35918

Строение и метаболизм клеток животных. Строение и функции митохондрий. Клеточное дыхание

Контрольная

Биология и генетика

Ещё особенность внй мембраны очень высе содержание белков до 70 по весу предсх транспми белками ферментами дых цепи а также крупными АТФсинтетазными комплексами. Внуя мембрана в отличие от внешней не имеет спецх отверстий для транспорта мелких молекул и ионов; на ней на стороне обращенной к матриксу распся особые молекулы АТФсинтазы состоящие из головки ножки и основания. При прохождении через них протонов происходит синтез АТФ. Синтез АТФ унивей формы химй энергии в любой живой клетке.

Русский

2013-09-20

68 KB

4 чел.

Строение и метаболизм клеток животных. Строение и функции митохондрий. Клеточное дыхание.

Строение смотреть билет 3 в.1.

Гетеротрофный тип питания. Ассимиляция(анаболизм) + диссимиляция (катаболизм) = метаболизм- геретрофный. Движ-е в-в и Е под ферментным контролем. Клетки жив-е:

- молодые (Ас >Дис)

-Взрослые (Ас=Дис)

-Старые

У жив-х Дис > Ас., у раст Ас < Дис.

Митохондрии ( толщина – 0,2-0,5 мкм, длина до 7 мкм). Форма митохондрий может быть овальной, округлой, вытянутой и даже разветвленной, но преобладает овально-вытянутая. Во многих клетках митохондрии соединены друг с другом, образуя один или несколько больших комплексов — митохондрионы. Кол-во в кл от 50-1500.

Наружная мембрана М имеет толщину около 7 нм, не обр-т впячиваний и складок, и замкнута сама на себя. На нар-ю мембрану прих-ся около 7 % от площади. Осн-я функция — отгр-е М от цитоплазмы. Нар-я мембрана М сос-т из билипидного слоя и прон-х его белков; соотношение липидов и белков по массе — примерно 1:1. Особую роль игр-т порин — каналообразующий белок. Наря мембрана М может взаим-ть с мембраной эндоп-го ретикулума; это играет важную роль в трансп-ке липидов и ионов кальция.

Межмембранное пространство пред-т собой пространство между наружной и внутренней мембранами митохондрии. Его толщина — 10-20 нм. Так как нар-я мембрана проницаема для небольших молекул и ионов, их концентрация в периплазматическом пространстве мало отличается от таковой в цитоплазме. Одним из белков, содержащихся в периплазматическом пространстве, является цитохром c — один из компонентов дыхательной цепи митохондрий.

Внутренняя мембрана обр-ет мног-е гребневидные складки — кристы, существенно увел-е площадь ее пов-сти .Хар-й чертой состава вн-й мембраны М явл-я прис-е в ней кардиолопина — особого фосфолипида, сод-го сразу 4 жирные кислоты и дел-го мембрану непр-й для протонов. Ещё особенность вн-й мембраны — очень выс-е содержание белков (до 70 % по весу), предс-х трансп-ми белками, ферментами дых цепи, а также крупными АТФ-синтетазными комплексами. Вну-я мембрана в отличие от внешней не имеет спец-х отверстий для транспорта мелких молекул и ионов; на ней, на стороне, обращенной к матриксу, расп-ся особые молекулы АТФ-синтазы, состоящие из головки, ножки и основания. При прохождении через них протонов происходит синтез АТФ. В основании частиц, заполняя собой всю толщу мембраны, расп-ся компоненты дых цепи.

Матрикс — ограниченное внут-й мембраной пространство. В матриксе М нах-ся ферментные системы окисления пирувата жирных кислот, а также ферменты цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса). Кроме того, здесь же нах-ся митохондриальная ДНК, РНК и собственный белоксинтезирующий аппарат митохондрии.

Нах-ся в матриксе митохондриальная ДНК пред-ет собой замкнутую кольцевую двуспиральную молекулу, в клетках человека имеющую размер 16569 нуклеотидных пар, что приблизительно в 105 раз меньше ДНК, локализованной в ядре. В целом митохондриальная ДНК кодирует 2 рРНК, 22 тРНК и 13 субъединиц ферментов дых-й цепи, что сост-т не более половины обнаруж-х в ней белков.

На этом фоне геном митохондрий растений значительно больше и может достигать 370000 нуклеотидных пар, что примерно в 20 раз больше описанного выше генома митохондрий человека.

Функции М:

1. Синтез АТФ — униве-й формы хим-й энергии в любой живой клетке. Как и у прокариот, данная молекула может обр-я двумя путями: в результате субстратного фосфорилирования в жидкой фазе (например, при гликолизе) или в процессе мембранного фосфорилирования, связанного с исп-ем энергии трансмембранного электрохимического градиента протонов (ионов водорода).

2. ДНК М насл-ся почти исключительно по материнской линии. Каждая М имеет несколько участков нуклеотидов в ДНК, идентичных во всех митохондриях (то есть в клетке много копий митохондриальных ДНК), что очень важно для митохондрий, неспособных восстанавливать ДНК от повреждений (наблюдается высокая частота мутаций). Мутации в митохондриальной ДНК являются причиной целого ряда наследственных заболеваний человека.

3. Участвуют в синтезе стероидных гормонов (глютаминовые кислоты).

Универсальный процесс живого – дыхание! Биол.смысл дых-я: 1. Трансформция субстрата и запасенной в ней энергии в энергии доступную для роста и поддержания фукций. 2. Обесп-т биосинтез массы, 3. Обновление белков, липидов, нукл.к-т, 4. Транспорт ч/з мембраны (активн-с затратой АТФ), 5. Поддерж-ет градиент ионов на мембранах.

Водород на двух переносчиках (10 молекулах восстановленного НАД и двух молекулах восстановленного ФАД) направляется теперь к внутренней мембране митохондрий. Эта мембрана образует складки, так называемые кристы, увеличивающие площадь ее поверхности. Водород — это топливо. Мы уже отмечали, что при его окислении молекулярным кислородом образуется вода и выделяется энергия:

2 + 02 --------> 2Н20+ Энергия

Часть этой энергии используется для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата при окислительном фосфорилировании. Энергия не выделяется вся сразу в одной какой-нибудь реакции. Процесс разбит на ряд небольших этапов и среди них есть такие, на которых выделяется достаточно энергии для синтеза АТФ. Данная последовательность реакций известна как дыхательная цепь. В дыхательной цепи участвует ряд переносчиков водорода и электронов, заканчивается же она кислородом. Водород или электроны переходят от одного переносчика к другому, двигаясь в энергетическом смысле «вниз» до тех пор, пока на конечном этапе они не восстановят молекулярный кислород до воды. На каждом этапе выделяется некоторое количество энергии, причем в нескольких пунктах этот переход сопряжен с синтезом АТФ.

На конечном этапе действует медьсодержащий переносчик, называемый цитохро-моксидазой. Цианид (или моноксид углерода) блокирует клеточное дыхание на этом этапе. Цианид связывается с медью, после чего кислород уже не может с ней соединиться. на кажд молекулу восстановленного НАД, поступающую в дыхательную цепь, при переходе водорода или электронов к кислороду образуются 3 молекулы АТФ.

Суммарное уравнение для дыхательной цепи имеет вид: 12Н2 + 602---------> 12Н20 + 34АТФ

Итак, на каждую молекулу глюкозы, окисленную в процессе аэробного дыхания, образуется 38 молекул АТФ.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16311. Исследование устойчивости сжатого стержня большой гибкости 202 KB
  ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СЖАТОГО СТЕРЖНЯ БОЛЬШОЙ ГИБКОСТИ Цель работы: Изучение процесса потери устойчивости при осевом сжатии стержней и опытное определение критической силы. Поскольку величина критической силы зависит не только от размеров стержня но и от у
16312. Определение деформации при косом изгибе 5.06 MB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГИБОВ ПРИ КОСОМ ИЗГИБЕ Цель работы Ознакомление с косым изгибом консольного бруса и сравнение опытных значений прогиба с теоретическим. Содержание работы Если плоскость действия изгибающего момента возникающего в поперечном сечении бруса не сов...
16313. Определение модуля сдвига при кручении 97 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА ПРИ КРУЧЕНИИ Цель работы Экспериментальная проверка закона Гука при сдвиге и определение модуля сдвига материала вала.
16314. Определение прогибов балки на двух опрах 95 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГИБОВ БАЛКИ НА ДВУХ ОПОРАХ Цель работы Приобретение практических навыков по измерению прогибов балки. Содержание работы. Балка это стержень нагруженный силами действующими в направлении перпендикулярном его оси. В инженерной практике часто воз
16315. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ 321.5 KB
  ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ Теоретические основы эксперимента Геометрическая лучевая оптика Согласно электромагнитной теории диапазон видимого света представляет собой электромагнитные волны определенной длины : от 40105 см до 7...
16316. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИЗВЕСТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКРАШЕННОГО РАСТВОРА ПРИ ПОМОЩИ КОЛОРИМЕТРА КФО 290.5 KB
  Лабораторная работа ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕИЗВЕСТНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКРАШЕННОГО РАСТВОРА ПРИ ПОМОЩИ КОЛОРИМЕТРА КФО Теоретические основы эксперимента Физика взаимодействия света с веществом Взаимодействие света и среды в общих чертах можно представить следующим
16317. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 66.5 KB
  Лабораторная работа ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Практическая часть Упражнение №1. Изучение состояния поляризации лазерного излучения Оптическая схема лаб
16318. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ФОТОМЕТРИИ 194 KB
  ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ФОТОМЕТРИИ Теоретическая часть Разнообразные действия света обусловлены наличием определенной энергии излучения световой энергии. Непосредственное восприятие света обусловлено действием световой энергии на любой приемник способный реагиро...
16319. Дифракция Фраунгофера 231.5 KB
  Лабораторная работа № 7 Дифракция Фраунгофера Теоретические основы эксперимента Многие явления наблюдаемые в обыденной жизни говорят о том что свет распространяется прямолинейно. Солнечный свет луч прожектора луч лазера ассоциируются в нашем сознании с п...