Головна ⇒ 📌Довідник з біології ⇒ Обмін речовин – Клітина як цілісна система

Обмін речовин – Клітина як цілісна система

Біологія. Експерес-підготовка до ЗНО та ДПА

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

РОЗДІЛ II. КЛІТИННИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

Тема 3. Клітина як цілісна система

Обмін речовин та енергії

Обмін речовин

Обмін речовин (метаболізм) – надходження в організм поживних речовин із навколишнього середовища, їх перетворення та виведення з організму продуктів життєдіяльності.

Типи організмів за джерелами енергії та речовин

Етапи енергетичного обміну

Цикл

Кребса

Електронно-транспортний ланцюг мітохондрій (дихальний ланцюг)

Утворення АТФ під час транспорту електронів в електронно-транспортному ланцюгу (хеміосмотична гіпотеза Мітчелла)

Для утворення АТФ ферментна система АТФ-синтетаза використовує різницю електричних потенціалів і концентрації йонів Гідрогену з різних боків мембрани, перерозподіляючи потік Н+: із зовнішньої поверхні мембрани переносить йони Н+ на внутрішню. Під час перенесення електронів від НАДН до, О2 виділяється енергія, необхідна для синтезу трьох молекул АТФ.

src="/images/image049_1.jpg" class=""/>

Властивості генетичного коду і біосинтез білка

Генетичний код – властива всім живим організмам єдина система збереження спадкової інформації в молекулах нуклеїнових кислот у вигляді послідовності нуклеотидів.

Генетичний код

1) Триплетний – кожній амінокислоті відповідає трійка нуклеотидів ДНК (РНК) – кодон;

2) однозначний – один триплет кодує лише одну амінокислоту;

3) вироджений – одну амінокислоту можуть кодувати декілька різних триплетів;

4) універсальний – єдиний для всіх організмів, які існують на Землі;

5) не перекривається – кодони зчитуються один за одним, з однієї певної точки в одному напрямку (один нуклеотид не може входити одночасно до складу двох сусідніх триплетів);

6) між генами існують “розділові знаки” – ділянки, які не несуть генетичної інформації, а лише відокремлюють одні гени від інших. їх називають спейсерами

Стоп-кодони УАА, УАГ, УГА означають припинення синтезу одного поліпептидного ланцюга, триплет АУГ визначає місце початку синтезу наступного.

Генетичний код	Третій нуклеотид
Перший нуклеотид	Другий нуклеотид
У	Ц	А	Г
УУУ	Фен	УЦУ	УАУ	Тир	УГУ	Цис	У
УУЦ	УЦЦ	Сер	УАЦ	УГЦ	Ц
У	УУА	Лей	УЦА	УАА	Стоп*	УГА	Стоп*	А
УУГ	УЦГ	УАГ	Стоп*	УГГ	Трп	Г
ЦУУ	ЦЦУ	ЦАУ	Гіс	ЦГУ	У
Ц	ЦУЦ	Лей	ЦЦЦ	Про	ЦАЦ	ЦГЦ	Apr	Ц
ЦУА	ЦЦА	ЦАА	Глн	ЦГА	А
ЦУГ	ЦЦГ	ЦАГ	ЦГГ	Г
АУУ	АЦУ	ААУ	Асн	АГУ	Сер	У
АУЦ	Ілей	АЦЦ	Тре	ААЦ	АГЦ	Ц
А	АУА	АЦА	ААА	Ліз	АГА	Apr	А
АУГ	Мет	АЦГ	ААГ	АГГ	Г
ГУУ	ГЦУ	ГАУ	Асп	ГГУ	У
ГУЦ	Вал	ГЦЦ	Ала	ГАЦ	ГГЦ	Глі	Ц
Г	ГУА	ГЦА	ГАА	Глу	ГГА	А
ГУГ	ГЦГ	ГАГ	ГГГ	Г

Етапи біосинтезу білка

Етап	Місце	Процеси
Транскрипція	Каріоплазма	Фермент РНК-полімераза розщеплює подвійний ланцюг ДНК і на одному з ланцюгів за принципом комплементарності синтезує молекулу про-іРНК. За допомогою спеціальних ферментів про-іРНК перетворюється в активну форму ІРНК, яка надходить з ядра до цитоплазми клітини
Активація амінокислот	Цитоплазма	Приєднання амінокислот за допомогою ковалентного зв’язку до певної тРНК. тРНК транспортує амінокислоти до місця синтезу білка
Трансляція	Рибосоми	Під час синтезу білка рибосома насувається на ниткоподібну молекулу ІРНК таким чином, що ІРНК опиняється між її двома субодиницями. У рибосомі є особлива ділянка – функціональний центр. Його розміри відповідають довжині двох триплетів, тому в ньому водночас перебувають два сусідні триплети ІРНК. В одній частині функціонального центру антикодон тРНК пізнає кодон ІРНК, а в іншій – амінокислота звільнюється від тРНК. Коли рибосома досягає стоп-кодону, синтез білкової молекули завершується
Утворення природної структури білка	Ендоплазматична Сітка	Білок набуває певної просторової конфігурації. За участю ферментів відбувається відщеплення зайвих амінокислотних залишків, введення фосфатних, карбоксильних та інших груп тощо. Після цих процесів білок стає функціонально активним

Структура тРНК

Схема біосинтезу білка

Полірибосомальний комплекс (полісома)

На одній молекулі ІРНК одночасно можуть синтезуватися декілька поліпептидів за участю багатьох рибосом. Комплекс, який при цьому утворюється, називається полірибосомальним.

Фотосинтез

Фотосинтез – процес утворення органічних сполук із неорганічних завдяки перетворенню світлової енергії в енергію хімічних зв’язків. Здійснюється в клітинах зелених рослин за участю пігментів хлоропластів – хлорофілів а та b (зелені), каротиноїдів (жовті), фікобілінів (сині та червоні).

Світлова фаза фотосинтезу

Темнова фаза фотосинтезу (цикл Кальвіна)

Під час біохімічних реакцій цикла Кальвіна відбувається фіксація атома Карбону С02 для будови глюкози. Для синтезу і молекули глюкози потрібні 12 молекул НАДФН та 18 молекул АТФ, які утворюються під час фотохімічних реакцій фотосинтезу

Глюкоза, що утворюється в циклі Кальвіна, потім може розщеплюватися до пірувату і надходити до циклу Кребса.

Хемосинтез

Хемосинтез – процес утворення органічних речовин живими організмами з вуглекислого газу та інших неорганічних речовин без участі світла. Здійснюється за рахунок енергії, яка виділяється при окисненні неорганічних речовин. Властивий певним видам бактерій.

Хемосинтезуючі мікроорганізми мають за енергетичні ресурси сірководень, сірку, амоніак, нітритну кислоту тощо. Хемосинтез відіграє у природі велику роль, завдяки йому відбуваються такі важливі процеси, як нітрифікація, окиснювання сірководню в морях, перетворення сполук заліза тощо.