicznym jest stale tracona w postaci ciepła, dlatego niezbędny jest stały dopływ energii do układów organizmów żywych. W ten sposób energia słoneczna jest akumulowana w substancjach organicznych, a następnie wykorzystywana w procesach życiowych organizmu.

Ze względu na sposób odżywiania oraz źródło materii organicznej i energii organizmy dzielą się na autotroficzne i heterotroficzne.

Organizmy autotroficzne syntetyzują substancje organiczne podczas fotosyntezy z substancji nieorganicznych (dwutlenek węgla, woda, sole mineralne), wykorzystując energię światła słonecznego. Należą do nich wszystkie organizmy roślinne, sinice (cyjanobakterie). Bakterie dokonujące syntezy chemicznej są również zdolne do odżywiania się autotroficznego, wykorzystując energię uwolnioną podczas utleniania substancje nieorganiczne: siarka, żelazo, azot.

Organizmy heterotroficzne otrzymują gotowe substancje organiczne od autotrofów. Źródłem energii są substancje organiczne, które w procesie dysymilacji ulegają rozkładowi i utlenianiu. Należą do nich zwierzęta, grzyby i wiele bakterii.

Autotrofy są zdolne do asymilacji węgla nieorganicznego i innych pierwiastków. Heterotrofy asymilują wyłącznie substancje organiczne, pozyskując energię z ich rozkładu. Organizmy autotroficzne i heterotroficzne są ze sobą powiązane procesami metabolicznymi i energetycznymi.

Metabolizm energetyczny

Metabolizm energetyczny składa się z trzech etapów.

Etap I – przygotowawczy. W pierwszym etapie wielkocząsteczkowe substancje organiczne rozkładają się na niskocząsteczkowe w procesie reakcji hydrolizy zachodzących z udziałem wody. Wpada do przewód pokarmowy i na poziomie komórkowym - w lizosomach. Cała energia uwolniona na etapie przygotowawczym jest rozpraszana w postaci ciepła.

Reakcje etap przygotowawczy:

białka + H 2 0-» aminokwasy + C; węglowodany + H 2 0 - „glukoza + f; tłuszcze + H 2 0 -> glicerol + wyższe tłuszcze + kwasy

Etap II – glikoliza, utlenianie beztlenowe. Glukoza jest kluczową substancją metaboliczną w organizmie. Wszystkie inne substancje są różne etapy zostają wciągnięci w procesy jej transformacji. Dalszy rozkład substancji organicznych rozważa się na przykładzie metabolizmu glukozy.

Proces glikolizy zachodzi w cytoplazmie. Glukoza rozkładana jest na 2 cząsteczki kwasu pirogronowego (PVA), które w zależności od rodzaju komórki i organizmu mogą zostać przekształcone w kwas mlekowy, alkohol lub inne substancje organiczne. W tym przypadku uwolniona energia jest częściowo magazynowana w 2 cząsteczkach ATP, a częściowo zużywana w postaci ciepła. Procesy beztlenowe nazywane są fermentacją.

Reakcje glikolizy:

C 6 H 12 0 6 -->2C 3 H 4 0 3 +4H-glukoza

2C 3 H 6 0 3 (kwas mlekowy) Fermentacja kwasu mlekowego

Fermentacja alkoholowa 2C 2 H 5 OH + 2C0 2 (alkohol etylowy).

W wyniku stopniowego rozkładu glukozy powstają 2 cząsteczki PVK - C 3 H 4 0 3. W tym przypadku uwalniane są kolejne 4 atomy H, które łączą się z transporterem NAD+ i powstają 2NAD H+H+. Dalszy los PVC zależy od dostępności tlenu. W warunkach beztlenowych PVA ulega przemianie do kwasu mlekowego lub etanolu przy udziale tych samych dwóch cząsteczek NAD H + H +, które oddają wodór. Jeśli proces zachodzi w warunkach tlenowych, wówczas PVC i 2NAD H + H + wchodzą w biologiczne reakcje utleniania.

Etap III – tlen. Utlenianie biologiczne zachodzi w mitochondriach. Kwas pirogronowy dostaje się do mitochondriów, gdzie przekształca się w kwas octowy, łączy się z enzymem nośnikowym i wchodzi w szereg cyklicznych reakcji – cykl Krebsa. W wyniku tych reakcji, przy udziale tlenu, powstaje dwutlenek węgla i woda, a na grzebieniach mitochondriów pod wpływem uwolnionej energii syntetyzuje się 36 cząsteczek ATP.

Reakcje na etapie tlenowym:

2C 3 H 4 0 3 + 60 2 + 4H - 6C0 2 + 6H 2 0.

Zatem podczas dwuetapowego rozkładu glukozy powstaje łącznie 38 cząsteczek ATP, z których główna część powstaje w wyniku utleniania tlenu.

Proces biologicznego utleniania substancji organicznych nazywa się oddychaniem.

Wymiana plastiku. Fotosynteza

Fotosynteza to proces pierwotnej syntezy substancji organicznych z substancji nieorganicznych (dwutlenku węgla i wody) pod wpływem światła słonecznego. Występuje u roślin w chloroplastach. Istnieją dwie fazy fotosyntezy.

1. Faza jasna. Fotoliza wody. Synteza ATP. Występuje na błonach tylakoidów tylko przy udziale światła słonecznego. Ze względu na energię słońca zachodzą trzy grupy reakcji:

1) wzbudzenie chlorofilu, abstrakcja elektronów i synteza ATP dzięki energii wzbudzonych elektronów;

2) fotoliza wody - rozszczepienie cząsteczki wody;

3) wiązanie jonów wodorowych z transporterem NADP.

Kwanty światła uderzające w chlorofil prowadzą cząsteczkę do stanu wzbudzonego. W tym przypadku elektrony przechodzą w stan wzbudzony i przechodzą przez obwód elektroniczny na membranie do miejsca syntezy ATP. Jednocześnie pod wpływem światła cząsteczka wody ulega rozszczepieniu i powstają jony wodoru. Na błonie tylakoidów jony wodoru łączą się z transporterem NADP za sprawą elektronów chlorofilu, a uwolniona energia trafia do syntezy ATP. Jony tlenu powstające podczas fotolizy wody oddają elektrony chlorofilowi ​​i zamieniają się w wolny tlen, który jest uwalniany do atmosfery.

2. Faza ciemna. Mocowanie węglowe. Synteza glukozy. Do zajścia reakcji drugiego etapu nie jest konieczna obecność światła. Źródłem energii są cząsteczki ATP syntetyzowane w pierwszym etapie.

W zrębie chloroplastów, gdzie dostają się NADP H 4-H +, ATP i dwutlenek węgla z atmosfery, zachodzą reakcje cykliczne, w wyniku których dochodzi do wiązania dwutlenku węgla, jego redukcji wodorem w wyniku NADP x x H + H + i syntezy glukozy. Reakcje te zachodzą dzięki energii ATP zmagazynowanej w fazie lekkiej.

Równanie fazy ciemnej można przedstawić schematycznie w następujący sposób:

C 6 H 12 0 6 + NADP + C0 2 + NADP H + H + 2ADP

Ogólne równanie fotosyntezy wygląda następująco:

6С0 2 + 6Н 2 0 -222+ С 6 Н 12 0 6 + 60 2 Т.

Wymiana plastiku. Biosynteza białek

Najważniejszym procesem metabolizmu tworzyw sztucznych jest biosynteza białek. Występuje we wszystkich komórkach organizmów.

Kod genetyczny. Sekwencja aminokwasów w cząsteczce białka jest szyfrowana jako sekwencja nukleotydów w cząsteczce DNA i nazywana jest kodem genetycznym. Sekcja cząsteczki DNA odpowiedzialna za syntezę jednego białka nazywana jest genem.

Charakterystyka kodu genetycznego.

1. Kod jest tripletowy: każdy aminokwas odpowiada kombinacji 3 nukleotydów. W sumie są 64 takie kombinacje. Spośród nich 61 kodów jest semantycznych, to znaczy odpowiada 20 aminokwasom, a 3 kody są bez znaczenia, kody stop, które nie odpowiadają aminokwasom, ale wypełniają luki między genami.

2. Kod jest jednoznaczny – każda trójka odpowiada tylko jednemu aminokwasowi.

3. Kod jest zdegenerowany – każdy aminokwas ma więcej niż jeden kod. Przykładowo aminokwas glicyna ma 4 kody: CCA, CCG, CCT, CCC, częściej aminokwasy mają ich 2-3.

4. Kod jest uniwersalny – wszystkie żywe organizmy mają taki sam kod genetyczny aminokwasy.

5. Kod jest ciągły - nie ma przerw pomiędzy kodami.

6. Kod nie nakłada się na siebie – końcowy nukleotyd jednego kodu nie może być początkiem kolejnego.

Warunki biosyntezy. Biosynteza białek wymaga informacji genetycznej z cząsteczki DNA; informacyjny RNA - nośnik tej informacji z jądra do miejsca syntezy; rybosomy - organelle, w których zachodzi sama synteza białek; zestaw aminokwasów w cytoplazmie; przenosić RNA kodujące aminokwasy i przenosić je do miejsca syntezy na rybosomach; ATP jest substancją dostarczającą energii do procesu kodowania i biosyntezy.

Etapy biosyntezy

Transkrypcja to proces biosyntezy wszystkich typów RNA na matrycy DNA, który zachodzi w jądrze.

Pewna część cząsteczki DNA ulega despiracji, a wiązania wodorowe pomiędzy dwoma łańcuchami ulegają zniszczeniu pod działaniem enzymów. Na jednej nici DNA, podobnie jak na matrycy, syntetyzowana jest kopia RNA z nukleotydów zgodnie z zasadą komplementarności. W zależności od sekcji DNA, w ten sposób syntetyzowane są rybosomalne, transportowe i informacyjne RNA.

Po syntezie mRNA opuszcza jądro i kierowany jest do cytoplazmy, gdzie na rybosomach następuje synteza białek.

Translacja to proces syntezy łańcuchów polipeptydowych przeprowadzany na rybosomach, gdzie mRNA jest pośrednikiem w przekazywaniu informacji o pierwotnej strukturze białka.

Biosynteza białek składa się z szeregu reakcji.

1. Aktywacja i kodowanie aminokwasów. tRNA ma kształt liścia koniczyny, w którego centralnej pętli znajduje się antykodon tripletowy, odpowiadający kodowi konkretnego aminokwasu i kodonowi w mRNA. Każdy aminokwas jest połączony z odpowiednim tRNA za pomocą energii ATP. Tworzy się kompleks tRNA-aminokwas, który przedostaje się do rybosomów.

2. Tworzenie kompleksu mRNA-rybosom. mRNA w cytoplazmie jest połączone rybosomami na ziarnistej ER.

3. Składanie łańcucha polipeptydowego. tRNA z aminokwasami, zgodnie z zasadą komplementarności antykodon-kodon, łączy się z mRNA i wchodzi do rybosomu. W centrum peptydowym rybosomu tworzy się wiązanie peptydowe pomiędzy dwoma aminokwasami, a uwolniony tRNA opuszcza rybosom. W tym przypadku mRNA za każdym razem przesuwa się o jedną trójkę, wprowadzając nowy tRNA - aminokwas i usuwając uwolnione tRNA z rybosomu. Cały proces zapewnia energia ATP. Jeden mRNA może łączyć się z kilkoma rybosomami, tworząc polisom, w którym jednocześnie syntetyzowanych jest wiele cząsteczek jednego białka. Synteza kończy się, gdy w mRNA zaczynają się kodony nonsensowne (kody stop). Rybosomy oddzielają się od mRNA i usuwają z nich łańcuchy polipeptydowe. Ponieważ cały proces syntezy odbywa się na ziarnistej siateczce śródplazmatycznej, powstałe łańcuchy polipeptydowe przedostają się do kanalików ER, gdzie uzyskują ostateczną strukturę i przekształcają się w cząsteczki białka.

Wszystkie reakcje syntezy są katalizowane przez specjalne enzymy przy wydatku energii ATP. Szybkość syntezy jest bardzo wysoka i zależy od długości polipeptydu. Na przykład w rybosomie coli synteza białka o długości 300 aminokwasów trwa około 15-20 sekund.

Przystosowanie metabolizmu do przejścia na oddychanie tlenem atmosferycznym. U Dziecko a w pierwszych latach życia obserwuje się maksymalną intensywność metabolizmu i energii, a następnie następuje nieznaczny spadek podstawowego tempa metabolizmu. Podstawowy metabolizm u dzieci różni się w zależności od wieku dziecka i rodzaju diety. W porównaniu do pierwszych dni życia, o półtora roku metabolizm...

Traci jedną cząsteczkę kwasu fosforowego i staje się ADP. Z ADP ponownie syntezuje się ATP przez dodanie kwasu fosforowego. Jest oczywiste, że reakcja ta zachodzi przy absorpcji energii (40 kJ, czyli 10 000 cali) na gram-mol. 1. Metabolizm i energia w komórce reakcje chemiczne Największą organizacją i uporządkowaniem charakteryzują się procesy zachodzące w komórce: każda reakcja przebiega...

Koszty energii; 2) ze zmiennymi kosztami energii i 3) z kosztami syntezy produktów. Największa ilość ciepło powstaje w narządach o intensywnym metabolizmie i dużej masie - wątrobie i mięśniach. Podczas pracy mięśni przekształcana jest tylko jedna trzecia energii chemicznej Praca mechaniczna, pozostałe dwie trzecie zamieniają się w ciepło. Produkcja ciepła może wzrosnąć 3...5 razy z powodu...

Organy o godz nagłe zmiany t° środowiska), organizmy żywe mają wysoką zdolność adaptacyjną. U podstaw tego wzrostu leży ta sama cecha metaboliczna funkcjonalność ciała, poprawiając przy tym właściwości fizyczne trening sportowy. Główne typy metabolizmu. W metabolizmie zwyczajowo rozróżnia się: metabolizm plastyczny, funkcjonalny...

Komórka stale wymienia substancje i energię z otoczeniem. Metabolizm (metabolizm)- główna właściwość organizmów żywych. Na poziomie komórkowym metabolizm obejmuje dwa procesy: asymilację (anabolizm) i dysymilację (katabolizm). Procesy te zachodzą jednocześnie w komórce.

Asymilacja(wymiana plastyczna) - zespół reakcji syntezy biologicznej. Z proste substancje wchodząc do komórki z zewnątrz, tworzą się substancje charakterystyczne dla tej komórki. Synteza substancji w komórce zachodzi przy wykorzystaniu energii zawartej w cząsteczkach ATP.

Dysymilacja (metabolizm energetyczny)- zespół reakcji rozkładu substancji. Podczas rozkładu związków wielkocząsteczkowych uwalniana jest energia potrzebna do reakcji biosyntezy.

W zależności od rodzaju asymilacji organizmy mogą być autotroficzne, heterotroficzne i miksotroficzne.

Fotosynteza i chemosynteza- dwie formy wymiany tworzyw sztucznych. Fotosynteza- proces powstawania substancji organicznych z dwutlenku węgla i wody pod wpływem światła z udziałem pigmentów fotosyntetycznych.

Chemosynteza - metoda żywienia autotroficznego, w której źródłem energii do syntezy substancji organicznych z CO2 są reakcje utleniania związków nieorganicznych

Zazwyczaj wszystkie organizmy zdolne do syntezy substancji organicznych z substancji nieorganicznych, tj. Organizmy zdolne do fotosyntezy i chemosyntezy zaliczamy do autotrofów. Autotrofy tradycyjnie obejmują rośliny i niektóre mikroorganizmy.

Główną substancją biorącą udział w wieloetapowym procesie fotosyntezy jest chlorofil. To właśnie on przekształca energię słoneczną w energię chemiczną.

Lekka faza fotosyntezy:

(przeprowadzane na błonach tylakoidów)

Światło padające na cząsteczkę chlorofilu jest przez nią pochłaniane i wprowadza ją w stan wzbudzony - elektron wchodzący w skład cząsteczki po pochłonięciu energii światła przechodzi do stanu wyższego poziom energii i uczestniczy w procesach syntezy;

Pod wpływem światła następuje również rozszczepienie (fotoliza) wody:

protony (za pomocą elektronów) przekształcane są w atomy wodoru i wydawane na syntezę węglowodanów;

Syntetyzowany jest ATP (energia).

Ciemna faza fotosyntezy(występuje w zrębie chloroplastów)

faktyczna synteza glukozy i uwalnianie tlenu

notatka: Fazę tę nazywa się ciemną nie dlatego, że zachodzi w nocy - synteza glukozy zachodzi na ogół przez całą dobę, jednak faza ciemna nie wymaga już energii świetlnej.

20. Metabolizm w komórce. Proces dysymilacji. Główne etapy metabolizmu energetycznego.

We wszystkich komórkach organizmów żywych nieustannie zachodzą procesy metabolizmu i energii - to jest metabolizm. Jeśli rozważymy ten proces bardziej szczegółowo, to to procesy stałe powstawanie i rozpad substancje i wchłanianie i wydalanie energia.

Metabolizm w komórce:

Proces syntezy substancji = metabolizm plastyczny = asymilacja = anabolizm

Aby coś zbudować, musisz wydać energię - proces ten zachodzi wraz z absorpcją energii.

Proces rozszczepiania = metabolizm energetyczny= dysymilacja=katabolizm

Jest to proces, w którym złożone substancje rozkładają się na prostsze i uwalniana jest energia.

Zasadniczo są to reakcje utleniania, zachodzą w mitochondriach, najprostszy przykład to oddech. Podczas oddychania złożone substancje organiczne rozkładają się na prostsze, uwalniając dwutlenek węgla i energię. Ogólnie rzecz biorąc, te dwa procesy są ze sobą powiązane i przekształcają się w siebie. W sumie równanie metabolizmu - metabolizmu w komórce - można zapisać w następujący sposób:
katabolizm + anabolizm = metabolizm w komórce = metabolizm.

W komórce nieustannie zachodzą procesy tworzenia. Z substancji prostych powstają substancje bardziej złożone, a z substancji niskocząsteczkowych powstają substancje o dużej masie cząsteczkowej. Syntetyzowane są białka węglowodany złożone, tłuszcze, kwasy nukleinowe. Do budowy wykorzystuje się syntetyzowane substancje różne części komórka, jej organelle, wydzieliny, enzymy, substancje rezerwowe. Reakcje syntetyczne są szczególnie intensywne w rosnącej komórce; substancje są stale syntetyzowane w celu zastąpienia cząsteczek, które są zużywane lub niszczone w przypadku uszkodzenia. Każda zniszczona cząsteczka białka lub innej substancji zostaje zastąpiona nową cząsteczką. W ten sposób komórka zachowuje swój kształt i skład chemiczny, pomimo ciągłych zmian w procesie życia.

Nazywa się syntezą substancji zachodzącą w komórce synteza biologiczna lub w skrócie biosynteza. Wszystkie reakcje biosyntezy obejmują absorpcję energii. Zespół reakcji biosyntezy nazywa się wymiana plastiku lub asymilacja(łac. „similis” – podobne). Znaczenie tego procesu jest takie, że do komórki dostają się ludzie ze środowiska zewnętrznego składniki odżywcze w rezultacie znacznie różni się od substancji komórki przemiany chemiczne stają się substancjami komórki.

Reakcje rozszczepienia. Substancje złożone podzielić na prostsze, wielkocząsteczkowe - na niskocząsteczkowe. Białka rozkładają się na aminokwasy, skrobia na glukozę. Substancje te rozkładają się na związki o jeszcze mniejszej masie cząsteczkowej, a ostatecznie powstają bardzo proste, ubogie w energię substancje - CO 2 i H 2 O. Reakcjom rozszczepienia towarzyszy w większości przypadków wyzwolenie energii.

Biologiczne znaczenie tych reakcji polega na dostarczeniu komórce energii. Każda forma aktywności - ruch, wydzielanie, biosynteza itp. - wymaga wydatku energetycznego. Zbiór reakcji rozszczepiania nazywa się metabolizm lub dysymilacja energii komórkowej. Dysymilacja jest dokładnym przeciwieństwem asymilacji: w wyniku podziału substancje tracą swoje podobieństwo do substancji komórkowych.

Wymiana tworzyw sztucznych i energii (asymilacja i dysymilacja) są ze sobą nierozerwalnie powiązane. Z jednej strony reakcje biosyntezy wymagają wydatku energii, która jest pobierana z reakcji rozszczepienia. Natomiast do przeprowadzenia reakcji metabolizmu energetycznego konieczna jest ciągła biosynteza enzymów obsługujących te reakcje, gdyż w trakcie pracy ulegają one zużyciu i zniszczeniu. Złożone układy reakcji składające się na proces wymiany plastycznej i energetycznej są ściśle powiązane nie tylko ze sobą, ale także ze środowiskiem zewnętrznym.

Substancje pokarmowe dostają się do komórki ze środowiska zewnętrznego, stanowiąc materiał do reakcji wymiany plastycznej, a w reakcjach rozszczepiania uwalniają energię niezbędną do funkcjonowania komórki. Do środowiska zewnętrznego uwalniane są substancje, które nie mogą już zostać wykorzystane przez komórkę. Całość reakcje enzymatyczne komórki, czyli zespół wymian plastycznych i energetycznych (asymilacja i dysymilacja), połączonych ze sobą i ze środowiskiem zewnętrznym, nazywane są metabolizm i energia. Proces ten jest głównym warunkiem utrzymania życia komórki, źródłem jej wzrostu, rozwoju i funkcjonowania.

Metabolizm energetyczny. Organizm potrzebuje energii do funkcjonowania. Rośliny gromadzą energię słoneczną w materii organicznej podczas fotosyntezy. W procesie metabolizmu energetycznego następuje rozkład substancji organicznych i uwolnienie energii wiązań chemicznych. Częściowo jest rozpraszany w postaci ciepła, a częściowo magazynowany w cząsteczkach ATP. U zwierząt metabolizm energetyczny przebiega w trzech etapach.

Pierwszy etap ma charakter przygotowawczy. Pożywienie dostaje się do organizmu zwierząt i ludzi w postaci złożonych związków wielkocząsteczkowych. Przed wejściem do komórek i tkanek substancje te muszą zostać rozłożone na substancje niskocząsteczkowe, które są łatwiej dostępne do wchłaniania przez komórki. W pierwszym etapie następuje hydrolityczny rozkład substancji organicznych, który zachodzi z udziałem wody. Zachodzi pod wpływem enzymów w przewodzie pokarmowym zwierząt wielokomórkowych, w wakuolach trawiennych zwierząt jednokomórkowych oraz na poziomie komórkowym w lizosomach. Reakcje na etapie przygotowawczym:

białka + H 2 0 -> aminokwasy + Q;

tłuszcze + H 2 0 -> glicerol + wyższe kwas tłuszczowy + Q;

polisacharydy -> glukoza +P.

U ssaków i ludzi białka rozkładane są w żołądku na aminokwasy dwunastnica pod wpływem enzymów - hydrolaz peptydowych (pepsyna, trypsyna, chemotrypsyna). Rozkład polisacharydów rozpoczyna się w Jama ustna pod działaniem enzymu ptyaliny, a następnie kontynuuje się w dwunastnicy pod działaniem amylazy. Pod wpływem lipazy rozkładane są tam także tłuszcze. Cała energia uwolniona w tym przypadku jest rozpraszana w postaci ciepła. Powstałe substancje niskocząsteczkowe dostają się do krwi i są dostarczane do wszystkich narządów i komórek. W komórkach dostają się do lizosomu lub bezpośrednio do cytoplazmy. Jeśli rozszczepienie nastąpi na poziomie komórkowym w lizosomach, substancja natychmiast przedostaje się do cytoplazmy. Na tym etapie substancje są przygotowywane do rozkładu wewnątrzkomórkowego.

Druga faza- utlenianie beztlenowe. Drugi etap odbywa się na poziomie komórkowym przy braku tlenu. Występuje w cytoplazmie komórki. Rozważmy rozkład glukozy jako jedną z kluczowych substancji metabolicznych w komórce. Wszystkie inne substancje organiczne (kwasy tłuszczowe, glicerol, aminokwasy) są różne etapy zostają wciągnięci w procesy jej transformacji. Nazywa się to beztlenowym rozkładem glukozy glikoliza. Glukoza ulega szeregowi kolejnych przemian (ryc. 16). Najpierw ulega przemianie do fruktozy, fosforylacji – aktywowanej przez dwie cząsteczki ATP i przekształceniu w difosforan fruktozy. Następnie sześciowęglowa cząsteczka węglowodanów rozkłada się na dwa trójwęglowe związki – dwie cząsteczki glicerofosforanu (triozy). Po serii reakcji ulegają utlenieniu, każdy tracąc po dwa atomy wodoru, i przekształcają się w dwie cząsteczki kwasu pirogronowego (PVA). W wyniku tych reakcji syntezowane są cztery cząsteczki ATP. Ponieważ początkowo dwie cząsteczki ATP zostały wydane na aktywację glukozy, całkowity wynik wynosi 2 ATP. Zatem energia uwolniona podczas rozkładu glukozy jest częściowo magazynowana w dwóch cząsteczkach ATP, a częściowo zużywana w postaci ciepła. Cztery atomy wodoru usunięte podczas utleniania glicerofosforanu łączą się z nośnikiem wodoru NAD+ (fosforanem dinukleotydu nikotynoamidu). Jest to ten sam nośnik wodoru co NADP+, ale bierze udział w reakcjach metabolizmu energetycznego.

Uogólniony schemat reakcji glikolizy:

C 6 H 12 0 6 + 2NAD + - > 2C 3H 4 0 3 + 2NAD 2H

2ADF - > 2ATP

Zredukowane cząsteczki NAD2H przedostają się do mitochondriów, gdzie ulegają utlenieniu, uwalniając wodór.W zależności od rodzaju komórki, tkanki czy organizmu, kwas pirogronowy w środowisku beztlenowym może zostać dalej przekształcony w kwas mlekowy, alkohol etylowy, kwas masłowy lub inny organiczny Substancje. U organizmy beztlenowe procesy te nazywane są fermentacja.

Fermentacja kwasu mlekowego:

C 6 H 12 0 6 + 2NAD + -> 2C 3 H 4 0 3 + 2NAD 2H<=>2C 3 H 6 0 3 + 2NAD +

Kwas mlekowy glukoza PVC

Fermentacja alkoholowa:

C 6 H 12 0 6 + 2NAD + -> 2C 3 H 4 0 3 + 2NAD 2H<=>2C 2H 5OH + 2C0 2 + 2NAD +

Alkohol etylowy glukozy i PVC

Trzeci etap - utlenianie biologiczne lub oddychanie. Ten etap zachodzi tylko w obecności tlenu i jest inaczej nazywany tlen. Występuje w mitochondriach. Kwas pirogronowy z cytoplazmy przedostaje się do mitochondriów, gdzie traci cząsteczkę dwutlenku węgla i zamienia się w kwas octowy, łącząc się z aktywatorem i nośnikiem koenzymem-A. Powstały acetylo-CoA wchodzi następnie w szereg cyklicznych reakcji. Produkty rozkładu beztlenowego – kwas mlekowy, alkohol etylowy – również ulegają dalszym przemianom i utlenianiu tlenem. Kwas mlekowy przekształca się w kwas pirogronowy, jeśli powstaje w wyniku braku tlenu w tkankach zwierzęcych. Etanol utlenia się do kwas octowy i wiąże się z CoA. Nazywa się reakcje cykliczne, w których przekształca się kwas octowy cykl kwasów di- i trikarboksylowych, Lub Cykl Krebsa, nazwany na cześć naukowca, który jako pierwszy opisał te reakcje. W wyniku szeregu kolejnych reakcji następuje dekarboksylacja - usunięcie dwutlenku węgla i utlenianie - usunięcie wodoru z powstałych substancji. Dwutlenek węgla powstający podczas dekarboksylacji PVC oraz w cyklu Krebsa jest uwalniany z mitochondriów, a następnie z komórki i organizmu podczas oddychania. Zatem dwutlenek węgla powstaje bezpośrednio podczas dekarboksylacji substancji organicznych. Cały wodór usunięty z substancji pośrednich łączy się z transporterem NAD + i powstaje NAD 2H. Podczas fotosyntezy dwutlenek węgla łączy się z substancjami pośrednimi i jest redukowany wodorem. Tutaj proces jest odwrotny.

Ogólne równanie dekarboksylacji i utleniania PVC wygląda następująco:

2C 3 H 4 0 3 + 6H 2 0 + 10NAD + -> 6C0 2 + 10NAD N.

Prześledźmy teraz ścieżkę cząsteczek NAD 2H. Docierają do cristae mitochondriów, gdzie znajduje się łańcuch oddechowy enzymów. Na tym łańcuchu wodór jest oddzielany od nośnika przy jednoczesnym usuwaniu elektronów. Każda cząsteczka zredukowanego NAD 2H oddaje dwa atomy wodoru i dwa elektrony. Energia usuniętych elektronów jest bardzo wysoka. Wchodzą do łańcucha oddechowego enzymów, który składa się z białek - cytochromów. Poruszając się po tym układzie kaskadowo, elektron traci energię. Dzięki tej energii cząsteczki ATP są syntetyzowane w obecności enzymu ATPazy. Równolegle z tymi procesami jony wodoru pompowane są przez membranę na jej zewnętrzną stronę. W procesie utleniania 12 cząsteczek NAD-2H, które powstały podczas glikolizy (2 cząsteczki) oraz w wyniku reakcji w cyklu Krebsa (10 cząsteczek), syntetyzowanych jest 36 cząsteczek ATP. Synteza cząsteczek ATP związana z procesem utleniania wodoru nazywa się fosforylacja oksydacyjna. Ostatnim akceptorem elektronów jest cząsteczka tlenu, która podczas oddychania dostaje się do mitochondriów. Atomy tlenu na zewnątrz membrany przyjmują elektrony i stają się naładowane ujemnie. Dodatnie jony wodoru łączą się z ujemnie naładowanym tlenem, tworząc cząsteczki wody. Pamiętajmy, że tlen atmosferyczny powstaje w wyniku fotosyntezy podczas fotolizy cząsteczek wody, a wodór służy do redukcji dwutlenku węgla. W procesie wymiany energii wodór i tlen łączą się ponownie i przekształcają w wodę.

Uogólniona reakcja tlenowego etapu utleniania:

2C 3H 4 0 3 + 4H + 60 2 -> 6C0 2 + 6H 2 0;

36ADP -> 36ATP.

Zatem wydajność cząsteczek ATP podczas utleniania tlenowego jest 18 razy większa niż podczas utleniania beztlenowego.

Ogólne równanie utleniania glukozy w dwóch etapach:

С 6 Н 12 0 6 + 60 2 -> 6С0 2 + 6Н 2 0 + mi->Q(ciepły).

38ADP -> 38ATP

Zatem podczas rozkładu glukozy w dwóch etapach powstaje łącznie 38 cząsteczek ATP, z czego główna część - 36 cząsteczek - podczas utleniania tlenu. Ten zysk energii zapewnił preferencyjny rozwój organizmów tlenowych w porównaniu z beztlenowymi.

21. Mitotyczny cykl komórkowy. Charakterystyka okresów. Mitoza, jej znaczenie biologiczne. Amitoza.

Pod cykl (życia) komórki rozumieć istnienie komórki od momentu pojawienia się w wyniku podziału aż do kolejnego podziału lub śmierci komórki.

Pojęciem mu bliskim jest cykl mitotyczny.

Cykl mitotyczny- jest to żywotna aktywność komórki od podziału do następnego podziału.

Jest to zespół powiązanych ze sobą i skoordynowanych zjawisk podczas podziału komórki, a także przed i po nim. Cykl mitotyczny- jest to zespół procesów zachodzących w komórce od jednego podziału do drugiego i kończących się utworzeniem dwóch komórek następnego pokolenia. Ponadto pojęcie cyklu życia obejmuje także okres, w którym komórka pełni swoje funkcje oraz okresy spoczynku. W tym czasie dalszy los komórki jest niepewny: komórka może zacząć się dzielić (wchodzi w mitozę) lub zacząć przygotowywać się do pełnienia określonych funkcji.

Główne etapy mitozy.

1.Reduplikacja (samopowielanie) Informacja genetyczna komórka macierzysta i jej równomierny rozkład pomiędzy komórkami potomnymi. Towarzyszą temu zmiany w strukturze i morfologii chromosomów, w których koncentruje się ponad 90% informacji komórki eukariotycznej.

2. Cykl mitotyczny składa się z czterech kolejnych okresów: presyntetycznego (lub postmitotycznego) G1, syntetycznego S, postsyntetycznego (lub premitotycznego) G2 i samej mitozy. Stanowią interfazę autokatalityczną (okres przygotowawczy).

Fazy cykl komórkowy:

1) presyntetyczny (G1) (2n2c, gdzie n to liczba chromosomów, c to liczba cząsteczek). Występuje natychmiast po podziale komórki. Synteza DNA jeszcze nie nastąpiła. Komórka aktywnie rośnie, przechowując substancje niezbędne do podziału: białka (histony, białka strukturalne, enzymy), RNA, cząsteczki ATP. Następuje podział mitochondriów i chloroplastów (tj. struktur zdolnych do samoreprodukcji). Cechy organizacyjne komórki międzyfazowej zostają przywrócone po poprzednim podziale;

2) syntetyczny (S) (2n4c). Materiał genetyczny jest duplikowany poprzez replikację DNA. Zachodzi to w sposób semikonserwatywny, gdy podwójna helisa cząsteczki DNA rozdziela się na dwa łańcuchy, a na każdym z nich syntetyzowany jest łańcuch komplementarny.

Rezultatem są dwie identyczne podwójne helisy DNA, każda składająca się z jednej nowej i jednej starej nici DNA. Ilość materiału dziedzicznego podwaja się. Ponadto trwa synteza RNA i białek. Replikacji ulega także niewielka część mitochondrialnego DNA (główna jego część replikowana jest w okresie G2);

3) postsyntetyczny (G2) (2n4c). DNA nie jest już syntetyzowane, ale defekty powstałe podczas jego syntezy w okresie S ulegają korekcie (naprawie). Gromadzi się także energię i składniki odżywcze oraz trwa synteza RNA i białek (głównie jądrowych).

S i G2 są bezpośrednio związane z mitozą, dlatego czasami dzieli się je na odrębny okres - preprofazę.

Następnie następuje właściwa mitoza, która składa się z czterech faz. Proces podziału składa się z kilku następujących po sobie faz i jest cyklem. Jego czas trwania jest różny i w większości komórek waha się od 10 do 50 godzin.W komórkach organizmu ludzkiego czas trwania samej mitozy wynosi 1-1,5 godziny, okres interfazy G2 wynosi 2-3 godziny, okres interfazy S wynosi 6-10 godziny .

Etapy mitozy.

Proces mitozy dzieli się zwykle na cztery główne fazy: profaza, metafaza, anafaza I telofaza. Ponieważ jest ciągły, zmiana faz odbywa się płynnie - jedna niezauważalnie przechodzi w drugą.

W profazie Zwiększa się objętość jądra, a w wyniku spiralizacji chromatyny powstają chromosomy. Pod koniec profazy staje się jasne, że każdy chromosom składa się z dwóch chromatyd. Jąderka i błona jądrowa stopniowo się rozpuszczają, a chromosomy pojawiają się losowo rozmieszczone w cytoplazmie komórki. Centriole rozchodzą się w kierunku biegunów komórki. Tworzy się wrzeciono rozszczepienia achromatyny, którego część nici przechodzi od bieguna do bieguna, a część jest przyczepiona do centromerów chromosomów. Zawartość materiału genetycznego w komórce pozostaje niezmieniona (2n4c).

W metafazie chromosomy osiągają maksymalną spiralizację i są uporządkowane na równiku komórki, dlatego w tym okresie są liczone i badane. Zawartość materiału genetycznego nie ulega zmianie (2n4c).

W anafazie każdy chromosom „dzieli się” na dwie chromatydy, które od tego momentu nazywane są chromosomami potomnymi. Nici wrzeciona przyczepione do centromerów kurczą się i przyciągają chromatydy (chromosomy potomne) w kierunku przeciwnych biegunów komórki. Zawartość materiału genetycznego w komórce na każdym biegunie jest reprezentowana przez diploidalny zestaw chromosomów, ale każdy chromosom zawiera jedną chromatydę (4n4c).

W telofazie Chromosomy znajdujące się na biegunach ulegają spirali i stają się słabo widoczne. Wokół chromosomów na każdym biegunie powstaje błona jądrowa ze struktur błonowych cytoplazmy, a w jądrach tworzą się jąderka. Wrzeciono rozszczepienia zostaje zniszczone. W tym samym czasie cytoplazma dzieli się. Komórki potomne mają zestaw diploidalny chromosomy, z których każdy składa się z jednej chromatydy (2n2c).

Badania kontrolne nr 2. Struktura komórkowa.

CZAS – 35 MINUT!

Część A

Część A zawiera zadania z 4 możliwymi odpowiedziami, z których jedna jest prawidłowa.

A1. Wszystkie funkcje całego organizmu pełni komórka

1) kapcie orzęskowe

2) hydra słodkowodna

3) ludzka wątroba

4) liść brzozy

A2. Jaka struktura kontroluje procesy życiowe w komórkach roślin, zwierząt i grzybów?

1) cytoplazma

2) mitochondria

3) chloroplast

A3. W kompleksie Golgiego, w przeciwieństwie do chloroplastów, jest

1) transport substancji

2) utlenianie substancji organicznych do nieorganicznych

3) akumulacja substancji syntetyzowanych w komórce

4) synteza cząsteczek białek

A4. Podobieństwo między funkcjami lizosomów i mitochondriów polega na tym, co się w nich dzieje

1) synteza enzymów

2) synteza substancji organicznych

3) redukcja dwutlenku węgla do węglowodanów

4) rozkład substancji organicznych

A5. Hydrolityczny rozkład substancji wielkocząsteczkowych w komórce przeprowadza się w

1) lizosomy

2) cytoplazma

3) siateczka śródplazmatyczna

4) mitochondria

A6. Wszystkie poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisu struktury i funkcji mitochondriów. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w Twojej odpowiedzi.

1) rozkładają biopolimery na monomery 2) zawierają wzajemnie połączone ziarna

3) mają kompleksy enzymatyczne zlokalizowane na cristae

4) utleniają substancje organiczne tworząc ATP

5) mają błonę zewnętrzną i wewnętrzną

A7. Wszystkie poniższe cechy, z wyjątkiem dwóch, można wykorzystać do opisu funkcji cytoplazmy. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w Twojej odpowiedzi.

1) środowisko wewnętrzne, w którym znajdują się organelle 2) synteza glukozy

3) związki między procesami metabolicznymi. 4) utlenianie substancji organicznych do nieorganicznych

5) komunikacja między organellami komórkowymi

A8. Do opisu można zastosować wszystkie z wyjątkiem dwóch z poniższych cech właściwości ogólne charakterystyczne dla mitochondriów i plastydów. Wskaż dwie cechy, z których „wypadają”. lista ogólna, i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w Twojej odpowiedzi.

1) komórki nie dzielą się w ciągu swojego życia 2) posiadają własny materiał genetyczny

3) zawierają enzymy fosforylacji oksydacyjnej 4) mają podwójną błonę

5) biorą udział w syntezie ATP

A9. Wszystkie cechy wymienione poniżej, z wyjątkiem dwóch, można zastosować do opisu organelli komórkowych pokazanych na rysunku. Wskaż dwie cechy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz numery, pod którymi są one wskazane w tabeli.

1) występujący w komórkach roślinnych i zwierzęcych 2) charakterystyczny dla komórek prokariotycznych

3) bierze udział w tworzeniu lizosomów 4) tworzy pęcherzyki wydzielnicze

5) organelle z podwójną błoną

A10. Rozważ proponowany schemat. Zapisz brakujący termin w swojej odpowiedzi, oznaczony znakiem zapytania na schemacie.

A11. Rozważ proponowany schemat typów RNA. Zapisz brakujący termin w swojej odpowiedzi, oznaczony znakiem zapytania na schemacie.

A12. Wszystkie substancje przedstawione na schemacie, z wyjątkiem dwóch, zawierają zasadę azotową – adeninę. Wskaż dwie substancje, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz je.

1)	2)
3)	4)
5)

A13. Wybierz organogeny z proponowanej listy pierwiastków chemicznych. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane.

1) tlen 2) azot 3) magnez 4) chlor 5) jod

A14. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Poziom organizacji komórkowej pokrywa się z poziomem organizmu

1) bakteriofagi 2) ameba czerwonkowa 3) wirus polio

4) dziki królik 5) euglena zielona

A15. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Można zobaczyć za pomocą mikroskopu świetlnego

1) podział komórki 2) replikacja DNA 3) transkrypcja

4) fotoliza wody 5) chloroplasty

A16. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Badania paleontologów

1) wzorce rozwoju organizmów 2) rozmieszczenie istot żywych na Ziemi

3) siedliska organizmów 4) pozostałości kopalne organizmów zwierzęcych

5) badanie skamieniałych pozostałości pyłków i zarodników starożytnych roślin

A17. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Do szczególnych metod badań biologicznych zalicza się metodę

1) eksperymentalne 2) obserwacje 3) genealogiczne

4) modelowanie 5) hybrydologiczne

A18. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. W którym z poniższych badań naukowych go wykorzystano? metoda eksperymentalna?

1) badania flora tundra 2) obalenie teorii spontanicznego powstawania przez L. Pasteura 3) stworzenie teoria komórki 4) stworzenie modelu cząsteczki DNA. 5) badanie procesów fotosyntezy

A19. Wybierz dwie poprawne odpowiedzi spośród pięciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Metoda dzwonienia jest używana

1) określenie terminu i tras wędrówek ptaków 2) badanie mechanizmów lotu ptaków na różnych wysokościach 3) określenie cech behawioralnych ptaków domowych

4) ocena szkód wyrządzonych ludziom przez ptaki. 5) określenie przewidywanej długości życia ptaków

Część B

W zadaniach wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu.

Dopasuj zawartość pierwszej i drugiej kolumny.

Za prawidłowe wykonanie zadań z części B1-B8 przyznawane są 2 punkty. Jeżeli odpowiedź zawiera jeden błąd, zdający otrzymuje jeden punkt. Za odpowiedź błędną lub zawierającą 2 lub więcej błędów przyznaje się 0 punktów.

W 1. Wybierz trzy funkcje charakterystyczne dla białek.

1) energia 2) katalizator 3) napęd 4) transport

5) konstrukcyjny 6) magazynowy

O 2. Jakie są cechy strukturalne i funkcje rybosomów? Jako odpowiedź zapisz liczby w kolejności rosnącej.

1) mają jedną błonę 2) składają się z cząsteczek DNA 3) rozkładają substancje organiczne

4) składają się z dużych i małych cząstek 5) uczestniczą w procesie biosyntezy białek

6) składają się z RNA i białka

O 3. Wybierz struktury charakterystyczne tylko dla komórki roślinnej.

1) mitochondria 2) chloroplasty 3) ściana komórkowa 4) rybosomy

5) wakuole z sokiem komórkowym 6) Aparat Golgiego

O 4. Cytoplazma pełni funkcje w komórce

1) środowisko wewnętrzne, w którym znajdują się organelle 2) synteza glukozy

3) związki pomiędzy procesami metabolicznymi

4) utlenianie substancji organicznych do nieorganicznych

5) komunikacja między organellami komórkowymi 6) synteza cząsteczek ATP

O 5. Którą z poniższych funkcji pełni błona komórkowa? Jako odpowiedź zapisz liczby w kolejności rosnącej.

1) bierze udział w syntezie lipidów 2) przeprowadza aktywny transport substancji

3) bierze udział w procesie fagocytozy 4) uczestniczy w procesie pinocytozy

5) jest miejscem syntezy białek błonowych. 6) koordynuje proces podziału komórki

NA 6 Wybierz cechy strukturalne i funkcje chloroplastów

1) błony wewnętrzne tworzą cristae 2) w granae zachodzi wiele reakcji

3) zachodzi w nich synteza glukozy 4) są miejscem syntezy lipidów

5) składają się z dwóch różnych cząstek 6) organelli z podwójną błoną

W 7. Które z poniższych organelli są błoniaste?

1) lizosomy 2) centriole 3) rybosomy 4) mikrotubule 5) wakuole 6) leukoplasty

O 8. Ustal zgodność między organellami komórkowymi i ich funkcjami

Część C

C1. W cząsteczce DNA liczba nukleotydów zawierających cytozynę wynosi 15% Łączna. Jaki jest procent nukleotydów zawierających adeninę w tej cząsteczce?

C2. Jak nazywa się plazmoliza? Jak przepływa woda Błona komórkowa? Przyczyny plazmolizy? Jak nazywa się deplazmoliza?

C3. Co to jest osmoza? Jakie substancje biorą udział w tworzeniu ciśnienia osmotycznego?

C4. Jakie znasz rodzaje RNA? Jakie funkcje pełnią i gdzie się znajdują?