|
1. Эндоцитоз (внутрь)
фагоцитоз – захват и поглощение клеткой крупных частиц (открыл Мечников): в том месте, где поверхность клетки соприкасается с частицей, образуется углубление, ПМ окружает частицу со всех сторон. Затем часть ПМ отделяется и внутри цитоплазмы оказывается фагоцитозный пузырек с веществом внутри. Например: амеба поглощает пищу, фагоцит поглощает чужеродную частицу
пиноцитоз – захват и поглощение капель жидкости
2. Экзоцитоз (наружу): пузырьки с веществами, образовавшимися в клетке, подходят к ПМ, мембрана пузырька сливается с мембраной ПМ и становится ее частью, а вещество оказывается наружи. Например: клетки поджелудочной железы выбрасывают инсулин, амеба выбрасывает непереваренные частицы пищи.
Мембранный транспорт
Пассивный (идущий по градиенту концентрации и/или заряда без затрат энергии)
1) Простая диффузия – прохождение веществ непосредственно между фосфолипидами
МОГУТ
мелкие гидрофобные (кислород)
средние гидрофобные (стероиды)
мелкие полярные (вода)
НЕ МОГУТ
средние полярные (глюкоза)
мелкие заряженные (протоны)
средние заряженные (аминокислоты)
крупные молекулы (белки)
2) Облегченная диффузия (вещество связывается с переносчиком и такой комплекс диффундирует через мембрану, например – транспорт глюкозы)
3) Канальный транспорт (через белки-каналы, например, калиевые и натриевые каналы, участвующие в создании потенциала действия)
Активный (идущий против градиента концентрации и/или заряда с затратами энергии АТФ)
1) Первичноактивные транспортные белки (Na-К АТФ-аза с затратой энергии АТФ выкачивает из клетки ионы натрия и закачивает ионы калия)
2) Вторичноактивные транспортные белки (работают за счет градиента другого вещества, который создается за счет первичноактивного транспорта, например, аминокислоты в кишечнике всасываются за счет симпорта с натрием).
3) Векторный транспорт (вещество, зашедшее пассивно, внутри клетки с затратой энергии модифицируется, так что его концентрация внутри остается низкой, например, глюкоза превращается в гликоген)
4) Эндоцитоз (фаго- и пиноцитоз) происходит за счет активности цитоскелета, лежащего под мембраной.
Обмен веществ
Обмен веществ (метаболизм) – это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Все эти реакции делятся на 2 группы
1. Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция, биосинтез) – это когда из простых веществ делаются (синтезируются) более сложные. Например:
при фотосинтезе из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза
в клетках человека из простых органических веществ (аминокислот, глюкозы и т.п.) принесенных кровью от пищеварительной системы, синтезируются сложные органические вещества, например, из аминокислот – белки, из глюкозы – гликоген.
2. Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция, распад) – это когда сложные вещества распадаются до более простых, и при этом выделяется энергия. Например:
в пищеварительной системе человека сложные органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы) распадаются на более простые (белки на аминокислоты, углеводы на глюкозу), при этом выделяется энергия в виде тепла.
глюкоза окисляется кислородом до углекислого газа и воды, при этом образуется энергия, которая запасается в 38 АТФ.
Внимание, АТФ! При энергетическом обмене все вещества распадаются, а АТФ – синтезируется. При пластическом обмене все вещества синтезируются, а АТФ – распадается.
Питание организмов
Автотрофы – никого не едят, делают органические вещества сами из неорганических. Энергию для этого могут получать из 2 источников
автофототрофы – из света. Это растения и фотосинтезирующие бактерии
автохемотрофы – за счет окислительно-восстановительных реакций. Например, серобактерии окисляют сероводород до серы, железобактерии окисляют двухвалентное железо до трехвалентного
Гетеротрофы – получают органические вещества в готовом виде, с пищей. Энергию получают, окисляя эти вещества. К гетеротрофам относятся животные, грибы и большинство бактерий.
Способы питания гетеротрофов
хищники – убиваю жертву, а затем съедают. (Лев)
паразиты – поедают живую жертву. Например, у человека:
вирус – гриппа
бактерия – холерный вибрион
простейшее – дизентерийная амеба
членистоногое – чесоточный зудень
червь – аскарида
гриб – кандида
сапрофиты – питаются мертвыми организмами. (личинки мясных мух)
симбионты – получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Например, микориза (грибокорень) – это симбиоз гриба и растения. Растение дает грибу глюкозу, которую делает при фотосинтезе, а гриб растению – соли и воду.
Обмен веществ у растений
Пластический обмен – фотосинтез
В зеленых листьях на свету В хлоропластах с помощью хлорофилла Из углекислого газа и воды Синтезируется глюкоза и кислород
Энергетический обмен – дыхание
Во всех живых клетках растения Глюкоза окисляется кислородом До углекислого газа и воды При этом выделяется энергия
Отличия фотосинтеза и дыхания
фотосинтез – это пластический обмен, при нем образуется органическое вещество (глюкоза). А дыхание – это энергетический обмен, и при нем выделяется энергия
фотосинтез происходит только в зеленых листьях растения и только на свету, а дыхание – во всех живых клетках круглосуточно
Примеры дыхания растений:
Если комнатное растение слишком сильно поливать, то в почве будет слишком много воды, слишком мало воздуха, корни задохнутся и растение погибнет
На болотах растения плохо растут, т.к. в болотистой почве корни не могут расти вглубь, там нечем дышать
После полива рекомендуется рыхлить почву, чтобы к корням лучше поступал кислород
Фотосинтез
Световая фаза
Квант света попадает на хлорофилл первой фотосистемы. Хлорофилл возбуждается, его электрон отрывается и по цепочке переносчиков (ЭТЦ) передается на наружную поверхность тилакоида, где соединяется с НАДФом, получается НАДФ–. В ФС1 остается «дырка».
Квант света попадает на хлорофилл второй фотосистемы. Хлорофилл возбуждается, его электрон отрывается и по ЭТЦ передается в первую фотосистему (заполняет там «дырку»). ЭТЦ забирает у электрона энергию и тратит ее на закачку протонов из стромы внутрь тилакоида. В хлорофилле ФС2 остается «дырка».
Чтобы её заполнить, марганецсодержащий ферментный комплекс разлагает воду (фотолиз воды) до
кислорода, который выбрасывается в атмосферу
электронов, которые заполняют «дырку» в ФС2
протонов, которые накапливаются внутри тилакоида.
Внутри тилакоида накапливается положительный заряд (протоны, закачанные ЭТЦ и протоны, полученные при фотолизе). Снаружи тилакоида (в строме) накапливается отрицательный заряд (НАДФ–). Когда разность потенциалов (напряжение) достигает 200 мВ, начинает работать встроенный в мембрану тилакоида белок-канал протонная АТФ-синтетаза (АТФ-аза). Протоны через нее выходят из тилакоида в строму, там соединяются с НАДФ–, получается НАДФ-Н. Движение протонов – это электрический ток, за счет него АТФ-аза вырабатывает АТФ. Фермент рибулозобифосфат-карбоксилаза/оксигеназа (рубиско) присоединяет углекислый газ к пятиуглеродному сахару рибулозобифосфату (РБФ). Получается нестойкое 6-углеродное соединение, которое распадается до двух молекул трехуглеродной фосфоглицериновой кислоты (ФГК). ФГК поступает в сложную комплексную реакцию – цикл Кальвина.
Полученные в световой фазе АТФ и Н в цикле Кальвина тратятся на восстановления поглощенного СО2 до углеводной группы НСОН. 2 трехуглеродных ФГК превращаются в одну пятиуглеродную РБФ, т.е. снова получается исходное вещество, готовое к приему следующего СО2. Углеводные группы НСОН постепенно накапливаются, когда их станет 6 штук – образуется глюкоза.
|
|
|