Клеточные мембраны

Клеточная мембрана- отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой;
Состоит клеточная мембрана из бинарного ряда липидов и белков.
Функции:
1. барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей средой.
2. Транспортная(активный,пассивный) — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки.
3. матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
4. механическая — обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях).
5. энергетическая — при фотосинтезе в хлоропластах и клеточном дыхании в митохондриях в их мембранах действуют системы переноса энергии, в которых также участвуют белки;
6. рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы).

7. ферментативная — мембранные белки нередко являются ферментами (белки, выполняющие роль катализаторов в живых организмах.)

35.Крахмал:физиологическая роль, биосинтез и распад в растении

Крахмал(С6Н10О5)n представляет собой природный полимер. Причем крахмал не индивидуальное вещество, а смесь двух полимеров состава – амилозы (10–20 %) и амилопектина (80–90 %), состоящих из остатков a-D-глюкозы.

Амилоза - длинные не разветвленные цепи, сост из глюкопиранозы, соед между 1 и 4 углеродным атомом. Легко растворяется в теплой воде, растворы не устойчивы и могут образовывать остатки. С йодом окрашивается в синий цвет.

Амилопектин- состоит из a-D глюкопиранозы. Связи которые имеются между 1,4 и 1,6 атомами углерода. Точки ветвления образуются через 25-30 остатков глюкозы.

Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространен в природе. Для растений он является запасом питательных веществ и содержится в основном в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а также клубни картофеля (до 24 %).

В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы, патоки, этанола, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя.

БИОСИНТЕЗ:1.Для образования амилазы необходимо:
а)уридиндифосфатглюкоза(УДФГ)
б)затравка(3,4 остатка глюкозы)
2.Для образования амилопектина необходимо:
а)затравка
б)Со-глюкан ветвящийся(расщепляет связи 1,4 образуя их в 1,6)

Распад крахмала происходит при участии двух процессов - гидролиза и фосфоролиза.

Гидролитический распад крахмала осуществляется под действием четырех ферментов класса гидролиз α-амилаза, катализирует расщепление α(1-4)-связи, причем связи разрываются беспорядочно. Конечный продукт такого распада — мальтоза, глюкоза, декстрины. Под действием β-амилазы происходит расщепление α (1-4)-связей с образованием остатков мальтозы. Фермент глюкоамилазы катализирует последовательное отщепление остатков глюкозы от молекулы крахмала. Амилопектин-1,6-глюкозидаза или R-фермент катализирует расщепление α(1-6)-связей в молекуле амилопектина, т. е. действует на точки ветвления.

Фосфоролиз — это присоединение фосфорной кислоты по месту разрыва глюкозидной связи между остатками моносахаридов в цепи полисахарида, при этом происходит образование глюкозо-1-фосфата. Эта реакция катализируется ферментомаглюконфосфорилазой, относящимся к классу трансфераз. Крахмал в растении может подвергаться очень быстрому распаду, так как ферменты распада находятся во всех органах растения.

36.Лиазы,лигазы и их роль в растении.

ЛИАЗЫ, класс ферментов, катализирующих реакции, в результате которых происходит разрыв связи(С—С, С—О, С—N и др)сопровождающийся образованием двойных связей, а также обратные реакции присоединения по двойным связям.

В названии фермента присутствуют слова "декарбоксилаза" и "альдолаза" или "лиаза" а для ферментов, катализирующих реакции отщепления воды от субстрата - "дегидратаза" (карбонат-дегидратаза, цитрат-дегидратаза, серин-дегидратаза и др.). В тех случаях, когда обнаружена только обратная реакция, или это направление в реакциях более существенно, в названии ферментов присутствует слово "синтаза" (малат-синтаза, 2-изопропилмалат-синтаза, цитрат-синтаза и др).
лиазы — катализирующие присоединения какой-либо атомной группировки к органическим соединениям или отщепляющие от субстратов определенную группу без участия воды;

ЛИГАЗЫ (латин. ligāre — сшивать, соединять) — фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.
лигазы, илисинтетазы, — катализирующие синтез органических соединений, происходящий при участии АТФ (с использованием энергии этого соединения).

37.Лист как основной фотосинтезирующий орган.

Лист растения - это основной орган растения, где проходит процесс фотосинтеза. Поскольку в основном лист покрыт малопроницаемой для газов кутикулой, то поступление СО₂ в ткани идет через устьица, а в тканях - через сильно разветвленную сеть межклеточных воздухоносных каналов.

К верхней стороне листа прилегает палисадная паренхима, клетки которой расположены перпендикулярно, плотно соприкасаются друг с другом и содержат много хлоропластов. Эта палисадная паренхима и является основной ассимиляционной тканью. К нижнему эпидермису прилегает губчатая паренхима с рыхло расположенными клетками и межклетниками. Кроме того, весь лист пронизан жилками, по которым идет перенос веды, минеральных ионов и ассимилятов.

В палисадной паренхиме нет ни одной клетки, которая отстояла бы от ближайшей к ней жилки дальше, чем на несколько клеточных диаметров.

Пройдя сквозь устьичный барьер, атмосферный СО₂ растворяется в воде, гидратируется и превращается в угольную кислоту, а затем диссоциирует до бикарбонат-ионов (НСО₃⁺), запас которых и служит резервом потенциального СО₂ для использования в фотосинтезе.

Поскольку основной тканью, поглощающей энергию солнца, является палисадная паренхима, содержащая максимальное количество хлоропластов, то, зная соотношение между площадью листа и площадью поверхности хлоропластов, можно приблизительно определить и поглощающую способность посевов. Так, на 1 га посева в среднем приходится 5 га листовой поверхности, то есть 1000 га поверхности хлоропластов, так как 1 см²листовой поверхности соответствует 200 см² поверхности хлоропластов. При этом площадь поверхности межклетников, испаряющих воду составляет 50 га. В этом проявляется общебиологический закон - создание внутренних рабочих поверхностей при сравнительно малых наружных испаряющих площадях за счет затрат небольших количеств материала.

В зависимости от условий обитания растений (засушливый или избыточно влажный климат, тропический климат с чрезмерной интенсивностью солнечного излучения) в строении листьев могут наблюдаться те или иные морфологические или биохимические особенности, однако общие принципы строения листа сохраняются.

38.Макроэргические соединения растительной клетки и их роль в жизни растений.

К макроэргическим соединениям относится определенный тип веществ, в ходе превращения которых происходит большее изменение свободной энергии, составляющее в стандартных условиях 30-60кДж/моль.

В состав любого макроэргического соединения входит группировка атомов, присоединенная сильно полярной связью, которую обозначают специальном символом ” ~” и называют макроэргической связью. В зависимости от макроэргической связи различают 3 группировки макроэргических соединений:

1.Фосфаты –содержат остатки ортофосфорной кислоты,соединенные макроэргической связью с остатками нуклеотидов (нуклеозидполифосфаты), карбоновых кислот(ацилфосфаты), аминными (амидинфосфаты) и енольными (енолфосфаты) производными.
К важнейшим нуклеозидполифосфатам относятся

· АТФ(аденозинтрифосфат),ГТФ(гуанозинтрифосфат),УТФ(уридинтрифосфат),ЦТФ(цитидинтрифосфат).

· Ацилфосфатом является 1,3-дифосфоглицериновая кислота

· Енолфосфатом является фосфоенолпировиноградная кислота

· Амидинфосфатом является аргининфосфат

2.Тиоэфиры-ацильные производные CoА.Важнейшим является ацетил CoA.

Другие макроэргические тиоэфиры отличаются от ацетила CoA длинной цепи углеводородного радикала, характерной для конкретной карбоновой кислоты(пропионилкофермент А, малонилкофермент А и др.)

3.Имидазолы.
Представитель имидазолов является ацетилимидазол
АТФ является главным акцептором энергии, освобождающейся при расщеплении органических соединений в клетках, и основным переносчиком, поставщиком энергии, необходимой для осуществления синтетических процессов.

39 Митохондрии:строение и функции

Митохондрия – двумембранный полуавтономный органоид, осуществляющий синтез АТФ.Форма митохондрий разнообразна, они могут быть палочковидными, нитевидными или шаровидными. Стенки митохондрий образованы двумя мембранами: внешней и внутренней. Внешняя мембрана - гладкая, а внутренняя образует многочисленные складки - кристы. Во внутренней мембране встроены многочисленные ферментные комплексы, которые осуществляют синтез АТФ.

Митохондрии называют полуавтономными органоидами. Это означает, что они зависят от клетки, но в то же время сохраняют некоторую самостоятельность. Так, например, митохондрии сами синтезируют собственные белки, в том числе и ферменты своих ферментных комплексов. Кроме того, митохондрии могут размножаться путем деления независимо от деления клетки.

Внутреннее пространство митохондрий заполнено бесструктурным однородным веществом (матриксом). В матриксе располагаются кольцевые молекулы ДНК, РНК и мелкие рибосомы (как у прокариот). В ДНК митохондрий записана информация о строении митохондриальных белков. РНК и рибосомы осуществляют их синтез. Рибосомы митохондрий мелкие, по строению они очень похожи на рибосомы бактерий..

Складчатость внутренней мембраны имеет большое значение. На складчатой поверхности может расположиться больше ферментных комплексов, чем на гладкой поверхности. Количество складок в митохондрии может изменяться в зависимости от потребности клеток в энергии.Если клетка нуждается в энергии, то число крист увеличивается. Соответственно увеличивается и число ферментных комплексов, расположенных на кристах. В результате будет образовано большее количество АТФ. Кроме того, в клетке может возрастать общее количество митохондрий. Если клетка не нуждается в большом количестве энергии, то количество митохондрий в клетке снижается и уменьшается количество крист внутри митохондрий.

Основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии в синтеземолекул АТФ, который происходит за счёт движения электрона по электронно-транспортной цепи белков внутренней мембраны.

40.Моносахориды,их фосфорные эфиры, биосинтез и превращение в растениях. Значение моносахоридов.

Моносахариды(триозы,тетрозы,пентозы,гексозы,гектозы) - бесцветные кристаллические вещества, хорошо рстворимые в воде, плохо - в спирте, нерастворимые в эфире. Моносахариды - основной источник энергии в организме человека. Моносахариды представляют собой соединения со смешанными функциями из-за наличия в их структуре различных реакционноспособных групп. Моносахариды нелетучи, легко растворяются в воде и других полярных растворителях, что связано с наличием в их структуре большого количества полярных гидроксильных групп. Большинство из них легко кристаллизируются, устойчивы при воздействии разведенных кислот.
Подобно многоатомным спиртам, моносахариды взаимодействуют с гидроксидами, а также с оксидами металлов, при этой водород гидроксильных групп замещается на металл и образуются соединения типа алкоголятов, называемые сахаратами.

Самый важный моносахарид - глюкоза. Название произошло от греческого - glykys - сладкий. Химическая формула - C₆H₁₂O₆. Молекулы глюкозы выполняют роль биологического топлива в одном из важнейших энергегетических процессов в организме - в процессе гликолиза. В пентозном цикле глюкоза окисляется до СО₂ и воды, генерируя энергию для некоторых реакций. В природе встречается D - глюкоза.

Глюкоза очень легко окисляется оксидами и гидроксидами тяжелых металлов. Полное окисление глюкозы идет по уравнению:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6 H₂O + 686 ккал.
Глюкоза 6 фосфат является фосфорным эфиром
Значение:
1.Играет большую роль в обмене веществ
2. Являются промежуточным продуктом в фотосинтезе и дыхании и учавствуют в биосинтезе липидов
3.Учавствуют в синтезе углеводов и образовании фитогармонов
Производными моносахаридов являются:

- урановые кислоты – глюкуроновая, галактуроновая, аскорбиновая кислоты. Очень часто они входят в состав протеогликанов;

- аминосахара – глюкозамин, галактозамин. Ряд антибиотиков (эритромицин, карбомицин) содержат в своём составе аминосахара;

- сиаловые кислоты. Входят в состав протеогликанов и гликолипидов;

- гликозиды – примером служат сердечные гликозиды, антибиотик стрептомицин.

Биосинтез моносахаридов из углекислого газа и воды происходит в растениях с участием активированных производных моносахаридов — нуклеозиддифосфатсахаров — происходит, как правило, биосинтез сложных углеводов. Распад моносахаридов в организме (например, спиртовое брожение, гликолиз) сопровождается выделением энергии.