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

24343. Признаки постнеклассического этапа развития науки (системные и информационный подход, приципы самоорганизации и универсального эволюционизма) 200.5 KB
  В основе системного подхода как методологии научного познания лежит исследование объекта как системы.Иванов писал что соответственно образуется ветвь онтологических определений системы которые трактуют её как объект реальности наделённый определёнными системными свойствами как целостность обладающую некоторой организующей общностью этого целого. Итак в процессе человеческой деятельности реализация принципа системности может идти по следующим направлениям: Исследуются реально существующие объекты рассматриваемые как системы на...
24344. Этические проблемы науки в конце 20 столетия (общечеловеческая и профессиональная этика, принцип «нейтральности» и ответственности ученого на примере биоэтики – клонирование и трансплантации органов) 175 KB
  197 Этика науки Как отмечалось ранее качественные изменения в развитии человечества в начале XXI века связанные с научнотехническим прогрессом отражаются на жизнедеятельности самого человека и приводят к последствиям глобального характера. Проблема взаимоотношения науки и этики решается в двух тесно связанных между собой аспектах: разработки профессиональной этики ученых и решения учеными вопроса о социальной ответственности научного сообщества за негативные последствия применения результатов научных исследований в практике....
24345. Экологическая этика и ее философские основания. Философия русского космизма. Учение о ноосфере 113.5 KB
  Что касается космистского мировоззрения то оно главным предметом своего познавательного и ценностного отношения делает взаимодействие человека и среды последняя понимается чаще всего как Космос. Спирин русский космизм как универсалистский тип миросозерцания отражающий бытие мира и человека в их единстве в нерасторжимой взаимосвязи микрокосма человека и микрокосма природы Казначеев В. Космопланетарный феномен человека: проблемы комплексного изучения. Хотя русский космизм внутренне исключительно разнообразен и включает полярные по...
24346. Сциентизм и антисциентизм как мировоззренческие позиции о роли науки в развитии общества. Наука и паранаука 95 KB
  В современной культуре отчетливо проявила себя дилемма: сциентизмантисциентизм что имеет непосредственное отношение к проблеме соотношения науки и искусства. Для сциентизма характерно преувеличение роли науки в познании окружающего мира и человека объявление ее вершиной развития культуры убеждение в ненужности других сфер культуры О. Противоположным сциентизму направлением мировозренческой ориентации является антисциентизм основанный на недоверии к возможностям науки и разума на критике научных методов познания.
24347. Роль науки в преодолении современных глобальных кризисов (экологический, энергетический, демографический, угроза локальных и ядерных воин) 141 KB
  Она представляет собой не просто окружающую среду которую можно рассматривать как поле для преобразующей деятельности человека а выступает единым целостным организмом в который включено человечество в качестве специфической подсистемы. Деятельность человека вносит постоянные изменения в динамику биосферы и на современном этапе развития техногенной цивилизации масштабы человеческой экспансии в природу таковы что они начинают разрушать биосферу как целостную экосистему. Третья проблема это проблема сохранения человеческой личности...
24348. Развитие науки как социального института (признаки, функции). Научные сообщества и их исторические типы 105.5 KB
  175 184 Понятие науки как социального института Научноисследовательская деятельность в обществе носит упорядоченный организованный характер. Цель и назначение науки как социального института производство и распространение знания разработка средств и методов исследования воспроизводство ученых и обеспечение выполнения ими своих социальных функций. В социологии в зависимости от методологических установок сформировались различные подходы к пониманию науки как социального института.
24349. Научные школы (функции, признаки, типы). Историческое развитие способов трансляции научных знаний (от рукописей до современного комп.) 142 KB
  Научные сообщества и их исторические типы: невидимый колледж научные школы. Другой распространенной формой неформального объединения ученых играющих заметную роль в развитии науки являются научные школы. В содержательном плане чаще всего для сторонников научной школы характерен особый подход к проблемам и методам познания.
24350. Наука и экономика (сущность научно-технического прогресса экономика как наука, экономика науки) 87 KB
  Инновационная экономика Одной из важных сфер функционирования науки как социального института является экономика. Термин экономика многозначен и включает в себя по крайней мере два класса явлений: а экономику как отрасль науки изучающую экономические отношения и народное хозяйство; б экономику как различные виды и отрасли производства народное хозяйство страны мирового сообщества отношения в этих сферах по поводу производства распределения и обмена. Непосредственная связь науки и экономики проявляется в экономике как научной...
24351. Наука и власть (политология, политизация науки и проблемы управления наукой) 122 KB
  При рассмотрении проблемы взаимоотношения науки и власти следует имеет в виду два вектора анализа: а воздействие государственной власти на науку; б влияние науки на власть государственную политику. Под научной политикой понимается деятельность государственных учреждений по развитию управлению контролю финансированию науки. Государство выступает по отношению к науке в следующих основных функциях: как законодатель устанавливающий правовые основы функционирования науки в обществе в целом и конкретные нормы регулирования его...