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

18853. Постмодернизм – игра в историзм. Новая эклектика. Чарльз Мур. Роб Криер. Боффил. Джеймс Стирлинг 24.94 KB
  Постмодернизм – игра в историзм. Новая эклектика. Чарльз Мур. Роб Криер. Боффил. Джеймс Стирлинг. В архитектуре постмодернизм сформировался в США теоретически во второй половине 60х гг. а в практике строительства к концу 70х объединив различных по творческим принципам и
18854. Древний Рим. Скульптурный портрет (характерные черты, основные принципы и этапы развития) 27.06 KB
  Древний Рим. Скульптурный портрет характерные черты основные принципы и этапы развития. Очень рано появляется портрет. Развит жанр исторического рельефа. 753г. до н.э. 8в. – Основание Рима. История Древнего Рима: 1 период 41 вв. до н.э. Эпоха Римской Республи
18855. Постмодернизм – истоки. Сложность и противоречие вмето ясности и простоты. Уроки Лас-Вегаса. Роберт Вентури 24.02 KB
  Постмодернизм – истоки. Сложность и противоречие вмето ясности и простоты. Уроки ЛасВегаса. Роберт Вентури. В архитектуре постмодернизм сформировался в США теоретически во второй половине 60х гг. а в практике строительства к концу 70х объединив различных по творческим ...
18856. Восточнохристианская архитектурная традиция. София Константинопольская. Тип крестово-купольного храма 27.78 KB
  Восточнохристианская архитектурная традиция. София Константинопольская. Тип крестовокупольного храма. Софи́я Константино́польская храм Св. Софии Премудрости Божией в Константинополе ныне Стамбул Турция выдающийся памятник византийской архитетктуры. Возведён...
18857. Победы и поражения Модернизма. 60-70гг. От интернационального стиля, до структурализма 23.16 KB
  Победы и поражения Модернизма. 6070гг. От интернационального стиля до структурализма. От интернационального стиля до структурализма. Развитие в Америке и Европе. Творчество Мис Ван дер Роэ. Последовательное применение принципа универсального пространства независимо ...
18858. Готический собор – образ христианского мира (Соборы Шатра,Парижа, Реймса.) 26.09 KB
  Готический собор – образ христианского мира Соборы ШатраПарижа Реймса. Периодизация французской готики: Зарождение готики. 30е гг. 12в. Расцвет готики. 13в. Поздняя готика. 1415 вв. Название появилось в Италии. Готическое – варварское плохое; от пле...
18859. Брутализм, необрутализм 20.48 KB
  Брутализм необрутализм от англ. brutal грубый направление современной архитектуры зародившееся в 1950х гг. в Великобритании архитекторы А. и П. Смитсон и затем распространившееся в Западной Европе США и Японии. Характерно стремление к обнажению конструктивной схемы по
18860. Русская иконопись XII – XVII в. Домонгольская икона, Андрей Рублёв, Дионисий, Симон Ушаков 24.83 KB
  Русская иконопись XII – XVII в. Домонгольская икона Андрей Рублёв Дионисий Симон Ушаков. Все основные иконографические типы Русь унаследовала от Византии. Поэтому для людей не особо искушенных в искусстве русская икона мало чем отличается от византийской. Те же типы Бого...
18861. Европейский классицизм 20.97 KB
  Европейский классицизм. Настало время и высокий мистицизм готики пройдя через испытания ренессанса уступает место новым идеям основанным на традициях древних демократий. Стремление к имперскому величию и демократическим идеалам трансформировалась в ретроспекцию п