Презентация на тему: Обменные процессы клетки

Обменные процессы клетки. Учитель биологии МОБУ СОШ ЛГО с. Пантелеймоновка Г. П. Яценко

Условием жизни организма является непрерывный обмен веществ и энергии с окружающей его внешней средой. Вне обмена веществ жизнь как одноклеточного, так и многоклеточного организмов просто невозможна. В процессе обмена веществ происходит самообновление организма. вещества, поступающие в клетку. вещества, выделяемые клеткой. I поступление веществ III выделение веществ II переработка веществ клетка окружающая среда окружающая среда Введение.

Интересные факты. 1. У человека в течение 80 дней распадается и создается заново около половины всех тканевых белков. Одни белки замещаются быстрее, другие – медленнее. 2. Белки плазмы крови обновляются наполовину каждые 10 дней. 3. Белки мышц ( актин, миозин) обновляются через каждые 180 дней. 4. Наиболее интенсивно обмен веществ происходит в растущей клетке. 5. Самообновление сохраняет постоянный химический состав клетки.

Для осуществления обмена веществ и энергии (метаболизм клетки) необходимо поступление в клетку (организм) разнообразных химических веществ. Вещества должны из чужеродных веществ для организма, стать «родными» для клетки.

1. Сложнейшие химические превращения веществ в живой клетке происходят под влиянием особых веществ – ферментов ( катализаторы). 2. Катализаторы – клеточные вещества, которые регулируют скорость химических реакций, но сами при этом не изменяются. 3. Ферменты – « возбудители жизни» (И. П. Павлов). В настоящее время открыто около тысячи различных ферментов. Ферменты не приносятся из окружающей среды, они образуются в организме в процессе жизнедеятельности. Содержатся в клетках, межклеточной тканевой жидкости, в крови. Особенности клеточного метаболизма:

Обмен веществ состоит из двух противоположных, но взаимосвязанных процессов: Ассимиляция (пластический обмен) – совокупность процессов синтеза, определяющих образование веществ, нужных для замещения старых и построения новых клеток. В клетке постоянно синтезируются: белки; сложные углеводы; жиры; нуклеиновые кислоты. Обеспечивается : рост; развитие; создание новых организмов. Сопровождается поглощением энергии.

Диссимиляция (энергетический обмен) - процесс расщепления сложных веществ на более простые с выделением свободной энергии. Основные продукты распада: диоксид углерода; вода; мочевина; аммиак; углекислота. Свободная энергия расходуется: Синтез веществ ( клеточный уровень). Деятельность организма в работе и покое. Проведение нервных импульсов. Поддержание постоянной температуры тела.

Схема взаимосвязи процессов метаболизма. белки, жиры, углеводы пищи.

Процессы ассимиляции не всегда находятся в равновесии с процессами диссимиляции. В растущем организме ассимиляция преобладают над диссимиляцией. При длительном преобладании диссимиляции над ассимиляцией, организм истощается и может погибнуть. = Особенности клеточного метаболизма:

Этапы энергетического обмена:(катаболизм) ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ. Характеристика :Осуществляется в цитоплазме. Превращение высокомолекулярных органических веществ посредством ферментов в более простые. Образование ничтожного количества энергии. Рассеивание энергии в виде тепла. Смысл процессов этапа: Белки аминокислоты Углеводы моносахариды Жиры глицерин + жирные кислоты переход во II этап.

Этапы энергетического обмена. II БЕСКИСЛОРОДНЫЙ (гликолиз) Характеристика: Осуществляется в цитоплазме. Участвуют ферменты Расщеплению подвергается глюкоза. Образуются молекулы АТФ. Смысл процессов этапа: 60% теплота Глюкоза 2 пировиноградная + Q кислота 40% на синтез 2 АТФ в III этап 1 молекула глюкозы 2 молекулы АТФ

Этапы энергетического обмена. III КИСЛОРОДНЫЙ (аэробный) Осуществляется в митохондриях. Характеристика: В присутствии кислорода и ферментов продукты 2-го этапа окисляются до неорганических веществ. Образовавшиеся молекулы АТФ выходят за пределы митохондрий и тратятся на нужды клетки. Смысл процессов этапа: ПВК* + окисление + Ф = диоксид + вода + 36 АТФ углерода * Пировиноградная кислота 2 молекулы ПВК 36 молекул АТФ

Итоги энергетического обмена. Количество биологической энергии: I этап – небольшое количество (от разрыва химических связей в полимерах). II этап – 2 молекулы АТФ ( из 1 молекулы глюкозы). III этап – 36 молекул АТФ (из 2 молекул пировиноградной кислоты). Итого: 38 молекул АТФ.

Биосинтез белка. Биосинтез белка – важнейший процесс в живой природе, создание молекул белка на основе информации о последовательности аминокислот в его первичной структуре, заключённой в структуре ДНК, содержащейся в ядре. Способность к синтезу только строго определённых белков является наследственным свойством организма и закодирована в виде последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК ( генетический код).

Генетический код. * * Аминокислота (АК)

Свойства генетического кода. Триплетность – одной аминокислоте в полипептиде соответствуют три расположенных рядом нуклеотида молекулы ДНК (и-РНК), называемые триплетом (кодоном). Георгий Гамов

Свойства генетического кода. 2. Универсальность – одинаковые кодоны кодируют одну и ту же аминокислоту у всех живых организмов. (одинаков для всех).

Свойства генетического кода. Неперекрываемость – один нуклеотид не может входить одновременно в состав нескольких кодонов. (жил был кот тих был сер мил мне тот кот) Рамка считывания по 3 нуклеотида. Избыточность – одну аминокислоту могут кодировать несколько различных триплетов. Вырожденность – одна аминокислота – до 6 кодонов. Однозначность – 1 кодон – 1 аминокислота.

Биосинтез белка.

Биосинтез белка. В начале 1953 года Ф. Крик и Д. Уотсон прочитали молекулу ДНК. Сформулировали центральную догму молекулярной биологии: ДНК РНК белок Фрэнсис Крик Джеймс Дьюи Уотсон

Биосинтез белка. Биосинтез белка аминокислоты энергия информация Для биосинтеза белка необходим: Строительный материал (аминокислоты цитоплазмы) Энергия (поставляют митохондрии/ переносчик - АТФ) Информация о строении белка ( закодированная в гене – участке ДНК)

Этапы биосинтеза белка. Формула биосинтеза белка: ДНК(транскрипция) РНК (трансляция) белок Этап Сущность происходящих процессов транскрипция (переписывание) Осуществляется в хромосомах на ДНК (матричный синтез); на молекулахДНК синтезируются все виды РНК; в цитоплазму перемещаются и-РНК, т-РНК. трансляция(передача генетической информации) Рибосома вступает на один из концов и-РНК и перемещаетсяпо и-РНК; нарастает пептидная цепочка.

Транскрипция. Биосинтез молекул РНК проходит в ядре на ДНК молекулах. Затем и-РНК и т-РНК выходят в цитоплазму.

Трансляция. Синтез полипептидных цепей идет на рибосомах. Транспортировка аминокислот с помощью т-РНК из цитоплазмы к функциональному центру рибосомы. Полипептидная цепочка перемещается в канал ЭПС и там приобретает вторичную, третичную и четвертичную структуру. Функциональный центр рибосомы.

Передача наследственной информации. (от ДНК к и-РНК и к белку). ДНК и-РНК Антикодоны т –РНК Полипептид ГТГ - ГГА - ТТТ - ЦГТ- (I цепь) ЦАЦ - ЦЦТ -ААА – ГЦА – (II цепь) ГУГ - ГГА – УУУ – ЦГУ - ЦАЦ - ЦЦУ – ААА – ГЦА - вал - гли - фен - арг - Комплементарность: ДНК/ и-РНК: А - У; Т - А; Ц - Г; Г - Ц. Комплементарность:ДНК: А – Т; Т – А; Г – Ц; Ц – Г

Интересные факты. 1. Аминокислот 20, их кодируют 61 кодон, теоретически может быть 61 т-РНК, сейчас известно более 30 т-РНК. 2. Имеются 3 бессмысленных, терминирующих кодона ( УАА, УАГ, УГА). Это знаки препинания между генами. 3. Есть кодон – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида. 4. Процесс сборки молекул белка идет очень быстро. Для построения белка, состоящего из 146 аминокислот, требуется четверть секунды.

Фотосинтез. 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 – суммарное уравнение. СВЕТ хлорофилл Н2О Световая фаза ½ О2 АТФ НАДФ х Н2 Темновая фаза СО2 С6Н12О6 глюкоза Всю совокупность фотосинтетических реакций подразделяем на 2 стадии: световая и темновая.

Стадии фотосинтеза.

Стадии фотосинтеза. Световая фаза: Осуществляется на мембранах хлоропластов. Энергия света вводит хлорофилл в возбуждённое состояние. Электрон в составе хлорофилла перемещается на более высокий энергетический уровень и теряет энергию, которая служит для образования АТФ и восстановления НАДФ до НАДФ Н. Под действием энергии света в хлоропластах происходит расщепление молекулы воды – фотолиз, при котором образуются электроны и выделяется свободный кислород. 2Н2О 4Н + 4е + О2 Продукты реакции: АТФ; НАДФ Н; О2

Темновая фаза. Происходит в строме хлоропласта. Происходит преобразование СО2 в глюкозу с использованием энергии АТФ и НАДФ Н. Фиксация СО2 носит циклический характер и представляет собой последовательность ферментативных реакций (цикл Кальвина). Помимо глюкозы во время 2 фазы происходит синтез аминокислот, нуклеотидов и спиртов. Стадии фотосинтеза. Продукты реакций: органические вещества.

Итоговое уравнение фотосинтеза.

http://popravsya.ru/wp-content/uploads/2015/02/obmen1.png http://av-z.ru/upload/main/4e8/4e8d3bd15a55d5c154c5dc7a07a462ca.jpg http://zdraveda.com/sites/default/files/u73/2010/11/stem_cell.jpg http://pulse-academy.org/ru/images/2/27/040.jpg http://900igr.net/datas/biologija/Biosintez-belkov/0005-005-Transkriptsija-lat.jpg http://biouroki.ru/content/page/952/7.png http://multiring.ru/course/biology/content/models/screensh/trna.jpg http://biouroki.ru/content/page/952/1.png http://900igr.net/datas/biologija/Dokazatelstva-evoljutsii/0005-005-Geneticheskie-dokazatelstva-Universalnost-geneticheskogo-koda.jpg http://image.slidesharecdn.com/random-111023104631-phpapp01/95/-10-728.jpg?cb=1319367707 http://www.cellbiol.ru/files/u1/watson_crick.jpg http://lichnosti.net/photos/2781/main.jpg http://www.newizv.ru/images/ph/2008/07/03/1410733528107.jpg http://biolicey2vrn.ru/9-klass/Citolog/2-2_transljacija.jpg http://www.uchportal.ru/_ld/78/05183562.jpg http://neokardinki.ru/glossarypictures/akvariumnye-krevetki-fotosintez.jpg http://900igr.net/datas/biologija/Transport-veschestv-v-organizme/0003-003-Obmen-veschestv-i-energii.jpg