Curs - celula ca un sistem biologic de autoreglare deschis

Cell - cea mai mică unitate structurală și funcțională a lucrurilor vii. Cage - un sistem holistic, de auto-replicare și auto-reglare care are toate proprietățile de viață.
Proprietățile vitale ale celulei. proprietate celulă vie principal - metabolismul. Din substanța intercelulară în celulele primeste constant substante nutritive si oxigen, iar produșii de degradare se disting. Substanțele primite de către celulă, sunt implicate în procesele de biosinteză. Biosintezã - este formarea de proteine, grăsimi, carbohidrați, și compușii acestora la substanțe mai simple. Substanțele formate în timpul biosintezei inerente anumitor celule ale corpului. De exemplu, în celulele musculare sintetizat proteine ​​pentru a asigura reducerea acestora.
Concomitent cu biosintezei în celulele se produce descompunerea compușilor organici. Agenții de dezintegrare sunt formate dintr-o structură mai simplă. Majoritatea reacției de descompunere se implică oxigen și eliberarea de energie. Această energie este cheltuit pe procese vitale in celula. Procesele de biosinteză și defalcare constituie metabolismul, care este însoțită de transformări energetice.
Celulele caracterizate prin creșterea și reproducerea. Celulele corpului se multiplica prin împărțirea în jumătate. Fiecare dintre cele rezultate fiice celule crește și atinge dimensiunea parintelui. Celulele noi îndeplini funcția celulei mamă. Durata de viață a celulelor variază de la câteva ore până la zeci de ani.
Celulele vii sunt capabile să răspundă la schimbările fizice și chimice în mediul lor. Această proprietate se numește excitabilitate de celule. În acest caz, starea de restul celulelor este operațional - excitare. Cand excitat de schimbari in celulele ale ratei de biosinteză și substanțe de dezintegrare, consumul de oxigen, temperatura. In stare excitată, celule diferite îndeplini funcțiile lor inerente. Celulele glandulare formează și substanțe cu eliberare musculare - sunt reduse, celulele nervoase are loc la un semnal electric slab - un impuls nervos care pot fi distribuite prin membranele celulare.
Mediul intern al unui organism. Cele mai multe celule din organism nu sunt conectate cu mediul extern. Funcțiile lor vitale sunt furnizate mediu intern, care sunt de 3 tipuri de lichide intercelulare (tesut), lichidul din care celulele sunt în contact direct, sânge și limfă. mediu de celule din interior oferă substanțe necesare pentru activitatea lor și prin produșii de descompunere sunt eliminate. Mediul intern al unui organism este constanța relativă a compoziției și fizico-chimice proprietățile. Numai în aceste condiții, celulele să funcționeze corect.
Metabolism, biosinteza și descompunerea compușilor organici, de creștere, de reproducere, excitabilitate -Basic proprietăți de viață ale celulelor. Proprietățile vitale ale celulelor cu condiția compoziție relativ constantă a mediului intern al corpului.
Pe de altă parte, celula - o parte dintr-un organism multicelular, este o parte a țesutului este supusă reglementării nervos și umoral a întregului organism

30. metabolismul energetic și etapele sale. Glicoliză și respirația. Caracteristicile lor și bio-energie. Pentru funcționarea organismului necesită energie. Plantele acumulează energia solară în materie organică prin fotosinteză. In procesul metabolismului energetic substanțe organice sunt descompuse și energia legăturilor chimice este eliberat. O parte din ea este disipată sub formă de căldură și parțial stocate în molecule ATP. La animale, schimbul de energie are loc în trei etape.

Prima etapă - de pregătire. Produse alimentare intră în corpul animalelor și oamenilor sub formă de compuși macromoleculari complexe. Înainte de a pătrunde în celule și țesuturi, aceste substanțe trebuie să fie distruse la greutate moleculară mică, mai accesibile pentru asimilarea celulară a substanțelor.

În prima etapă, scindarea hidrolitică a substanțelor organice, ajungând cu ajutorul apei. Aceasta are loc sub acțiunea enzimelor în tractul digestiv al animalelor multicelulare, vacuole digestive unicelulare, iar la nivel celular - in lizozomii.

Reacțiile fazei pregătitoare:

proteine ​​+ H20 -> amino + Q;

grăsime + H20 -> glicerol + acid gras superior + Q;

polizaharide -> glucoză + Q.

La mamifere si proteine ​​umane sunt defalcate în aminoacizi în stomac și în duoden sub influența enzimelor - peptidgidrolaz (pepsina, tripsina, chimotripsina). polizaharide Scindare incepe in gura sub acțiunea enzimei pytalin, și se extinde în continuare în duoden de amilază. În aceeași divizat și grăsimi de lipază. Toate energia eliberată în timpul acestei este disipată sub formă de substanțe cu greutate moleculară joasă tepla.Obrazuyuschiesya intră în sânge și sunt livrate la toate organele și celulele. În celulele care intră Lizozom sau direct in citoplasma. În cazul în care scindarea are loc la nivel celular in lizozomii, substanța intră imediat în citoplasmă. În această etapă, pregătirea materialelor de la etapa rasschepleniyu.Vtoroy intracelular - oxidarea anoxic. A doua etapă este realizată la nivel celular, în absența oxigenului. Aceasta are loc în citoplasmă. Divizați glucozei ca unul dintre cuștii metabolice cheie. Toate celelalte substanțe organice (acizi grași, glicerol, aminoacizi) în diferite stadii ale proceselor în clivaj ei prevrascheniya.Beskislorodnoe retractată numit glicoliză glucozei. Glucoza trece printr-o serie de transformări succesive Inițial, aceasta este transformată în fructoză, fosforilată - activat cu două molecule de ATP și transformate în fructoză-difosfat. moleculă carbohidrat hexa se imparte in doi compusi cu trei carbon - glicerofosfat două molecule (triose). După o serie de reacții care sunt oxidate, pierde doi atomi de hidrogen, și se transformă în două molecule de acid piruvic (PVK). Ca urmare a acestor reacții sunt sintetizate patru molecule de ATP. Deoarece activarea inițială a glucozei din două molecule de ATP a fost cheltuit, marele totalul este 2ATF. Astfel, glucoza eliberat prin scindarea energia este stocată parțial în două molecule de ATP și parțial consumate sub formă de căldură. Patru atomi de hidrogen care au fost îndepărtate prin glicerofosfat oxidare, conectat la purtătorul de hidrogen NAD + (fosfat nicotinamid-dinucleotid). Acesta este același purtător de hidrogen ca NADP +, dar participă la reacții ale metabolismului energetic.

Generalizată Schema de reacție glicoliza:

S6N1206 2NAD + + -> + 2S3N403 2NAD • 2H

Moleculele recuperate din NAD • 2H intra în mitocondrie unde oxidate, oferind vodorod.V în funcție de tipul de celulă, țesut sau organisme acid piruvic în mediul anoxic pot fi convertiți mai departe în acid lactic, alcool etilic, acid oleic, sau alte substanțe organice. În organisme anaerobe, aceste procese sunt numite fermentație.

S6N1206 2NAD + + -> + 2S3N403 2NAD • 2H <=> 2S3N603 2NAD + +

Glucoza PVK acid lactic

S6N1206 2NAD + + -> + 2S3N403 2NAD • 2H <=> 2S2N5ON + 2S02 + 2NAD +

PVK Glucoza alcool etilic

A treia etapă - oxidare biologică sau respirație. Această etapă are loc numai în prezența oxigenului și este, de asemenea, numit oxigen. Aceasta are loc în citoplasmă acidului mitohondriyah.Pirovinogradnaya pătrunde în mitocondrii unde pierde o molecula de dioxid de carbon și este transformată în acid acetic, conectarea cu activatorul și un purtător-coenzimei A rezultat acetil-CoA este apoi supus unei serii de reacții ciclice. Produse anoxic digestie - Acid lactic, alcool etilic - în continuare sunt supuse, de asemenea, modificări și supuse la oxidarea cu oxigen. Acidul lactic, acidul piruvic transformat, în cazul în care se formează cu un deficit de oxigen în țesuturile animale. Etanolul este oxidat la acid acetic și KoA.Tsiklicheskie asociate cu reacțiile în care se realizează conversia de acid acetic se numesc ciclul de acid di- și tricarboxilic sau ciclul Krebs, după omul de știință care a descris această reacție. Într-o serie de reacții succesive apar decarboxilarea - eliminarea dioxidului de carbon și oxidarea - îndepărtarea hidrogenului din substanțele formate. Dioxidul de carbon format în timpul PVCs decarboxilare și în ciclul Krebs, eliberat din mitocondriile, si mai departe din cușcă și corpul în timpul respirației. Astfel, dioxidul de carbon se formează direct în decarboxilarea substanțelor organice. hidrogen Review, care se îndepărtează din intermediarii este conectat la un purtător NAD + și NAD format • 2H. In timpul fotosintezei, dioxidul de carbon este legat la intermediarii și a redus cu hidrogen. Aici este procesul invers. Acceptorul final de electroni este o molecula de oxigen care intră în mitocondrii în timpul respirației. Atomii de oxigen din partea exterioară a membranei accepta electroni și devin încărcate negativ. ioni pozitivi de hidrogen se combină cu oxigenul încărcat negativ și se formează molecule de apă. Să ne amintim că oxigenul atmosferic este produs prin fotosinteză în fotoliza moleculelor de apă și hidrogenul este la recuperarea dioxidului de carbon. In procesul metabolismului energetic, hidrogenul și oxigenul sunt recombinate și transformate în apă.

reacție Generalized oxidare cu oxigen pas:

2S3N403 4H + + 602 -> 6S02 + 6N20;

Astfel, producția de molecule de ATP in oxidarea cu oxigen este de 18 ori mai mare decât la anoxie.

Oxidarea globală ecuație glucoză în două etape:

S6N1206 + 602 -> 6S02 + 6N20 + E -> Q (căldură).

Astfel, în scindarea glucozei în două etape se formează în total 38 molecule de ATP, cea mai mare parte - 36 molecule - oxidarea cu oxigen. O astfel de câștig de energie furnizată dezvoltarea preferențială a organismelor aerobe, comparativ cu anaerob.

Respirația - un proces universal, comun pentru toate celulele eucariote. Ca urmare a respirației de energie carbohidratii transmise ATP - universal-molecula de energie. Se crede că respirația ca atare începe cu scindarea glucozei - construirea de „bloc“, a zaharozei și amidon.

Respirația se realizează întotdeauna în condiții aerobe rezultate în formarea și energie slabă - apă și dioxid de carbon (CO2).

procesul de respirație începe în citoplasmă și se termină la mitocondriile. Ecuația generală a oxidării completă de glucoză poate fi scrisă ca următoarea formulă generalizată:

C6H12O6 + 6O2 = 6SO2 + 6H2O + energie sub forma de 36 molecule ATP.

(Procedeul de oxidare parțială a carbohidraților se extinde anaerobic (sau uneori aerobioză), dar se termină sub formă energic compuși suficient bogate (citric, acetic, lactic și m. Acid P.), este cunoscut sub numele de fermentație. Este caracteristic multor organisme procariote, în special bacterii, multe celulele fungice și părți de animale lipsite de oxigen. schema generală a relației dintre fermentație și respirația este prezentată în Figura 30).

Întregul proces poate fi împărțit în mai multe etape: glicoliză, ciclul Krebs și cu lanț elektronotransportnuyu. Glicoliză apare în citoplasmă celulelor. Aceasta se realizează în absența oxigenului și a proprietăților, aparent, toate organismele vii. Glycolysis aparent originea până oxigenul din atmosfera Pământului, apariția celulei eucariote, și trebuie să fie considerată ca fiind unul dintre procesele biochimice cele mai primitive și arhaice. Procesul fermentativen glicoliză și include nouă reacții, dintre care una de oxidare, este asociat cu nivelul de fosforilare a substratului (așa numita fosforilare, care are loc în timpul glicolizei). Astfel, două molecule NAD redusa la doua molecule si depozitate NADH2 o parte considerabilă din energia eliberată în reacția de oxidare. Mai mult, în procesul de glicoliza doua molecule ADP sunt convertite în două molecule de ATP. In timpul glicolizei la prima etapă, glucoza si alti carbohidrati sunt transformate in fructoza-enzimatic 1,6-bifosfat. În această etapă, energia stocată de respirație anterior numai consumate.

În timpul glicolizei fructoză-1,6-bifosfat este convertit în piruvat (acid piruvic) - o legătură cheie în metabolismul energetic al celulelor. Rezultatul final al acestor două etape ale procesului de glicoliză este ca o molecula de glucoza este convertit la două molecule de piruvat, iar energia este stocată sub formă de patru molecule de 2 ATP și 2 NADH2 (Figura 31.). Piruvat pot fi dispuse în diferite moduri, în funcție de natura și tipul metabolismului celular. Factorul extern principal care face ca utilizarea ulterioară a piruvatului, - este oxigen. Cale de aerobic (multe eucariotelor, procariotele parte) conduce la oxidarea completă a glucozei, cu formarea de molecule de ATP mai mare decât cea rezultată din glicoliza. Această parte a procesului de respirație este realizată în celule eucariote mitocondrial în două etape - în lanțul ciclului și elektronotransportnoy Krebs. Enzime care catalizează reacții ale ciclului Krebs, sunt situate în compartimentul interior al mitocondrie - matricea. Aici pătrunde liber prin piruvatul membranei și ATP. Enzime si alte componente construite in membrane cristae mitocondriale cu lanț de transport electric. In absenta oxigenului, piruvat și mai apropiați de acesta biogenetic compus SoA-acetil nu este oxidat la bioxid de carbon. Produsele finale pot fi aici lactic, acid butiric, etanolul și alcoolul similar Ciclul Krebs (ciclul acidului citric, din ciclul acidului tricarboxilic) numit G.Krebsa (1953 Premiul Nobel pentru YG), începe cu formarea de acid citric (citrat). Cu toate acestea, înainte de „intra“ în ciclul Krebs, piruvatul este oxidat și decarboxilată. În timpul acestei reacții, iar energia este eliberată din format NADH2 NAD, și o moleculă de piruvat format o grupare acetil. Fiecare grupă acetil este apoi atașat temporar la coenzima A (SoA), moleculă mare care constă din nucleotide și acidul pantotenic (vitamine din grupa B). Complexul este gruparea acetil și acetil-numita SoA SoA. In astfel de grupări acetil dvuhuglerodnye formă „activate“ sunt conectate la conectarea oxaloacetat-patru și șase-carbon și citratul compus format. Pe parcursul ciclului de lucru cu doi până la șase atomi de carbon citrat oxidat la CO2 și oxaloacetat este redusă și este din nou în ciclul (Fig. 32). Ca rezultat al tuturor reacțiilor în oxidarea atomilor de carbon eliberează energie care este utilizată pentru a converti ADP la ATP (1 moleculă per ciclu) și formarea NADH2 de NAD (3 molecule pe ciclu). Ciclul de oxigen Krebs nu este implicat în mod direct. Ca rezultat al reacțiilor ale moleculei ciclului de glucoza Krebs este oxidat complet. O parte din energia sa a fost folosită pentru sinteza ATP din ADP. Cele mai multe, cu toate acestea, rămâne sub formă de electroni formați prin oxidarea carbonului. Acești electroni sunt transferate către purtătorul de electroni, al cărui principal NAD, și sunt la un nivel ridicat de energie. Vectors electroni le transmite în lanț elektronotransportnuyu. Ciclul de oxigen Krebs nu este implicat în mod direct. Ca rezultat al reacțiilor ale moleculei ciclului de glucoza Krebs este oxidat complet. O parte din energia sa a fost folosită pentru sinteza ATP din ADP. Cele mai multe, cu toate acestea, rămâne sub formă de electroni formați prin oxidarea carbonului. Acești electroni sunt transferate către purtătorul de electroni, al cărui principal NAD, și sunt la un nivel ridicat de energie. Vectori electroni trece-le pe lant elektronotransportnuyu, care se bazează pe diferite proteine ​​(cum ar fi citocromilor). În paralel, o altă componentă de circuit - chinone - asigură transferul de protoni prin membrana mitocondriilor. De exemplu, atunci când molecula chinonic captează un electron din citocromul ea se atașează și protonul din mediu. În cazul în care chinonă donează un electron pentru citocromul următor, apoi protonul revine la mediul înconjurător. Aceasta stabilește un gradient de protoni. Gradientul de protoni promovează sinteza ATP din ADP. Atunci când electronii se deplasează în lanț elektronotransportnoy coboară „la vale“ de la nivel ridicat de energie la un mai mic, cu oxigen. Energia care este astfel eliberată utilizat din nou pentru sinteza ATP din ADP. Acest proces este numit de fosforilare oxidativ (în prezent cele mai multe biochimiști cred că fosforilării oxidative în mitocondrie este realizată prin interfața chemiosmotic (teoria biochimist britanic Peter Mitchell, Premiul Nobel pentru Chimie pentru 1978)). La capătul lanțului de oxigen și electronii sunt capturate împreună cu protoni (ioni de hidrogen), pentru a forma o moleculă de apă. Ca urmare a divizării unei molecule de glucoza este produs în timpul respirației de 36 molecule de ATP. Randamentele de fermentație anaerobă numai două molecule de ATP per molecula de glucoza. Energia stocată sub formă de ATP, este folosit în continuare pentru toate reacțiile biochimice și toate procesele fiziologice in celula, care necesită costurile.

Chiar și lucrează în biologie

Rezumatul biologiei

Clover creste in lunca este polenizate de bondari. Ce factori biotice poate duce la o reducere a numărului de populații de trifoi?