Презентация "Обменные процессы клетки"

Подписи к слайдам:

Обменные процессы клетки.

Учитель биологии МОБУ СОШ ЛГО с. Пантелеймоновка

Г. П. Яценко

Условием жизни организма является непрерывный обмен веществ и энергии с окружающей его внешней средой. Вне обмена веществ жизнь как одноклеточного, так и многоклеточного организмов просто невозможна.

В процессе обмена веществ происходит самообновление организма.

вещества, поступающие в клетку.

вещества, выделяемые клеткой.

I поступление веществ

III выделение веществ

II переработка веществ

клетка

окружающая среда

Введение.

Интересные факты.

1. У человека в течение 80 дней распадается и создается заново около половины всех тканевых белков. Одни белки замещаются быстрее, другие – медленнее.

2. Белки плазмы крови обновляются наполовину каждые 10 дней.

3. Белки мышц ( актин, миозин) обновляются

через каждые 180 дней.

4. Наиболее интенсивно обмен веществ происходит в растущей клетке.

5. Самообновление сохраняет постоянный химический состав клетки.

Для осуществления обмена веществ и энергии (метаболизм клетки) необходимо поступление в клетку (организм) разнообразных химических веществ.

Вещества должны из чужеродных веществ для организма, стать «родными» для клетки.

1. Сложнейшие химические превращения веществ в живой клетке происходят под влиянием особых веществ – ферментов

( катализаторы).

2. Катализаторы – клеточные вещества, которые регулируют скорость химических реакций, но сами при этом не изменяются.

3. Ферменты – « возбудители жизни» (И. П. Павлов). В настоящее время открыто около тысячи различных ферментов. Ферменты не приносятся из окружающей среды, они образуются в организме в процессе жизнедеятельности. Содержатся в клетках, межклеточной тканевой жидкости, в крови.

Особенности клеточного

метаболизма:

Обмен веществ состоит из двух противоположных, но взаимосвязанных процессов:

Ассимиляция

(пластический обмен) –

совокупность процессов синтеза, определяющих образование веществ, нужных для замещения старых и построения новых клеток.

В клетке постоянно синтезируются:

белки; сложные углеводы; жиры; нуклеиновые

кислоты.

Обеспечивается :

рост; развитие; создание новых организмов.

Сопровождается поглощением энергии.

Диссимиляция

(энергетический обмен) -

процесс расщепления сложных веществ на более простые с выделением свободной энергии.

Основные продукты распада:

диоксид углерода; вода; мочевина; аммиак; углекислота.

Свободная энергия расходуется:

Синтез веществ ( клеточный уровень).
Деятельность организма в работе и покое.
Проведение нервных импульсов.
Поддержание постоянной температуры тела.

Схема взаимосвязи

процессов метаболизма.

белки, жиры, углеводы пищи.

Процессы ассимиляции не всегда находятся в равновесии с процессами диссимиляции.

В растущем организме ассимиляция преобладают над диссимиляцией.
При длительном преобладании диссимиляции над ассимиляцией, организм истощается и может погибнуть.

Особенности клеточного метаболизма:

Этапы энергетического

обмена:(катаболизм)

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ.

Характеристика :Осуществляется в цитоплазме.

Превращение высокомолекулярных органических веществ посредством ферментов в более простые.
Образование ничтожного количества энергии.
Рассеивание энергии в виде тепла.

Смысл процессов этапа:

Белки аминокислоты

Углеводы моносахариды

Жиры глицерин + жирные кислоты

переход во II этап.

Этапы энергетического

обмена.

II БЕСКИСЛОРОДНЫЙ (гликолиз)

Характеристика: Осуществляется в цитоплазме.

Участвуют ферменты
Расщеплению подвергается глюкоза.
Образуются молекулы АТФ.

Смысл процессов этапа: 60% теплота

Глюкоза 2 пировиноградная + Q

кислота 40% на синтез 2 АТФ

в III этап

1 молекула глюкозы 2 молекулы АТФ

Этапы энергетического

обмена.

III КИСЛОРОДНЫЙ (аэробный)

Осуществляется в митохондриях.

Характеристика:

В присутствии кислорода и ферментов продукты 2-го этапа окисляются до неорганических веществ.
Образовавшиеся молекулы АТФ выходят за пределы митохондрий и тратятся на нужды клетки.

Смысл процессов этапа:

ПВК* + окисление + Ф = диоксид + вода + 36 АТФ

углерода

* Пировиноградная кислота

2 молекулы ПВК 36 молекул АТФ

Итоги энергетического

обмена.

Количество биологической энергии:

I этап – небольшое количество (от разрыва химических связей

в полимерах).

II этап – 2 молекулы АТФ ( из 1 молекулы глюкозы).

III этап – 36 молекул АТФ (из 2 молекул пировиноградной

кислоты).

Итого: 38 молекул АТФ.

Биосинтез белка.

Биосинтез белка – важнейший процесс в живой природе, создание молекул белка на основе информации о последовательности аминокислот в его первичной структуре, заключённой в структуре ДНК, содержащейся в ядре.

Способность к синтезу только строго определённых белков является наследственным свойством организма и закодирована в виде последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК

( генетический код).

Генетический код.

* Аминокислота (АК)

Свойства генетического кода.

Триплетность – одной аминокислоте в полипептиде соответствуют три расположенных рядом нуклеотида молекулы ДНК (и-РНК), называемые триплетом (кодоном).

Георгий Гамов

Свойства генетического кода.

2. Универсальность – одинаковые кодоны кодируют одну и ту же аминокислоту у всех живых организмов. (одинаков для всех).

Свойства генетического кода.

Неперекрываемость – один нуклеотид не может входить одновременно в состав нескольких кодонов.

(жил был кот тих был сер мил мне тот кот)

Рамка считывания по 3 нуклеотида.

Избыточность – одну аминокислоту могут кодировать несколько различных триплетов.
Вырожденность – одна аминокислота – до 6 кодонов.
Однозначность – 1 кодон – 1 аминокислота.

Биосинтез белка.

В начале 1953 года Ф. Крик и Д. Уотсон прочитали молекулу ДНК. Сформулировали центральную догму молекулярной биологии:

ДНК РНК белок

Фрэнсис Крик

Джеймс Дьюи Уотсон

Биосинтез белка.

Биосинтез белка

аминокислоты

энергия

информация

Для биосинтеза белка необходим:

Строительный материал (аминокислоты цитоплазмы)

Энергия (поставляют митохондрии/ переносчик -

АТФ)

Информация о строении белка ( закодированная в

гене – участке ДНК)

Этапы биосинтеза белка.

Формула биосинтеза белка:

ДНК(транскрипция) РНК (трансляция) белок

Этап

Сущность происходящих процессов

транскрипция

(переписывание)

Осуществляется в хромосомах на ДНК (матричный синтез); на молекулах ДНК синтезируются все виды РНК; в цитоплазму перемещаются и-РНК, т-РНК.

трансляция (передача генетической информации)

Рибосома вступает на один из концов и-РНК и перемещается по и-РНК; нарастает пептидная цепочка.

Транскрипция.

Биосинтез молекул РНК проходит в ядре на ДНК молекулах.
Затем и-РНК и

т-РНК выходят

в цитоплазму.

Трансляция.

Синтез полипептидных цепей идет на рибосомах.
Транспортировка аминокислот с помощью т-РНК из цитоплазмы к функциональному центру рибосомы.
Полипептидная цепочка перемещается в канал ЭПС и там приобретает вторичную, третичную и четвертичную структуру.

Функциональный центр рибосомы.

Передача наследственной информации.

(от ДНК к и-РНК и к белку).

ДНК

и-РНК

Антикодоны

т –РНК

Полипептид

ГТГ - ГГА - ТТТ - ЦГТ- (I цепь)

ЦАЦ - ЦЦТ -ААА – ГЦА – (II цепь)

ГУГ - ГГА – УУУ – ЦГУ -

ЦАЦ - ЦЦУ – ААА – ГЦА -

вал - гли - фен - арг -

Комплементарность:

ДНК/ и-РНК: А - У;

Т - А;

Ц - Г;

Г - Ц.

Комплементарность:ДНК: А – Т;

Т – А;

Г – Ц;

Ц – Г

Интересные факты.

1. Аминокислот 20, их кодируют 61 кодон, теоретически может быть 61 т-РНК, сейчас известно более 30 т-РНК.

2. Имеются 3 бессмысленных, терминирующих кодона

( УАА, УАГ, УГА). Это знаки препинания между генами.

3. Есть кодон – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида.

4. Процесс сборки молекул белка идет очень быстро. Для построения белка, состоящего из 146 аминокислот, требуется четверть секунды.

Фотосинтез.

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 – суммарное уравнение.

СВЕТ

хлорофилл

Н2О

Световая фаза

½ О2

АТФ

НАДФ х Н2

Темновая

фаза

СО2

С6Н12О6

глюкоза

Всю совокупность фотосинтетических реакций подразделяем на 2 стадии: световая и темновая.

Стадии фотосинтеза.

Световая фаза:

Осуществляется на мембранах хлоропластов.
Энергия света вводит хлорофилл в возбуждённое состояние. Электрон в составе хлорофилла перемещается на более высокий энергетический уровень и теряет энергию, которая служит для образования АТФ и восстановления НАДФ до НАДФ Н.
Под действием энергии света в хлоропластах происходит расщепление молекулы воды – фотолиз, при котором образуются электроны и выделяется свободный кислород.
2Н2О 4Н + 4е + О2

Продукты реакции: АТФ; НАДФ Н; О2

Темновая фаза.

Происходит в строме хлоропласта.
Происходит преобразование СО2 в глюкозу с использованием энергии АТФ и НАДФ Н.
Фиксация СО2 носит циклический характер и представляет собой последовательность ферментативных реакций (цикл Кальвина).
Помимо глюкозы во время 2 фазы происходит синтез аминокислот, нуклеотидов и спиртов.

Стадии фотосинтеза.

Продукты реакций: органические вещества.

Итоговое уравнение фотосинтеза.

http://popravsya.ru/wp-content/uploads/2015/02/obmen1.png

http://av-z.ru/upload/main/4e8/4e8d3bd15a55d5c154c5dc7a07a462ca.jpg

http://zdraveda.com/sites/default/files/u73/2010/11/stem_cell.jpg

http://pulse-academy.org/ru/images/2/27/040.jpg

http://900igr.net/datas/biologija/Biosintez-belkov/0005-005-Transkriptsija-lat.jpg

http://biouroki.ru/content/page/952/7.png

http://multiring.ru/course/biology/content/models/screensh/trna.jpg

http://biouroki.ru/content/page/952/1.png

http://900igr.net/datas/biologija/Dokazatelstva-evoljutsii/0005-005-Geneticheskie-dokazatelstva-Universalnost-geneticheskogo-koda.jpg