Qué es la síntesis biológica. Características de los principales métodos de obtención de antibióticos. Preguntas y tareas para debatir

El ADN es el portador de todo Información genética en la célula: no participan directamente en la síntesis de proteínas (realización de esta información hereditaria). En las células animales y vegetales, las moléculas de ADN están separadas por una membrana nuclear del citoplasma, donde se sintetizan las proteínas. Se envía un intermediario desde el núcleo a los ribosomas, los sitios de ensamblaje de las proteínas, que transporta la información copiada y puede atravesar los poros de la membrana nuclear. Este mediador es el ARN mensajero, que participa en las reacciones molde.

Las reacciones matriciales son reacciones para la síntesis de nuevos compuestos basados en macromoléculas "viejas" que desempeñan el papel de una matriz, es decir, una forma, una plantilla para copiar nuevas moléculas. Las reacciones matriciales de realización de información hereditaria, en las que intervienen el ADN y el ARN, son:

1. Replicación de ADN- duplicación de moléculas de ADN, gracias a lo cual la transferencia de información genética se lleva a cabo de generación en generación. La matriz es el ADN materno.

2. Transcripción(lat. transcripción- reescritura) es la síntesis de moléculas de ARN según el principio de complementariedad en la matriz de una de las cadenas de ADN. Ocurre en el núcleo bajo la acción de la enzima ARN polimerasa dependiente de ADN. El ARN mensajero es una molécula de una sola hebra y la copia de genes se produce a partir de una hebra de una molécula de ADN de doble hebra. El idioma de los tripletes de ADN se traduce al idioma de los codones de i-ARN. Como resultado de la transcripción de diferentes genes, se sintetizan todos los tipos de ARN. Luego, i-RNA, t-RNA, r-RNA a través de los poros de la envoltura nuclear ingresan al citoplasma de la célula para realizar sus funciones.

3. Emisión (lat. traducción- transferencia, traducción) es la síntesis de cadenas polipeptídicas de proteínas en la matriz del m-RNA maduro, llevada a cabo por los ribosomas. Hay varias etapas en este proceso:

La etapa uno - iniciación(inicio de síntesis). En el citoplasma, el ribosoma ingresa por uno de los extremos del i-ARN (exactamente aquel a partir del cual comenzó la síntesis de la molécula en el núcleo) y comienza la síntesis del polipéptido. La molécula de t-RNA, que transporta el aminoácido glutamina (t-RNA GLN), se une al ribosoma y se une al comienzo de la cadena de m-RNA (código UAG). Junto al primer t-RNA (que no tiene nada que ver con la proteína sintetizadora), se adjunta un segundo t-RNA con un aminoácido. Si el anticodón es t-RNA, entonces surge un enlace peptídico entre los aminoácidos, que está formado por una determinada enzima. Después de eso, el t-RNA abandona el ribosoma (entra en el citoplasma en busca de un nuevo aminoácido) y el m-RNA mueve un codón.

Segunda fase - alargamiento(alargamiento de cadena). El ribosoma se mueve a lo largo de la molécula de i-ARN no de manera suave, sino intermitentemente, triplete a triplete. El tercer t-RNA con un aminoácido une su anticodón al codón m-RNA. Cuando se establece la complementariedad del enlace, el ribosoma toma un paso de "codón" más, y una enzima específica "une" el segundo y tercer aminoácidos con un enlace peptídico: se forma una cadena peptídica. Los aminoácidos de la cadena polipeptídica en crecimiento están conectados en la secuencia en la que se encuentran los codones de ARNm que los codifican (Fig. 14).

La tercera etapa es terminación(fin de síntesis) cadenas. Ocurre cuando el ribosoma traduce uno de los tres "codones sin sentido" (UAA, UAG, UGA). Los ribosomas saltan del i-ARN, la síntesis de proteínas está completa.

Por lo tanto, al conocer el orden de los aminoácidos en una molécula de proteína, es posible determinar el orden de los nucleótidos (tripletes) en la cadena del m-ARN y, a partir de él, el orden de los pares de nucleótidos en la región del ADN y viceversa, teniendo en cuenta el principio de complementariedad de nucleótidos.

Pero en el proceso de reacciones de la matriz, pueden ocurrir cambios: mutaciones. Se trata de mutaciones genéticas a nivel molecular, resultado de diversos daños en las moléculas de ADN, que afectan a uno o más nucleótidos. Todas las formas de mutaciones genéticas se pueden dividir en dos grandes grupos.

Primer grupo- desplazamiento del marco de lectura - representa la inserción o eliminación de una o más donaciones de nucleótidos. Dependiendo de la ubicación de la violación, cambia uno u otro número de codones. Este es el daño genético más severo, ya que se incluirán aminoácidos completamente diferentes en la proteína. Tales deleciones e inserciones representan el 80% de todas las mutaciones genéticas espontáneas.

El mayor efecto dañino lo poseen las mutaciones sin sentido que están asociadas con la aparición de codones terminadores que detienen la síntesis de proteínas. Esto puede conducir a la terminación prematura de la síntesis de proteínas, que se degrada rápidamente. El resultado es la muerte celular o un cambio en la naturaleza del desarrollo individual.

Las mutaciones asociadas con la sustitución, pérdida o inserción en la región codificante de un gen se manifiestan fenotípicamente como sustituciones de aminoácidos en una proteína. Dependiendo de la naturaleza de los aminoácidos y del significado funcional del área dañada, existe una pérdida total o parcial de la actividad funcional de la proteína. Esto se expresa en una disminución de la viabilidad, cambios en las características de los organismos, etc.

Segundo grupo- Se trata de mutaciones genéticas con sustitución de pares de bases de nucleótidos. Hay dos tipos de sustituciones de bases:

1. Transición: reemplazo de una purina por otra base de purina (A por G o G por A) o una base de pirimidina por otra base de pirimidina (C por T o T por C).

2. Transversión: sustitución de una base de purina por una base de pirimidina o viceversa (A a C, o G a T, o A a Y). Un ejemplo de transversión es la anemia de células falciformes, que se produce debido a un trastorno hereditario en la estructura de la hemoglobina. En el gen mutante que codifica una de las cadenas de hemoglobina, solo se interrumpe un nucleótido y la adenina es reemplazada por uracilo en el i-RNA (GAAN GUA). Como resultado, hay un cambio en el fenotipo bioquímico, en la cadena β de la hemoglobina, el ácido glutámico se reemplaza por valina. Este reemplazo cambia la superficie de la molécula de hemoglobina: en lugar de un disco bicóncavo, los eritrocitos se vuelven falciformes y obstruyen los vasos pequeños o se eliminan rápidamente de la circulación, lo que rápidamente conduce a la anemia. .

Por tanto, la importancia de las mutaciones genéticas para la actividad vital del organismo no es la misma:

· Algunas "mutaciones silenciosas" no afectan la estructura y función de la proteína (por ejemplo, una sustitución de nucleótidos que no conduce a una sustitución de aminoácidos);

Algunas mutaciones conducen a pérdida completa función de las proteínas y muerte celular (por ejemplo, mutaciones sin sentido);

· Otras mutaciones: con un cambio cualitativo en el i-ARN y los aminoácidos, conducen a un cambio en las características del organismo;

· Algunas mutaciones que cambian las propiedades de las moléculas de proteína tienen un efecto dañino sobre la actividad vital de las células; tales mutaciones causan un curso severo de enfermedades (por ejemplo, transversión).

Fin del trabajo -

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Introducción. Base molecular de la herencia.

Introducción .. la genética desde el origen de la génesis griega como ciencia de las regularidades .. etapa i años período de la genética clásica el desarrollo del mendelismo ..

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Los principales tipos de herencia.
La genética es una ciencia que estudia las leyes de la herencia y la variabilidad de los organismos vivos. La herencia es la capacidad de los organismos para repetirse en generaciones.

Los principales portadores de la herencia.
Los principales portadores de la herencia nuclear son los cromosomas ubicados en el núcleo celular. Cada cromosoma tiene componentes químicos: una molécula de ADN gigante

El concepto de cariotipo humano.
El número, tamaño y forma de los cromosomas son características específicas de cada tipo de organismo vivo. Por ejemplo, las células del cangrejo ermitaño contienen 254 cromosomas, mientras que un mosquito solo tiene 6. Somático

Reglas de los cromosomas
Hay 4 reglas de los cromosomas: La regla de constancia del número de cromosomas. Las células somáticas de un organismo de cada especie normalmente tienen un número de cromosomas estrictamente definido (por ejemplo

Ciclos celulares y mitóticos
El ciclo celular (de vida) es el período en la vida de una célula desde el momento de su aparición hasta la muerte o formación de las células hijas El ciclo mitótico es un período en la vida de una célula.

Reproducción a nivel de organismo
La gametogénesis es el proceso de formación de gametos: células germinales masculinas y femeninas. Los huevos se forman en las gónadas femeninas (ovarios) y son de gran tamaño.

Características de la reproducción humana.
Las características de la reproducción humana se deben a su especificidad como ser biológico y social. La capacidad de reproducirse se vuelve posible con el inicio de la pubertad, reconoció

Ácidos nucleicos
En 1869, el bioquímico suizo Johann Friedrich Mischer descubrió por primera vez, aisló de núcleos celulares y describió el ADN. Pero no fue hasta 1944 que O. Avery, S. McLeod y M. Macarty Ball demostraron el papel genético de

Código genético y sus propiedades.
Para la expresión de un gen, existe un código genético, una relación estrictamente ordenada entre las bases de los nucleótidos y los aminoácidos (Tabla 3). Abreviaturas comunes para

Propiedades básicas del código genético
1. Triplete: un aminoácido corresponde a tres nucleótidos adyacentes, llamado triplete (codón) (los tripletes en i-ARN se denominan codones); 2. Universal

Niveles de organización del material hereditario.
Existen los siguientes niveles de organización estructural y funcional del material hereditario de los eucariotas: gen, cromosómico y genómico. La estructura elemental del nivel genético del órgano.

Bases citológicas y moleculares de la variabilidad de organismos.
La genética estudia no solo el fenómeno de la herencia, sino también el fenómeno de la variabilidad. La variabilidad es la propiedad de los organismos vivos de cambiar bajo la influencia de factores externos e internos.

Variabilidad no hereditaria
La variabilidad no hereditaria (fenotípica) es un tipo de variabilidad que refleja cambios en el fenotipo bajo la influencia de condiciones ambientales que no afectan el genotipo. El alcance de ella tu

Variabilidad hereditaria
La variabilidad genotípica (hereditaria) son cambios hereditarios en las características de un organismo, determinados por el genotipo y conservados en varias generaciones. Está representado por dos vi

Variabilidad mutacional
La mutación es un cambio abrupto y estable en el material genético bajo la influencia de factores del entorno externo o interno, que se hereda. Organismo, hereditario

Mecanismo molecular de mutaciones.
Las mutaciones asociadas con un cambio en la estructura de la molécula de ADN se denominan mutaciones genéticas. Representan la pérdida o inserción de una o más bases nitrogenadas, o ambas al mismo tiempo

Caracterización de mutaciones a nivel tisular
Las mutaciones somáticas ocurren en las células somáticas, se heredan solo durante la reproducción vegetativa y aparecen en el propio individuo ( diferente color ojo de un hombre

Mutación a nivel del organismo.
Por la naturaleza del cambio de fenotipo, todas las mutaciones se pueden dividir en los siguientes grupos. 1. Signos morfológicos perturbadores estructura física; falta de ojos, dedos cortos

Mutaciones a nivel de población
Se cree que cualquier mutación es dañina, ya que altera la interacción del organismo con el medio ambiente. Sin embargo, algunas mutaciones causan cambios menores en el cuerpo y no representan un peligro particular para

El efecto de las mutaciones cromosómicas en varios sistemas corporales.
El grado de cambio en las características de un organismo con mutaciones cromosómicas depende del tamaño del área defectuosa y del contenido de genes importantes para su desarrollo. Para determinar los efectos de las mutaciones cromosómicas.

Consecuencias de la mutación en células germinales y somáticas
El efecto de la mutación sobre el fenotipo humano puede diferir según el tipo de células en las que cambian las estructuras hereditarias. Mutaciones generativas o cambios en la población.

Resistencia y reparación de material genético
La estabilidad del material genético está asegurada por: un conjunto diploide de cromosomas; ADN bicatenario; degeneración (redundancia) del código genético;

Antimutagenos
El proceso de mutación es una fuente de cambios que conducen a diversas condiciones patológicas. El principio de compensación en la etapa actual implica medidas para prevenir enfermedades genéticas

1. Tema, tareas y métodos de la genética. La historia del desarrollo y formación de la genética como ciencia. 2. Etapas de desarrollo de la genética clásica. Genética (molecular) moderna. Conceptos básicos y software

El metabolismo y la conversión de energía son la base de la vida celular. Metabolismo energético en la célula y su esencia. El valor del ATP en el metabolismo energético.

Cambio de plástico. Fotosíntesis. Formas de incrementar la productividad de las plantas agrícolas. Biosíntesis de proteínas. Gen y su papel en la biosíntesis. Código de ADN. Síntesis de matriz de reacción. La relación entre los procesos del plástico y el metabolismo energético.

Preguntas para la autocomprobación:

Qué es síntesis biológica? Dar ejemplos.

Dé una definición de asimilación.

¿Qué es el código genético? ¿Formular las principales propiedades del código genético?

¿Dónde se sintetizan los ácidos ribonucleicos?

¿Dónde tiene lugar la síntesis de proteínas? Cuéntanos cómo se lleva a cabo la síntesis de 6elka.

¿Qué es la disimilación? Describe las etapas de la disimilación.

¿Cuál es el papel del ATP en el metabolismo celular?

Cuéntenos sobre el metabolismo energético en la célula usando el ejemplo de la descomposición de la glucosa.

¿Qué tipo de nutrición de organismos conoces? ¿Qué organismos se denominan autótrofos? ¿En qué grupos se dividen los organismos autótrofos?

Describe las fases clara y oscura de la fotosíntesis.

¿Por qué se libera oxígeno libre a la atmósfera en las plantas verdes como resultado de la fotosíntesis?

¿Qué es la quimiosíntesis?

Da ejemplos de organismos fotosintéticos.

¿Qué organismos se denominan heterótrofos? Dar ejemplos.

Sección 4. Reproducción de organismos vivos

La capacidad de reproducirse o auto-reproducirse es una de las características más importantes de la naturaleza orgánica. La reproducción es una propiedad inherente a todos los organismos vivos, sin excepción, desde las bacterias hasta los mamíferos. La existencia de cualquier especie de animales y plantas, bacterias y hongos, la continuidad entre los individuos parentales y su descendencia se mantiene solo a través de la reproducción.

Una condición necesaria para la reproducción es la herencia, es decir. la capacidad de reproducir las propiedades y características de los padres.

Se conocen varias formas de reproducción, pero todas pueden combinarse en dos tipos: sexual y asexual.

La reproducción sexual se denomina cambio de generaciones y desarrollo de organismos sobre la base de células germinales especializadas formadas en las gónadas. En la evolución de la reproducción, el más progresivo fue el método por el cual un nuevo organismo se desarrolla como resultado de la fusión de dos células sexuales formadas por diferentes padres. Sin embargo, en los invertebrados, los espermatozoides y los óvulos a menudo se forman en el cuerpo de un organismo. Este fenómeno, el bisexualismo, se llama hermafroditismo. Las plantas con flores también son bisexuales. Hay casos en los que un nuevo organismo no necesariamente aparece como resultado de la fusión de células germinales. En algunas especies de animales y plantas, se observa el desarrollo de un huevo no fertilizado. Tal reproducción se llama virgen o partenogenética.

La reproducción asexual se caracteriza por el hecho de que un nuevo individuo se desarrolla a partir de ( células somáticas.

Preguntas para la autocomprobación:

¿Qué métodos de cría conoces? Qué ha pasado reproducción sexual?

¿Qué organismos tienen reproducción asexual? ¿Qué formas de reproducción asexual conoces? Dar ejemplos.

Por que en reproducción asexual¿Son los descendientes genéticamente similares entre sí y al padre?

¿En qué se diferencia la reproducción sexual de la asexual? ¿Cuáles son las diferencias entre meiosis y mitosis?

¿Cuál es el significado biológico de la meiosis? ¿Por qué las células germinales maduras de un organismo llevan diferentes combinaciones de genes?

¿Es la ventaja evolutiva de la reproducción sexual sobre la asexual?

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4.1. Anabolismo

El conjunto de reacciones de síntesis biológica se llama intercambio de plastico o anabolismo(del griego anabole - levantarse). El nombre de este tipo de intercambio refleja su esencia: desde sustancias simples Al entrar en la célula desde el exterior, se forman sustancias similares a las de la célula, es decir asimilación.

Todos los procesos metabólicos en la célula y todo el organismo proceden bajo el control del aparato hereditario. Podemos decir que todos ellos son el resultado de la implementación de la información genética disponible en la célula.

Consideremos uno de los procesos más importantes de manifestación de información hereditaria en el curso del metabolismo plástico: la biosíntesis de proteínas.

Realización de información hereditaria - biosíntesis de proteínas

Como ya se señaló, toda la variedad de propiedades de las moléculas de proteína está determinada en última instancia por la estructura primaria, es decir, la secuencia de aminoácidos.

Para que se sintetice una proteína, la información sobre la secuencia de aminoácidos en su estructura primaria debe entregarse a los ribosomas. Este proceso incluye dos etapas. transcripción y transmisión.

Arroz. 4.1. Transcripción

Transcripción(del lat. transcriptio - reescritura) la información se produce por síntesis en una de las cadenas de la molécula de ADN de una molécula de ARN monocatenaria, cuya secuencia de nucleótidos coincide exactamente (complementaria) con la secuencia de nucleótidos de la matriz: el ADN polinucleotídico cadena. Existen mecanismos especiales para el "reconocimiento" del punto inicial de síntesis, la selección de la hebra de ADN de la que se lee la información, así como mecanismos para la finalización del proceso. Así es como se forma el ARN informativo (Fig. 4.1).

Transmisión(del latín translatio - transferencia). El siguiente paso en la biosíntesis es la traducción de la información contenida en la secuencia de nucleótidos (secuencia de codones) de la molécula de i-ARN en la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica - traducción.

En los procariotas (bacterias y azul verdoso) que no tienen un núcleo formado, los ribosomas pueden unirse a la molécula de ARNm recién sintetizada inmediatamente después de su separación del ADN o incluso antes de que se complete su síntesis. En eucariotas, el i-ARN primero debe transportarse a través de la envoltura nuclear hacia el citoplasma. La transferencia se realiza mediante proteínas especiales que forman un complejo con una molécula de ARN. Además de transportar i-RNA a los ribosomas, estas proteínas protegen el i-RNA de la acción dañina de las enzimas citoplasmáticas. En el citoplasma, el ribosoma ingresa por uno de los extremos del i-ARN (exactamente aquel a partir del cual comenzó la síntesis de la molécula en el núcleo) y comienza la síntesis del polipéptido.

El ribosoma se mueve a través de la molécula de i-RNA no suavemente, sino de forma intermitente, triplete a triplete (fig. 4.2). A medida que el ribosoma se mueve a lo largo de la molécula de i-RNA, los aminoácidos correspondientes a los tripletes de i-RNA se unen a la cadena polipeptídica uno tras otro. La correspondencia exacta del aminoácido con el código del triplete de m-ARN es proporcionada por el t-ARN. Cada aminoácido tiene su propio t-RNA, uno de cuyos tripletes: anticodón- es complementario a un triplete de i-ARN estrictamente definido. Asimismo, cada aminoácido tiene su propia enzima que lo une al t-RNA.

Arroz. 4.2. Transmisión

Arroz. 4.3. Esquema de transmisión de información hereditaria del ADN al i-ARN y a la proteína

El principio general de transmisión de información hereditaria sobre la estructura de las moléculas de proteína en el proceso de biosíntesis de la cadena polipeptídica se muestra en la Figura 4.3.

Una vez completada la síntesis, la cadena polipeptídica se separa de la matriz, la molécula de i-ARN, se enrolla en una espiral y luego adquiere la estructura terciaria característica de esta proteína.

La molécula de i-ARN se puede utilizar para sintetizar polipéptidos muchas veces, al igual que el ribosoma. La descripción de la traducción y la transcripción se da aquí de una manera muy simplificada. Cabe recordar que la biosíntesis de proteínas es un proceso extremadamente complejo asociado con la participación de muchas enzimas y el costo un número grande energía, excediendo significativamente la cantidad de energía de los enlaces peptídicos formados. La sorprendente complejidad del sistema de biosíntesis y su alta intensidad energética aseguran una alta precisión y orden de la síntesis de polipéptidos.

La síntesis biológica de moléculas no proteicas en la célula se lleva a cabo en tres etapas. Primero, se obtiene información sobre la estructura de una proteína-enzima específica y luego, con la ayuda de esta enzima, se forma una molécula de un determinado carbohidrato o lípido. Otras moléculas se forman de manera similar: vitaminas, hormonas y otras.

Puntos de anclaje

1. La tarea principal de los procesos metabólicos es mantener la constancia del ambiente interno del cuerpo (homeostasis) en condiciones de existencia continuamente cambiantes.

2. El metabolismo consta de dos procesos interrelacionados: asimilación y disimilación.

3. En la célula, los procesos metabólicos están asociados con diversas estructuras de membrana del citoplasma.

1. ¿Qué es la síntesis biológica? Dar ejemplos.

2. Dé una definición de asimilación.

3. ¿Qué es el código genético?

4. Formular las principales propiedades del código genético.

5. ¿Dónde se sintetizan los ácidos ribonucleicos?

6. ¿Dónde tiene lugar la síntesis de proteínas?

7. Cuéntanos cómo se lleva a cabo la síntesis de proteínas.

4.2. Metabolismo energético - catabolismo

El proceso opuesto a la síntesis es la disimilación, un conjunto de reacciones de división. Cuando se descomponen los compuestos de alto peso molecular, se libera energía, que es necesaria para las reacciones biosintéticas. Por lo tanto, la disimilación también se llama metabolismo energético de la célula o catabolismo(del griego katabole - destrucción).

Arroz. 4.4. Diagrama de la estructura del ATP y su transformación en ADP

La energía química de los nutrientes está contenida en varios enlaces covalentes entre átomos en moléculas. compuestos orgánicos... Por ejemplo, cuando se rompe un enlace químico, como un enlace peptídico, se liberan aproximadamente 12 kJ por 1 mol. En la glucosa, la cantidad de energía potencial contenida en los enlaces entre los átomos de C, H y O es de 2800 kJ por mol (es decir, 180 g de glucosa). Cuando la glucosa se descompone, la energía se libera en etapas con la participación de varias enzimas de acuerdo con la ecuación final:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6H 2 O + 6CO 2 + 2800 kJ

Parte de la energía liberada por los nutrientes se disipa en forma de calor y parte se acumula, es decir, se acumula en los enlaces fosfato ricos en energía del ATP.

Es el ATP el que aporta energía para todo tipo de funciones celulares: biosíntesis, trabajo mecánico (división celular, contracción muscular), transporte activo de sustancias a través de membranas, mantenimiento del potencial de membrana en el proceso de conducción de un impulso nervioso, liberación de diversos secretos. .

La molécula de ATP consta de una base de adenina nitrogenada, un azúcar ribosa y tres residuos de ácido fosfórico (fig. 4.4). La adenina, la ribosa y el primer fosfato forman el monofosfato de adenosina (AMP). Si se añade el segundo fosfato al primero, se obtiene el difosfato de adenosina (ADP). La molécula con tres residuos de ácido fosfórico (ATP) es la que consume más energía. La escisión del fosfato terminal por el ATP se acompaña de la liberación de 40 kJ en lugar de los 12 kJ liberados durante la ruptura de los convencionales. enlaces químicos.

Gracias a los enlaces ricos en energía en las moléculas de ATP, la célula puede almacenar una gran cantidad de energía en un espacio muy pequeño y gastarla según sea necesario. La síntesis de ATP tiene lugar principalmente en las mitocondrias. Desde aquí, las moléculas de ATP ingresan a diferentes partes de la célula, proporcionando energía para los procesos metabólicos.

Etapas del metabolismo energético. El intercambio de energía suele dividirse en tres etapas. Primera etapa - preparatorio. En esta etapa, las moléculas de di y polisacáridos, grasas, proteínas se descomponen en moléculas pequeñas: glucosa, glicerina y ácidos grasos, aminoácidos; moléculas grandes de ácido nucleico - en nucleótidos. En esta etapa, se libera una pequeña cantidad de energía, que se disipa en forma de calor.

Segunda fase - libre de oxígeno. También se llama respiración anaeróbica (glucólisis ) o fermentación. El término "fermentación" se utiliza habitualmente en relación con los procesos que tienen lugar en las células de microorganismos o plantas. Las sustancias formadas en esta etapa en el citoplasma de las células con la participación de enzimas se degradan aún más. Por ejemplo, en los músculos, como resultado de la respiración anaeróbica, la molécula de glucosa se descompone en dos moléculas de ácido pirúvico (C 3 H 4 O 3), que luego se reducen a ácido láctico (C 3 H 6 O 3). El ácido fosfórico y el ADP participan en las reacciones de escisión de la glucosa. En resumen, se ve así:

C 6 H 12 O 6 + 2H 3 PO 4 + 2ADP → 2 C 3 H 6 O 3 + 2ATP + 2H 2 O

En los hongos de levadura, la molécula de glucosa, sin la participación de oxígeno, se convierte en alcohol etílico y dióxido de carbono (fermentación alcohólica):

C 6 H 12 O 6 + 2H 3 PO 4 + 2ADP → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + 2ATP + 2H 2 O

En otros microorganismos, la glucólisis puede resultar en la formación de acetona, ácido acético etc.

En todos los casos, la degradación de una molécula de glucosa va acompañada de la formación de dos moléculas de ATP. Durante la descomposición anóxica de la glucosa, el 40% de la energía se almacena en la molécula de ATP en forma de enlace químico y el resto se disipa en forma de calor.

La tercera etapa del metabolismo energético - etapa de la respiración aeróbica, o división de oxígeno. Las reacciones de esta etapa del metabolismo energético se llevan a cabo en las mitocondrias. Cuando el oxígeno está disponible para la célula, las sustancias formadas durante la etapa anterior se oxidan a los productos finales: H 2 O y CO 2. La respiración de oxígeno va acompañada de la liberación de una gran cantidad de energía y su acumulación en moléculas de ATP. La ecuación general de la respiración aeróbica se ve así:

2C 3 H 6 O 3 + 6O 2 + 36H 3 PO 4 + 36ADP → 6CO 2 + 42H 2 O + 36ATP

Así, durante la oxidación de dos moléculas de ácido láctico, se forman 36 moléculas de ATP. En consecuencia, la respiración aeróbica juega el papel principal en el suministro de energía a la célula.

Según el método de obtención de energía, todos los organismos se dividen en dos grupos: autótrofos y heterótrofos.

4.3. Tipo de metabolismo autótrofo

Autótrofos- estos son organismos que proporcionan nutrición (es decir, reciben energía) debido a compuestos inorgánicos... Estos incluyen algunas bacterias y todas las plantas verdes. Dependiendo de la fuente de energía que utilicen los organismos autótrofos para la síntesis de compuestos orgánicos, se dividen en dos grupos: fotótrofos y quimiótrofos.

Arroz. 4.5. Diagrama del proceso de fotosíntesis.

Para los fotótrofos, la fuente de energía es la luz, mientras que los quimiótrofos utilizan la energía liberada durante las reacciones redox. Las plantas verdes son fotótrofas. Con la ayuda de la clorofila contenida en los cloroplastos, realizan la fotosíntesis, la conversión de la energía luminosa en energía de enlaces químicos.

Fotosíntesis. La fotosíntesis es la formación de moléculas orgánicas (e inorgánicas) a partir de moléculas inorgánicas utilizando la energía de la luz solar. Este proceso consta de dos fases: ligero y oscuro(figura 4.5).

En la fase de luz, los cuantos de luz (fotones) interactúan con las moléculas de clorofila, como resultado de lo cual estas moléculas pasan por un tiempo muy corto a un estado "excitado" más rico en energía. El exceso de energía de una fracción de las moléculas de clorofila excitadas se convierte luego en calor o se emite en forma de luz. Otra parte se transfiere a iones de hidrógeno H +, que siempre están presentes en solución acuosa debido a la disociación del agua.

H 2 O → H + + OH -

Los átomos de hidrógeno formados (H 0) se combinan libremente con moléculas orgánicas: portadores de hidrógeno. Iones hidroxilo OH: donan sus electrones a otras moléculas y se convierten en radicales libres OH 0. Los radicales OH 0 interactúan entre sí, lo que resulta en la formación de agua y oxígeno molecular:

4OH → O 2 + 2H 2 O

Por lo tanto, la fuente de oxígeno molecular que se forma durante la fotosíntesis y se libera a la atmósfera es el agua, que se divide como resultado de la fotólisis, la descomposición del agua bajo la influencia de la luz. Además de la fotólisis del agua, la energía luminosa se utiliza en la fase luminosa para la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato sin la participación de oxígeno.

Este es un proceso muy efectivo: los cloroplastos producen 30 veces más ATP que en las mitocondrias de las mismas plantas con la participación de oxígeno. De esta forma se acumula la energía necesaria para los procesos que ocurren en la fase oscura de la fotosíntesis.

En complejo reacciones químicas fase oscura, para cuyo flujo no se requiere luz, el lugar clave lo ocupa la unión de CO 2. Estas reacciones involucran moléculas de ATP sintetizadas durante la fase ligera y átomos de hidrógeno formados durante la fotólisis del agua y asociados con moléculas portadoras:

6CO 2 + 24H → C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O

Entonces, la energía de la luz solar se convierte en energía de enlaces químicos de compuestos orgánicos complejos.

Como se señaló anteriormente, un subproducto de la fotosíntesis en las plantas verdes es el oxígeno molecular liberado a la atmósfera. El oxígeno libre en la atmósfera es un factor poderoso en la transformación de sustancias. Su aparición sirvió como requisito previo para el surgimiento en nuestro planeta del tipo de metabolismo aeróbico y el surgimiento de la vida en la tierra.

Quimiosíntesis. Algunas bacterias que carecen de clorofila también son capaces de sintetizar compuestos orgánicos, mientras utilizan la energía de reacciones químicas. sustancias inorgánicas... La transformación de la energía de las reacciones químicas en energía química de los compuestos orgánicos sintetizados se denomina quimiosíntesis.

La quimiosíntesis fue descubierta por el destacado microbiólogo ruso S. N. Vinogradskiy (1887).

Al grupo de autótrofos-quimiosintéticos (quimiótrofos) incluyen bacterias nitrificantes. Algunos de ellos utilizan la energía de la oxidación del amoniaco a ácido nitroso, otros utilizan la energía de la oxidación. ácido nitroso en nitrógeno. Los quimiosintéticos conocidos extraen energía de la oxidación del hierro ferroso a férrico ("bacterias del hierro") o de la oxidación del sulfuro de hidrógeno a ácido sulfúrico ("bacterias del azufre"). Al fijar el nitrógeno atmosférico, convirtiendo los minerales en una forma soluble que puede ser asimilada por las plantas, las bacterias quimiosintéticas juegan un papel importante en el ciclo de las sustancias de la naturaleza.

Tipo de metabolismo heterotrófico. Los organismos que son incapaces de sintetizar compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos por sí mismos necesitan ser liberados de ambiente... Tales organismos se llaman heterótrofos. Estos incluyen la mayoría de las bacterias, hongos y todos los animales. Los animales comen otros animales y plantas y obtienen carbohidratos, grasas, proteínas y ácidos nucleicos prefabricados de sus alimentos. En el curso de la vida, estas sustancias se descomponen. Los compuestos orgánicos más complejos característicos de un organismo determinado (glucógeno, grasas, proteínas, ácidos nucleicos) se sintetizan a partir de una parte de las moléculas liberadas en este proceso: glucosa, aminoácidos, nucleótidos, etc. Otra parte de las moléculas se divide y la energía liberada durante este proceso se utiliza para la vida.

Los procesos de biosíntesis tienen lugar continuamente en las células. Con la ayuda de enzimas, las sustancias orgánicas bastante simples se transforman en complicadas de alto peso molecular: las proteínas se forman a partir de aminoácidos, carbohidratos multimoleculares, a partir de carbohidratos simples, nucleótidos, a partir de bases nitrogénicas y carbohidratos, ADN y ARN, a partir de nucleótidos. Todas las reacciones de biosíntesis en el organismo se denominan asimilación. El proceso opuesto, que incluye la destrucción de compuestos orgánicos, es la disimilación. La energía, derivada de las reacciones de disimilación, es necesaria para el proceso de biosíntesis.

Puntos de anclaje

1. El metabolismo consta de dos procesos estrechamente interrelacionados y dirigidos de manera opuesta: asimilación y disimilación.

2. La gran mayoría de los procesos vitales de la célula requieren un gasto de energía en forma de ATP.

3. La descomposición de la glucosa en los organismos aeróbicos, en los que a la etapa anóxica le sigue la descomposición del ácido láctico con la participación de oxígeno, es 18 veces más eficiente energéticamente que la glucólisis anaeróbica.

4. La forma más eficaz de fotosíntesis es aquella en la que se utiliza agua como fuente de hidrógeno.

Revisar preguntas y asignaciones

1. ¿Qué es la disimilación? Describe las etapas de la disimilación.

2. ¿Cuál es el papel del ATP en el metabolismo celular?

3. Cuéntenos sobre el metabolismo energético en la célula usando el ejemplo de la descomposición de la glucosa.

4. ¿Qué tipo de nutrición de organismos conoces?

5. ¿Qué organismos se denominan autótrofos?

6. Describe las fases clara y oscura de la fotosíntesis.

7. ¿Por qué se libera oxígeno libre a la atmósfera en las plantas verdes como resultado de la fotosíntesis?

8. ¿Qué es la quimiosíntesis?

9. ¿Qué organismos se denominan heterótrofos? Dar ejemplos.

Utilizando vocabulario los títulos "Terminología" y "Resumen", traducen los puntos "Puntos de pivote" al inglés.

Terminología

Temas para debatir

¿Qué organismos se denominan autótrofos? ¿En qué grupos se dividen los autótrofos?

¿Cuál es el mecanismo de formación de oxígeno libre como resultado de la fotosíntesis en plantas verdes? ¿Cuál es el significado biológico y ecológico de este proceso?

¿Dónde, como resultado de qué transformaciones de moléculas y en qué cantidad se forma ATP en los organismos vivos?

Revisión del material aprendido en el Capítulo 4

Disposiciones Básicas

La esencia del metabolismo es la transformación de sustancias y energía.

Las reacciones metabólicas consisten en procesos interrelacionados, pero multidireccionales, de asimilación y disimilación, cuya coherencia asegura la homeostasis del cuerpo.

Codigo genetico Es una organización históricamente establecida de moléculas de ADN y ARN, en la que la información hereditaria sobre las características y propiedades de un organismo está contenida en una secuencia de nucleótidos.

El metabolismo energético de un organismo o una célula incluye tres etapas: preparatoria - la división de biopolímeros de alimentos en monómeros, descomposición anóxica - en productos intermedios y descomposición del oxígeno - en productos finales. Solo las dos últimas etapas van acompañadas de la formación de ATP.

Areas problemáticas

¿Cómo se obtiene la información hereditaria sobre los rasgos y propiedades de los virus que contienen ADN y ARN?

¿Cuál es el significado biológico de la redundancia del código genético?

¿Cómo se obtiene la información hereditaria sobre la estructura y las funciones de las moléculas no proteicas sintetizadas en la célula?

¿Crees que es posible aumentar la eficiencia de la fotosíntesis?

Aspectos aplicados

¿Cómo crees que puedes mejorar la eficiencia de la fotosíntesis en plantas verdes?

¿Qué ejemplos puede dar que caractericen el uso de las características metabólicas de los organismos vivos en la medicina, la agricultura y otras industrias?

Tareas

Escribe las ecuaciones de reacción para las fases clara y oscura de la fotosíntesis. Indicar las vías de transferencia de electrones y protones.

Describir las diversas reacciones de degradación anóxica de la glucosa en organismos anaeróbicos y aeróbicos.

Describe el proceso de escisión. moléculas orgánicas con la participación de oxígeno en las células de organismos aeróbicos.

Capítulo 5. Estructura y función de las células

Para las partes elementales más diversas de los organismos, existe principio general estructura y desarrollo, y este principio es la formación de células.

T. Schwann

Las transformaciones bioquímicas están indisolublemente ligadas a las estructuras de una célula viva que son responsables del desempeño de una función particular. Estas estructuras se denominan orgánulos, ya que, al igual que los órganos de todo el organismo, realizan función específica... Los métodos de investigación modernos han permitido a los biólogos establecer que, de acuerdo con la estructura de la célula, todos los seres vivos deben dividirse en organismos "libres de armas nucleares": procariotas (literalmente, pre-nucleares) y "nucleares", eucariotas. El grupo de procariotas incluye todas las bacterias y azul verdoso (cyane), y el grupo de eucariotas incluye hongos, plantas y animales.

Actualmente, existen dos niveles de organización celular: procariota y eucariota. Los organismos procariotas conservan las características de la antigüedad más profunda: están organizados de manera muy simple. Sobre esta base, se distinguen en un reino independiente. Los organismos eucariotas contienen un núcleo limitado por una membrana, así como complejas "centrales eléctricas": las mitocondrias. En otras palabras, todas las células "nucleares" - eucariotas - están altamente organizadas, adaptadas para consumir oxígeno y, por lo tanto, pueden producir grandes cantidades de energía.

5.1. Célula procariota

Las bacterias son células procariotas típicas. Viven en todas partes: en el agua, en el suelo, en la comida. Viven en la cuenca más profunda del océano y en el pico de la montaña más alta de la Tierra, el Everest, se encuentran en el hielo del Ártico y la Antártida, en manantiales subterráneos de agua caliente, en la atmósfera superior. Esta lista de condiciones de vida ya muestra el alto grado de adaptabilidad que tienen los organismos procariotas, a pesar de la simplicidad de su estructura. Las bacterias son formas de vida primitivas y se puede suponer que pertenecen al tipo de criaturas vivientes que aparecieron en las primeras etapas del desarrollo de la vida en la Tierra.

Las bacterias parecen haber vivido originalmente en los mares; de ellos probablemente se originaron los microorganismos modernos. Una persona se familiarizó con el mundo de los microbios hace relativamente poco tiempo, solo después de que aprendió a hacer lentes (siglo XVII), que dan un aumento suficientemente fuerte. El desarrollo de la tecnología en los siglos siguientes hizo posible estudiar en detalle las bacterias y otros organismos procariotas.

Detengámonos en las características estructurales de la célula bacteriana (Fig. 5.1). El tamaño de las células bacterianas varía ampliamente: de 1 a 10-15 micrones. De acuerdo con la forma, se distinguen las células esféricas: cocos, alargadas, varillas o bacilos, y convolutas, espirillas (Figura 5.2). Dependiendo de la especie a la que pertenezcan los microorganismos, existen por separado o forman grupos característicos. Por ejemplo, el estreptococo, que causa enfermedades inflamatorias en humanos y animales, forma cadenas de varias células bacterianas; Staphylococcus aureus, que afecta el tracto respiratorio en los niños, crece en formaciones que se asemejan a un racimo de uvas. Por la naturaleza de tales acumulaciones de células bacterianas y por las peculiaridades de su actividad vital, los microbiólogos pueden determinar a qué especie pertenece el microorganismo aislado.

Arroz. 5.1. Diagrama de la estructura de las células procariotas.

Arroz. 5.2. La forma y disposición mutua de las bacterias: 1 - varillas, 2-4 - cocos, 5 - espirilla

La característica principal de la estructura de las bacterias es la ausencia de un núcleo delimitado por una capa. Su información hereditaria está contenida en un cromosoma. El cromosoma bacteriano, que consta de una molécula de ADN, tiene forma de anillo y está sumergido en el citoplasma. El ADN de las bacterias no forma complejos con las proteínas y, por lo tanto, la inmensa mayoría de las inclinaciones hereditarias, los genes que forman el cromosoma, "funcionan", es decir, la información hereditaria se lee continuamente de ellos. La célula bacteriana está rodeada por una membrana (v. Fig. 5.1), que separa el citoplasma de la pared celular, formada por una sustancia heteropolimérica compleja. Hay pocas membranas en el citoplasma. Contiene ribosomas que sintetizan proteínas. Todas las enzimas que proporcionan los procesos vitales de las bacterias se dispersan de manera difusa por todo el citoplasma o se adhieren a la superficie interna de la membrana. En muchos microorganismos, las sustancias de almacenamiento se depositan dentro de la célula: polisacáridos, grasas, polifosfatos. Estas sustancias, al estar involucradas en procesos metabólicos, pueden prolongar la vida de la célula en ausencia de fuentes de energía externas.

Las bacterias se multiplican dividiéndolo en dos. Después de la reduplicación del cromosoma del anillo y el alargamiento celular, se forma gradualmente un tabique transversal y luego las células hijas divergen o permanecen conectadas en grupos característicos: cadenas, paquetes, etc. A veces, la reproducción está precedida por un proceso sexual, cuya esencia es el intercambio de material genético y la aparición de nuevas combinaciones de genes en el cromosoma bacteriano.

Arroz. 5.3. Espora madura en una célula bacteriana

Muchas bacterias tienden a esporulación. Las disputas surgen, por regla general, cuando hay una falta de nutrientes o cuando los productos metabólicos se acumulan en exceso en el medio ambiente. La formación de esporas comienza con el desprendimiento de una parte del citoplasma de la célula madre. La parte desprendida contiene un cromosoma y está rodeada por una membrana (fig. 5.3). Luego, la espora está rodeada por una pared celular, a menudo de varias capas. Los procesos de vida dentro de las esporas prácticamente cesan. Cuando se secan, las esporas bacterianas son muy estables y pueden permanecer viables durante muchos cientos o incluso miles de años, resistiendo fuertes fluctuaciones de temperatura. Un ejemplo de esto son las esporas encontradas en entierros antiguos (momias de los antiguos egipcios, suministros de alimentos en varias cuevas), durante la perforación estéril del hielo que rodea Polo Sur... Una vez en condiciones favorables, las esporas se transforman en una célula bacteriana activa. Los microbiólogos han cultivado colonias de microorganismos a partir de esporas capturadas en una muestra de hielo que tiene entre 10 y 12 mil años de antigüedad.

Las esporas de bacterias patógenas que han estado inactivas durante muchos años en el suelo, que entran al agua (con varios tipos de medidas de riego), pueden causar brotes. enfermedades infecciosas... Por ejemplo, las barras de ántrax siguen siendo viables y permanecen en forma de esporas durante más de 30 años.

Por lo tanto, la esporulación en procariotas es una etapa ciclo vital proporcionando la experiencia de condiciones ambientales adversas. Además, en estado de esporas, la propagación de microorganismos puede ocurrir con la ayuda del viento y de otras formas.

Recientemente se distinguen dos niveles de organización celular: procariótico y eucariótico. En los organismos procarióticos han permanecido muchas características antiguas, incluida la simplicidad de su estructura. Por lo tanto, no tienen núcleos separados del protoplasma por una membrana, no tienen una capacidad especial para reproducir orgánulos y no tienen formaciones esqueléticas en el citoplasma. Debido a estas características, están excluidos de un reino separado de microorganismos procarióticos. Las eubacterias y cianobacterias se consideran los representantes más importantes de este Reino, y las arqueobacterias siguen siendo las más similares a los ancestros antiguos.

Puntos de anclaje

1. En los procariotas, el material genético de la célula está representado por una molécula de ADN circular.

2. Todas las bacterias, azul verdosas y micoplasmas son haploides, es decir, contienen una copia de los genes.

3. En las células de los organismos procariotas, prácticamente no hay membranas internas, por lo tanto, la mayoría de las enzimas se distribuyen de manera difusa en el citoplasma.

Revisar preguntas y asignaciones

1. ¿Qué son los orgánulos celulares?

2. ¿Cuál es la base para la división de todos los organismos vivos en dos grupos: procariotas y eucariotas?

3. ¿Qué organismos se clasifican como procariotas?

4. Describe la estructura de la célula bacteriana.

5. ¿Cómo crecen las bacterias?

6. ¿Cuál es la esencia del proceso de esporulación en bacterias?

Utilizando el vocabulario de los encabezados "Terminología" y "Resumen", traduzca los elementos de "Puntos pivote" al inglés.

Terminología

Para cada término indicado en la columna de la izquierda, seleccione la definición correspondiente dada en la columna de la derecha en ruso e inglés.

Seleccione la definición correcta para cada término en la columna de la izquierda de las variantes en inglés y ruso enumeradas en la columna de la derecha.

Temas para debatir

¿Cuál es el significado de los procariotas en las biocenosis? ¿Cuál es su papel ecológico?

¿Cómo afectan los patógenos al estado de un macroorganismo (huésped)?

¿Qué es la síntesis biológica? Dar ejemplos.

La síntesis biológica es el proceso de formación de macromoléculas biológicas, cuya estructura está determinada por la secuencia del nucleótido en la molécula de ADN (síntesis de proteínas). La síntesis de biopolímeros no proteicos es la siguiente: primero, se sintetiza una proteína-enzima y con su ayuda se forman moléculas de carbohidratos, lípidos, hormonas y vitaminas.

Dé una definición de asimilación.

La asimilación (anabolismo o metabolismo plástico) es un conjunto de reacciones de síntesis biológica, durante las cuales se forman sustancias similares a las celulares a partir de sustancias simples que ingresan a la célula desde el exterior.

¿Qué es el código genético?

El código genético es un sistema unificado para registrar información hereditaria en moléculas de ADN y ARN en forma de secuencia de nucleótidos en ellas. Transporta información sobre el orden de los aminoácidos en la cadena polipeptídica.

Formular las principales propiedades del código genético.

1. Especificidad. El mismo triplete siempre corresponde a un solo aminoácido.

2. Redundancia. Hay 64 combinaciones posibles de cuatro bases nitrogenadas (3 en un triplete) y codifican 20 aminoácidos. Como resultado, algunos aminoácidos están codificados por varios tripletes, lo que aumenta la confiabilidad de la transmisión de información hereditaria.

H. Universalidad. El código genético es universal para todos los organismos vivos. Por ejemplo, ocurre lo mismo en E. coli y en humanos.

4. No superposición. Los tripletes que codifican los aminoácidos nunca se superponen, sino que siempre se leen y transmiten en su totalidad. Es imposible utilizar la base nitrogenada de un triplete en combinación con las bases nitrogenadas de otro triplete.

¿Dónde se sintetizan los ácidos ribonucleicos?

La información sobre la estructura de todos los tipos de ARN está contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN y se realiza en una etapa mediante la síntesis complementaria de una molécula de ARN en una de las cadenas de moléculas de ADN, es decir, como resultado de la transcripción.

¿Dónde tiene lugar la síntesis de proteínas?

El ensamblaje directo de la molécula de proteína ocurre en el citoplasma, en los ribosomas.

Explica cómo se lleva a cabo la síntesis de proteínas.

El proceso de síntesis de proteínas se lleva a cabo en dos etapas:

La primera etapa es la transcripción: traducción de información de una secuencia de tripletes de ADN a una secuencia de tripletes de ARN. Se lleva a cabo mediante síntesis complementaria de ARN mensajero en una de las hebras de la molécula de ADN.

La segunda etapa es la traducción: la transferencia de información de la secuencia de tripletes de ARN mensajero a la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica. Se lleva a cabo mediante la selección de anticodones de ARN de transporte a codones (tripletes) del ARN mensajero de acuerdo con el principio de complementariedad. Si el anticodón del ARN de transporte es complementario del codón del ARN mensajero, se produce una conexión entre ellos y el aminoácido se incluye en la cadena polipeptídica. Este proceso tiene lugar en el citoplasma, en los ribosomas, que, por así decirlo, se encadenan en uno de los extremos del ARN mensajero y se mueven a lo largo de él triplete a triplete.

¿Qué es la disimilación? Describe las etapas de la disimilación.

La disimilación (catabolismo, metabolismo energético) es un proceso opuesto a las reacciones de asimilación. Los biopolímeros complejos se descomponen para formar sustancias simples. Esto libera la energía necesaria para las reacciones de biosíntesis.

Hay tres etapas del metabolismo energético.

1. Preparatorio. En esta etapa, las moléculas de polisacáridos, proteínas, grasas se descomponen en moléculas más pequeñas, glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, glicerina. Toda la energía liberada se disipa en forma de calor.

2. Anóxico (respiración anaeróbica o glucólisis). Esta etapa de oxidación incompleta también se llama fermentación. Durante la oxidación anaeróbica de 1 molécula de glucosa, se forman 2 moléculas de ATP. El ATP almacena el 40% de la energía liberada, el resto se disipa en forma de calor.

3. Desglose del oxígeno (respiración aeróbica). En esta etapa, los compuestos orgánicos se oxidan a los productos finales de CO2 y H2O. La escisión del oxígeno va acompañada de la liberación de una gran cantidad de energía y el almacenamiento del 60% en 36 moléculas de ATP.

¿Cuál es el papel del ATP en el metabolismo celular?

La energía liberada durante la oxidación de los nutrientes en la célula se almacena en los enlaces fosfato de la molécula de ATP. El ATP proporciona energía para todas las funciones celulares: biosíntesis, división celular, contracción muscular, transporte de sustancias a través de la membrana, mantenimiento del potencial de membrana y conducción de los impulsos nerviosos.

La molécula de ATP consta de la base nitrogenada de adenina, azúcar ribosa y tres residuos de ácido fosfórico.

Cuéntenos sobre el cambio de energía en la célula usando el ejemplo de descomposición de la glucosa.

1. Etapa preparatoria... Desglose del glucógeno o almidón en moléculas de glucosa:

(C6H10O5) n + nH2O> C6H12O6

2. Oxidación anaeróbica. A partir de una molécula de glucosa, se forman 2 moléculas de ácido pirúvico, 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de agua. Las moléculas de ácido pirúvico se reducen posteriormente a ácido láctico:

C 6H 12O 6 + 2H 3PO 4 + 2ADP> 2C 3H 6O 3 + 2ATP + 2H 2O

3. Oxidación de oxígeno. Las moléculas de ácido láctico formadas en presencia de oxígeno se oxidan a dióxido de carbono y agua con la formación de 36 moléculas de ATP:

2SZNb03 + 60236ADF + 36NZRO.1 -

E 6S02 + 42H20 + 36ATF.

¿Qué tipo de nutrición de organismos conoces?

Según el tipo de nutrición, todos los organismos se dividen en autótrofos y heterótrofos.

¿Qué organismos se denominan autótrofos?

Los autótrofos son organismos que viven de una fuente inorgánica de carbono - dióxido de carbono, utilizando la energía de la luz solar - fotótrofos o la energía de enlaces químicos - quimiótrofos para llevar a cabo procesos de síntesis.

Describe las fases clara y oscura de la fotosíntesis.

La fotosíntesis es el proceso de formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos debido a la energía de la luz solar. Se distinguen las fases clara y oscura de la fotosíntesis.

Fase de luz de la fotosíntesis. Hay una absorción de cuantos por clorofilas y fotólisis (descomposición) del agua. Como resultado, se forman moléculas de ATP, hidrógeno atómico H ", que se utilizan más en la fase oscura para sintetizar glucosa y oxígeno molecular (como subproducto) liberado al medio ambiente.

La fase oscura de la fotosíntesis. La glucosa se forma a partir del dióxido de carbono absorbido del exterior, hidrógeno H, obtenido durante la fase ligera, con el gasto de energía ATP, también sintetizada en la fase ligera.

¿Por qué se libera oxígeno libre a la atmósfera en las plantas verdes como resultado de la fotosíntesis?

En el curso de las reacciones de la fase ligera de la fotosíntesis, bajo la acción de los cuantos de luz y en interacción con la clorofila, se produce la descomposición (fotólisis) del buey en hidrógeno atómico y radicales libres. "Estos últimos interactúan entre sí, formando oxígeno y agua libres.

Dado que el oxígeno no se incluye en la cascada posterior de reacciones de fotosíntesis, se libera al ambiente externo.

¿Qué es la quimiosíntesis?

La quimiosíntesis es el proceso de síntesis de compuestos orgánicos utilizando carbono a partir de dióxido de carbono debido a la energía de los enlaces químicos de sustancias inorgánicas.

¿Qué organismos se denominan heterótrofos? Dar ejemplos.

Los heterótrofos son organismos que utilizan una fuente de carbono orgánico. Estos incluyen todos los animales, hongos, la mayoría de las plantas.

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El ADN, el portador de toda la información genética en la célula, no participa directamente en la síntesis de proteínas (implementación de esta información hereditaria). En las células animales y vegetales, las moléculas de ADN están separadas por una membrana nuclear del citoplasma, donde se sintetizan las proteínas. Se envía un intermediario desde el núcleo a los ribosomas, los sitios de ensamblaje de las proteínas, que transporta la información copiada y puede atravesar los poros de la membrana nuclear. Este mediador es el ARN mensajero, que participa en las reacciones molde.