Універсальний біологічний акумулятор енергії є. Акумулятори енергії в організмі
Універсальний біологічний акумулятор. Світлова енергія Сонця і енергія, укладена в їжі, що споживається, запасається в молекулах АТФ. Запас АТФ у клітці невеликий. Так, у м'язі запасу АТФ вистачає на 20-30 скорочень. При посиленій, але короткочасній роботі м'язи працюють виключно за рахунок розщеплення АТФ, що міститься в них. Після закінчення роботи людина посилено дихає - у цей період відбувається розщеплення вуглеводів та інших речовин (відбувається накопичення енергії) та запас АТФ у клітинах відновлюється.
18. КЛІТИНА
Еукаріоти (евкаріоти) (від грец. eu - добре, повністю і karyon - ядро), організми (всі, крім бактерій, включаючи ціанобактерії), що володіють, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою. Генетичний матеріал укладено у хромосомах. Клітини еукаріоти мають мітохондрії, пластиди та інші органоїди. Характерний статевий процес.
19. КЛІТИНА, елементарна жива система, основа будови та життєдіяльності всіх тварин та рослин Клітини існують як самостійні організми (напр., найпростіші, бактерії) та у складі багатоклітинних організмів, у яких є статеві клітини, що служать для розмноження, та клітини тіла (соматичні), різні за будовою та функціями (напр., нервові, кісткові, м'язові. , Секреторні). Розміри клітини варіюють у межах від 0,1-0,25 мкм (деякі бактерії) до 155 мм (яйце страуса в шкаралупі).
У людини в організмі новонародженого прибл. 2 · 1012. У кожній клітині розрізняють 2 основні частини: ядро та цитоплазму, в якій знаходяться органоїди та включення. Клітини рослин, як правило, покриті твердою оболонкою. Наука про клітину – цитологія.
ПРОКАРІОТИ (від лат. pro - вперед, замість і грец. karyon - ядро), організми, що не володіють, на відміну від еукаріотів, оформленим клітинним ядром. Генетичний матеріал у вигляді кільцевого ланцюга ДНК лежить вільно в нуклеотиді і не утворює справжніх хромосом. Типового статевого процесу немає. До прокаріотів належать бактерії, у т. ч. ціанобактерії (синьо-зелені водорості). У системі органічного світу прокаріоти становлять надцарство.
20. ПЛАЗМАТИЧНА МЕМБРАНА(клітинна мембрана, плазмалема), біологічна мембрана, що оточує протоплазму рослинних та тваринних клітин. Бере участь у регуляції обміну речовин між клітиною та навколишнім середовищем.
21. КЛІТИННІ ВКЛЮЧЕННЯ- накопичення запасних поживних речовин: білків, жирів та вуглеводів.
22. ГОЛЬДЖІ АППАРТ(Гольджі комплекс) (на ім'я К. Гольджі), органоїд клітини, що бере участь у формуванні продуктів її життєдіяльності (різних секретів, колагену, глікогену, ліпідів та ін.), у синтезі глікопротеїдів.
23 Лізосоми(від ліз. і грец. soma – тіло), клітинні структури, що містять ферменти, здатні розщеплювати (лізувати) білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди. Беруть участь у внутрішньоклітинному перетравленні речовин, що надходять у клітину шляхом фагоцитозу та піноцитозу.
24. МІТОХОНДРІЙоточені зовнішньою мембраною і, отже, є компартментом, будучи відокремленими від навколишньої цитоплазми; крім того, внутрішній простір мітохондрій також поділено на два компартменти за допомогою внутрішньої мембрани. Зовнішня мембрана мітохондрій дуже подібна до складу на мембрани ендоплазматичної мережі; внутрішня мембрана мітохондрій, що утворює складки (кристи), дуже багата на білки - мабуть, ця одна з найбільш насичених білками мембран у клітині; у тому числі білки «дихального ланцюга», відповідальні за перенесення електронів; білки-переносники для АДФ, АТФ, кисню, СО у деяких органічних молекул та іонів. Продукти гліколізу, що надходять у мітохондрії з цитоплазми, окислюються у внутрішньому відсіку мітохондрій.
Білки, що відповідають за перенесення електронів, розташовані в мембрані так, що в процесі перенесення електронів протони викидаються по один бік мембрани - вони потрапляють у простір між зовнішньою та внутрішньою мембраною та накопичуються там. Це призводить до виникнення електрохімічного потенціалу (внаслідок різниці в концентрації та зарядах). Ця різниця підтримується завдяки найважливішій властивості внутрішньої мембрани мітохондрії – вона непроникна для протонів. Тобто при звичайних умовахсамі собою протони пройти крізь цю мембрану що неспроможні. Але в ній є спеціальні білки, точніше білкові комплекси, що складаються з багатьох білків і формують канал для протонів. Протони проходять через цей канал під впливом рушійної сили електрохімічного градієнта. Енергія цього процесу використовується ферментом, що міститься в тих же білкових комплексах і здатним приєднати фосфатну групу до аденозиндифосфату (АДФ), що і призводить до синтезу АТФ.
Мітохондрія, таким чином, виконує у клітині роль «енергетичної станції». Принцип утворення АТФ у хлоропластах клітин рослин загалом той самий - використання протонного градієнта та перетворення енергії електрохімічного градієнта на енергію хімічних зв'язків.
25. ПЛАСТИДИ(від грец. plastos - виліплений), цитоплазматичні органоїди рослинних клітин. Нерідко містять пігменти, що зумовлюють фарбування пластиди. У вищих рослин зелені пластиди – хлоропласти, безбарвні – лейкопласти, по-різному забарвлені – хромопласти; у більшості водоростей пластиди називають хроматофорами.
26. ЯДРО- найважливіша частина клітини. Воно покрите двомембранною оболонкою з порами, якими одні речовини проникають у ядро, інші надходять у цитоплазму. Хромосоми – основні структури ядра, носії спадкової інформації про ознаки організму. Вона передається у процесі розподілу материнської клітини дочірнім клітинам, і з статевими клітинами - дочірнім організмам. Ядро – місце синтезу ДНК, іРНК. рРНК.
28. ФАЗИ МІТОЗУ(профаза, мета-фаза, анафаза, телофаза) - ряд послідовних змін у клітині: а) спіралізація хромосом, розчинення ядерної оболонки та ядерця; б) формування веретена поділу, розташування хромосом у центрі клітини, приєднання до них ниток веретена поділу; в) розбіжність хроматид до протилежних полюсів клітини (вони стають хромосомами);
г) формування клітинної перегородки, розподіл цитоплазми та її органоїдів, утворення ядерної оболонки, поява двох клітин з однієї з однаковим набором хромосом (по 46 у материнській та дочірніх клітинах людини).
Тест. Молекулярний рівень. 1 варіант. 9 клас.
Який з хімічних елементів міститься в клітинах у найбільшій кількості:
1.азот
2.кисень
3.вуглерок
4.водень
А2.Назвіть хімічний елемент, що входить до складу АТФ, всіх мономерів білків та нуклеїнових кислот.
1) N 2) P 3) S 4) Fe
А3.Вкажіть хімічну сполуку, яка вуглеводом НЕ є.
1)лактоза 2)хітин 3)кератин 4)крохмаль
А4.Как називається структура білка, яка є спіраль з ланцюжка амінокислот, згорнуту в просторі клубком?
А5. У клітинах тварин запасним вуглеводом є:
1.крохмаль
2.целюлоза
3.глюкоза
4.глікоген
А6. Основним джерелом енергії для новонароджених ссавців є:
1.глюкоза
2.крохмаль
3.глікоген
4.лактоза
А7.Что мономером РНК?
1) азотиста основа 2) нуклеотид 3) рибоза 4) урацил
А8.Скільки видів азотистих основ входить до складу молекули РНК?
1)5 2)2 3)3 4)4
А9.Яке азотна підстава ДНК компліментарно цитозину?
1)аденін 2)гуанін 3)урацил 4)тимін
А10. Універсальним біологічним акумулятором енергії є молекули.
1).білків 2).ліпідів 3).ДНК 4).АТФ
А11. У молекулі ДНК кількість нуклеотидів із гуаніном становить 5% від загального числа. Скільки нуклеотидів з тиміном міститься у цій молекулі
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%
А12. Яка роль молекул АТФ у клітині?
1-забезпечують транспортну функцію 2-передають спадкову інформацію
3-забезпечують процеси життєдіяльності енергією 4-прискорюють біохімічні
реакції
В 1. Які функції у клітині виконують вуглеводи?
Каталітичну 4) структурну
Енергетичну 5) запасна
6) скоротливу
В 2. Які структурні компоненти належать до складу нуклеотидів молекули ДНК?
Різноманітні кислоти
Ліпопротеїни
Вуглевод дезоксирибозу
Азотна кислота
Фосфорна кислота
У 3. Встановіть відповідність між будовою та функцією органічної речовини та її видом:
БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ РЕЧОВИНИ
А. складаються із залишків молекул гліцерину та жирних кислот 1. ліпіди
Б. складаються із залишків молекул амінокислот 2. Білки
В. Беруть участь у терморегуляції
Г. Захищають організм від чужорідних речовин
Д. утворюються з допомогою пептидних зв'язків.
Є. є найбільш енергоємними.
З 1. Розв'яжіть завдання.
У молекулі ДНК знаходиться 1250 нуклеотидів з аденіном (А), що становить 20% від загальної кількості. Визначте, скільки нуклеотидів з тиміном (Т), цитозином (Ц) та гуаніном (Г) міститься окремо в молекулі ДНК. Відповідь поясніть.
Разом: 21 бал
Критерії оцінювання:
19 -21 бал – «5»
13 – 18 балів – «4»
9 – 12 балів – «3»
1 – 8 балів – «2»
Тест. Молекулярний рівень. 2 варіант. 9 клас
А1.На частку чотирьох хімічних елементів припадає 98% всього вмісту клітини. Вкажіть хімічний елемент, що не належить до них.
1) Про 2) Р 3) С 4) N
А2.У дітей розвивається рахіт при нестачі:
1.марганцю та заліза
2.кальція та фосфору
3.міді та цинку
4. сірки та азоту
А3.Назвіть дисахарид.
1)лактоза 2)фруктоза 3)крохмаль 4)глікоген
А4. Як називається структура білка, що є спіралью, яку згорнутий ланцюжок з амінокислот?
1) первинна 2) вторинна 3) третинна 4) четвертинна
А5. У клітинах рослин запасним вуглеводом є:
1.крохмаль
2.целюлоза
3.глюкоза
4.глікоген
А6.Найбільше енергії виділяється при розкладанні 1 грама:
1.жиру
2.білка
3.глюкоза
4.вуглеводів
Що є мономером ДНК?
1) азотиста основа 2) нуклеотид 3) дезоксирибозу 4) урацил
А8.Скільки полінуклеотидних ниток входить до складу однієї молекули ДНК?
1)1 2)2 3)3 4)4
А9.Назвіть хімічну сполуку, яка є в РНК, але відсутня в ДНК.
1)тимін 2)дезоксмірібоза 3)рибоза 4)гуанін
А10. Джерелом енергії клітини є молекули
1).білків 2).ліпідів 3).ДНК 4).АТФ
А11. У молекулі ДНК кількість нуклеотидів із цитозином становить 5% від загального числа. Скільки нуклеотидів з тиміном міститься у цій молекулі
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%
А12. Які сполуки входять до складу АТФ?
1-азотиста основа аденін, вуглевод рибоза, 3 молекули фосфорної кислоти
2-азотиста основа гуаніну, цукор фруктоза, залишок фосфорної кислоти.
3-рибоза, гліцерин та будь-яка амінокислота
Частина В (виберіть три вірні відповіді із шести запропонованих)
В 1. Ліпіди виконують функції:
Ферментативну 4) транспортну
Енергетичну 5) запасна
6) передача спадкової інформації
В 2. Які структурні компоненти належать до складу нуклеотидів молекули РНК?
Азотисті основи: А, У, Г, Ц.
Різноманітні кислоти
Азотисті основи: А, Т, Г, Ц.
Вуглевод рибоза
Азотна кислота
Фосфорна кислота
У 3. Встановіть відповідність між особливостями та молекулами, для яких вони характерні.
ОСОБЛИВОСТІ МОЛЕКУЛИ
А) добре розчиняються у воді 1) моносахариди
Б) мають солодкий смак; 2) полісахариди.
В) солодкий смак відсутні
Г) глюкоза, рибоза, фруктоза
Д) у воді нерозчинні
Е) крохмаль, глікоген, хітін.
З 1. У молекулі ДНК знаходиться 1100 нуклеотидів з цитозином (Ц), що становить 20% від їх загального числа. Визначте, скільки нуклеотидів з тиміном (Т), гуаніном (Г), аденіном (А) міститься окремо в молекулі ДНК, поясніть отриманий результат.
Частина А – 1 бал (максимальна кількість 12 балів)
Частина В – 2 бали (максимальна кількість 6 балів)
Частина С – 3 бали (максимальна кількість 3 бали)
Разом: 21 бал
Критерії оцінювання:
19 – 21 бал – «5»
13 – 18 балів – «4»
9 – 12 балів – «3»
1 – 8 балів – «2»
Енергетичний обмін. Ланцюг перенесення протонів та електронів – 5 ферментативних комплексів. Окисне фосфорилювання. Окисні процеси, не пов'язані із запасанням енергії – мікросомальне окиснення, вільно-радикальне окиснення, активні форми кисню. Антиоксидантна система
Введення у біоенергетику
Біоенергетика, або біохімічна термодинаміка, займається вивченням енергетичних перетворень, що супроводжують біохімічні реакції
Зміна вільної енергії (G) – це та частина зміни внутрішньої енергії системи, яка може перетворюватися на роботу. Інакше кажучи, це корисна енергія та виражається рівнянням
∆G = ∆Н - Т∆S,
де ∆Н – зміна ентальпії (теплоти), Т – абсолютна температура, ∆S – зміна ентропії. Ентропія служить мірою невпорядкованості, хаотичності системи та зростає при мимовільних процесах.
Якщо значення ∆G негативне, реакція протікає мимовільно і супроводжується зменшенням вільної енергії. Такі реакції називають екзергонічними. Якщо значення ∆G позитивне, то реакція протікатиме тільки при надходженні вільної енергії ззовні; така реакція називається ендергонічною.При ∆G рівному нулю система перебуває у рівновазі. Величина ∆G за стандартних умов протікання хімічної реакції (концентрація речовин-учасників 1,0 М, температура 25 ºС, рН 7,0) позначається DG 0 ¢ і називається стандартною вільною енергією реакції.
Життєво важливі процесив організмі – реакції синтезу, м'язове скорочення, проведення нервового імпульсу, транспорт через мембрани – отримують енергію шляхом хімічного сполучення з окислювальними реакціями, у яких відбувається вивільнення енергії. Тобто. ендергонічні реакції в організмі пов'язані з екзергонічними (рис.1).
|
|||
Рис.1. Поєднання экзергонічних процесів з ендергонічними.
Для поєднання ендергоніческіх реакцій з екзергонічними реакціями необхідні акумулятори енергії в організмі, в яких запасається приблизно 50% енергії.
Акумулятори енергії в організмі
1. Внутрішня мембрана мітохондрій– це проміжний акумулятор енергії при отриманні АТФ. За рахунок енергії окислення речовин відбувається "виштовхування" протонів з матриксу в міжмембранний простір мітохондрій. В результаті створюється електрохімічний потенціал (ЕХП) на внутрішній мембрані мітохондрій. При розрядці мембрани енергія електрохімічного потенціалу трансформується на енергію АТФ: Е окисл. ® Е ехп ® Е АТФ. Для реалізації цього механізму внутрішня мембрана мітохондрій містить ферментативний ланцюг переносу електронів на кисень та АТФ-синтазу (протонзалежну синтазу АТФ).
2. АТФ та інші макроергічні сполуки. Матеріальним носієм вільної енергії в органічних речовин є хімічні зв'язки між атомами. Звичайним енергетичним рівнем виникнення або розпаду хімічного зв'язку є ~ 12,5 кДж/моль. Однак є ряд молекул, при гідроліз зв'язків яких виділяється більше 21 кДж/моль енергії (табл.1). До них відносяться сполуки з макроергічним фосфоангідридним зв'язком (АТФ), а також ацилфосфати (ацетил-фосфат, 1,3-бісфосфогліцерат), енол-фосфати (фосфоенолпіруват) та фосфогуанідини (фосфокреатин, фосфоаргін).
Таблиця 1.
Стандартна вільна енергія гідролізу деяких фосфорильованих сполук
Основною макроергічною сполукою в організмі людини є АТФ.
В АТФ ланцюжок із трьох фосфатних залишків пов'язана з 5'-ОН групою аденозину. Фосфатні (фосфорильні) групи позначаються як a, b та g. Два залишки фосфорної кислоти з'єднані між собою фосфоангідридними зв'язками, а a-залишок фосфорної кислоти – фосфоефірним зв'язком. При гідролізі АТФ у стандартних умовах виділяється -30,5 кДж/моль енергії.
При фізіологічних значеннях рН АТФ несе чотири негативні заряди. Однією з причин відносної нестабільності фосфоангідридних зв'язків є сильне відштовхування негативно заряджених атомів кисню, що слабшає при гідролітичному відщепленні кінцевої групи фосфату. Тому такі реакції є високоекзергонічними.
У клітинах АТФ знаходиться в комплексі з іонами Mg 2+ або Mn 2+ , координаційно пов'язаними з a- та b-фосфатом, що збільшує зміну вільної енергії при гідролізі АТФ до 52,5 кДж/моль.
Центральне місце у наведеній шкалі (табл. 8.3) займає цикл АТФ «АДФ + РН. Це дозволяє АТФ бути універсальним акумулятором, так і універсальним джерелом енергії для живих організмів..
У клітинах теплокровних АТФ як універсальний акумуляторенергії виникає двома шляхами:
1) акумулює енергію більш енергоємних з'єднань, що стоять вище АТФ у термодинамічній шкалі без участі О 2 – субстратне фосфорилювання : S ~ Р + АДФ ® S + АТФ;
2) акумулює енергію електрохімічного потенціалу при розрядці внутрішньої мембрани мітохондрії окисне фосфорилювання .
АТФ є універсальним джерелом енергіїдля здійснення основних видів роботи клітини (передача спадкової інформації, м'язове скорочення, трансмембранне перенесення речовин, біосинтези): 1) АТФ+Н 2 О®АДФ+Рн; 2) АTФ + Н 2 О ® АМФ + РРн.
Під час інтенсивних вправ швидкість використання АТФ може досягати 0,5 кг/хв.
Якщо ферментативна реакція термодинамічно невигідна, вона може здійснитися при поєднанні з реакцією гідролізу АТФ. Гідроліз молекули АТФ змінює рівноважне відношення субстратів та продуктів у сполученій реакції у 10 8 разів.
Для кількісної оцінки енергетичного стану клітин використовують показник – енергетичний заряд. Багато реакцій метаболізму контролюються енергетичним забезпеченням клітин, що контролюється енергетичним зарядом клітини. Енергетичний заряд може коливатися від 0 (всі АМФ) до 1 (всі АТФ). Згідно з Д. Аткінсона, утворюючі АТФ катаболічні шляхи інгібуються високим енергетичним зарядом клітини, а утилізуючі АТФ анаболічні шляхи стимулюються високим енергетичним зарядом клітини. Обидва шляхи функціонують однаково при енергетичному заряді, близькому до 0,9 (точка перехрестя малюнку 8.3). Отже, енергетичний заряд, подібно до рН, є буферним регулятором метаболізму (співвідношення катаболізму і анаболізму). У більшості клітин енергетичний заряд коливається не більше 0,80-0,95.
Енергетичний заряд = 
До макроергічних сполук відносять також нуклеозидтрифосфати, які забезпечують енергією ряд біосинтезів: УТФ – вуглеводів; ЦТФ – ліпідів; ГТФ – білків. У біоенергетиці м'язів важливе місце посідає креатинфосфат.
3. НАДФН+Н+– нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат відновлений. Це спеціальний акумулятор із високою енергією, який використовується у клітині (цитозоль) для біосинтезів. R-CH 3 + НАДФН 2 + О 2 ® R-CH 2 ВІН + Н 2 О + НАДФ + (тут показано створення ВІН-групи в молекулі).
Шляхи споживання кисню (біологічне окиснення)
В основі біологічного окиснення лежать окисно-відновні процеси, що визначаються перенесенням електронів. Речовина окислюється, якщо втрачає електрониабо одночасно електрони та протони (водневі атоми, дегідрування) або приєднує кисень (оксигенування). Протилежні перетворення – відновлення.
Здатність молекул віддавати електрони іншій молекулі визначається окисно-відновним потенціалом(Редокс-потенціалом, Е 0 ¢, або ОВП). Редокс-потенціал визначають шляхом вимірювання електрорушійної сили у вольтах. Як стандарт прийнятий редокс-потенціал реакції при рН 7,0: Н 2 « 2Н + + 2е - , рівний -0,42 В. Чим менший потенціал окислювально-відновної системи, тим легше вона віддає електрони і більшою мірою є відновником. Що потенціал системи, то сильніше виражені її окисні властивості, тобто. здатність приймати електрони. Це є основою послідовності розташування проміжних переносників електронів від водень субстратів до кисню.
При вивченні окисних процесів у клітинах доцільно дотримуватись наступної схеми використання кисню (табл. 2).
Таблиця 2
Основні шляхи використання кисню у клітинах
Тут розглядаються три основні шляхи: 1) окиснення субстрату шляхом дегідрування з перенесенням двох атомів водню на атом кисню з утворенням Н 2 Про (енергія окиснення акумулюється у формі АТФ, на цей процес витрачається більше 90% кисню) або молекулу кисню з утворенням Н 2 2; 2) приєднання атома кисню з утворенням гідроксильної групи (підвищення розчинності субстрату) або молекули кисню (метаболізм та знешкодження стійких ароматичних молекул); 3) утворення кисневих вільних радикалів, що служать як захисту внутрішнього середовища організму від чужорідних макромолекул, так пошкодження мембран в механізмах окисного стресу.
У біохімії та клітинній біології під тканинним (клітинним) диханнямрозуміють молекулярні процеси, у яких відбувається поглинання клітиною кисню і виділення вуглекислого газу. Клітинне дихання включає 3 стадії. На першій стадії органічні молекули – глюкоза, жирні кислоти та деякі амінокислоти – окислюються з утворенням ацетил-КоА. На другій стадії ацетил-КоА вступає в ЦТК, де його ацетильна група ферментативно окислюється до 2 і виділяється HS-КоА. Енергія, що вивільняється при окисленні, накопичується у відновлених переносниках електронів НАДН та ФАДН 2 . На третій стадії електрони переносяться до Про 2 як кінцевого акцептора, через ланцюг переносників електронів, яка називається дихальний ланцюг або ланцюг переносу електронів (ЦПЭ). При переносі електронів з дихального ланцюга виділяється велика кількістьенергії, що використовується для синтезу АТФ шляхом окисного фосфорилювання.
Процес тканинного дихання оцінюють за допомогою дихального коефіцієнта:
RQ = число молей утвореного СО 2 / число молей поглиненого ПРО 2 .
Цей показник дозволяє оцінити тип паливних молекул, які використовуються організмом: при повному окисленні вуглеводів дихальний коефіцієнт дорівнює 1, білків – 0,80, жирів – 0,71; при змішаному харчуваннівеличина RQ = 0,85. Газометричним методом Варбурга вивчають тканинне дихання у зрізах органів: при окисненні вуглеводних субстратів коефіцієнт СО 2 /О 2 прагне 1, а при окисненні ліпідних субстратів - 04-07.
ЦПЕ вбудована у внутрішню мембрану мітохондрій. Електрони переміщуються по ланцюгу від електронегативних компонентів до більш електропозитивного кисню: від НАДН (-0,32 В) до кисню (+0,82 В).
ЦПЕ – це універсальний конвеєр з перенесення електронів від субстратів окиснення до кисню, побудований відповідно до градієнта окисно-відновного потенціалу. Головні компоненти дихального ланцюга розташовані в порядку зростання їх окисно-відновного потенціалу. У процесі перенесення електронів по градієнту окиснювально-відновного потенціалу вивільняється вільна енергія.
Будова мітохондрій
Мітохондрії є органелами клітин. Зовнішня мембрана проникна для багатьох малих молекул та іонів, оскільки містить багато мітохондріальних поринів - білків з молекулярною масою 30-35 кДа (називаються також VDAC). Електрозалежні аніонні канали VDAC регулюють потік аніонів (фосфати, хлориди, органічні аніони та аденілові нуклеотиди) через мембрану. Внутрішня мембрана мітохондрій не проникна більшість іонів і полярних молекул. Є ряд спеціальних переносників для АТФ, пірувату та цитрату через внутрішню мембрану мітохондрій. У внутрішній мембрані мітохондрій виділяють матриксну (N) поверхню та цитозольну (Р) поверхню.
Мітохондрії містять власну кільцеву ДНК, яка кодує синтез низки РНК та білків. Людська мітохондріальна ДНК містить 16569 пар основ та кодує 13 білків ланцюгів перенесення електронів. Мітохондрії також містять ряд білків, які кодуються ядерною ДНК.
Подібна інформація.
Обмін речовин (метаболізм)- це сукупність усіх хімічних реакцій, які у організмі. Всі ці реакції поділяються на 2 групи
1. Пластичний обмін(асиміляція, анаболізм, біосинтез) - це колись із простих речовин із витратою енергії утворюються (синтезуються)складніші. Приклад:
- При фотосинтезі з вуглекислого газу та води синтезується глюкоза.
2. Енергетичний обмін(дисиміляція, катаболізм, дихання) – це коли складні речовини розпадаються (окислюються)до простіших, і при цьому виділяється енергія, необхідна для життєдіяльності Приклад:
- У мітохондріях глюкоза, амінокислоти та жирні кислоти окислюються киснем до вуглекислого газу та води, при цьому утворюється енергія (Клітинне дихання)
Взаємозв'язок пластичного та енергетичного обміну
- Пластичний обмін забезпечує клітину складними органічними речовинами (білками, жирами, вуглеводами, нуклеїновими кислотами), зокрема білками-ферментами для енергетичного обміну.
- Енергетичний обмін забезпечує клітину енергією. При виконанні роботи (розумової, м'язової тощо) енергетичний обмін посилюється.
АТФ- Універсальна енергетична речовина клітини (універсальний акумулятор енергії). Утворюється у процесі енергетичного обміну (окислення органічних речовин).
- При енергетичному обміні всі речовини розпадаються, а АТФ – синтезується. При цьому енергія хімічних зв'язків складних речовин, що розпалися, переходить в енергію АТФ, енергія запасається в АТФ.
- При пластичному обміні всі речовини синтезуються, а АТФ – розпадається. При цьому витрачається енергія АТФ(Енергія АТФ переходить в енергію хімічних зв'язків складних речовин, запасається в цих речовинах).
Виберіть один, найбільш правильний варіант. У процесі пластичного обміну
1) складніші вуглеводи синтезуються з менш складних
2) жири перетворюються на гліцерин та жирні кислоти
3) білки окислюються з утворенням вуглекислого газу, води, азотовмісних речовин
4) відбувається звільнення енергії та синтез АТФ
Відповідь
Виберіть три варіанти. Чим пластичний обмін відрізняється від енергетичного?
1) енергія запасається у молекулах АТФ
2) запасена в молекулах АТФ енергія витрачається
3) органічні речовини синтезуються
4) відбувається розщеплення органічних речовин
5) кінцеві продукти обміну - вуглекислий газ та вода
6) у результаті реакцій обміну утворюються білки
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. У процесі пластичного обміну у клітинах синтезуються молекули
1) білків
2) води
3) АТФ
4) неорганічні речовини
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. У чому проявляється взаємозв'язок пластичного та енергетичного обміну
1) пластичний обмін постачає органічні речовини для енергетичного
2) енергетичний обмін постачає кисень для пластичного
3) пластичний обмін постачає мінеральні речовини для енергетичного
4) пластичний обмін постачає молекули АТФ для енергетичного
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. У процесі енергетичного обміну, на відміну пластичного, відбувається
1) витрати енергії, укладеної в молекулах АТФ
2) запасання енергії у макроергічних зв'язках молекул АТФ
3) забезпечення клітин білками та ліпідами
4) забезпечення клітин вуглеводами та нуклеїновими кислотами
Відповідь
1. Встановіть відповідність між характеристикою обміну та його видом: 1) пластичний, 2) енергетичний. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
А) окиснення органічних речовин
Б) утворення полімерів із мономерів
В) розщеплення АТФ
Г) запасання енергії у клітці
Д) реплікація ДНК
Е) окисне фосфорилювання
Відповідь
2. Встановіть відповідність між характеристикою обміну речовин у клітині та її видом: 1) енергетичний, 2) пластичний. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) відбувається безкисневе розщеплення глюкози
Б) відбувається на рибосомах, у хлоропластах
В) кінцеві продукти обміну – вуглекислий газ та вода
Г) органічні речовини синтезуються
Д) використовується енергія, що міститься в молекулах АТФ
Е) звільняється енергія та запасається в молекулах АТФ
Відповідь
3. Встановіть відповідність між ознаками обміну речовин у людини та її видами: 1) пластичний обмін; 2) енергетичний обмін. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
а) речовини окислюються
Б) речовини синтезуються
В) енергія запасається у молекулах АТФ
Г) енергія витрачається
Д) у процесі беруть участь рибосоми
Е) у процесі беруть участь мітохондрії
Відповідь
4. Встановіть відповідність між характеристиками обміну речовин та його видом: 1) енергетичний, 2) пластичний. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) реплікація ДНК
Б) біосинтез білка
В) окиснення органічних речовин
Г) транскрипція
Д) синтез АТФ
Е) хемосинтез
Відповідь
5. Встановіть відповідність між характеристиками та видами обміну: 1) пластичний, 2) енергетичний. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) запасається енергія у молекулах АТФ
Б) синтезуються біополімери
В) утворюються вуглекислий газ та вода
Г) відбувається окисне фосфорилювання
Д) відбувається реплікація ДНК
Відповідь
Виберіть три процеси, що стосуються енергетичного обміну речовин.
1) виділення кисню до атмосфери
2) утворення вуглекислого газу, води, сечовини
3) окисне фосфорилювання
4) синтез глюкози
5) гліколіз
6) фотоліз води
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Енергія, необхідна для м'язового скорочення, звільняється при
1) розщепленні органічних речовин в органах травлення
2) подразненні м'яза нервовими імпульсами
3) окиснення органічних речовин у м'язах
4) синтез АТФ
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Внаслідок якого процесу в клітині синтезуються ліпіди?
1) дисиміляції
2) біологічного окиснення
3) пластичного обміну
4) гліколізу
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Значення пластичного обміну – постачання організму
1) мінеральними солями
2) киснем
3) біополімерами
4) енергією
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Окислення органічних речовин в організмі людини відбувається в
1) легеневих бульбашках при диханні
2) клітини тіла в процесі пластичного обміну
3) процесі перетравлення їжі у травному тракті
4) клітини тіла в процесі енергетичного обміну
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Які реакції обміну речовин у клітині супроводжуються витратами енергії?
1) підготовчого етапу енергетичного обміну
2) молочнокислого бродіння
3) окиснення органічних речовин
4) пластичного обміну
Відповідь
1. Встановіть відповідність між процесами та складовими частинами метаболізму: 1) анаболізм (ассиміляція); 2) катаболізм (дисиміляція). Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
А) бродіння
Б) гліколіз
В) дихання
Г) синтез білка
Д) фотосинтез
Е) хемосинтез
Відповідь
2. Встановіть відповідність між характеристиками та процесами обміну речовин: 1) асиміляція (анаболізм); 2) дисиміляція (катаболізм). Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) синтез органічних речовин організму
Б) включає підготовчий етап, гліколіз та окисне фосфорилювання
В) звільнена енергія запасається в АТФ
Г) утворюються вода та вуглекислий газ
Д) потребує енергетичних витрат
Е) відбувається у хлоропластах та на рибосомах
Відповідь
Виберіть дві відповіді з п'яти і запишіть цифри, під якими вони вказані. Обмін речовин – одна з основних властивостей живих систем, вона характеризується тим, що відбувається
1) вибіркове реагування на зовнішні впливи навколишнього середовища
2) зміна інтенсивності фізіологічних процесів та функцій з різними періодами коливань
3) передача з покоління до покоління ознак та властивостей
4) поглинання необхідних речовин та виділення продуктів життєдіяльності
5) підтримання відносно-постійного фізико-хімічного складу внутрішнього середовища
Відповідь
1. Усі наведені нижче терміни, крім двох, використовуються для опису пластичного обміну. Визначте два терміни, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) реплікація
2) дуплікація
3) трансляція
4) транслокація
5) транскрипція
Відповідь
2. Всі перелічені нижче поняття, крім двох, використовують для опису пластичного обміну речовин у клітині. Визначте два поняття, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) асиміляція
2) дисиміляція
3) гліколіз
4) транскрипція
5) трансляція
Відповідь
3. Наведені нижче терміни, крім двох, використовуються для характеристики пластичного обміну. Визначте два терміни, що випадають із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) розщеплення
2) окиснення
3) реплікація
4) транскрипція
5) хемосинтез
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Азотиста основа аденін, рибоза та три залишки фосфорної кислоти входять до складу
1) ДНК
2) РНК
3) АТФ
4) білка
Відповідь
Усі наведені нижче ознаки, крім двох, можна використовуватиме характеристики енергетичного обміну у клітині. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть у відповідь цифри, під якими вони вказані.
1) йде з поглинанням енергії
2) завершується в мітохондріях
3) завершується в рибосомах
4) супроводжується синтезом молекул АТФ
5) завершується утворенням вуглекислого газу
Відповідь
Знайдіть три помилки у наведеному тексті. Вкажіть номери пропозицій, у яких вони зроблені.(1) Обмін речовин, або метаболізм, – це сукупність реакцій синтезу та розпаду речовин клітини та організму, пов'язаних з виділенням чи поглинанням енергії. (2) Сукупність реакцій синтезу високомолекулярних органічних сполук із низькомолекулярних сполук відносять до пластичного обміну. (3) У реакціях пластичного обміну синтезуються молекули АТФ. (4) Фотосинтез належать до енергетичного обміну. (5) В результаті хемосинтезу синтезуються органічні речовини з неорганічних за рахунок енергії Сонця.
Відповідь
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
