Запасное вещество животной клетки: Запасной углевод в животной клетке. Углеводы. Липиды

Содержание

Запасной углевод в животной клетке. Углеводы. Липиды

Углеводы . Общая формула Сn (h3O)n. Следовательно, углеводы содержат в своем составе только три химических элемента.

Растворимые в воде углеводы.

Функции растворимых углеводов : транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Моносахариды: глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания. Фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков. Рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях. Лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих. Мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Полимерные углеводы : крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде.

Функции полимерных углеводов : структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки. Гликоген еще более ветвистый, чем крахмал и хорошо растворимы в воде.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода. Виды липидов: жиры, воска, фосфолипиды. Функции липидов:

запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных. Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка. Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений. Структурная фосфолипиды входят в состав клеточных мембран. Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло. Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов. Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая
– воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот. Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИИ

Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:

1) аминокислота 3) нуклеотид

2) глюкоза 4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:

1) целлюлоза 3) хитин

2) крахмал 4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:

1) 10 г белка 3) 10 г жира

2) 10 г глюкозы 4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?

энергетическую 3) изоляционную

каталитическую 4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:

1) воде 3) соляной кислоте

2) растворе поваренной соли 4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов

1) состоят из остатков аминокислот

2) состоят из остатков глюкозы

3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода

4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру

5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина

6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме

1) каталитическая 4)строительная

2) транспортная 5) защитная

3) сигнальная 6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке

1) структурная 4) ферментативная

2) энергетическая 5) сигнальная

3) запасающая 6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке

Часть С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

С2. Почему именно мыло смывает жир с рук?

2.в составе желудочного сока есть это кислота
3.большинство неорганических веществ присутствует в жидких средах живых организмов в виде…
4.в морской воде, плазме крови и в полостной жидкости у многих животных в концентрации 0,9 содержится вещество
5.металлы часто входят в состав » активных центров»
6. растворимость веществ в воде
7. нерастворимость веществ в воде
8.органическое вещество-основной источник энергии в клетках
9. химические элементы,входящие в состав углеводов
10.количество молекул в моносахаридах
11.количество мономеров в полисахаридах
12.глюкозу, фруктозу, галактозу, рибозу относят к типу веществ
13.мономер полисахаридов
14.крахмал,хитин,целлюлоза, гликоген относятся к группе веществ

14.запасной углевод растений
15.запасной углевод животных
16.структурный углевод у растений
17 структурный углевод у животных

Алёна1999Беликова / 07 июля 2014 г., 22:40:55

Будьте добры, выручите. Нужно сравнить растительную и животную клетку. Напишу в виде таблицы, а вы проставите плюсы и минусы.

Части и органоиды клетки Растительная клетка Животная клетка
1. Цитоплазма
2. Микротельца
3. Жгутики/реснички
4. Хромосомы
5. Сферосомы
6. Информосомы
7. Ядрышки

джулия1234 / 07 мая 2015 г., 0:44:08

Подскажите кто что знает!!!

1. Что образуется в результате бескислородного этапа распада углеводов в клетках животных при недостатке кислорода?

2. Что образуется в результате бескислородного этапа распада углеводов в клетках растений, грибов при недостатке кислорода?

3. Сколько энергии образуется при гликолизе?

4. Сколько энергии образуется при клеточном дыхании?

АннаПочанкина / 01 мая 2013 г., 3:40:16

Помогите пожалуйста! МОЛЮ ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО 1. Перечислить признаки, характерные для многоклеточных

животных.

Тип питания

Особенности строения клеточной оболочки

Запасной углевод

Отношение площади внешней поверхности к объему

Способность к передвижению

2. Цифры отнести к буквам

А – одноклеточные животные

Б – многоклеточные животные

1 Организм обычно способен активно преодолевать большие расстояния.

2 Клетка способна решать все задачи, обеспечивающие её жизнедеятельность и размножение.

3 Организмы естественной смертью не умирают.

4 Организм обычно способен размножаться многократно.

5 Организм защищается от неблагоприятных условий среды за счет возможностей клеточной оболочки и с помощью перехода к глубокому анабиозу.

6 Организм способен преодолеть очень большие расстояния только пассивно.

7 Отдельная клетка обычно не способна к автономному существованию.

8 Организм имеет маленькое отношение площади внешней поверхности к объему.

9 Организм умирает естественной смертью, у клетки может быть запрограммированная гибель.

10 Организм очень редко бывает способен перейти к глубокому анабиозу.

11 Организм имеет большое отношение площади внешней поверхности к объему.

3. Аналогия травянистым жизненным формам у растений – педогенез у животных. Что организмы от этого выигрывают, и почему для растений этот выигрыш важнее, чем для животных (трав очень много, педогенез бывает редко)?

4. Какие на Земле сложились внешние предпосылки, заставившие организмы перейти к многоклеточному строению?

5. Почему организмы с низким уровнем организации сосуществуют с более прогрессивными?

6. В каком царстве и почему лучше регенрация?

7. Выберите из каждой пары такой организм, который мог бы с большей вероятностью стать предком других видов организмов; выбор объяснить:

Синица – киви

Малярийный плазмодий – эвглена зелёная

8. Перечислить таксоны царства животных.

Nastena1403 / 23 нояб. 2013 г., 23:46:31

1.Наука изучающая закономерности наследования признаков. . .

2.способность живых организмов отвечать на изменение окружающей среды. . .

3.теория согласно которой в воздухе жизненная сила способная вызывать самозарождении жизни. . .

4.впервые получил абиогенным путем белки из отдельных аминокислот. . .

5.в составе желудочного сока держится а) глюкоза б) амилоза в) серная кислота г) соляная кислота. . .

6.основной строительный материал клетки. . .

7.мономер полисахаридов. . .

8.ферменты являются по природе. . .

9.Запасной углевод растений. . .

10.на какой стадии фотосинтеза выделяют кислород растений. . .

Углеводы — это органические соединения, образованные тремя химическими элемента­ ми — углеродом, водородом и кислородом. Некоторые содержат также азот или серу. Общая формула углеводов — Сm(h3O)n.

Их делят на три основных класса: моносахариды, олигосахариды(дисахариды) и полисахариды.


Моносахариды — это простейшие углеводы, имеющие 3–10 атомов углерода. Большинство атомов углерода в молекуле моносахарида связано со спиртовыми группами, а один — с аль­дегидной или кетогруппой.

Глюкоза (виноградный сахар) встречается во всех организмах, в том числе в крови человека, поскольку является энергетическим резервом, входит в состав саха­розы, лактозы, мальтозы, крахмала, целлюлозы и других углеводов. Фруктоза (плодовый сахар) в наибольших кон­ центрациях содержится в плодах, меде, корнеплодах са­харной свеклы. Она не только принимает активное участие в процессах обмена веществ, но и входит в состав сахарозы.

Моносахариды — кристаллические вещества, сладкие на вкус и хорошо растворимые в воде.

К олигосахаридам относят углеводы, образованные не­ сколькими остатками моносахаридов. Они в основном так­ же кристаллические, хорошо растворимы в воде и сладки на вкус. В зависимости от количества этих остатков разли­ чают дисахариды (два остатка моносахаридов), трисахари­ ды (три) и т.д.

К дисахаридам относятся сахароза, лактоза и мальтоза. Сахароза (свекловичный или тростниковый са­ хар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы, она в стречается в запасающих органах некоторых растений. Особенно много сахарозы в корне­ плодах сахарной свеклы и сахарного тростника, откуда их получают промышленным спосо­бом. Лактоза, или молочный сахар, образована остатками глюкозы и галактозы, содержится в материнском и коровьем молоке. Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Она образуется в процессе рас­щепления крахмала в семенах растений и в пи­щеварительной системе человека.

Полисахариды — это биополимеры, мономе­ рами которых являются остатки моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюло­ за, хитин и др. Мономером этих полисахаридов является глюкоза.

Крахмал является основ­ ным запасным веществом растений, которое накапливается в семенах, плодах, клубнях, корневищах и других запасающих органах. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом, при которой крахмал окрашивается в сине­фиолетовый цвет.

Гликоген (животный крахмал) — это запасной полисахарид животных и грибов, кото­рый у человека в наибольших количествах накапливается в мышцах и печени. Молекулы гликогена имеют более высокую степень ветвления, чем молекулы крахмала.

Целлюлоза, или клетчатка, — основной опорный полисахарид растений. Неразветвленные молекулы целлюлозы образуют пучки, которые входят в состав клеточ­ных стенок растений. Она используется в производстве тканей, бумаги, спирта и других органических веществ.

Хитин — это полисахарид, мономером которого является азотсодержащий моносахарид на основе глюкозы. Он входит в состав клеточных стенок грибов и панцирей членистоногих.

Полисахариды представляют собой порошкообразные вещества, которые несладки на вкус и нерастворимы в воде.

Видео YouTube

Функции углеводов

Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энер­ гетическую, запасающую и опорную функции. Они образуют клеточные стенки растений и грибов. Энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов составляет 17,2 кДж. Глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал и гликоген являются запасными веществами. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков, образуя гликолипиды и гликопротеины.

Insert Flash

Липиды

Липиды — это разнородная в химическом отношении группа гидрофобных веществ. Эти вещества не растворяются в воде, зато могут растворяться в органических растворителях.
В воде они образуют эмульсии. Липиды жирны на ощупь, многие из них оставляют на бу­маге характерные невысыхающие следы. Наряду с белками и углеводами они являются одними из основных компонентов клеток. Содержание липидов в различных клетках неоди­ наково, особенно много их в семенах и плодах некоторых растений, в печени и сердце.

По химическому строению липиды делят на жи­ры, воски, стероиды, фосфолипиды, гликолипиды и др.

Жиры, или триацилглицеролы, являются слож­ ными эфирами трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Молекула жира имеет двойственные свойства, так как остаток гли­ церина образует гидрофильную «головку», а остатки жирных кислот — гидрофобные «хвосты».

Большинство жирных кислот содержит 14–22 угле­ родных атома. Среди них есть как насыщенные, так и ненасыщенные, то есть содержащие двойные связи.

Стероиды имеют молекулы с несколькими циклами. К ним относятся обязательный компонент клеточных мембран — холестерин (холестерол), гормоны эстрадиол и тестосте­ рон, витамин D.

Фосфолипиды — полярные липиды. Помимо остатков глицерина и жирных кислот, они имеют остаток ортофосфорной кислоты. Фосфолипиды являются основой клеточных мем­ бран и обеспечивают их барьерные свойства.

Воски — это сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов. У растений они образуют пленку на поверхности органов — листьев, плодов. Эти соединения защищают наземные органы растений от излишней потери влаги, предотвращают проник­новение патогенов и т. п. У насекомых они покрывают тело или служат для построения сот.

Гликолипиды также являются компонентами мембран, но их содержание там невелико. Нелипидная часть гликолипидов включает остаток углевода.

Функции липидов.

Insert Flash

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.

Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.
Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная
– миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.
Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу. 2) крахмал
3) хитин
4) гликоген

А3 . Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка
2) 10 г глюкозы
3) 10 г жира
4) 10 г аминокислоты

А4 . Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую
2)каталитическую
3) изоляционную
4) запасающую

А5 . Липиды можно растворить в:
1) воде
2) растворе поваренной соли
3) соляной кислоте
4) ацетоне

Часть В

В1 . Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2 . Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая
2) транспортная
3) сигнальная
4)строительная
5) защитная
6) энергетическая

ВЗ . Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная
2) энергетическая
3) запасающая
4) ферментативная
5) сигнальная
6) транспортная

В4 . Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

РОЛЬ СОЕДИНЕНИЯ В КЛЕТКЕ

СОЕДИНЕНИЕ


А) быстро расщепляются с выделением энергии
Б) являются основным запасным веществом растений и животных
В) являются источником для синтеза гормонов
Г) образуют теплоизолирующий слой у животных
Д) являются источником дополнительной воды у верблюдов
Е) входят в состав покровов насекомых


1) углеводы
2) липиды

Часть С

С1 . Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

Тест 2

Часть 1 содержит 10 заданий (А1-10). К каждому заданию приводится 4 варианта ответа, один из которых верный.

Часть 1

А 1. Моносахарид, в молекуле которого содержится пять атомов углерода

1. глюкоза

2. фруктоза

3. галактоза

4. дезоксирибоза

А 2. Химическая связь, соединяющая остатки глицерина и высших жирных кислот в молекуле жира

1. ковалентная полярная

2. ковалентная неполярная

4. водородная

А 3. Мономером крахмала и целлюлозы является

1. глюкоза

2. глицерин

3. нуклеотид

4. аминокислота

А 4. В каком из веществ растворятся липиды

3. физиологический раствор

4. соляная кислота

А 5. Зимостойкость растений повышается при накоплении в клетках:

1. крахмала

3. сахаров

4. минеральных солей

А 6. В каких продуктах содержится наибольшее количество углеводов, необходимых человеку?

1. в сыре и твороге

2. хлебе и картофеле

3. мясе и рыбе

4. растительном масле

А 7. Конечными продуктами гликогена в клетке являются

1. АТФ и вода

2. кислород и углекислый газ

3. вода и углекислый газ

4. АТФ и кислород

А 8. Запасным углеводом в животной клетке является

1. крахмал

2. гликоген

3. целлюлоза

А 9. Сок, не содержащий ферментов, но облегчающий всасывание жиров в тонком кишечнике

1. желудочный сок

2. поджелудочный сок

3. кишечный сок

А 10. У человека углеводы пищи начинают перевариваться в

1. двенадцатипёрстной кишке

2. ротовой полости

3. желудке

4. толстом кишечнике

Часть 2 содержит 8 заданий (В1-В8): 3 – с выбором трёх верных ответов из шести, 3 – на соответствие, 2 – на установление последовательности биологических процессов, явлений, объектов.

Часть 2

В 1. Липиды, встречающиеся только у животных

1. холестерин

2. липопротеиды

3. триглицериды

4. фосфолипиды

5. желчные кислоты

6. тестостерон

В 2. Моносахаридами являются

2. сахароза

3. лактоза

4. глюкоза

5. мальтоза

6. галактоза

В3. Сложные органические соединения, в молекулу которых входит углеводный компонент

1. рибонуклеотиды

2. фосфолипиды

3. дезоксирибонуклеотиды

4. аминокислоты

5. аденозинтрифосфат

6. холестерин

В 4. Формы углеводов в растительных и животных клетках

Клетка Углевод

А) растительные клетки 1. гликоген

Б) животные клетки 2. крахмал

3. целлюлоза

4. гепарин

В 5. Установите соответствие между характеристикой и органическим веществом

Характеристика Органическое вещество

1. Состоят из углерода, водорода и кислорода А. Углеводы

2. Низкая теплопроводность Б. Жиры

3. Образуют биополимеры – полисахариды

4. Обеспечивают взаимодействие клеток одного типа

5. Все они не полярны

6. Практически не растворимы в воде

В 6. Установите соответствие между углеводом и группой углеводов, к которой они относятся

Название углевода Группа углеводов

1.Глюкоза А. моносахариды

2. Сахароза Б. Дисахариды

3. Галактоза В. Полисахариды

4. Крахмал

5. Мальтоза

6. Лактоза

В 7. Расположите моносахариды в порядке возрастания числа атомов углерода в их молекуле

1. диоксиацетон (кетоза)

2. глюкоза

3. элитроза треоза

5. глюкозамин

6. рамно-О

В 8. Расположите жиры в порядке возрастания атомов углерода в их молекуле

1. трипальмитин

2. тристеарин

3. трилаурин

4. трикаприлин

5. тримиристин

Часть 3 содержит 6 заданий. На задание С 1 дайте краткий свободный ответ, а на задания С2-С6 – полный развёрнутый ответ.

Часть 3

С 1. Какую роль для живых организмов играют фосфолипиды и гликолипиды?

С 2. Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.

1. Углеводы представляют собой соединения углерода и водорода.

2. Различают три класса углеводов – моносахариды, дисахариды и полисахариды.

3. Наиболее распространённые моносахариды – сахароза и лактоза.

4. Они растворимы в воде и обладают сладким вкусом.

5. При расщеплении 1 г. глюкозы выделяется 35,2 кДЖ энергии

С 3. Каковы функции углеводов в растительных клетках?

С 4. Объясните, почему запасающую функцию выполняют полисахариды, а не моносахариды?

Ответы:

Часть 1

А1-4 А6-2

А2-1 А7-3

А3-1 А8-2

А4-2 А9-4

А5-3 А10-2

Часть 2

В1-1 3 4

В2-1 4 6

В3-1 3 5

В4 -А 2 3, Б 1 4

В5-А 1 3 4, Б 2 5 6

В6-А1 3, Б 2 5 6, В 4

В7-1 3 4 2 5 6

В8-4 3 5 1 2

Часть 3

С 1. Фосфолипиды и гликолипиды являются компонентами клеточных мембран.

С 2. 1. углерода и воды.

3. дисахариды.

5. 17,6 кДЖ

С 3. 1. Моносахариды и дисахариды выполняют энергетическую функцию.

2. Крахмал – запасное питательное вещество.

3. Целлюлоза входит в состав клеточных стенок.

С 4. 1. Так как полисахариды не растворимы в воде, они не оказывают осмотического и химического действия на клетку.

2. В твёрдом и обезвоженном состоянии имеют меньший объём и большую полезную массу.

3. Менее доступны для болезнетворных бактерий и грибов, так как эти организмы пищу всасывают, а не заглатывают.

4. При необходимости легко превращаются в моносахариды.

запасной углевод растений

Альтернативные описания

Мучнистый углевод, добываемый из растений

Углевод, накапливаемый растениями

Углевод, накапливающийся в клетках растений в виде зерен

Химическое вещество, полисахарид

Кисельный углевод

Углевод для клея

Кисельный порошок

Какое вещество используют в кинематографе звукооператоры, чтобы изобразить звук шагов по снегу?

Он состоит из амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы

Вклад картошки в стирку белья

От него стоит воротничок

Углевод

Полисахарид

Пищевой продукт из клубней, корней

Резервный углевод растений

Белый растительный порошок

Пищевая основа клейстера

Мучнистый белый порошок

Закрепитель воротничковой стойкости

Мучнистый белый пищевой порошок

Придает стойкость воротничкам

Загуститель для киселя

Из него варят клейстер для обоев

Им богат картофель

Порошок для придания ткани жесткости

Отвердитель белых воротничков

Загуститель киселя

Порошок для воротничковой стойкости

Пропитка белого воротничка

Порошок из картофеля

Сырье для клейстера

Порошок для киселя

Клеточный углевод

Мучнистый углевод, добываемый из растений

Углевод, накапливаемый растениями

Вклад картошки в стирку белья

М. чисто мучнистая часть семян, особ. хлебных растен.; добывается мочкою зерен, в виде белого порошка, более из пшеницы и картофеля; по клейкости своей, идет для придания жесткости и глади белыо, почему и называется также скорбилом (скорбнуть). Синий крахмал, окрашенное кобальтом стекло, в порошке. Крахмальный, к крахмалу относящ. Крахмалать белье, скорбить, пропитывать вареным, а иногда и сырым раствором крахмала. -ся, страдат. нас только тонкое белье крахмалится. Английским крахмалом тонкое белье лучше крахмалится. Барыня сильно крахмалится, любит пышное, крахмальное платье. Крахмаленье ср. длит. крахмалка ж. об. действ. по глаг. Крахмальщик м. -щица ж. кто делает крахмал. Крахмальница ж. кастрюля для варки крахмала, клейстера

От него стоят воротнички

(Ответы в конце теста)

А1. Какая наука классифицирует организмы на основе их родства?

1) экология

2) систематика

3) морфология

4) палеонтология

А2. Какую теорию сформулировали немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн?

1) эволюции

2) хромосомную

3) клеточную

4) онтогенеза

А3. Запасным углеводом в животной клетке является

1) крахмал

2) гликоген

4) целлюлоза

А4. Сколько хромосом в половых клетках плодовой мухи дрозофилы, если в её соматических клетках содержится 8 хромосом?

А5. Встраивание своей нуклеиновой кислоты в ДНК клетки-хозяина осуществляют

1) бактериофаги

2) хемотрофы

3) автотрофы

4) цианобактерии

А6. Половое размножение организмов эволюционно более прогрессивно, так как оно

1) способствует их широкому распространению в природе

2) обеспечивает быстрое увеличение численности

3) способствует появлению большого разнообразия генотипов

4) сохраняет генетическую стабильность вида

А7. Как называют особей, образующих один сорт гамет и не дающих расщепления признаков в потомстве?

1) мутантными

2) гетерозисными

3) гетерозиготными

4) гомозиготными

А8. Как обозначаются генотипы особей при дигибридном скрещивании?

А9. Все листья одного растения имеют одинаковый генотип, но могут различаться по

1) числу хромосом

2) фенотипу

3) генофонду

4) генетическому коду

А10. Какие бактерии улучшают азотное питание растений?

1) брожения

2) клубеньковые

3) уксуснокислые

4) сапротрофные

А11. Подземный побег отличается от корня наличием у него

2) зоны роста

3) сосудов

А12. Растения отдела покрытосеменных, в отличие от голосеменных,

1) имеют корень, стебель, листья

2) имеют цветок и плод

3) размножаются семенами

4) выделяют в атмосферу кислород в процессе фотосинтеза

А13. У птиц, в отличие от пресмыкающихся,

1) непостоянная температура тела

2) покров из рогового вещества

3) постоянная температура тела

4) размножение яйцами

А14. Какая группа тканей обладает свойствами возбудимости и сократимости?

1) мышечная

2) эпителиальная

3) нервная

4) соединительная

А15. Основная функция почек у млекопитающих животных и человека – удаление из организма

2) лишнего сахара

3) продуктов обмена веществ

4) непеpеваpенных остатков

А16. Фагоциты человека способны

1) захватывать чужеродные тела

2) вырабатывать гемоглобин

3) участвовать в свёртывании крови

4) переносить антигены

А17. Пучки длинных отростков нейронов, покрытые соединительнотканной оболочкой и расположенные вне центральной нервной системы, образуют

2) мозжечок

3) спинной мозг

4) кору больших полушарий

А18. Какой витамин следует включить в рацион человека, чтобы не заболеть цингой?

А19. К какому критерию вида следует отнести область распространения в тундре северного оленя?

1) экологическому

2) генетическому

3) морфологическому

4) географическому

А20. Примером межвидовой борьбы за существование служат отношения между

1) взрослой лягушкой и головастиком

2) бабочкой капустницей и ее гусеницей

3) дроздом певчим и дроздом рябинником

4) волками одной стаи

А21. Ярусное расположение растений в лесу служит приспособлением к

1) перекрестному опылению

2) защите от ветра

3) использованию энергии света

4) уменьшению испарения воды

А22. Какой из факторов эволюции человека имеет социальную природу?

1) членораздельная речь

2) изменчивость

3) естественный отбор

4) наследственность

А23. Каков характер взаимоотношений организмов разных видов, нуждающихся в одинаковых пищевых ресурсах?

1) хищник – жертва

3) конкуренция

4) взаимопомощь

А24. В биогеоценозе заливного луга к редуцентам относят

1) злаки, осоки

2) бактерии и грибы

3) мышевидных грызунов

4) растительноядных насекомых

А25. К глобальным изменениям в биосфере может привести

1) увеличение численности отдельных видов

2) опустынивание территорий

3) выпадение обильных осадков

4) смена одного сообщества другим

А26. Какой процент нуклеотидов с цитозином содержит ДНК, если доля её адениновых нуклеотидов составляет 10% от общего числа?

А27. Выберите правильную последовательность передачи информации в процессе синтеза белка в клетке.

1) ДНК → информационная РНК → белок

2) ДНК → транспортная РНК → белок

3) рибосомальная РНК → транспортная РНК → белок

4) рибосомальная РНК → ДНК → транспортная РНК → белок

А28. При дигибридном скрещивании и независимом наследовании признаков у родителей с генотипами ААBb и aabb в потомстве наблюдается расщепление в соотношении

А29. В селекции растений чистые линии получают путем

1) перекрестного опыления

2) самоопыления

3) экспериментального мутагенеза

4) межвидовой гибридизации

А30. Пресмыкающихся считают настоящими наземными позвоночными животными, так как они

1) дышат атмосферным кислородом

2) размножаются на суше

3) откладывают яйца

4) имеют легкие

А31. Углеводы в организме человека откладываются в запас в

1) печени и мышцах

2) подкожной клетчатке

3) поджелудочной железе

4) стенках кишечника

А32. Отделение слюны, возникающее при раздражении рецепторов ротовой полости, − это рефлекс

1) условный, требующий подкрепления

2) безусловный, передающийся по наследству

3) возникший в течение жизни человека и животного

4) индивидуальный для каждого человека

А33. Среди перечисленных примеров ароморфозом является

1) плоская форма тела у ската

2) покровительственная окраска у кузнечика

3) четырёхкамерное сердце у птиц

А34. Биосфера – открытая экосистема, так как она

1) состоит из множества разнообразных экосистем

2) оказывается под влиянием антропогенного фактора

3) включает все сферы земли

4) постоянно использует солнечную энергию

Ответом к заданиям этой части (В1–В8) является последовательность букв или цифр.

В заданиях В1–В3 выберите три верных ответа из шести, выбранные цифры запишите в таблицу.

В1. Биологическое значение мейоза заключается в

1) предотвращении удвоения числа хромосом в новом поколении

2) образовании мужских и женских гамет

3) образовании соматических клеток

4) создании возможностей возникновения новых генных комбинаций

5) увеличении числа клеток в организме

6) кратном увеличении набора хромосом

В2. Какова роль поджелудочной железы в организме человека?

1) участвует в иммунных реакциях

2) образует клетки крови

3) является железой смешанной секреции

4) образует гормоны

5) выделяет желчь

6) выделяет пищеварительные ферменты

В3. К факторам эволюции относят

1) кроссинговер

2) мутационный процесс

3) модификационную изменчивость

4) изоляцию

5) многообразие видов

6) естественный отбор

При выполнении заданий В4−В6 установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов. Впишите в таблицу цифры выбранных ответов.

В4. Установите соответствие между признаком растения и отделом, для которого он характерен.

В5. Установите соответствие между особенностью строения и функции головного мозга человека и его отделом.

В6. Установите соответствие между характером мутации и её видом.

При выполнении заданий В7–В8 установите правильную последовательность биологических процессов, явлений, практических действий. Запишите в таблицу буквы выбранных ответов.

В7. Установите последовательность процессов, происходящих в интерфазной клетке.

А) на одной из цепей ДНК синтезируется иРНК

Б) участок молекулы ДНК под воздействием ферментов расщепляется на две цепи

В) иРНК перемещается в цитоплазму

Г) на иРНК, служащей матрицей, происходит синтез белка

В8. Установите, в какой хронологической последовательности появились на Земле основные группы растений.

А) зеленые водоросли
Б) хвощевидные
В) семенные папоротники
Г) риниофиты
Д) голосеменные

Запасные питательные вещества углеводы

В биологии существует понятие запасных питательных веществ. К ним относят белки, жиры и углеводы. Углеводы очень эффективны, если в живой организм перестают поступать извне питательные компоненты. Что еще важно знать о его органическом устройстве?

Что такое запасное питательные вещество?

Это компонент, который запасается впрок плодовым телом. Он требуется для дальнейшего использования в жизнедеятельности. Однако, его происхождение и функции не у всех живых организмов можно определить однозначно. У каждого живого существа есть свой резервный элемент. Углеводы могут запасать грибы, растения, животные, бактерия.

Резервное вещество в животной клетке

Гликоген в организме животного запасается клетками печени и мышечными волокнами. Элемент содержит в составе углеводы, в основном, глюкозу. Однако, оно не имеет ярко выраженного сладкого привкуса. Полисахарид регулярно подвергается процессу гидролиза в насыщенной кислой среде.

Часто происходит процесс диссимиляции, при котором молекулы глюкозы высвобождаются наружу при их недостатке. Ассимиляция случается реже, в основном, при серьезном избытке вещества.

Запасные вещества в клетках растения

Органические компоненты в клетках растений происходят при участии процесса фотосинтеза. При его протекании часть питательных веществ может быть отложена про запас. Чаще всего в запас откладываются протеиновые частицы, жиры, углеводы. Это происходит в разных отделах и участках растения. В каких?

  • плодовая часть;
  • семена, зерна;
  • клубни, корневища;
  • стебли, листья.

Если животные клетки запасают гликоген, то растительные откладывают на хранение крахмал. Он откладывается во всех частях растения, часто это необходимо для поддержания будущих поколений. Крахмал более всего подходит для хранения глюкозы. Если остаются ее нерастворенные элементы, то они могут хорошо сохраняться. При необходимости происходит дальнейшее расщепление вещества. Процесс принято называть гидролизом.

Также одним из резервных частиц растения является целлюлоза. Она обычно служит строительным материалом для новых растений. Целлюлоза способна выполнять и необходимую прочность растениям, выполнять опорные функции.

Дополнительные вещества в клетках бактерий

Запасные питательные микроэлементы в клетках бактерий обычно хранятся в цитоплазме. Они образуются при протекании процессов метаболизма. Накапливаются только тогда, когда их вырабатывается чрезмерное количество. Бактерия может использовать хранилище, если попадает в негативные для своей жизнедеятельности условия. Углеводные резервы помогают поддерживать оптимальные клеточные и энергетические запасы. У бактерий есть разные накопительные клетки. Одни способны накапливать только полисахариды. Другие могут принять целое разнообразие химических и органических элементов.


Чаще всего главным дополнительным хранилищем выступает гликоген. Однако, спорные бактерии чаще всего резервируют гранулезу, углерод, фосфор. Полифосфаты являются чистым источником энергии. Только у определенных видов бактерий может встречаться сера как запасающее вещество. Она необходима для процессов окисления кислорода и окисления углекислоты.

Заключение

Таким образом, если живое существо попадает в негативные или экстремальные условия существования, то оно может активировать запас углеводов, который ранее был запасен в клетках его тела, продлить жизнь себе и последующим поколениям.

2.3.2. Органические вещества клетки. Углеводы, липиды.

2.3.2. Органические вещества клетки. Углеводы, липиды.

Углеводы.

 Общая формула Сn (h3O)n: углеводы содержат в своем составе только три химических элемента.

Таблица. Сравнение классов углеводов.

Растворимые в воде углеводы.

 

Моносахариды:
глюкоза
  – основной источник энергии для клеточного дыхания;   
фруктоза
  – составная часть нектара цветов и фруктовых соков;
рибоза и дезоксирибоза  – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.


Дисахариды:
сахароза
  (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях;  
лактоза  (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих;
мальтоза  (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов:

  • транспортная,
  • защитная,
  • сигнальная,
  • энергетическая.

Нерастворимые углеводы

полимерные:
крахмал,
гликоген,
целлюлоза,
хитин.


Функции полимерных углеводов:

  • структурная,
  • запасающая,
  • энергетическая,
  • защитная.

Крахмал  состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза  – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин  состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген  – запасное вещество животной клетки.

Таблица. Наиболее распространенные углеводы.

Таблиица.Основные функции углеводов.

Липиды.

 

Липиды  – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода.

Функции липидов:

Запасающая  – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.
Энергетическая
  – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.
Защитная  – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.
Структурная  – фосфолипиды  входят в состав клеточных мембран.
Теплоизоляционная  – подкожный жир помогает сохранить тепло.
Электроизоляционная
  – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.
Питательная  – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.
Смазывающая  – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.
Гормональная  – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Таблица. Основные функции липидов.

 

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ  
 
Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:
1) аминокислота
2) глюкоза
3) нуклеотид
4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:
1) целлюлоза
2) крахмал
3) хитин
4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:
1) 10 г белка
2) 10 г глюкозы
3) 10 г жира
4) 10 г аминокислоты

А4. Какую из функций липиды не выполняют?
1) энергетическую
2)каталитическую
3) изоляционную
4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:
1) воде
2) растворе поваренной соли
3) соляной кислоте
4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов
1) состоят из остатков аминокислот
2) состоят из остатков глюкозы
3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода
4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру
5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина
6) состоят из нуклеотидов

В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме
1) каталитическая
2) транспортная
3) сигнальная
4)строительная    
5) защитная       
6) энергетическая

ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке
1) структурная        
2) энергетическая
3) запасающая
4) ферментативная 
5) сигнальная      
6) транспортная

В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке:

РОЛЬ СОЕДИНЕНИЯ В КЛЕТКЕ

СОЕДИНЕНИЕ


А) быстро расщепляются с выделением энергии
Б) являются основным запасным веществом растений и животных
В) являются источником для синтеза гормонов
Г) образуют теплоизолирующий слой у животных
Д) являются источником дополнительной воды у верблюдов
Е) входят в состав покровов насекомых


1) углеводы
2) липиды

 

Часть  С

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

 

Строение растительных и животных клеток: сходства и отличия

Строение растительных и животных клеток несколько различается. В этой статье мы рассмотрим основные особенности данных структурно-функциональных единиц организма. Будут разобраны сходства и различия растительной и животной клетки.

Как устроена малейшая единица организма

Строение растительных и животных клеток предусматривает наличие трех основных компонентов: мембраны с надмембранными образованиями, цитоплазмы и ядра.

Мембрана отделяет содержимое клетки от внешней среды. Она состоит из двух слоев: фосфолипидного и белкового. Над ней находятся дополнительные оболочки (стенка или гликокаликс).

Цитоплазма состоит из гиалоплазмы (жидкой внутренней среды), включений (временных образований в виде капель или кристаллов запасных питательных веществ) и органоидов (постоянных структур, которые выполняют определенные функции). О последних поговорим подробнее.

Какие бывают органоиды

Строение растительных и животных клеток предусматривает наличие трех групп органоидов: немембранных, одномембранных и двумембранных.

Немембранные и одномембранные органоиды общие как для растительной, так и для животной клеток.

К первой группе относятся такие структуры, как клеточный центр, рибосомы, микротрубочки и микрофиламенты. Все они выполняют свои определенные функции. Так, клеточный центр принимает участие в образовании веретена деления. Рибосомы отвечают за процесс трансляции — формирование полипептидной цепи из отдельных аминокислот. Микротрубочки и микрофиламенты формируют цитоскелет, который выполняет транспортную и механическую функции.

Еще одно сходство растительных и животных клеток заключается в том, что и те и другие обладают одномембранными органоидами. Это лизосомы, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи. Эндоплазматический ретикулум отвечает за синтез жиров и углеводов. Комплекс Гольджи принимает участие в сортировке и модификации белков. Лизосомы содержат ферменты, которые необходимы для клеточного пищеварения.

Строение растительных и животных клеток различается, но эти обе клетки имеют ещё одну общую группу двумембранных органоидов — это митохондрия. Она отвечает за дыхание, в результате которого вырабатывается энергия.

Чем отличается строение растительных и животных клеток

В первую очередь эти структуры отличаются тем, что у растений поверх мембраны есть плотная стенка, у животных она отсутствует. Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы. У животных вместо нее поверх плазматической мембраны находится гликокаликс.

Также одно из основных отличий растительной и животной клеток — запасное вещество. У растений включения в основном состоят из крахмалла, а у животных — из гликогена.

Следующее различие между этими двумя типами клеток в органоидах. Рассмотрим этот пункт подробнее.

Органоиды, свойственные только растениям

Кроме тех органелл, которые были упомянуты выше, представители флоры также обладают специфическими, которых у животных нет.

Во-первых, это пластиды. Они бывают трех видов: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. В первых запасаются питательные вещества, в основном крахмал. Вторые содержат различные пигменты, которые придают растениям определенный цвет. К примеру, большое количество хромопластов содержится в клетках лепестков. Хлоропласты же отвечают за фотосинтез — процесс получения органических веществ из неорганических с использованием солнечной энергии.

Еще одним органоидом, характерным только для растительных клеток, является вакуоль. В ней содержится клеточный сок. Вакуоль участвует в процессе осмоса.

Тема Общий план строения клетки методы цитологических исследований

Тема: Общий план строения клетки, методы цитологических исследований. Особенности строения клеток растений, животных, грибов и бактерий.

Основные положения клеточной теории: 1. клетка является основной структурной и функциональной единицей живого 2. Все клетки имеют общий план строения, но клетки животных, растений, грибов и бактерий отличаются 3. Новые клетки образуются только путем деления материнских клеток 4. У многоклеточных организмов клетки, сходные по строению и функциям, объединяются в ткани, ткани образуют органы, органы объединяются в системы органов.

Методы цитологических исследований: 1. 2. 3. 4. 5. Метод световой микроскопии Метод электронной микроскопии Метод культуры ткани Метод меченых атомов Метод центрифугирования

План строения клетки: поверхностный аппарат, цитоплазма, органеллы. Поверхностный аппарат: плазматическая мембрана, надмембранные и подмембранные структуры. Органеллы – постоянные структуры, которые выполняют определенную функцию. Включения – непостоянные структуры, которые содержат крахмал, липиды, кристаллы соли… Органеллы бывают • Мембранные: • Одномембранные – вакуоли, АГ, ЭПС, лизосомы • Двумембранные – хлоропласты, митохлндрии, ядро • Немембранные: клеточный центр, рибосомы, микротрубочки, микрониточки….

Строение растительной клетки. • Есть пластиды; • Автотрофный тип питания; • Синтез АТФ происходит в хлоропластах и митохондриях; • Имеется целлюлозная клеточная стенка; • Крупные вакуоли; • Клеточный центр только у низших. • Запасное вещество – крахмал.

Строение животной клетки • Пластиды отсутствуют; • Гетеротрофный тип питания; • Синтез АТФ происходит в митохондриях; • Поверхностный аппарат – гликокаликс; • Вакуоли только у простейших; • Клеточный центр есть у всех клеток. • Запасное вещество – гликоген.

Строение грибной клетки

Лабораторная работа № 1. Тема: Сравнение строения клеток растений, животных, грибов. Цель: Выявить черты сходства и отличия клеток растений, животных, грибов. Ход работы: 1. Нарисовать животную и растительную клетки 2. Сделать обозначения 3. Заполнить таблицу

Структуры Животные Растения клеток Клеточная стенка Вакуоли Хлоропласты Запасное питательное вещество Грибы

Структуры клеток Клеточная стенка Вакуоли Хлоропласты Запасное питательное вещество Животные Растения Грибы хитин Гликоген хитин + Гликоген + целлюлоза + + Крахмал

Общие черты, характерные для животной, растительной и грибной клеток • Принципиальное единство строения (поверхностный аппарат клетки, цитоплазма, ядро. ) • Сходство в протекании многих химических процессов в цитоплазме и ядре. • Единство принципа передачи наследственной информации при делении клетки. • Сходное строение мембран. • Единство химического состава.

Различия в строении растительной и животной клетки. Растительная клетка Животная клетка • Есть пластиды; • Автотрофный тип питания; • Синтез АТФ происходит в хлоропластах и митохондриях; • Имеется целлюлозная клеточная стенка; • Крупные вакуоли; • Клеточный центр только у низших. • Пластиды отсутствуют; • Гетеротрофный тип питания; • Синтез АТФ происходит в митохондриях; • Целлюлозная клеточная стенка отсутствует; • Вакуоли мелкие/отсутствуют; • Клеточный центр есть у всех клеток.

ВЫВОД: 1. Принципиальное сходство строения и химического состава клеток растений и животных указывает на общность их происхождения, вероятно от одноклеточных водных организмов. 2. Животные и растения далеко отошли друг от друга в процессе эволюции у них разные типы питания, различные способы защиты от неблагоприятных воздействий внешней среды. Все это отразилось на строении их клеток.

Строение клетки животного организма. Отличия от растений

Вспомните

Чем отличаются животные от растений? В чём их сходство?

Животные отличаются от растений тем, что у них гетеротрофный тип питания, они способны к активному передвижению, есть симметрия тела, рост ограничен до определенного возраста. Их сходство заключается в многоклеточности, сходстве протекания процессов жизнедеятельности.

Как вы думаете

Чем клетки животных отличаются от клеток растений?

Клетки животных отличаются гот клеток растений тем, что: у клеток животных нет целлюлозной клеточной оболочки, пластид, вакуоли; а в клетках животных, в отличие от клеток растений, есть клеточный центр, запасное питательное вещество — гликоген.

Проверьте свои знания

1. Назовите основные части клетки животного организма.

Наружная клеточная мембрана, цитоплазма, ядро, лизосомы, ЭПС, рибосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр, митохондрии.

2. Что представляет собой оболочка животной клетки? Каково её значение?

мембрана — уплотненная часть цитоплазмы, тонкая живая плёнка. Она имеет поры, через которые в клетку проникают вещества из внешней среды. Защищает внутреннее содержимое клетки и осуществляет взаимодействие с соседними клетками в многоклеточном организме.

3.Назовите основные части ядра клетки и раскройте роль ядра в жизни клетки.

Ядро состоит из ядерной оболочки, ядерного сока, ядрышка и хромосом. Ядро регулирует процессы жизнедеятельности клетки, в нем хранится наследственная информация.

4. Каковы особенности цитоплазмы как одной из основных частей клетки? Какие функции она выполняет?

Цитоплазма — это основа клетки, состоит из органических веществ (белков, жиров и углеводов) и неорганических веществ (воды и минеральных веществ). Обеспечивает взаимосвязь частей клетки.

5. Какую функцию в клетке выполняют митохондрии и рибосомы?

В митохондриях происходит окисление органических веществ, за счет которого выделяется энергия, необходимая для жизни клетки. В рибосомах синтезируются молекулы белка.

6.Чем отличается животная клетка от клетки растительного организма?

Клетка животных отличается от растительной клетки тем, что в растительной клетке есть клеточная стенка, хлоропласты, вакуоль. В животной клетке, в отличие от растительной, есть клеточный центр.

Подумайте!

Почему ядро считают главным органоидом клетки?

Потому что в нем хранится наследственная информация, и оно регулирует все процессы жизнедеятельности клетки: как происходит обмен веществ в клетке, как она будет расти и развиваться, когда наступит смерть.

Запасное вещество грибов.

Грибы — биология егэ. Жизненный цикл спорыньи

Грибы (Mycota )

Грибы – гетеротрофные организмы, тело которых называют мицелием (грибницей), состоящим из отдельных нитей – гиф с апикальным (верхушечным) ростом и боковым ветвлением. Мицелий пронизывает субстрат и всей поверхностью поглощает из него питательные вещества (субстратный мицелий), а также располагается на его поверхности и может подниматься над субстратом (поверхностный и воздушный мицелий). На воздушном мицелии обычно образуются органы размножения.

Различают неклеточный, или ценотический мицелий, лишенный перегородок и представляющий как бы одну гигантскую клетку с большим числом ядер, и клеточный, или септированный мицелий, разделенный перегородками – септами на отдельные клетки, содержащие от одного до многих ядер. Для представителей классов хитридиомицетов, оомицетов и зигомицетов, условно называемых низшими грибами , характерен неклеточный мицелий. У всех высших грибов – аскомицетов, бизидиомицетов и дейтеромицетов – мицелий клеточный.

Оболочка клеток содержит хитин. Запасное питательное вещество гликоген (животный крахмал).

Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.

По строению мицелия и особенностям полового размножения выделяют шесть основных классов грибов: Chytridiomycetes – хитридиомицеты, Zygomycetes – зигомицеты, Ascomycetes – аскомицеты, Basidiomycetes – базидиомицеты, Oomycetes – оомицеты и Deuteromycetes – дейтеромицеты.

В медицине из класса аскомицеты, или сумчатые грибы, используют пекарские дрожжи и спорынью, из класса базидиомицетов – чагу (трутовик скошенный или березовый гриб), из дейтеромицетов – виды рода пеницилл.

Революционным событием в истории медицины стало открытие первого антибиотика пенициллина, полученного из грибов рода Penicillium . Пенициллин активен против всех стафилококковых инфекций и грамположительных бактерий и почти нетоксичен для человека. Несмотря на то, что в настоящее время в медицинскую практику введено много синтетических производных пенициллина, основой для получения этого лекарственного сырья является промышленное выращивание пеницилла.

Препараты из чаги оказывают стимулирующее и тонизирующее действие на организм, обладают антибиотическим свойством в отношении многих микроорганизмов, излечивают гастриты, способствуют рассасыванию злокачественных опухолей в ранних стадиях развития.

Дрожжи, используемые для целого ряда отраслей пищевой промышленности (получение пива, вина и др.), сами по себе являются питательными, так как содержат белки, углеводы, жиры, витамины. Наибольшее значение для человека имеет Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи). Дрожжевая биомасса хорошо усваивается организмом человека, поэтому дрожжи специально выращиваются для лекарственных целей. Их применяют в жидком виде и в таблетках.

Спорынья используется как источник алкалоидов, вызывающих сокращение гладкой мускулатуры, применяемых в гинекологической практике.

Многие грибы обладают ценными пищевыми и лечебными свойствами. Наука о лечении разных болезней грибами называется фунготерапией.

«Запасные вещества» — термин не слишком точный, если им обозначать вещества, сохраняемые впрок для дальнейшего их использования, поскольку происхождение и функции их не всегда однозначны. В их число могут попасть и некоторые антибиотики, как накапливаемые в больших количествах полиацетилены, пигменты и отходы и продукты их ресинтеза после других биосинтетических процессов, как например волютин. В данном случае речь пойдет только о запасных веществах прямого назначения, т. е. об углеводах, жирах и мочевине.

Из числа углеводов, локализованных в клетках грибов, для них характерны гликоген, маннит, дисахарид трегалоза (или микоза). Количество гликогена в плодовых телах и мицелии грибов может варьировать от 1,5 до 40% в зависимости от вида гриба и возраста плодового тела. В молодых плодовых телах и культурах грибов его соответственно больше на целый порядок, чем в старых с созревшими спорами.

Трегалоза — дисахарид (α-D-глюкозидо-α, D-глюкозид) встречается обычно в небольших количествах, чаще в десятых долях процента по отношению к массе сухого мицелия, но иногда количество ее доходит до 1-2%. С ее использованием, видимо, связано накопление шестиатомного спирта, маннита, которого в плодовых телах грибов может накапливаться до 10-15%, особенно в гимении базидиомицетов. В значительных количествах он встречается у видов рода Boletus (B. scaber, B. aurantiacus, B. crassus). Маннит в большей степени присущ более зрелым мицелию и плодовым телам, что можно видеть из примера плодовых тел Phallus impudicus, в которых он преобладает над трегалозой. По-видимому, при метаболизме трегалозы в этих плодовых телах может синтезироваться маннит. Как трегалоза, так и маннит из числа других организмов свойственны в основном насекомым.

Из других веществ в мицелии грибов часто содержится много жира, скапливающегося в форме каплевидных включений, которые могут потребляться грибами при росте или споруляции. В молодом мицелии Penicillium chrysogenum количество его может доходить до 35%, тогда как в стареющем мицелии оно падает до 4-5% от массы сухого мицелия.

Для жиров грибов типично высокое содержание ненасыщенных жирных кислот, олеиновой, линолевой, линоленовой и других, жидких при комнатной температуре, и большое количество неомыляемых липидов, т. е. стероидов. В мицелии Penicillium chrysogenum количество стероидов типа эргостерина достигает 1% от массы сухого мицелия. Есть основания считать, что у некоторых грибов на определенных стадиях их развития стероиды могут составлять до 80% от состава их жировой фракции, причем часто это бывают биологически активные вещества, токсины или витамины.

Накопление жиров у грибов часто зависит от возраста культуры или от состава питательной среды, в частности от наличия в ней углеводов. Как отмечалось, с повышением концентрации глюкозы в среде увеличивается количество жировых веществ. Хотя прямой пропорциональности между накоплением жиров и увеличением концентрации глюкозы и не существует, чтобы поднять количество жировых веществ в мицелии дереворазрушающего гриба вдвое, оказалось необходимым увеличить концентрацию сахара в питательной среде с 10 до 40% (Рипачек, 1967).

Грибы – одна из крупных и процветающих групп организмов. Это эукариоты, у которых нет хлорофилла, и, следовательно, они питаются готовыми органическими веществами, как животные, а запасным питательным веществом является гликоген. Вместе с тем у них есть жесткая клеточная стенка, они не способна передвигаться, как и растения, поэтому их выделили в особое царство.

Размножение грибов происходит тремя способами:

Широко известны шляпочные грибы – лисички, мухоморы, белые, грузди. Их плодовые тела представлены ножкой и шляпкой, состоят из плотно прилегающих нитей грибницы. Шляпки окрашены. Различают трубчатые шляпочные грибы, у которых нижний слой шляпки образован трубочками (белый гриб, подосиновик) и пластинчатые, с нижним слоем из пластинок (сыроежки, лисички). В трубочках и пластинках образуются миллионы спор.

Плесневые грибы – мукор и пеницилл, развиваются на пищевых остатках, в почве, навозе, на плодах. Пеницилл вырабатывает вещества, губительно действующие на бактерии. Их выделяют и используют для лечения воспалительных заболеваний. К этой же группе относятся дрожжи – , которые могут образовывать колонии, это используется в хлебопечении.

Полезное значение грибов:

Сапрофитные грибы вместе с почвенными бактериями оказывают влияние на формирование почвы, так как разлагают органические вещества до неорганических.
Вместе с бактериями сапрофитные грибы применяются для очистки точных вод.
Одним из самых древних способов применения грибов является бродильное производство.
Самые знаменитые сорта сыра – это продукт одновременной работы бактерий и различных видов грибов.
Получение антибиотиков – например, пенициллин.
Некоторые грибы являются наиболее удобными объектами для исследований и генной инженерии.
Являются дешевым источником кормового белка.

Вредное значение грибов:

Сапрофитные грибы, поселяясь на продуктах питания и различных органических материалах, могут вызвать их порчу.
Возбудители различных заболеваний.

Клетки каких организмов используют в качестве запасного вещества крахмал, а какие — гликоген? и получил лучший ответ

Ответ от Елена Казакова[гуру]
клетки растений запасают крахмал.
Животные клетки запасают гликоген (у позвоночных о откладывается в печени и мышцах) .
Клетки грибов тоже запасают гликоген.

Ответ от Zenababa [гуру]
Клетки растений запасают крахмал, а клетки животных — гликоген (в основном в печени) . Гликоген — это животный крахмал.

Ответ от Кыз [гуру]
Растительная клетка — крахмал, животная клетка — гликоген. Уникальность грибов состоит в том, что они сильно отличаются как от животных, так и от растений. Поэтому эти организмы выделяют в отдельное царство. Назовём некоторые черты, характерные для грибов:
— запасное вещество гликоген;
— наличие хитина (в-ва, из которого состоит наружный
скелет членистоногих) в клеточных стенках
— гетеротрофный (т. е. питание готовыми орг. в-ва)
способ питания
— неограниченный рост
— поглощение пищи путём всасывания
— рамножение с помощью спор
— наличие клеточной стенки
— отсутствие способности активно передвигаться
Грибы по строению и физиологическим функциям разнообразны и широко распространены в различных местах обитания. Их размеры – от микроскопических малых (одноклеточные формы, например, дрожжи) до крупных экземпляров, плодовое тело которых в диаметре достигает полуметра и более.

Ответ от Бейкут Балгышева [активный]
Запасные вещества в растительной клетке — это непостоянные структуры, могут образовываться и исчезать в процессе жизнедеятельности, преимущественно запасные. Р асположенные в цитоплазме, а также встречаются в митохондриях, пластидах, клеточном соке вакуолей растительных клеток Могут распадаться под действием ферментов в соединения, которые вступают в процессы обмена, роста, цветения, созревания плодов и т. д.. Бывают в жидком состоянии в виде капелек (липиды) или твердом — в виде гранул (крахмал, гликоген и др.), хрусталиков (соли щавелевой кислоты и др.). Бывают органические и неорганические. Органические: чаще углеводы (крахмал, гликоген), жиры, реже — белки, пигменты. Крахмал, который накапливается в лейкопластах, разрывает мембраны клеток и выходит в цитоплазму, где хранится в виде зерен. В клетках растений запасающей ткани могут накапливаться белковые гранулы (бобовые, злаковые), жиры (арахис). Гликоген в виде зерен или волоконец запасается в животных клетках, в клетках грибов. Многие белки и липидов запасается в цитоплазме яйцеклеток животных.
Неорганические: соли (щавелевокислого натрия, мочевой кислоты и Др.). Часто встречаются в виде нерастворимых соединений.
Включения могут возникать в виде структур, выполняющих роль внутриклеточного скелета в некоторых одноклеточных животных. Представляют собой конструкции определенной формы без поверхностной мембраны. Например, в радиолярий является шарообразная капсула с роговидной соединения, внутриклеточный скелет с двуокиси кремния или сернокислого стронция, в лямблий — стержень из органического вещества.
Различия строения растительной клетки от животной. Растения и клетки имеют в своем составе те же структуры, что и животные. Но для них характерны особые структуры, которые не имеют клетки животных.

Ответ от 3 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Клетки каких организмов используют в качестве запасного вещества крахмал, а какие — гликоген?

Тело гриба представлено мицелием, или грибницей, и состоит из тонких ветвящихся нитей, которые называются гифами. Для грибов характерно бесполое размножение спорами, частями грибницы или почкованием. У некоторых видов возможен половой процесс. Половое размножение происходит с образованием гамет в специальных органах — антеридиях и архегониях.

По строению мицелия грибы подразделяются на низшие и высшие.

Длительность жизни мицелия низших грибов составляет несколько дней. Их гифы не имеют перегородок и представляют собой гигантские сильно разветвленные клетки с многочисленными ядрами. Примером таких грибов является мукор, или головчатая плесень. Его часто можно встретить в виде белого пушка на портящихся овощах, фруктах, ягодах, хлебе. Отсюда и название «плесневые грибы». Они обитают на почве и продуктах, богатых углеводами. На грибнице мукора заметны черные округлые головки — спорангии, в которых образуются споры. Они служат для бесполого размножения. Мукор может также размножаться делением мицелия.

Мицелий шляпочных грибов расположен в почве, а на ее поверхности образует крупное плодовое тело, состоящее из ножки (пенька) и шляпки. Шляпка предназначена для образования спор. Верхний ее слой — кожица — обычно окрашен. Нижний слой представлен пластинками у пластинчатых грибов (волнушки, сыроежки, грузди) или пронизан трубочками у трубчатых грибов (боровики, подосиновики, маслята).

Шляпочные грибы называют грибами-симбионтами. Известно, например, что рыжики встречаются в сосновых и еловых лесах, белые грибы вблизи берез, сосен, елей и дубов. Гифы гриба вступают в симбиоз с корнями деревьев (так называемая микориза, или грибокорень). Нити грибницы оплетают корни и проникают внутрь их, заменяя дереву корневые волоски. Грибница поглощает из почвы воду, растворы минеральных веществ и проводит их в корни дерева. Взамен она получает органические вещества (углеводы), которые образует растение в процессе фотосинтеза.

Значение грибов

Грибы имеют большое значение в природе и хозяйственной деятельности человека. Грибы-сапрофиты участвуют в круговороте веществ, разлагая растительные остатки и пополняя запас минеральных веществ в почве. Сапрофитами являются и дрожжи. Они развиваются на сахаристой среде и вызывают спиртовое брожение. Их широко используют в виноделии, пивоварении, хлебопечении, для получения технического спирта. Пивные дрожжи часто прописывают больным, страдающим гиповитаминозами, поскольку они содержат тиамин, рибофлавин, никотиновую кислоту и другие витамины. Пищевые дрожжи содержат до 55 % белка, который по своему составу близок к белкам мяса. В сельском хозяйстве используют кормовые дрожжи. Различные виды пеницилла применяют для приготовления сыров «рокфор» и «камамбер» с целью придания им специфического аромата и вкуса.

Многие шляпочные грибы (около 200 видов) съедобны и являются продуктами питания человека. Они содержат много минеральных солей и витаминов. Белки грибов составляют до 30 % их массы, но усваиваются в пищеварительном тракте человека лишь на две трети. Наиболее часто в пищу употребляют белые грибы, подберезовики, подосиновики, грузди, сыроежки, лисички, маслята, опята. Из шляпочных грибов искусственно разводят шампиньоны и вешенки.

Необходимо иметь в виду, что отравления несвежими или старыми съедобными грибами , а также ядовитыми (их известно около 25 видов), являются крайне тяжелыми и могут привести к смерти. Поэтому, собирая грибы, надо уметь отличать ядовитые от съедобных. Наиболее ядовиты бледная поганка, мухомор, желчный гриб, ложные лисички и ложные опята.

Домовой гриб и трутовик разрушают древесину. Споры трутовика поражают дерево через различные повреждения ствола или ветвей и прорастают. Образующаяся грибница разрушает древесину, делает ее трухлявой. Пораженное дерево обычно погибает. Плодовое тело трутовика многолетнее, по форме напоминает копыто. Споры образуются на нижней его поверхности.

Biology4Kids.com: Структура клетки: вакуоли


Вакуоли — это пузырьки хранения, обнаруженные в клетках. Они встречаются как в животных, так и в растительных клетках, но в растительных клетках их гораздо больше. Вакуоли могут хранить пищу или любые другие питательные вещества, необходимые клетке для выживания. Они могут даже хранить отходы, чтобы остальная часть клетки была защищена от загрязнения. В конце концов, эти отходы будут отправлены из клетки.

Строение вакуолей довольно простое.Существует мембрана , которая окружает массу жидкости. В этой жидкости находятся питательные вещества или отходы. Растения также могут использовать вакуоли для хранения воды. Эти крошечные мешочки с водой помогают поддерживать растение. Они тесно связаны с объектами, называемыми везикулами, которые находятся по всей клетке.

В клетках растений вакуоли значительно крупнее, чем в клетках животных. Когда растительная клетка перестает расти, обычно остается одна очень большая вакуоль. Иногда эта вакуоль может занимать более половины объема клетки.В вакуоли содержится большое количество воды или пищи. Не подделывайтесь, что вакуоли также могут содержать продукты жизнедеятельности растений. Эти отходы медленно разбиваются на мелкие кусочки, которые не могут повредить клетку. Вакуоли держат вещи, которые могут понадобиться клетке, как рюкзак.

Вакуоли также играют важную роль в строении растений. Растения используют клеточные стенки, чтобы обеспечить опору и окружить клетки. Размер этой ячейки может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от того, сколько воды присутствует.Растительные клетки не мельчают из-за изменения количества цитоплазмы. Большая часть объема растительной клетки зависит от материала вакуолей.

Эти вакуоли получают и теряют воду в зависимости от того, сколько воды доступно растению. Поникшее растение потеряло большую часть воды, и вакуоли сокращаются. Он по-прежнему сохраняет свою основную структуру из-за клеточных стенок. Когда растение находит новый источник воды, вакуоли снова заполняются, и растение восстанавливает свою структуру.

Что растения делают ночью (видео Общества Макса Планка)



Полезные справочные ссылки

Энциклопедия.com:
http://www.encyclopedia. com/topic/Vacuole.aspx
Википедия:
http://www.encyclopedia.com/topic/Vacuole.aspx
Encyclopædia Britannica4: Encyclopædia
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/621331/vacuole

Как клетки получают энергию из пищи — молекулярная биология клетки

Как мы только что видели, клеткам требуется постоянный приток энергии для создания и поддержания биологического порядка, поддерживающего их жизнь.Эта энергия получается из энергии химической связи в пищевых молекулах, которые, таким образом, служат топливом для клеток.

Сахара являются особенно важными топливными молекулами, и они окисляются небольшими ступенями до двуокиси углерода (CO 2 ) и воды (). В этом разделе мы проследим основные этапы расщепления или катаболизма сахаров и покажем, как они производят АТФ, НАДН и другие активированные молекулы-носители в клетках животных. Мы концентрируемся на расщеплении глюкозы, так как она доминирует в производстве энергии в большинстве животных клеток. Очень похожий путь также действует в растениях, грибах и многих бактериях. Другие молекулы, такие как жирные кислоты и белки, также могут служить источниками энергии, если они проходят через соответствующие ферментативные пути.

Рисунок 2-69

Схематическое изображение контролируемого ступенчатого окисления сахара в клетке по сравнению с обычным сжиганием. (A) В клетке ферменты катализируют окисление посредством серии небольших стадий, в которых свободная энергия передается в виде пакетов удобного размера (подробнее…)

Молекулы пищи расщепляются в три этапа для производства АТФ

Белки, липиды и полисахариды, из которых состоит большая часть пищи, которую мы едим, должны быть расщеплены на более мелкие молекулы, прежде чем наши клетки смогут их использовать — либо как источником энергии или в качестве строительных блоков для других молекул. Процессы распада должны воздействовать на поступающую извне пищу, а не на макромолекулы внутри наших собственных клеток. Стадия 1 ферментативного расщепления пищевых молекул, таким образом, представляет собой пищеварение , которое происходит либо в нашем кишечнике вне клеток, либо в специализированной органелле внутри клеток, лизосоме.(Мембрана, окружающая лизосому, отделяет ее пищеварительные ферменты от цитозоля, как описано в главе 13.) В любом случае большие полимерные молекулы в пище расщепляются во время пищеварения на мономерные субъединицы — белки на аминокислоты, полисахариды на сахара, а жиры в жирные кислоты и глицерин — под действием ферментов. После переваривания небольшие органические молекулы, полученные из пищи, попадают в цитозоль клетки, где начинается их постепенное окисление. Как показано на рисунке, окисление происходит на двух следующих стадиях клеточного катаболизма: стадия 2 начинается в цитозоле и заканчивается в основной органелле, преобразующей энергию, — митохондрии; стадия 3 полностью ограничена митохондриями.

Рисунок 2-70

Упрощенная диаграмма трех стадий клеточного метаболизма, которые ведут от пищи к отходам в клетках животных. Эта серия реакций производит АТФ, который затем используется для управления биосинтетическими реакциями и другими энергозатратными процессами в (подробнее…)

На стадии 2 цепочка реакций, называемая гликолизом , превращает каждую молекулу глюкозы в две более мелкие молекулы пирувата. Сахара, отличные от глюкозы, аналогичным образом превращаются в пируват после их превращения в один из промежуточных сахаров в этом гликолитическом пути.При образовании пирувата образуются два типа активированных молекул-носителей — АТФ и НАДН. Затем пируват переходит из цитозоля в митохондрии. Там каждая молекула пирувата превращается в CO 2 плюс двухуглеродную ацетильную группу, которая присоединяется к коферменту А (КоА), образуя ацетил-КоА, еще одну активированную молекулу-носитель (см. Ресурсы). Большое количество ацетил-КоА также образуется в результате поэтапного распада и окисления жирных кислот, полученных из жиров, которые переносятся кровотоком, импортируются в клетки в виде жирных кислот, а затем перемещаются в митохондрии для производства ацетил-КоА.

Стадия 3 окислительного распада пищевых молекул полностью происходит в митохондриях. Ацетильная группа в ацетил-КоА связана с коферментом А высокоэнергетической связью и поэтому легко переносится на другие молекулы. После своего переноса на четырехуглеродную молекулу оксалоацетата ацетильная группа вступает в ряд реакций, называемых циклом лимонной кислоты . Как мы кратко обсудим, в этих реакциях ацетильная группа окисляется до CO 2 , и образуются большие количества переносчика электронов NADH.Наконец, высокоэнергетические электроны от NADH передаются по цепи переноса электронов внутри митохондриальной внутренней мембраны, где энергия, высвобождаемая при их переносе, используется для запуска процесса, который производит АТФ и потребляет молекулярный кислород (O 2 ). Именно на этих последних этапах большая часть энергии, высвобождаемой при окислении, используется для производства большей части клеточного АТФ.

Поскольку энергия, необходимая для синтеза АТФ в митохондриях, в конечном итоге поступает от окислительного распада молекул пищи, фосфорилирование АДФ с образованием АТФ, которое управляется транспортом электронов в митохондриях, известно как окислительное фосфорилирование . Захватывающие события, происходящие во внутренней митохондриальной мембране во время окислительного фосфорилирования, находятся в центре внимания главы 14.

Благодаря производству АТФ энергия, получаемая при расщеплении сахаров и жиров, перераспределяется в виде пакетов химической энергии в удобной форме. для использования в другом месте клетки. Примерно 10 9 молекул АТФ находится в растворе в типичной клетке в любой момент времени, и во многих клетках весь этот АТФ переворачивается (т. е. расходуется и заменяется) каждые 1–2 минуты.

В целом почти половина энергии, которая теоретически может быть получена при окислении глюкозы или жирных кислот до H 2 O и CO 2 , улавливается и используется для запуска энергетически невыгодной реакции P i + АДФ → АТФ. (Напротив, типичный двигатель внутреннего сгорания, такой как автомобильный двигатель, может преобразовать в полезную работу не более 20 % имеющейся в его топливе энергии.) Остальная часть энергии высвобождается клеткой в ​​виде тепла, заставляя наши тела теплый.

Гликолиз — центральный путь производства АТФ и

lusis, «разрыв.Гликолиз производит АТФ без участия молекулярного кислорода (O 2 газа). Он встречается в цитозоле большинства клеток, включая многие анаэробные микроорганизмы (те, которые могут жить без использования молекулярного кислорода). Гликолиз, вероятно, развился в начале истории жизни, до того, как деятельность фотосинтезирующих организмов привела к поступлению кислорода в атмосферу. При гликолизе молекула глюкозы с шестью атомами углерода превращается в две молекулы пирувата, каждая из которых содержит три атома углерода.На каждую молекулу глюкозы гидролизуются две молекулы АТФ, чтобы обеспечить энергию для запуска первых стадий, но четыре молекулы АТФ образуются на более поздних стадиях. Следовательно, в конце гликолиза на каждую расщепленную молекулу глюкозы приходится две молекулы АТФ.

Путь гликолиза представлен в общих чертах на и более подробно на панели 2-8 (стр. 124-125). Гликолиз включает в себя последовательность из 10 отдельных реакций, каждая из которых производит разные промежуточные сахара и каждая катализируется другим ферментом. Как и большинство ферментов, все эти ферменты имеют названия, оканчивающиеся на аза , подобно изомеру азе и дегидрогеназе , что указывает на тип реакции, которую они катализируют.

Рисунок 2-71

Схема гликолиза. Каждая из 10 показанных стадий катализируется другим ферментом. Обратите внимание, что на шаге 4 шестиуглеродный сахар расщепляется на два трехуглеродных сахара, так что количество молекул на каждом последующем этапе удваивается. Как указано, этап 6 (подробнее…)

Панель 2-8

Подробная информация о 10 этапах гликолиза.

Хотя молекулярный кислород не участвует в гликолизе, происходит окисление, при котором электроны удаляются NAD + (с образованием NADH) из некоторых атомов углерода, полученных из молекулы глюкозы. Ступенчатый характер процесса позволяет высвобождать энергию окисления небольшими порциями, так что большая ее часть может храниться в активированных молекулах-носителях, а не выделяться в виде тепла (см. Ресурсы). Таким образом, часть энергии, высвобождаемой при окислении, обеспечивает прямой синтез молекул АТФ из АДФ и P i , а часть остается с электронами в высокоэнергетическом переносчике электронов НАДН.

Две молекулы НАДН образуются на одну молекулу глюкозы в процессе гликолиза. В аэробных организмах (тех, которым для жизни необходим молекулярный кислород) эти молекулы НАДН отдают свои электроны цепи переноса электронов, описанной в главе 14, а НАД + , образованный из НАДН, снова используется для гликолиза (см. шаг 6 в Панель 2–8, стр. 124–125).

Ферментации позволяют производить АТФ в отсутствие кислорода

Для большинства животных и растительных клеток гликолиз является лишь прелюдией к третьему и последнему этапу распада пищевых молекул.В этих клетках пируват, образующийся на последнем этапе стадии 2, быстро транспортируется в митохондрии, где превращается в СО 2 плюс ацетил-КоА, который затем полностью окисляется до СО 2 и Н 2 O

Напротив, для многих анаэробных организмов, которые не используют молекулярный кислород и могут расти и делиться без него, гликолиз является основным источником клеточного АТФ. Это также верно для некоторых тканей животных, таких как скелетные мышцы, которые могут продолжать функционировать при ограничении молекулярного кислорода.В этих анаэробных условиях электроны пирувата и НАДН остаются в цитозоле. Пируват превращается в продукты, выделяемые из клетки, например, в этанол и СО 2 в дрожжах, используемых в пивоварении и выпечке хлеба, или в лактат в мышцах. В этом процессе НАДН отдает свои электроны и снова превращается в НАД + . Эта регенерация НАД + необходима для поддержания реакций гликолиза ().

Рисунок 2-72

Два пути анаэробного распада пирувата.(A) При недостатке кислорода, например, в мышечной клетке, подвергающейся энергичному сокращению, пируват, образующийся в результате гликолиза, превращается в лактат, как показано. Эта реакция регенерирует (подробнее…)

Подобные анаэробные пути выработки энергии называются ферментациями. Исследования коммерчески важных ферментаций, осуществляемых дрожжами, во многом вдохновили раннюю биохимию. Работа в девятнадцатом веке привела в 1896 году к поразительному тогда открытию, что эти процессы можно изучать вне живых организмов, в клеточных экстрактах.Это революционное открытие в конечном итоге позволило проанализировать и изучить каждую из отдельных реакций в процессе ферментации. Сбор воедино полного гликолитического пути в 1930-х годах был крупным триумфом биохимии, за которым вскоре последовало признание центральной роли АТФ в клеточных процессах. Таким образом, большинство фундаментальных концепций, обсуждаемых в этой главе, известны уже более 50 лет.

Гликолиз показывает, как ферменты связывают окисление с накоплением энергии (видеть ).Ферменты играют роль гребного колеса в нашей аналогии, и теперь мы вернемся к этапу гликолиза, который мы обсуждали ранее, чтобы проиллюстрировать, как именно происходят сопряженные реакции.

Две центральные реакции гликолиза (стадии 6 и 7) превращают трехуглеродный промежуточный сахар глицеральдегид-3-фосфат (альдегид) в 3-фосфоглицерат (карбоновую кислоту). Это влечет за собой окисление альдегидной группы до группы карбоновой кислоты, которое происходит в две стадии. Общая реакция высвобождает достаточно свободной энергии, чтобы преобразовать молекулу АДФ в АТФ и передать два электрона от альдегида к НАД + с образованием НАДН, при этом выделяя достаточно тепла в окружающую среду, чтобы сделать общую реакцию энергетически выгодной (Δ ). G ° для суммарной реакции равно -3.0 ккал/моль).

Путь, по которому совершается этот выдающийся подвиг, описан в . Химические реакции управляются двумя ферментами, с которыми прочно связаны промежуточные соединения сахаров. Первый фермент ( глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа ) образует короткоживущую ковалентную связь с альдегидом через реакционноспособную -SH-группу фермента и катализирует окисление этого альдегида, пока еще находится в присоединенном состоянии. Высокоэнергетическая связь фермент-субстрат, созданная в результате окисления, затем замещается неорганическим ионом фосфата с образованием высокоэнергетического промежуточного продукта сахар-фосфат, который тем самым высвобождается из фермента. Это промежуточное соединение затем связывается со вторым ферментом ( фосфоглицераткиназа ). Этот фермент катализирует энергетически выгодный перенос только что созданного высокоэнергетического фосфата на АДФ, образуя АТФ и завершая процесс окисления альдегида в карбоновую кислоту (см. ).

Рисунок 2-73

Накопление энергии на этапах 6 и 7 гликолиза. На этих стадиях окисление альдегида до карбоновой кислоты сопряжено с образованием АТФ и НАДН. (A) Стадия 6 начинается с образования ковалентной связи между субстратом (глицеральдегидом (подробнее…)

Мы показали этот конкретный процесс окисления довольно подробно, потому что он представляет собой наглядный пример опосредованного ферментами накопления энергии посредством сопряженных реакций (). Эти реакции (этапы 6 и 7) являются единственными в гликолизе, которые создают высокоэнергетическую фосфатную связь непосредственно из неорганического фосфата. Как таковые, они объясняют чистый выход двух молекул АТФ и двух молекул НАДН на молекулу глюкозы (см. панель 2–8, стр. 124–125).

Рисунок 2-74

Схематическое изображение сопряженных реакций образования НАДН и АТФ на стадиях 6 и 7 гликолиза.Энергия окисления связи C-H приводит к образованию как НАДН, так и высокоэнергетической фосфатной связи. Затем разрыв высокоэнергетической связи приводит к образованию АТФ. (подробнее…)

Как мы только что видели, АТФ может легко образовываться из АДФ, когда образуются промежуточные продукты реакции с более энергичными фосфатными связями, чем в АТФ. Фосфатные связи можно упорядочить по энергии, сравнив стандартное изменение свободной энергии ( Δ ) для разрыва каждой связи гидролизом. сравнивает высокоэнергетические фосфоангидридные связи в АТФ с другими фосфатными связями, некоторые из которых образуются во время гликолиза.

Рисунок 2-75

Некоторые энергии фосфатных связей. Перенос фосфатной группы с любой молекулы 1 на любую молекулу 2 энергетически выгоден, если стандартное изменение свободной энергии (Δ G °) гидролиза фосфатной связи в молекуле 1 более отрицательно (подробнее. ..)

Сахара и жиры расщепляются до ацетил-КоА в митохондриях

Теперь мы переходим к рассмотрению стадии 3 катаболизма, процесса, который требует большого количества молекулярного кислорода (O 2 газа).Поскольку считается, что Земля создала атмосферу, содержащую газ O 2 , между одним и двумя миллиардами лет назад, в то время как многочисленные формы жизни, как известно, существовали на Земле в течение 3,5 миллиардов лет, использование O 2 в реакции, которые мы обсуждаем далее, считаются относительно недавними. Напротив, механизм, используемый для производства АТФ, не требует кислорода, и родственники этой изящной пары связанных реакций могли возникнуть очень рано в истории жизни на Земле.

В аэробном метаболизме пируват, образующийся в результате гликолиза, быстро декарбоксилируется гигантским комплексом из трех ферментов, называемым пируватдегидрогеназным комплексом . Продуктами декарбоксилирования пирувата являются молекула СО 2 (отход), молекула НАДН и ацетил-КоА. Трехферментный комплекс находится в митохондриях эукариотических клеток; его структура и способ действия описаны в .

Рисунок 2-76

Окисление пирувата до ацетил-КоА и СО 2 .(А) Структура комплекса пируватдегидрогеназы, который содержит 60 полипептидных цепей. Это пример большого мультиферментного комплекса, в котором промежуточные продукты реакции поступают непосредственно из (далее…)

Ферменты, расщепляющие жирные кислоты, полученные из жиров, также производят ацетил-КоА в митохондриях. Каждая молекула жирной кислоты (как активированная молекула жирного ацил-КоА ) полностью расщепляется циклом реакций, в ходе которого от карбоксильного конца отщепляется по два атома углерода за раз, образуя одну молекулу ацетил-КоА на каждый оборот цикла.В этом процессе также образуются молекула НАДН и молекула ФАДН 2 ().

Рисунок 2-77

Окисление жирных кислот до ацетил-КоА. (А) Электронная микрофотография липидной капли в цитоплазме (вверху), и в структуре жиров (внизу). Жиры представляют собой триацилглицеролы. Часть глицерина, с которой три жирные кислоты связаны сложноэфирными связями, (подробнее…)

Сахара и жиры являются основными источниками энергии для большинства нефотосинтезирующих организмов, включая человека.Однако большая часть полезной энергии, которая может быть извлечена при окислении обоих типов пищевых продуктов, остается запасенной в молекулах ацетил-КоА, образующихся в результате только что описанных двух типов реакций. Таким образом, цикл реакций лимонной кислоты, в которых ацетильная группа в ацетил-КоА окисляется до CO 2 и H 2 O, занимает центральное место в энергетическом метаболизме аэробных организмов. У эукариот все эти реакции протекают в митохондриях, органеллах, в которые направляются пируват и жирные кислоты для производства ацетил-КоА.Поэтому не следует удивляться, обнаружив, что митохондрия — это место, где в клетках животных вырабатывается большая часть АТФ. Напротив, аэробные бактерии осуществляют все свои реакции в одном компартменте, цитозоле, и именно здесь в этих клетках происходит цикл лимонной кислоты.

Рисунок 2-78

Пути производства ацетил-КоА из сахаров и жиров. Митохондрия в эукариотических клетках — это место, где ацетил-КоА вырабатывается из обоих типов основных пищевых молекул.Поэтому именно здесь протекает большинство клеточных реакций окисления (подробнее…)

В цикле лимонной кислоты образуется НАДН путем окисления ацетильных групп до СО

2

В девятнадцатом веке биологи заметили, что в отсутствие воздуха (анаэробные условия) клетки вырабатывают молочную кислоту (например, в мышцах) или этанол (например, в дрожжах), а в его присутствии (аэробные условия) потребляют О 2 и производят СО 2 и Н 2 О.Интенсивные усилия по определению путей аэробного метаболизма в конечном итоге сосредоточились на окислении пирувата и привели в 1937 году к открытию цикла лимонной кислоты, также известного как цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса . На цикл лимонной кислоты приходится около двух третей всего окисления соединений углерода в большинстве клеток, а его основными конечными продуктами являются CO 2 и высокоэнергетические электроны в форме НАДН. CO 2 высвобождается как побочный продукт, в то время как высокоэнергетические электроны от NADH передаются в связанную с мембраной цепь переноса электронов, в конечном итоге объединяясь с O 2 с образованием H 2 O.Хотя сам цикл лимонной кислоты не использует O 2 , ему требуется O 2 , чтобы продолжить, потому что у NADH нет другого эффективного способа избавиться от своих электронов и, таким образом, регенерировать NAD + , то есть необходимо для поддержания цикла.

Цикл лимонной кислоты, происходящий внутри митохондрий эукариотических клеток, приводит к полному окислению атомов углерода ацетильных групп в ацетил-КоА, превращая их в CO 2 .Но ацетильная группа не окисляется напрямую. Вместо этого эта группа переносится от ацетил-КоА к более крупной четырехуглеродной молекуле, оксалоацетату, , с образованием шестиуглеродной трикарбоновой кислоты, лимонной кислоты, , в честь которой назван последующий цикл реакций. Затем молекула лимонной кислоты постепенно окисляется, позволяя использовать энергию этого окисления для производства богатых энергией активированных молекул-носителей. Цепочка из восьми реакций образует цикл, потому что в конце оксалоацетат регенерируется и вступает в новый виток цикла, как показано в схеме на рис.

Рисунок 2-79

Простой обзор цикла лимонной кислоты. Реакция ацетил-КоА с оксалоацетатом запускает цикл с образованием цитрата (лимонной кислоты). В каждом обороте цикла в качестве отходов образуется две молекулы CO 2 плюс три молекулы NADH, одна (подробнее…)

До сих пор мы обсуждали только один из трех типов активированных молекул-носителей. которые производятся циклом лимонной кислоты, пара НАД + -НАДН (см.).В дополнение к трем молекулам НАДН каждый оборот цикла также производит одну молекулу ФАДН 2 (восстановленный флавинадениндинуклеотид) из FAD и одна молекула рибонуклеотида GTP (гуанозинтрифосфат) из GDP. Структуры этих двух активированных молекул-носителей показаны на рис. ГТФ является близким родственником АТФ, и перенос его концевой фосфатной группы на АДФ приводит к образованию одной молекулы АТФ в каждом цикле. Как и NADH, FADH 2 является переносчиком высокоэнергетических электронов и водорода.Как мы вскоре обсудим, энергия, запасенная в легко переносимых высокоэнергетических электронах НАДН и ФАДН 2 , будет впоследствии использована для производства АТФ в процессе окислительного фосфорилирования, единственного этапа окислительного катаболизма пищевых продуктов. для этого непосредственно требуется газообразный кислород (O 2 ) из атмосферы.

Рисунок 2-80

Структуры GTP и FADH 2 . (A) GTP и GDP являются близкими родственниками АТФ и АДФ соответственно.(B) FADH 2 является переносчиком атомов водорода и высокоэнергетических электронов, таких как NADH и NADPH. Он показан здесь в окисленной форме (FAD) с переносчиком водорода (подробнее. ..)

Полный цикл лимонной кислоты представлен на панелях 2-9 (стр. 126–127). Дополнительные атомы кислорода, необходимые для образования CO 2 из ацетильных групп, входящих в цикл лимонной кислоты, поставляются не молекулярным кислородом, а водой. Как показано на рисунке, в каждом цикле расщепляются три молекулы воды, и атомы кислорода некоторых из них в конечном итоге используются для образования CO 2 .

Помимо пирувата и жирных кислот некоторые аминокислоты переходят из цитозоля в митохондрии, где также превращаются в ацетил-КоА или один из других промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты. Таким образом, в эукариотической клетке митохондрия является центром, к которому ведут все энергетические процессы, начинаются ли они с сахаров, жиров или белков.

Цикл лимонной кислоты также служит отправной точкой для важных биосинтетических реакций, производя жизненно важные углеродсодержащие промежуточные продукты, такие как оксалоацетат и α-кетоглутарат. Некоторые из этих веществ, образующихся в результате катаболизма, переносятся обратно из митохондрий в цитозоль, где они служат в анаболических реакциях предшественниками для синтеза многих незаменимых молекул, таких как аминокислоты.

Электронный транспорт управляет синтезом большей части АТФ в большинстве клеток

Именно на последнем этапе деградации молекулы пищи высвобождается основная часть ее химической энергии. В этом заключительном процессе переносчики электронов НАДН и ФАДН 2 передают электроны, полученные ими при окислении других молекул, на электрон-транспортную цепь, встроенную во внутреннюю мембрану митохондрии.Когда электроны проходят по этой длинной цепи специализированных молекул-акцепторов и доноров электронов, они последовательно переходят в более низкие энергетические состояния. Энергия, выделяемая электронами в этом процессе, используется для прокачки ионов H + (протонов) через мембрану — из внутреннего митохондриального компартмента наружу (). Таким образом создается градиент ионов H + . Этот градиент служит источником энергии, используемой как батарея для управления различными реакциями, требующими энергии.Наиболее известной из этих реакций является образование АТФ путем фосфорилирования АДФ.

Рисунок 2-81

Генерация градиента H + через мембрану в результате реакций переноса электронов. Высокоэнергетический электрон (полученный, например, в результате окисления метаболита) последовательно передается переносчиками А, В и С в более низкое энергетическое состояние. На этой диаграмме (подробнее…)

В конце этой серии переносов электроны передаются молекулам газообразного кислорода (O 2 ), диффундировавшим в митохондрию, которые одновременно соединяются с протонами (H + ) из ​​окружающего раствора с образованием молекул воды.Электроны теперь достигли своего самого низкого энергетического уровня, и поэтому вся доступная энергия была извлечена из окисляемой молекулы пищи. Этот процесс, называемый окислительным фосфорилированием, также происходит в плазматической мембране бактерий. Как одно из самых замечательных достижений клеточной эволюции, оно станет центральной темой главы 14.

Рисунок 2-82

Заключительные стадии окисления пищевых молекул. Молекулы НАДН и ФАДН 2 (ФАДН 2 не показаны) образуются в цикле лимонной кислоты.Эти активированные носители отдают высокоэнергетические электроны, которые в конечном итоге используются для восстановления газообразного кислорода до воды. A major (подробнее…)

В общей сложности полное окисление молекулы глюкозы до H 2 O и CO 2 используется клеткой для производства около 30 молекул АТФ. Напротив, только 2 молекулы АТФ образуются на молекулу глюкозы только за счет гликолиза.

Организмы хранят молекулы пищи в специальных резервуарах

Всем организмам необходимо поддерживать высокое соотношение АТФ/АДФ, если необходимо поддерживать биологический порядок в их клетках. Тем не менее животные имеют лишь периодический доступ к пище, а растениям необходимо выживать в течение ночи без солнечного света, без возможности производства сахара в результате фотосинтеза. По этой причине и растения, и животные превращают сахара и жиры в специальные формы для хранения ().

Рисунок 2-83

Хранение сахаров и жиров в животных и растительных клетках. (A) Структуры крахмала и гликогена, формы хранения сахаров у растений и животных соответственно. Оба являются запасными полимерами сахарной глюкозы и различаются только частотой разветвления (больше…)

Чтобы компенсировать длительное голодание, животные запасают жирные кислоты в виде капелек жира, состоящих из нерастворимых в воде триацилглицеролов, в основном в специализированных жировых клетках. А для более краткосрочного хранения сахар запасается в виде субъединиц глюкозы в большом разветвленном полисахариде гликогене, который присутствует в виде мелких гранул в цитоплазме многих клеток, включая печень и мышцы. Синтез и расщепление гликогена быстро регулируются в зависимости от потребности. Когда требуется больше АТФ, чем может быть произведено из молекул пищи, поступающих из кровотока, клетки расщепляют гликоген в результате реакции, в результате которой образуется глюкозо-1-фосфат, который вступает в гликолиз.

В количественном отношении жир является гораздо более важной формой хранения, чем гликоген, отчасти потому, что при окислении грамма жира высвобождается примерно в два раза больше энергии, чем при окислении грамма гликогена. Кроме того, гликоген отличается от жира тем, что связывает большое количество воды, что приводит к шестикратной разнице в фактической массе гликогена, необходимой для хранения того же количества энергии, что и жир. Средний взрослый человек хранит достаточно гликогена только для одного дня нормальной деятельности, но достаточно жира, чтобы его хватило почти на месяц.Если бы наш основной топливный резервуар должен был быть гликогеном, а не жиром, вес тела должен был бы увеличиться в среднем примерно на 60 фунтов.

Большая часть нашего жира хранится в жировой ткани, из которой он высвобождается в кровоток для использования другими клетками по мере необходимости. Потребность возникает после периода воздержания от еды; даже обычное ночное голодание приводит к мобилизации жира, так что утром большая часть ацетил-КоА, поступающего в цикл лимонной кислоты, образуется из жирных кислот, а не из глюкозы.Однако после еды большая часть ацетил-КоА, поступающего в цикл лимонной кислоты, поступает из глюкозы, получаемой из пищи, и любой избыток глюкозы используется для пополнения истощенных запасов гликогена или для синтеза жиров. (В то время как животные клетки легко превращают сахара в жиры, они не могут превращать жирные кислоты в сахара.)

Хотя растения производят НАДФН и АТФ путем фотосинтеза, этот важный процесс происходит в специализированной органелле, называемой хлоропластом, которая изолирована от остальной части растительная клетка мембраной, непроницаемой для обоих типов активированных молекул-носителей. Кроме того, в растении есть много других клеток, например, в корнях, в которых отсутствуют хлоропласты, и поэтому они не могут производить собственные сахара или АТФ. Следовательно, для производства большей части АТФ растение использует экспорт сахаров из своих хлоропластов в митохондрии, расположенные во всех клетках растения. Большая часть АТФ, необходимой растению, синтезируется в этих митохондриях и экспортируется из них в остальную часть растительной клетки, используя точно такие же пути окислительного расщепления сахаров, которые используются нефотосинтезирующими организмами.

Рисунок 2-84

Как производится АТФ, необходимый для метаболизма большинства растительных клеток. У растений хлоропласты и митохондрии совместно снабжают клетки метаболитами и АТФ.

В периоды избыточной фотосинтетической способности в течение дня хлоропласты превращают часть производимых ими сахаров в жиры и в крахмал, полимер глюкозы, аналогичный гликогену животных. Жиры в растениях представляют собой триацилглицеролы, как и жиры в животных, и различаются только типами преобладающих жирных кислот. Жир и крахмал хранятся в хлоропластах в качестве резервуаров для мобилизации в качестве источника энергии в периоды темноты (см. ).

Зародыши внутри семян растений должны жить за счет накопленных источников энергии в течение длительного периода, пока они не прорастут и не произведут листья, которые смогут собирать энергию солнечного света. По этой причине семена растений часто содержат особенно большое количество жиров и крахмала, что делает их основным источником пищи для животных, в том числе и для нас самих.

Рисунок 2-85

Семена некоторых растений, которые являются важной пищей для человека.Кукуруза, орехи и горох содержат богатые запасы крахмала и жира, которые обеспечивают зародыш молодого растения в семени энергией и строительными блоками для биосинтеза. (С любезного разрешения Фонда Джона Иннеса.) (подробнее…)

Аминокислоты и нуклеотиды являются частью азотного цикла

До сих пор в нашем обсуждении мы концентрировались в основном на углеводном обмене. Мы еще не рассматривали метаболизм азота или серы. Эти два элемента входят в состав белков и нуклеиновых кислот, которые являются двумя наиболее важными классами макромолекул в клетке и составляют примерно две трети ее сухого веса.Атомы азота и серы переходят от соединения к соединению и между организмами и окружающей их средой в серии обратимых циклов.

Хотя молекулярный азот в изобилии содержится в атмосфере Земли, азот химически неактивен в виде газа. Лишь немногие живые виды способны включать его в органические молекулы, этот процесс называется фиксацией азота. Фиксация азота происходит у некоторых микроорганизмов и при некоторых геофизических процессах, например при разряде молнии. Он необходим для биосферы в целом, ибо без него не было бы жизни на этой планете.Однако лишь небольшая часть азотистых соединений в современных организмах обусловлена ​​свежими продуктами фиксации азота из атмосферы. Большая часть органического азота уже некоторое время находится в обращении, переходя от одного живого организма к другому. Таким образом, можно сказать, что современные азотфиксирующие реакции выполняют функцию «пополнения» общего запаса азота.

Позвоночные животные получают практически весь свой азот с пищей, состоящей из белков и нуклеиновых кислот. В организме эти макромолекулы расщепляются на аминокислоты и компоненты нуклеотидов, а содержащийся в них азот используется для производства новых белков и нуклеиновых кислот или используется для создания других молекул.Около половины из 20 аминокислот, содержащихся в белках, являются незаменимыми аминокислотами для позвоночных (), что означает, что они не могут быть синтезированы из других ингредиентов рациона. Другие могут быть синтезированы таким образом с использованием различных исходных материалов, включая промежуточные продукты цикла лимонной кислоты, как описано ниже. Незаменимые аминокислоты производятся беспозвоночными организмами, как правило, долгими и энергетически затратными путями, утраченными в ходе эволюции позвоночных.

Рисунок 2-86

Девять незаменимых аминокислот. Они не могут быть синтезированы клетками человека и поэтому должны поступать с пищей.

Нуклеотиды, необходимые для производства РНК и ДНК, могут быть синтезированы с использованием специализированных путей биосинтеза: не существует «необходимых нуклеотидов», которые должны поступать с пищей. Все атомы азота в пуриновых и пиримидиновых основаниях (а также некоторые атомы углерода) получены из многочисленных аминокислот глутамина, аспарагиновой кислоты и глицина, тогда как сахара рибозы и дезоксирибозы получены из глюкозы.

Аминокислоты, которые не используются в биосинтезе, могут быть окислены для получения метаболической энергии. Большинство их атомов углерода и водорода в конечном итоге образуют CO 2 или H 2 O, тогда как их атомы азота проходят различные формы и в конечном итоге появляются в виде мочевины, которая выводится из организма. Каждая аминокислота обрабатывается по-своему, и для их катаболизма существует целая совокупность ферментативных реакций.

Многие пути биосинтеза начинаются с гликолиза или цикла лимонной кислоты

Катаболизм производит как энергию для клетки, так и строительные блоки, из которых состоят многие другие молекулы клетки (см. ).До сих пор в наших дискуссиях о гликолизе и цикле лимонной кислоты основное внимание уделялось производству энергии, а не предоставлению исходных материалов для биосинтеза. Но многие из промежуточных продуктов, образующихся в этих путях реакции, также перекачиваются другими ферментами, которые используют их для производства аминокислот, нуклеотидов, липидов и других небольших органических молекул, в которых нуждается клетка. Некоторое представление о сложности этого процесса можно получить из рисунка, который иллюстрирует некоторые ответвления от центральных катаболических реакций, ведущих к биосинтезу.

Рисунок 2-87

Гликолиз и цикл лимонной кислоты дают предшественники, необходимые для синтеза многих важных биологических молекул. Аминокислоты, нуклеотиды, липиды, сахара и другие молекулы, показанные здесь как продукты, в свою очередь служат предшественниками (подробнее. ..)

Существование стольких ветвящихся путей в клетке требует, чтобы выбор в каждой ветви быть тщательно отрегулированы, как мы обсудим далее.

Метаболизм организован и регулируется

О сложности клетки как химической машины можно судить по взаимосвязи гликолиза и цикла лимонной кислоты с другими метаболическими путями, описанными в .Этот тип диаграммы, который использовался ранее в этой главе для введения метаболизма, представляет только некоторые из ферментативных путей в клетке. Очевидно, что наше обсуждение клеточного метаболизма касается лишь небольшой части клеточной химии.

Рисунок 2-88

Гликолиз и цикл лимонной кислоты находятся в центре метаболизма. Около 500 метаболических реакций типичной клетки показаны схематично с реакциями гликолиза и цикла лимонной кислоты в красных. Другие реакции ведут к этим двум (подробнее…)

Все эти реакции происходят в клетке диаметром менее 0,1 мм, и для каждой требуется свой фермент. Как видно из , одна и та же молекула часто может быть частью многих различных путей. Пируват, например, является субстратом для полудюжины или более различных ферментов, каждый из которых химически модифицирует его по-своему. Один фермент превращает пируват в ацетил-КоА, другой — в оксалоацетат; третий фермент превращает пируват в аминокислоту аланин, четвертый — в лактат и так далее.Все эти разные пути конкурируют за одну и ту же молекулу пирувата, и одновременно происходят аналогичные соревнования за тысячи других малых молекул. Возможно, лучше понять эту сложность можно с помощью трехмерной метаболической карты, которая позволяет установить более прямые связи между путями (4).

Рисунок 2-89

Представление всех известных метаболических реакций с участием малых молекул в дрожжевой клетке. Как и на рис. 2-88, реакции гликолиза и цикла лимонной кислоты выделены красным цветом . Эта метаболическая карта необычна тем, что использует трехмерное изображение, (подробнее…)

В многоклеточном организме ситуация еще более усложняется. Разным типам клеток в целом потребуются несколько разные наборы ферментов. И разные ткани вносят различный вклад в химию организма в целом. В дополнение к различиям в специализированных продуктах, таких как гормоны или антитела, существуют значительные различия в «общих» метаболических путях между различными типами клеток одного и того же организма.

Хотя практически все клетки содержат ферменты гликолиза, цикла лимонной кислоты, синтеза и распада липидов и метаболизма аминокислот, уровни этих процессов, необходимых в разных тканях, неодинаковы. Например, нервные клетки, которые, вероятно, являются самыми привередливыми клетками в организме, почти не имеют запасов гликогена или жирных кислот и почти полностью зависят от постоянного поступления глюкозы из кровотока. Напротив, клетки печени снабжают глюкозой активно сокращающиеся мышечные клетки и перерабатывают молочную кислоту, вырабатываемую мышечными клетками, обратно в глюкозу.Все типы клеток имеют свои отличительные черты метаболизма, и они широко взаимодействуют в нормальном состоянии, а также в ответ на стресс и голодание. Можно подумать, что вся система должна быть настолько точно сбалансирована, что любое незначительное нарушение, такое как временное изменение рациона питания, будет иметь катастрофические последствия.

Рисунок 2-90

Схематическое изображение метаболического взаимодействия между клетками печени и мышц. Основным топливом активно сокращающихся мышечных клеток является глюкоза, большая часть которой поставляется клетками печени.Молочная кислота, конечный продукт анаэробного распада глюкозы путем гликолиза (подробнее…)

На самом деле, метаболический баланс клетки удивительно стабилен. Всякий раз, когда равновесие нарушается, клетка реагирует так, чтобы восстановить исходное состояние. Клетка может адаптироваться и продолжать функционировать во время голодания или болезни. Мутации многих видов могут повреждать или даже уничтожать определенные пути реакций, и тем не менее — при соблюдении определенных минимальных требований — клетка выживает. Это происходит потому, что сложная сеть из механизмов управления регулирует и координирует скорость всех его реакций. В конечном счете, этот контроль основан на замечательной способности белков изменять свою форму и свой химический состав в ответ на изменения в их непосредственном окружении. Следующей нашей задачей станут принципы, лежащие в основе построения больших молекул, таких как белки, и химия, стоящая за их регуляцией.

Резюме

Глюкоза и другие молекулы пищевых продуктов расщепляются контролируемым ступенчатым окислением с получением химической энергии в форме АТФ и НАДН. Это три основных набора реакций, которые действуют последовательно, продукты каждого из которых являются исходным материалом для следующего: гликолиз (который происходит в цитозоле), цикл лимонной кислоты (в митохондриальном матриксе) и окислительное фосфорилирование (на внутренняя митохондриальная мембрана).Промежуточные продукты гликолиза и цикла лимонной кислоты используются как в качестве источников метаболической энергии, так и для производства многих малых молекул, используемых в качестве сырья для биосинтеза. Клетки хранят молекулы сахара в виде гликогена у животных и крахмала у растений; как растения, так и животные также широко используют жиры в качестве продовольственного запаса. Эти материалы для хранения, в свою очередь, служат основным источником пищи для людей, наряду с белками, составляющими большую часть сухой массы клеток, которые мы едим.

Криогенное хранение клеток животных

Процедура

  1. Отбор и исследование культур: Перед замораживанием культуру следует поддерживать в состоянии активного роста (логарифмическая фаза или экспоненциальный рост) для обеспечения оптимального здоровья и хорошего восстановления. В идеале питательную среду следует менять за 24 часа до сбора урожая. Также рекомендуется проверять культуру на наличие микробных контаминантов, особенно микоплазм, и подтверждать ее идентичность (вид и тип клеток) соответствующими методами.
  2. С помощью инвертированного фазово-контрастного микроскопа проверьте общий вид вашей культуры. Ищите признаки микробного загрязнения. Также важно исследовать культуру невооруженным глазом, чтобы найти небольшие изолированные колонии грибов, которые могут плавать на поверхности раздела культуральная среда-воздух и, таким образом, не могут быть легко обнаружены с помощью микроскопа. Если для выращивания ваших культур использовались антибиотики, то хранение культур без антибиотиков в течение как минимум одной-двух недель до замораживания облегчит обнаружение любых скрытых загрязнителей культуры.

  1. Сбор клеток: Как правило, можно использовать ваш стандартный протокол, обычно используемый для пересева культур клеток. Будьте максимально осторожны во время сбора, поскольку клеткам, поврежденным во время сбора, очень трудно пережить дополнительное повреждение, возникающее во время процессов замораживания и оттаивания. Количества реагентов, рекомендуемые для этой процедуры, даны для колбы 2 (T-75) объемом 75 см; объемы должны быть скорректированы соответственно для других размеров сосуда для культивирования.
    1. С помощью стерильной пипетки удалите и выбросьте питательную среду. Любые материалы и растворы, вступающие в контакт с клетками, всегда должны быть утилизированы надлежащим образом.
    2. Промойте монослой клеток 5–10 мл CMF-PBS, чтобы удалить все следы эмбриональной бычьей сыворотки.
    3. Добавьте в колбу от 3 до 5 мл трипсина (в CMF-PBS) или другого подходящего диссоциирующего агента и инкубируйте при 37°C. Предварительное нагревание раствора фермента обычно сокращает период воздействия.
    4. Каждые несколько минут проверяйте ход ферментативной обработки на инвертированном фазово-контрастном микроскопе. Как только клетки округляются, легкое постукивание по колбе должно отделить их от пластиковой поверхности. Добавьте 5 мл среды роста, содержащей сыворотку, чтобы инактивировать раствор трипсина. Может потребоваться энергичное пипетирование, чтобы смыть все оставшиеся клетки со дна сосуда для культивирования или разбить скопления клеток на суспензию отдельных клеток. Удаление или инактивация диссоциирующего агента имеет решающее значение для оптимального восстановления замороженных клеток.Если диссоциирующий агент нельзя инактивировать напрямую, он будет удален при центрифугировании клеток на следующем этапе (см. ниже).
    5. Соберите взвешенные клетки в центрифужную пробирку объемом 15 мл. Удалите и отложите небольшой образец для подсчета клеток, а затем раскрутите оставшуюся клеточную суспензию примерно при 100 × g в течение 5 минут, чтобы получить осадок мягких клеток. Подсчитайте клетки с помощью гемоцитометра, пока пробирка вращается. Используйте раствор трипанового синего, чтобы проверить их жизнеспособность.
  1. Криозащитные средства: Криозащитные средства необходимы для минимизации повреждения клеток в процессе замораживания. Для обеспечения криозащиты использовался широкий спектр химических веществ, включая поливинилпирролидон, этиленгликоль, метанол и метилацетамид. Однако наиболее распространенными криопротекторами являются ДМСО и глицерин. ДМСО (АТСС 4-Х, 5 × 5 мл) чаще всего используется в концентрации от 5 до 10% (об./об.) в среде для замораживания; оптимальная концентрация зависит от клеточной линии.
  2. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Хотя ДМСО не токсичен напрямую, он является очень сильным растворителем и способен быстро проникать через неповрежденную кожу. В результате существует потенциальная опасность, связанная с использованием этого соединения. Очень важно избегать контакта с ДМСО и безопасно утилизировать любые отходы, содержащие ДМСО. Кроме того, поскольку это сильный растворитель, некоторые партии имеющегося в продаже ДМСО могут содержать токсичные вещества и не должны использоваться для замораживания клеток.

    Глицерин чаще всего используется в средах для замораживания в конечной концентрации от 5 до 15%; опять же, оптимальная концентрация зависит от клеточной линии.Повышение концентрации сыворотки в криозащитной среде часто используется для увеличения выживаемости трудно сохраняемых клеток. Иногда используются концентрации сыворотки от 90 до 95% (без среды, только сыворотка плюс криозащитный агент), особенно с чувствительными клеточными линиями гибридомы. Для клеток, обычно растущих в среде без сыворотки, добавление 50% кондиционированной среды (среда без сыворотки, в которой клетки выращивались в течение 24 часов) как к среде для замораживания клеток, так и к среде для восстановления может улучшить их восстановление после замораживания и выживаемость.Добавление от 10 до 20% альбумина клеточной чистоты в бессывороточную среду для замораживания также может увеличить выживаемость после замораживания.

    1. Удалите и выбросьте супернатант из центрифугированных клеток и ресуспендируйте клеточный осадок в достаточном количестве среды для замораживания клеток, чтобы получить конечную концентрацию клеток от 2 до 5 миллионов жизнеспособных клеток на мл.
    2. Пометьте соответствующее количество пластиковых криогенных флаконов как минимум названием клеточной линии и датой. Затем добавьте 1,0 к 1.8 мл клеточной суспензии в каждую из пробирок и закупорить.
  1. Замораживание клеток : Медленная и воспроизводимая скорость охлаждения очень важна для обеспечения хорошего восстановления культур. Для большинства культур клеток животных обычно работает понижение температуры от –1 до –3 °C в минуту. Лучший способ контролировать процесс охлаждения — использовать программируемую электронную морозильную камеру. Тем не менее, существует несколько имеющихся в продаже механических морозильных камер, которые обеспечивают удовлетворительную и воспроизводимую скорость охлаждения при помещении на ночь в морозильную камеру с температурой от –70°C до –90°C, например, безалкогольный контейнер для криоконсервации CoolCell LX (ATCC ACS-6000).
    1. Заморозьте промаркированные флаконы в соответствующей морозильной камере с регулируемой скоростью в соответствии с инструкциями производителя. Если коммерческий морозильный аппарат недоступен, можно изготовить его самодельный заменитель, поместив флаконы в небольшую коробку из пенополистирола или изолированного картона, которую затем поместят в морозильную камеру при температуре от -70°C до -90°C на ночь. Хотя этот подход работает со многими клеточными линиями, он не обеспечивает контролируемого, равномерного или воспроизводимого охлаждения и не рекомендуется для ценных или незаменимых культур.
    2. Независимо от того, какой метод охлаждения используется, важно, чтобы перемещение в место конечного хранения осуществлялось быстро и эффективно. Если перенос нельзя осуществить немедленно, флаконы можно на короткое время поместить на сухой лед. Это позволит избежать повреждения культур из-за непреднамеренного временного нагревания в процессе переноса. Нагревание во время этого процесса переноса является основной причиной изменения жизнеспособности культуры при оттаивании.
  1. Криогенное хранение: Всегда поддерживайте температуру хранения ниже –130°C для оптимального выживания.Клетки могут выжить при хранении при более высоких температурах, но со временем их жизнеспособность обычно снижается. Идеальным контейнером для хранения является морозильник с жидким азотом, в котором культуры хранятся либо погруженными в жидкий азот, либо в виде суспензии в паровой фазе над жидким азотом. Из соображений безопасности (№ 6 ниже) предпочтительно хранение в паровой фазе. Есть несколько важных моментов, которые следует помнить при обслуживании репозитория клеток на основе жидкого азота:
  • Убедитесь, что система маркировки подходит для (постоянного) криогенного хранения.
  • Ведите тщательный учет местонахождения замороженных культур и полную историю их характеристик, роста и требований к обращению. Помните, что замороженные культуры могут находиться рядом дольше, чем человек, который их заморозил.
  • Будьте готовы к чрезвычайным ситуациям! Морозильники с жидким азотом могут выйти из строя. Должно быть лицо, ответственное за частые проверки (желательно ежедневно или хотя бы еженедельно) состояния морозильной камеры с жидким азотом. Существует множество коммерчески доступных систем сигнализации, которые можно использовать для постоянного контроля их состояния.Очень ценные или незаменимые культуры должны храниться как минимум в двух отдельных местах. Для этой цели ATCC предоставляет услугу безопасного хранения; свяжитесь со Службой биорепозитория для получения дополнительной информации об этой услуге.
  1. Извлечение культур: Следует соблюдать особую осторожность при оттаивании культур, которые были погружены в жидкий азот, а не в паровую фазу над жидким азотом. Если флакон протечет во время хранения под водой, он будет медленно заполняться жидким азотом; при оттаивании превращение жидкого азота обратно в его газовую фазу может привести к взрыву сосуда или срыву его крышки с опасной силой, создающей разлетающиеся обломки.
  2. МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ : Всегда надевайте защитную одежду, перчатки и лицевую маску или защитные очки, когда флакон вынимают из сосуда для хранения жидкого азота и оттаивают.

    1. Разморозить флакон, осторожно встряхнув его на водяной бане при температуре 37°C. Чтобы снизить вероятность загрязнения, уплотнительное кольцо и колпачок не должны попадать в воду. Оттаивание должно быть быстрым (примерно 2 минуты). Снимите флакон с водяной бани, как только содержимое оттает, а затем продезинфицируйте его, погрузив или опрыскав 70% этанолом.Все операции с этого момента должны проводиться в строгих асептических условиях.
    2. Перенесите содержимое флакона в 25-см колбу для культур тканей 2 или 100-мм чашку для культур тканей 2 и разбавьте ее полной культуральной средой (приблизительно 4–5 мл для колбы, 10 мл для чашки). Для большинства клеточных линий нет необходимости сразу удалять криозащитный агент. Обычно культуральную среду меняют для удаления криозащитного агента через 8–24 часа после оттаивания.Однако для тех клеточных линий, которые могут быть чувствительны к присутствию криозащитных агентов, клеточную суспензию можно центрифугировать для удаления криозащитного агента. Затем инкубируйте культуру при 37°C в подходящем инкубаторе. Важно избегать чрезмерной щелочности среды во время восстановления клеток. Предполагается, что перед добавлением содержимого флакона культуральный сосуд, содержащий среду для выращивания, помещают в инкубатор не менее чем на 15 минут, чтобы позволить среде достичь своего нормального pH.Некоторые клеточные линии могут подвергнуться осмотическому шоку, если слишком быстро добавить большой объем свежей среды к клеточной суспензии при оттаивании. Несколько ступенчатых добавлений меньшего объема (каждый раз по 1–2 мл) свежей среды к клеточной суспензии при температуре от 20°C до 37°C в течение 10–20 минут могут улучшить их восстановление и выживаемость.

Страница не найдена | ШКОЛЫ ОКАЛУСА

Школьный округ округа Окалуза

Copyright © 2011 — Все права защищены —  Школьный округ округа Окалуза,  —  Заявление о конфиденциальности   Отказ от ответственности в отношении электронной почты. В соответствии с законодательством штата Флорида адреса электронной почты являются общедоступными. Если вы не хотите, чтобы ваш адрес электронной почты был разглашен в ответ на запрос общедоступных записей, не отправляйте электронное письмо этому лицу. Вместо этого, свяжитесь с этим офисом по телефону или напишите письмо. Школьный округ округа Окалуза стремится предоставлять веб-сайты, доступные всем заинтересованным сторонам. Если вы используете вспомогательные технологии (например, программу чтения с экрана, устройство слежения за глазами, программное обеспечение для распознавания голоса и т. д.) и испытываете трудности с доступом к информации на этом сайте, позвоните нам по номеру   .

Школьный округ округа Окалуза был признан аккредитованным агентством округа AdvancED с 9 декабря 2006 г., при этом предыдущие аккредитации проводились в каждой отдельной школе.

Школьный совет округа Окалуза, штат Флорида, не допускает дискриминации по признаку расы, цвета кожи, национального происхождения, пола, инвалидности или возраста в программах и мероприятиях, которые он проводит, и обеспечивает равный доступ к бойскаутам и другим определенным молодежным группам. . Школьный совет округа Окалуза, штат Флорида, в соответствии с Разделом IX и его положениями обязан не допускать дискриминации по признаку пола.Это требование не допускать дискриминации в равной степени относится и к занятости. Следующее лицо было назначено для обработки запросов, касающихся политики недискриминации, и действовать в качестве координатора Раздела IX школьного округа округа Окалуза: Стив Чатман, координатор по вопросам справедливости и Раздела IX, 461 W School Avenue, Crestview, FL 32536. (850.683) .9002). Запросы относительно политики недискриминации также можно направлять помощнику секретаря по гражданским правам Министерства образования.Запросы, касающиеся раздела 504, Teri Schroeder, 850.833.3108 или 202 A Hwy 85 N, Niceville, FL 32578.

     

 

4.4A: Везикулы и вакуоли — Биология LibreTexts

Везикулы и вакуоли представляют собой мембраносвязанные мешочки, которые выполняют функцию хранения и транспортировки.

Цели обучения

  • Обобщить функции везикул и вакуолей в клетках

Ключевые моменты

  • Везикулы представляют собой небольшие структуры внутри клетки, состоящие из жидкости, окруженной двойным липидным слоем, участвующим в транспорте, контроле плавучести и хранении ферментов.
  • Лизосомы, обнаруженные в клетках животных, являются клеточным «мусоропроводом». В них происходят пищеварительные процессы, а ферменты в них помогают расщеплять белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и изношенные органеллы.
  • Центральные вакуоли, встречающиеся у растений, играют ключевую роль в регуляции концентрации воды в клетке при изменении условий окружающей среды.

Везикулы и вакуоли представляют собой мембраносвязанные мешочки, которые служат для хранения и транспортировки.Помимо того факта, что вакуоли несколько крупнее везикул, между ними существует очень тонкое различие: мембраны везикул могут сливаться либо с плазматической мембраной, либо с другими мембранными системами внутри клетки. Мембрана вакуоли не срастается с мембранами других клеточных компонентов. Кроме того, некоторые агенты внутри вакуолей растений, такие как ферменты, расщепляют макромолекулы.

Везикулы

Везикула представляет собой небольшую структуру внутри клетки, состоящую из жидкости, окруженной двойным липидным слоем.Везикулы образуются естественным образом в ходе процессов секреции (экзоцитоз), захвата (фагоцитоз) и транспорта материалов внутри цитоплазмы. Кроме того, они могут быть получены искусственно, и в этом случае они называются липосомами. Везикулы могут сливаться с плазматической мембраной, высвобождая свое содержимое за пределы клетки. Везикулы также могут сливаться с другими органеллами внутри клетки.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Животная клетка : На этой иллюстрации животной клетки № 4 обозначает вакуоль.

Везикулы выполняют множество функций.Поскольку они отделены от цитозоля, внутренняя часть везикулы может отличаться от цитозольной среды. По этой причине везикулы являются основным инструментом, используемым клеткой для организации клеточных веществ. Везикулы участвуют в метаболизме, транспорте, контроле плавучести и хранении ферментов. Они также могут выступать в качестве химических реакционных камер.

Лизосомы

Клетки животных имеют набор органелл, отсутствующих в растительных клетках: лизосомы. Лизосомы — это «мусоропроводы» клетки.Ферменты в лизосомах помогают расщеплять белки, полисахариды, липиды, нуклеиновые кислоты и изношенные органеллы. Эти ферменты активны при гораздо более низком рН, чем в цитоплазме. Следовательно, pH внутри лизосом более кислый, чем pH цитоплазмы. Многие реакции, протекающие в цитоплазме, не могут протекать при низком рН, так что опять же очевидны преимущества разделения эукариотической клетки на органеллы.

Вакуоли

Вакуоли являются важным компонентом клеток растений.Если вы посмотрите на рисунок ниже, то увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, занимающую большую часть площади клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетке при изменении условий окружающей среды и обеспечивает процессы пищеварения.

Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно завянет? Это потому, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода уходит из центральных вакуолей и цитоплазмы.Когда центральная вакуоль сжимается, она оставляет клеточную стенку без опоры. Эта потеря поддержки клеточных стенок клеток растений приводит к увяданию растения.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Структура растительной клетки : Центральная вакуоль в типичной растительной клетке довольно большая и окружена тонопластом или вакуолярной мембраной.

Центральная вакуоль также поддерживает расширение клетки. Когда центральная вакуоль содержит больше воды, клетка становится больше, не затрачивая много энергии на синтез новой цитоплазмы.

Сократительные вакуоли обнаруживаются у некоторых простейших, особенно у представителей типа Ciliophora . Эти вакуоли берут воду из цитоплазмы и выделяют ее из клетки, чтобы избежать разрыва из-за осмотического давления.

Биологическая энергия

Метаболизм

Для некоторых Юстус фон Либих был одним из выдающихся химиков начала 1800-х годов. Он родился в Дармштадте в 1803 году, учился в Бонне и Эрлангене, но, не обнаружив никого интересующимся химией, переехал в Париж и работал в знаменитой лаборатории Ги-Люссака.Его вспыльчивость повсюду была с ним, и он часто отталкивал своих друзей своими острыми замечаниями и агрессивными письмами. Он думал, что ферментация и недавняя работа Пастера — все это неправильно. Он выступал против теории катализа и считал, что брожение вызывается колебаниями, распространяющимися от одной части брожения к другой.

Согласно Либиху, животные и растения дополняют друг друга; растения синтезировали сложные материалы из простых веществ, а животные поедали этот материал и снова разрушали его. Метаболизм животных , следовательно, представлял собой простой односторонний поток пищи, который начинался с поступления белков и углеводов и заканчивался выделением углекислого газа и мочевины.

Эта простая картина обмена веществ длилась недолго. Клод Бернар открыл, что печень животных способна синтезировать гликоген, Эдуард Бюхнер открыл «бесклеточное» брожение и расщепление сахаров до углекислого газа, а Макколлум обнаружил, что такие важные материалы, как аминокислоты, производятся животными и также необходимы для жизнедеятельности. их рацион.Клетки как у животных, так и у растений представляли собой сложные фабрики, на которых сырье постоянно преобразовывалось: иногда синтезировалось в сложные структуры, а иногда распадалось на более простые формы.

Метаболизм стал обозначать тысячи и тысячи взаимосвязанных процессов построения, поддержания, использования и деградации, которые клетки осуществляют каждую минуту каждого дня. Вскоре после Менделя эта туманная, хаотичная картина стала несколько проясняться, и стало понятно, что существует 90 285 путей 90 286 событий, ведущих к синтезу или распаду вещества. В этих путях отдельные ферменты-компоненты катализировали дискретные этапы в многоступенчатом наборе химических реакций, которые превращали один тип молекулы в другой тип.

Некоторые явления, такие как ферментация, были просто результатом действия одного из этих путей. Дрожжи поглощают сахар и расщепляют молекулы сахара в несколько этапов, и все они регулируются и контролируются ферментами. Энергия высвобождается и запасается в виде АТФ, и в конечном итоге остатки молекулы сахара превращаются в спирт и углекислый газ.Как показал Бюхнер, если вы удалите ферменты из клетки, они по-прежнему катализируют те же реакции и дают тот же результат.

Однако теперь мы признаем, что в общей категории «метаболизм» имеется несколько крупных компонентов.

Управление энергией Фотосинтетические растения обладают способностью улавливать световую энергию и преобразовывать ее в химическую энергию. Часть этой энергии затем используется для создания запасных молекул, таких как сахар и крахмал. Как растительные, так и животные клетки обладают способностью расщеплять сахар и передавать накопленную энергию в молекулы, такие как АТФ, которые становятся краткосрочной энергетической валютой клетки.

Катаболизм — расщепление множества различных молекул от старой изношенной целлюлозы (стенки вокруг растительных клеток) до старых изношенных ферментов (белков). После разложения на более простые формы этот материал может быть либо далее разложен на углекислый газ и воду, а высвобожденная энергия сохранена и использована, либо материалы могут быть переработаны и использованы снова.

Анаболизм — создание или синтез сложных веществ, таких как белки, из более простых веществ, таких как аминокислоты. Биосинтез — это построение больших молекул и других клеточных структур, которые должны происходить постоянно (для замены изношенных структур и макромолекул) или которые необходимы для роста и деления клеток. В быстрорастущих клетках, таких как бактерии, биосинтез является огромной потребностью, и в его максимуме (когда бактериальная клетка может делиться каждые 20-30 минут) такая клетка производит более 1000 новых белковых молекул в секунду.

QUIA — Cell Organelles

4 4 4 Рибосома 0 дверной проезд клетки 0 9069 0 найдены на внешней стороне растительного ячейки 0 эндоплазматический ретикуль 0 9069 9069 5 0 9069 0 Clean Up Crew 5 0 клетки, у которых нет ядра 0, имеющие ядро ​​
A B B
Organellle объект внутри клетки, у которого есть работа
клетки животных похожий по форме
клеточная стенка снаружи растительной клетки для поддержки и защиты
хлоропласт фотосинтез для создания энергии для растительных клеток
гелеобразная цитоплазма Клетки, которые перемещают все вокруг и подушечки их
эндоплазматический ретикулум транспортирует вещи в ячейке
Mitochondria Mitochondria выполняет клеточное дыхание для выпуска энергии из пищи
Nucleus Control Center Cell — где решения приняты
вакуоль резервуар для т Он клетки
Chromosome Chromosome из ДНК — направления Все мероприятия в ячейке
Golgi Body сортирует и пакеты вещи для доставки — почтовый зал
Lysosome толкает мусорные вакуулы из ячейки, переваривает старые части клеток, расщепляет пищу на более мелкие кусочки
ядерная мембрана вне ядра для поддержки и защиты, а также пропускает вещества внутрь и наружу из ядра
ядрышко образует рибосомы 907 606624 84
создает белок
камеровая мембрана
сотовые стенки
Стена клеток и хлоропласт Эти 2 органелла находятся только в растительные клетки
лизосомы эта органелла встречается o Nly в клетках животных
Choroplast зеленая органелла в доводной камере
китоплазма только жидкая органелла в клетке
транспортная система Mitochhondria PowerHouse Powerhouse
Mitochondria разбивает еду, чтобы сделать Energy Chloroplast делает фотосинтез
Mitochondria Mitochondria делает сотовый дым
Nucleus Control Center
Vacuole проводит пищевую воду или Отходы для клетки животных и воды в ячейке растения
Chromosome Boss
Golgi Body Mailloom Lysosome
Dreakew AY ядра
рибосома белкового фабрики Маленькие красные точки маленькие красные точки, плавающие в клетке или прикреплены к внутренней части ER
NUCLEOLUS Маленькая органелла, найденная внутри ядра
Prokaryote
Eukaryote клетки
клетки растительного участка клетки, которая является квадратом или прямоугольной в форме
клеточная мембрана в камере и вне ее
.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.