Главная страница

Методы клеточной биологии Микроскопирование



НазваниеМетоды клеточной биологии Микроскопирование
страница5/14
Дата12.02.2016
Размер1.13 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Транспорт крупных частиц


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

  1. хищники – убиваю жертву, а затем съедают. (Лев)

  2. паразиты – поедают живую жертву. Например, у человека:

    • вирус – гриппа

    • бактерия – холерный вибрион

    • простейшее – дизентерийная амеба

    • членистоногое – чесоточный зудень

    • червь – аскарида

    • гриб – кандида

  3. сапрофиты – питаются мертвыми организмами. (личинки мясных мух)

  4. 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

  1. фотосинтез – это пластический обмен, при нем образуется органическое вещество (глюкоза). А дыхание – это энергетический обмен, и при нем выделяется энергия

  2. фотосинтез происходит только в зеленых листьях растения и только на свету, а дыхание – во всех живых клетках круглосуточно

Примеры дыхания растений:

  1. Если комнатное растение слишком сильно поливать, то в почве будет слишком много воды, слишком мало воздуха, корни задохнутся и растение погибнет

  2. На болотах растения плохо растут, т.к. в болотистой почве корни не могут расти вглубь, там нечем дышать

  3. 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.

Темновая фаза фотосинтеза


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.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14