47123

КЛЕТКА КАК ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА

Шпаргалка

Биология и генетика

Гетеротрофный процесс приблизительно уравновешивающий автотрофное накопление органического вещества. На данном этапе не происходит накопления энергии в молекулах АТФ. При этом от каждой молекулы глюкозы отщепляется четыре атома водорода и образуются две молекулы АТФ.

Русский

2013-11-27

77.5 KB

31 чел.

Билет № 15    1.КЛЕТКА КАК ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА

Анаболизм (ассимиляция) – эндотермический процесс уподобления поступающих в клетку веществ веществам самой клетки. Важным моментом служит синтез белков  и нуклеиновых кислот. Частным случаем является фотосинтез.

Катаболизм ( диссимиляция) – экзотермический процесс, при котором происходит распад веществ с освобождением энергии. Этот распад осуществляется в результате приваривания и дыхания.

Организмы по способу питания делятся на автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы — живые организмы, которые способны синтезировать органическое вещество из неорганических составляющих с использованием внешних источников энергии. Эти экосистемы сами снабжают себя органическим веществом. Фотосинтез. Фотосинтетики - растения и сине-зеленые водоросли, которые используют энергию Солнца для создания первичного органического в-ва. Хемосинтез: хемосинтетики — бактерии, которые используют энергию хим реакций (процессы окисления) для синтеза первичного органического вещества (фруктозы): серобактерии S2àS0=>(SO4)2-, железобактерии Fe2+=> Fe3+, нитрифицирующие бактерии: NH3=>N2=>NO=> (NO3)-.

Листья растений осуществляют три важных процесса — фотосинтез, испарение воды и газообмен. В процессе Ф. из воды и CO2 под действием солнечных лучей синтезируются органические вещества. Днем, в р-те Ф. и дыхания, растение выделяет O2 и CO2, а ночью — только CO2, образующийся при дыхании. Больш. раст. способно синт. хлорофилл. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахара, а затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки. Световая фаза:

1. Фотолиз воды — 2H2Oà4H++O2|;

2. Созд. разности пот. на мембране (e- и H+) à эл. поле à молекула АДФ проходит через канал фермента в мембране и синт. в АТФ; 3. Образование H из (e- и H+).

Темновая фаза:

1. Синтез глюкозы: 24H + 6CO2 à(Ф) C6H12O6 + 6H2O;

2. Синтез крахмала из глюкозы: nC6H12O6 à(Ф) [C6H10O5]n + nH2O — реакция поликонденсации.

Σ: 6CO2 + 6H2O + АТФ à(nv) C6O12O6 (фруктоза)+ 6O2 + АДФ

Дыхание — гетеротрофный процесс, приблизительно уравновешивающий автотрофное накопление органического вещества. Благодаря дыханию как бы «сгорает» накопленное при фотосинтезе органическое вещество. Различают следующие виды дыхания: 1 аэробное — процесс, обратный фотосинтезу, где окислитель, газообразный кислород присоединяет водород; 2 анаэробное — происходит обычно в бескислородной среде и в качестве окислителя служат другие неорганические вещества, нп сера; 3 брожение — такой анаэробный процесс, где окислителем становится само орг в-во.

Аэробное (кислородное) дыхание. Процесс аэробного дыхания можно условно разделить на несколько последовательных этапов. Первый этап —подготовительный, или этап пищеварения, включающий в себя расщепление полимеров до мономеров. Эти процессы происходят в пищеварительной системе животных или цитоплазме клеток. На данном этапе не происходит накопления энергии в молекулах АТФ.

Следующий этап — бескислородный, или неполный. Он протекает в цитоплазме клеток без участия кислорода.

На данном этапе дыхательный субстрат подвергается ферментативному расщеплению. Примером такого процесса является гликолиз — многоступенчатое бескислородное расщепление глюкозы.

В реакциях гликолиза шестиуглеродная молекула глюкозы (С6 расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (С3). При этом от каждой молекулы глюкозы отщепляется четыре атома водорода и образуются две молекулы АТФ. Атомы водорода присоединяются к переносчику НАД (никотинамидаденинди-нуклеотид), который переходит в свою восстановленную форму НАД - Н + Н+ (НАД очень сходен с НАДФ, т. е. с переносчиком атомов водорода при фотосинтезе).

Суммарная реакция гликолиза имеет вид: C6H12O6+ 2 ADF + 2H3PO4 + 2 HAD+ 2C3H4O3 +2ATF + 2NAD*H + H+ +H2O

Полезный выход энергии этого этапа — две молекулы АТФ, что составляет 40%; 60% рассеивается в виде тепла.

Наиболее важным является кислородный этап аэробного дыхания. Он протекает в митохондриях и требует присутствия кислорода.

Продукт гликолиза — пировиноградная кислота — заключает в себе значительную часть энергии, и дальнейшее ее высвобождение осуществляется в митохондриях. Здесь пировиноградная кислота подвергается ферментативному расщеплению   2C3H4O3 +6H2O+8HAD- +2 FAD+ 6CO2 + 8NAD*H2 + 2FAD*H + 2 ATF : Углекислый газ выделяется из митохондрий в цитоплазму клетки, а затем в окружающую среду. Атомы водорода, акцептированные НАД и ФАД (кофермент флавинадениндинуклеотид), вступают в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ.

  1.  атомы водорода отщепляются от НАД и ФАД, захватываются переносчиками, встроенными во внутреннюю мембрану митохондрий, где происходит их окисление:       H H- + e-
  2.  Н+ выносятся переносчиками на наружную поверхность крист, накапливаются в межмембранном пространстве, образуя протонный резервуар;
  3.   электроны (е-) атомов водорода возвращаются по цепи дыхательных ферментов в матрикс и присоединяются к атомам кислорода, который постоянно поступает в митохондрию. Атомы кислорода при этом становятся отрицательно заряженными: 1/2O2 +e-  O^2

На мембране возникает разность потенциалов. Когда разность потенциалов достигает 200 мВ, начинает действовать протонный канал в молекулах фермента АТФ-синтетазы, которые встроены во внутреннюю мембрану;

  1.  через протонный канал Н- устремляются обратно в матрикс митохондрий, создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты, а протоны соединяются с отрицательно заряженными частицами кислорода, образуя воду — второй конечный продукт клеточного дыхания: 36 ADF + 36 H3PO4 + E  36 ATF

                 24H+ +2O^2 12 H2O

Таким образом, кислород, поступивший в митохондрии, необходим для присоединения электронов, а затем и протонов. При отсутствии кислорода процессы, связанные с транспортом протонов и электронов в митохондриях, прекращаются, а следовательно, невозможно протекание и бескислородного этапа, так как все переносчики атомов водорода оказываются загруженными.

Аэробное дыхание, включающее бескислородный и кислородный этапы, можно выразить суммарным уравнением: C6H12O6 +6O2 +6H2O + 38ADF + 38 H3PO4 6CO2 + 12H2O + 38ATF

При распаде молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж/ моль. В АТФ запасается 55% энергии, остальная рассеивается в виде тепла.

Анаэробное дыхание. При отсутствии или недостатке кислорода, играющего роль конечного акцептора электронов в кислородном дыхании, цепь передачи электронов через мембрану не осуществляется, а значит, не создается протонный резервуар, обеспечивающий энергией синтез АТФ. В этих условиях клетки способны синтезировать АТФ, расщепляя питательные вещества в процессе анаэробного дыхания. Анаэробное дыхание осуществляют многие виды бактерий, микроскопические грибы и простейшие. Некоторые клетки, временами испытывающие недостаток кислорода (например, мышечные клетки или клетки растений), тоже обладают способностью к анаэробному дыханию.

Анаэробное дыхание — эволюционно более ранняя и энергетически менее рациональная форма получения энергии из питательных веществ по сравнению с кислородным дыханием.

В основе анаэробного дыхания лежит процесс, в ходе которого глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты и высвобождаются атомы водорода. Акцептором атомов водорода, отщепляемых в результате дыхания, является пировиноградная кислота, которая превращается в молочную. Схематически ход анаэробного дыхания можно выразить следующими уравнениями: 1) C6H12O6 + 2ADF +2H3PO4 +2NAD+  C3H4O3(пирови.к-та) +2ATF +2NAD*H + H+

2)C3H4O3 +2NAD*H  C3H6O3(молоч.к-та) +2NAD+

Описанный процесс получил название молочнокислого брожения. Суммарно этот процесс можно выразить следующим уравнением: C6H12O6 =2ADF+2H3PO4 +2NAD+ 2C3H6O3 +2ATF +2NAD*H +H+

Молочнокислое брожение осуществляют молочнокислые бактерии (например, кокки из рода стрептококк). Образование молочной кислоты по такому типу происходит также в животных клетках в условиях дефицита кислорода.

В природе широко распространено спиртовое брожение, которое осуществляют дрожжи. В отсутствие кислорода дрожжевые клетки образуют из глюкозы этиловый спирт и СО;. Вначале спиртовое брожение идет аналогично молочнокислому, но последние реакции приводят к образованию этилового спирта. От каждой молекулы пи-ровиноградной кислоты отщепляется молекула С02, и образуется молекула двууглеродного соединения —уксусного альдегида, который затем восстанавливается до этилового спирта атомами водорода:

  1.  C6H12O6 + 2ADF +2H3PO4 +2 NAD- 2C3H4O3 +2ATF +2NAD*H +H+
  2.  C3H4O3 CH3COH +CO2
  3.  CH3COH + 2NAD*H C2H5OH +2NAD-

Суммарное уравнение:

C6H12O6+2ADF+1H3PO4 2C2H5OH +2ATF+2CO2

Спиртовое брожение, кроме дрожжей, осуществляют некоторые анаэробные бактерии. Этот тип брожения наблюдается в растительных клетках в отсутствие кислорода.

Наиболее распространенным питательным веществом, которое используется для анаэробного высвобождения энергии, является глюкоза. Однако следует помнить, что любое органическое вещество при соответствующих условиях может выступать источником энергии для синтеза АТФ.

При недостатке в клетке глюкозы в дыхание могут вовлекаться жиры и белки. Продуктами брожения являются различные органические кислоты (молочная, масляная, муравьиная, уксусная), спирты (этиловый, бутиловый, амиловый), ацетон, а также углекислый газ и вода.

Аденозинтрифосфат (сокр. АТФ, англ. АТР) Химически АТФ представляет собой трифосфорный эфир аденозина, который является производным аденина и рибозы.  Нуклеотид, играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. АТФ был открыт в 1929 году Карлом Ломанном, а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке.

Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Являясь носителем двух высокоэнергетических связей, АТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов. Все это реакции синтеза сложных веществ в организме: осуществление активного переноса молекул через биологические мембраны, в том числе и для создания трансмембранного электрического потенциала; осуществления мышечного сокращения.

Помимо энергетической АТФ выполняет в организме ещё ряд других не менее важных функций: Вместе с другими нуклеозидтрифосфатами АТФ является исходным продуктом при синтезе нуклеиновых кислот. Кроме того, АТФ отводится важное место в регуляции множества биохимических процессов. Являясь аллостерическим эффектором ряда ферментов, АТФ, присоединяясь к их регуляторным центрам, усиливает или подавляет их активность. АТФ является также непосредственным предшественником синтеза циклического аденозинмонофосфата — вторичного посредника передачи в клетку гормонального сигнала. Также известна роль АТФ в качестве медиатора в синапсах.

2.ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ

Эффективный размер популяции - число особей (индивидов) в популяции, непосредственно участвующих в создании следующего поколения. Cреднее число особей в данной популяции, обеспечивающее передачу свойственных ей генов от поколения к поколению, при наличии волн жизни, как правило, Э.р.п. равен числу особей в самой малочисленной популяции; в случае если количество особей в популяции становится меньшим Э.р.п., такая популяция необратимо вырождается и погибает.

Популяционные волны - это вспышки численности. периодические или непериодические значительные изменения числа особей в популяции. С. С. Четвериков назвал популяционные волны и 1905 г. "волнами жизни". они совершенно случайно, статистично и резко изменяют концентрацию всех редко встречающихся в популяциях мутаций и целых генотипов. Действительно, восстанавливающаяся после спада численности популяция включит в свой состав только те мутации и генотипы, которые присутствуют в той группе особей, из которой вновь нарастает численность популяции. При этом, естественно, некоторые присутствовавшие в малых концентрациях мутации до периода спада численности совершенно случайно исчезнут из популяции, а другие, также находившиеся в предыдущем пике в очень малых концентрациях и случайно оставшиеся в значительно более высокой концентрации ко времени спада, резко повысят свою концентрацию.

Популяционные волны в тех случаях, когда они сопровождаются колебаниями или резким расширением популяционных ареалов, выводят, хотя и временно, ряд мутаций и генотипов в иную абиотическую и биотическую среду. Это также является своего рода аппробацией для ряда генотипов, способствуя выходу некоторых из них на эволюционную арену.

Популяционные волны вместе с мутационными процессами являются фактором-поставщиком эволюционного материала, выводя ряд генотипов, совершенно случайно и ненаправленно, в качестве «кандидатов» на роль новых звеньев в протекающих эволюционных явлениях и процессах. Давление этого фактора может быть весьма различно и, вероятно, обычно превышает таковое мутационного процесса.

Естественный отбор — процесс, изначально определённый Чарльзом Дарвином как приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками.

Движущий отбор — форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды.. В этом случае особи с признаками, которые отклоняются в определённую сторону от среднего значения, получают преимущества. При этом иные вариации признака подвергаются отрицательному отбору. В результате в популяции из поколения к поколению происходит сдвиг средней величины признака в определённом направлении. При этом давление движущего отбора должно отвечать приспособительным возможностям популяции и скорости мутационных изменений (в ином случае давление среды может привести к вымиранию).

Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, при которой его действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. Чем больше птенцов или детёнышей в гнезде, тем труднее их выкормить, тем каждый из них меньше и слабее. В результате наиболее приспособленными оказываются особи со средней плодовитостью.

Дизруптивный (разрывающий) отбор — форма естественного отбора, при котором условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной. Дарвин описывал действие дизруптивного отбора, считая, что он лежит в основе дивергенции, хотя и не мог привести доказательств его существования в природе. Дизруптивный отбор способствует возникновению и поддержанию полиморфизма популяций, а в некоторых случаях может служить причиной видообразования.

Половой отбор - Эта форма отбора определяется не борьбой за существование в отношениях органических существ между собою или с внешними условиями, но соперничеством между особями одного пола, обычно самцами, за обладание особями другого пола». Половой отбор — это естественный отбор на успех в размножении.

Положительный отбор — форма естественного отбора. Его действие противоположно отсекающему отбору. Положительный отбор увеличивает в популяции число особей, обладающих полезными признаками, повышающими жизнеспособность вида в целом.

Отсекающий отбор — форма естественного отбора. Его действие противоположно положительному отбору. Отсекающий отбор выбраковывает из популяции подавляющее большинство особей, несущих признаки, резко снижающие жизнеспособность при данных условиях среды. С помощью отсекающего отбора из популяции удаляются сильно вредные аллели. Также отсекающему отбору могут подвергаться особи с хромосомными перестройками и набором хромосом, резко нарушающими нормальную работу генетического аппарата.

Поскольку отбор - это переживание более приспособленных особей, им сохраняется любое уклонение, повышающее адаптивность. Такие изменения накапливаются, и в ряду поколений усиливается фенотипическое выражение адаптивного признака. Творческая роль естественного отбора обусловлена тем, что именно отбор, а не изменчивость создает новые адаптации. В результате действия естественного отбора из хаоса неопределенной изменчивости возникают новые приспособления, перестраивается организация, появляются новые жизненные формы. Иными словами, творческая роль естественного отбора выражается в том, что без его действия новые адаптации не могут возникать, а существующие не могут сохраняться, что и определяет всю прогрессивную эволюцию.

3.ПЕЧЕНОЧНЫЙ СОСАЛЬЩИК

Тип:  Plathelminthes (Плоские черви)

Класс: Trematodes (Сосальщики)

Вид: Fasciola Hepatica ( Возбудитель фасиолеза)

Морфология: 3х слойность, билатеральная симметрия, листовидное сплюснутое тело, кожно-мускульный мешок, отсутствует полость тела, имеют 2 присоски-ротовую и брюшную ( опорная функция). Пищеварительная система представлена передней кишкой (ртом, глоткой, пищеводом), средней кишкой, которая замкнута. Анального отверстия нет. Выдилительная система протонифридиального типа. Нервная система образована окологлоточным нервным кольцом, надглоточным и подглоточным  ганглями.От них бурут начало 2 свола.  Нервная система отвечает за осязание и химическое чувство. Мужская половая система представлена ветвящимися семмяниками, семяпроводос, семяизвергательным каналом, который откурывается на поверзность совокупительного органа-цирруса. Женская половая система: яичник непарный, желточник, семяприемники, оотип (в нем происходит оплодотворение и формирование яиц), матка (созревание яиц).

Ж.Ц.: Основной хозяин- травоядные животные (возможен человек), промежуточные хозяева – моллюск малый прудовик (Limnea Truncatura).

Марита яйцо мирацидий спороциста редия церкарий адолескарий

Из яйца выходит особь 1 партеногенитического поколения – мирацидий (он плавает с помощью биения ресничек). Для дальнейшего развития нужно заразить брюхоногих моллюсков. Попадая через покровы хозяина внутрь, мирацидий претерпевает матаморфоз: ресничные покровы сбрасываются, формируется новый эпителий – тегумента и образуется материнская спороциста. В ней развивается из партеногенетической яйцеклетки следующее поколение – дочерник партениты(редии или дочерние спороцисты). Они размножаются, давая либо таких же организмы, либо церкарии – личинки амфимиктного поколения. Находясь в моллюске, паразит подавляет его репродуктивную функцию.

Далее, у паразита есть 3 стратегии развития:

А) Прямое заражение окончательного хозяина через наружные покровы или при заглатывании;

Б) Проникновение и инцистирование в промежуточном хозяине (стадия метацеркария);

В) Инцистирование во внешней среде на предмете неживой природы ( стадия адолескария). И так же идет пассивное заражение хозяина.

Животные чаще всего заражаются, проглатывая адолескариев с травой или водой. Люди заражаются фасциолезом при питье воды из стоячих водоемов или при плохо промытых продуктов питания, на которых могут быть адолескарии ( личиночная стадия –неподвижная циста). В кишечнике основного хозяина оболочка адолескария  растворяется, из нее выходят половозрелые паразитические черви. Паразиты проникают в печень через сосуды воротной вены, либо через стенку кишечника в брюшную полость, а от туда в печень. Разрушают клетки печени и закупоривают желчные ходы. При интенсивной ивазии развивается цирроз печени. Отравляют организм продуктами ж/д, питаются за счет организма хозяина, поглощая питательные вещества, витамины. Заглатывая эритроциты и лейкоциты. Нарушают обменный процесс организма. Инкубациооный период длиться от  до 8 недель.

Симптомы: боли в эпигастральной област и в правом подреберье, тошнота, рвота, пожелтение склер, расстройство стула, слабость, головная боль. Затем зуд кожи, аллергическая сыпь, лихорадка. При пальпации печень увеличена, плотная и болезненная. При осложнениях возможны: гнойный холангит (восп. Желчных путей), абсцесс печени, механическая желтуха.

Диагностика:  Обнаружение яиц фасциол в фекалиях или дуоденальном содержимом. Яйца крупные, овальные, желтовато-коричневого цвета, на одном из полюсов имеется крышечка. Яйца могут быть обнаружены  в фекалиях здорового человека после употребления печени больны фасциолезом животных. Такие яйца называют транзитными. Во избежание диагностических ошибок следует исключить из рациона обследуемого печень животных. Применение высокогоэффективного иммунологического обследования.

Профилактика: личная – не использовать для питья воду из открытых водоемов, тщательно мыть продукты, употребляемые в сыром виде. Общественная профилактика: выявление и лечение больных, санитарно- просветительская работы, ветеринарные мероприятия, связанные с оздоровлением животных.

PAGE   \* MERGEFORMAT 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56345. Виховуємо театром 167 KB
  Театральна інсценізація Леонардо малює Джоконду Ведучий. Одного теплого оповитого туманом дня в кінці весни 1505 року Леонардо приготував майстерню для неї. І ось зявилась вона жінка яку Леонардо малював ось уже З роки. На сцені Леонардо да Вінчі малює портрет Мони Лізи Джоконда.
56346. Театралізоване дійство «Весна прийшла до кожного малятка, весна прийшла до кожного звірятка» 62.5 KB
  Сонечко я згубила по доріжці в дитсадок. Хто це тут так голосно галасує в моєму весняному лісі що й мене Лісовичка розбудив Аце ти Весняночко чому так гірко плачеш Що трапилось Веснянка: Загубила я весняне сонечко.
56347. Классификации здоровьесберегающих образовательных технологий, их основные принципы 240 KB
  Главная отличительная особенность здоровьесберегающей педагогики приоритет здоровья т. Данные принципы помогут правильно организовать образовательный процесс и постепенно разрешать следующие проблемы: 1 проблему учебных перегрузок школьников приводящих к состоянию переутомления...
56348. Здоровьесберегающие технологии на уроках музыки как средство повышения мотивации к учебно-познавательной деятельности 1.78 MB
  Формирование у детей культуры отношения к своему здоровью должно быть на каждом уроке который учит детей раскрывать для себя жизненные смыслы учит строить отношения с людьми осмысливать ситуации в которые попадает человек и самое главное дети учатся...
56349. ВИКОРИСТАННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ НА УРОКАХ ПРЕДМЕТУ “ЗАХИСТ ВІТЧИЗНИ” 146.5 KB
  Компютер як екраннозвуковий засіб навчання. Функції компютера в сучасному навчальному процесі. Використання мною компютерів при викладанні предмету €œЗахист Вітчизни€. Сучасні педагогічні технології не можуть бути використані як методологічний засіб компютеризації навчання.
56350. Основные литературные направления 17.29 KB
  Натурализм становится одним из важнейших явлений второй половины XIX- начала ХХ в. Натурализм рубежа веков – это и художественный метод, то есть способ воссоздания действительности, и литературное направление, то есть совокупность художественно-изобразительных и эстетико-мировоззренческих принципов
56351. Is it easy to be a teenager? 86 KB
  Last year 2009 is declared the year of young people. Youth is a very important period in the life of a man. This is the time when a person discovers the world and tries to determine the place in the universe.
56352. Французский символизм 17.05 KB
  Французский символизм - первое направление модернизма. Окончательно оформился как единое литературное движение в 1886 году, когда вышел манифест символизма, и само это слово стало широко употребляться
56353. Використання новітніх технологій під час викладання української мови та літератури 35 KB
  Використання інформаційних технологій на заняттях української мови та літератури може відбуватися різними способами це залежить від низки факторів найважливішими з яких вважаємо такі: потреби конкретного заняття рівня володіння різними програмами та наявністю сертифікованих програм у системі освіти.