Фотосинтез. Хемосинтез

Фотосинтез.

Это синтез органических соединений (глюкоза) из неорганических (СО2, Н2О), за счёт солнечной Е.

6СО2+12Н2ОàС6Н12О6+6О2+6Н2О

Открыл в 1771 г. Пристли. Описал роль хлорофилла Тимирязев.

Световая фаза.

Идёт в тилакоидах хлоропластах в несколько этапов:

1) Свет попадая на молекулу хлорофилла выбивает из него 2 электрона переходя в возбуждённое состояние.

2) Белки переносчики передают электроны на наружную поверхность мембраны тилакоидов, создавая там отрицательно заряженное поле.

3) Внутри тилакоида происходит фотолиз воды. 2Н2ОàО2 +4Н.

4) Свободный О2 уходит в атмосферу, ионы Н распадаются на электроны и протоны.

5) Электроны передаются переносчиками к молекула хлорофилла и восстанавливают его.

6) Протоны Н накапливаются на внутренней поверхности мембраны тилакоида. Создавая положительно заряженное поле. Возникает разность потенциалов.

7) Когда разность потенциалов достигает критического уровня, протоны через канал фермента АТФ синтетазы поступают на наружную мембрану, при этом освобождается Е, которая тратится на синтез АТФ и восстанавливается НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат).

Итоги световой фазы:

4) Образование О2.

5) Синтез АТФ.

6) Восстановление НАДФ.

Темновая фаза.

Протекает в строме хлоропластов. Как на свету так и в темноте за счёт Е АТФ и восстановленного НАДФ. Происходит цепь последовательных ферментативных реакций (цикл Кальвина). В нём участвуют:

А) СО2, поступает в листья из атмосферы.

Б) Атомы Н образовавшиеся в процессе фотолиза воды в световой фазе.

В) Пятиуглеродный сахар С5Н10О5, имеющийся в хлоропластах.

Фермент связывает все эти компоненты между собой и образуется глюкоза. За один час на одном квадратном метре площади листа синтезируется до 1г сахара.

Хемосинтез.

Синтез органических веществ из неорганических за счёт Е химических реакций. Открыл в 1887 русский учёный Виноградский. Хемосинтез идёт у бактерий.

Азотофиксирующие бактерии превращают азот поступающий в растения из воздуха через клубеньки бобовых растений в аммиак (происходит при гниении).

Нитрифицирующие бактерии.

Превращают аммиак образующийся при гниении остатков растений и животных в нитриты и нитраты.

Серобактерии.

Окисляют сероводород и накапливают серу. Используются для очистки сточных вод.

17) Клеточный цикл: Амитоз.

Это жизнь клетки от возникновения до деления или гибели.

Клетки многоклеточного организма не могут делится бесконечно, иначе люди стали бы бессмертными. Этого не происходит потому что ДНК содержат «гены смерти». Которые активируются и начинают синтезировать особы белки убивающие клетку.

Апоптоз – это «запрограммированная» клеточная смерть.

Продолжительность клеточного цикла:

1) Бактерии – около 20 минут.

2) Яйцеклетка – 3-5 суток.

3) Эпителий кожи – 20-25 суток.

4) Клетки клеточного мозга – 8-12 часов.

5) Нервные клетки – не способны делиться.

Клеточный цикл состоит из интерфазы и самого деления.

Способы деления: митоз (не прямое), амитоз (прямое деление), мейоз (редукционное деление).

Интерфаза.

Это период покоя или подготовки клетки к делению.

S1 (пресинтетический) – клетка растёт, накапливает энергию, начинается синтез белка, РНК.

S (синтетический) – синтез белка, увеличение кол-ва РНК, репликация ДНК, формирование хромосом, удвоение центриолей.

S2 (пост синтетический) – синтез белков которые в последствии будут формировать веретено деления, синтез РНК, АТФ, удвоение центриолей, митохондрий, пластид.

Амитоз.

Это прямое деление клетки. Образуется две дочерние не идентичные друг другу клетки.

Встречается в отживающих дегенерирующих клетках потерявших способность делится митозом, а так же при патологических процессах (воспаление, злокачественный рост и другие).

В норме амитоз встречается в яичках, клетках печени, эпителиальной ткани при необходимости быстрого восстановления.

Митоз.

Это не прямое деление соматических клеток (не половых) в результате которого из одной материнской клетки получается две дочерние идентичные друг другу клетки с диплоидным набором хромосом.

Митоз включает 2 процесса:

1) Кариогенез – это деление ядра.

2) Цитокинез – это деление цитоплазмы.

Митоз состоит из одного деления, в котором 4 фазы:

Профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Фазы митоза:

1) Профаза. Стерилизация хромосом, формирование веретена деления, растворение ядерной оболочки.

2) Метафаза. Хромосомы принимают определённую форму (<) и располагаются по экватору веретена деления, образуется пластинка в области первичной перетяжки.

3) Анафаза. Нити веретена сокращаются, хроматиды (половины хромосом) расходятся к полюсам.

4) Телофаза. Деспирализация хромосом (раскручивание), образование ядерной оболочки, распад веретена деления, деление цитоплазмы, образование двух клеток с диплоидным набором хромосом.

Значение митоза:

1) Точная передача наследственной информации.

2) Увеличение числа клеток – главный механизм роста организма.

3) Способ регенерации клеток – восстановление утраченных.

4) Способ бесполого размножения.

Мейоз.

Редукционное деление во время которого идёт созревание половых клеток.

Состоит из двух делений ядра между делениями стадия интеркинеза (ДНК не удваивается), перед мейозом интерфаза.

Первое деление редукционное (уменьшительное).

1) Профаза I (лептонема, зигонема, пахинема, диплонема, диакинез).

- сперилизация хромосом.

- конъюгация хромосом – временное соединение гомологичных хромосом (одна отцовская, другая материнская).

- образование бивалентов (сдвоенные хромосомы <<).

- кроссинговер – обмен гомологичными участками между хромосомами . В новых хромосомах уже другое сочетание генов, вот почему дочерние организмы никогда не представляют собой точную копию одно из родителей, а лишь похожую.

- растворение ядреной оболочки.

- образование веретена деления – оно состоит из центродесмальных нитей.

2) Метафаза I.

Биваленты принимают определённую форму >< и располагаются по экватору веретена деления, образуется пластинка в области первичной перетяжки.

3) Анафаза I.

К полюсам расходятся хромосомы. В дочерних клетках остаётся гаплоидное число хромосом (центродесмальные нити удлиняются, клетка увеличивается в 2 раза, нити ахрамативаного веретена сокращаются и хромосомы расходятся к полюсам).

4) Телофаза I.

Восстанавливается ядерная оболочка, деспирализация хромосом, деление цитоплазмы и образование двух дочерних клеток с гаплоидным набором хромосом.

Второе деление. Эквационное, уравнительное.

Состоит из профазы II, метафазы II, анафазы II, телофазы II. Все процессы иду как при митозе и образуется 4 гаплоидные клетки.

Значение мейоза:

1) Происходит редукция числа хромосом (у чел. с 46 до 23).

2) Происходит случайное распределение негомологичных хромосом, это приводит к большому числу комбинаций хромосом в гаметах (у чел. число комбинаций в одной гамете 2^23=8388608. В процессе кроссинговера происходит рекомбинация ген. материала.