Синтез нуклеїнових кислот.

Метаболізм має дві сторони: асиміляцію і дисиміляцію.

1.

План

1. Пластичний обмін речовин.

2. Енергетичний обмін речовин.

3. Клітина – елементарна цілісна жива система. Перспективи цитотехнологій.

Література

1. Кучеренко М.Є., Ю.Г.Вервес та ін. Загальна біологія: Пробн. підруч. Для

10 кл. серед. загальноосвіт. навч. закл.- К.: Генеза, 2001, ст. 101-120.

2. Бригідир Г.З., Гайда Г.В. та ін. Біологія. 10-11 клас. Поурочне планування.

Конспекти уроків. – Т.: Навчальна книга – Богдан, 2000, ст. 62-64.

3. Гладюк Т. та ін. Біологія. 10 клас. Посібник. – Т.: Підручники посібники,

2000, ст. 48-49.

4. Стахурська В.П., Слабіцька Н.П. Біологія: Посібник-конспект 10 клас.- Т.:

Навчальна книга – Богдан, 2000, ст.64-66.

5. Тагліна О.В. Загальна біологія. 10 клас: плани-конспекти уроків. – Х.:

Ранок, 2001, ст. 101-118.

6. Тагліна О.В. Біологія. 10 клас. Підруч. Для загальноосв. навч. Закл. – Х.:

Ранок, 2010, ст.164- 170.

Існування живих організмів можливе лише завдяки надходженню в них поживних речовин із навколишнього середовиша, їх перетворенню та виведенню продуктів життєдіяльності. Сукупність цих процесів – обмін речовин (метаболізм).

Асиміляція (пластичний обмін) –сукупність процесів, пов’язаних із поглинанням із довкілля, засвоєнням і накопиченням речовин, які використовуються для синтезу необхідних організму сполук і забезпечують ріст клітин і поновлення їхнього хімічного складу.

Дисиміляція (енергетичний обмін) – сукупність реакцій розщеплення складних сполук, які супроводжуються виділенням енергії.

Асиміляція не завжди зрівноважена з дисиміляцією: у молодому віці переважає асиміляція, при старінні, інтенсивній фізичній праці – дисиміляція. Асиміляційні і дисиміляційні процеси тісно пов’язані.

У реакціях пластичного обміну із речовин, які потрапляють до клітини, синтезуються необхідні сполуки: це реакції біосинтезу білків, ліпідів, нуклеїнових кислот, фотосинтезу і хемосинтезу.

Синтез ліпідів. Жири синтезуються в клітинах кишкового епітелію, печінці, легенях, підшкірній клітковині. Жирні кислоти синтезуються за участю ферментів у цитоплазмі та мітохондріях. Ліпіди можуть утворюватися із вуглеводів через ряд ферментативних реакцій.

Попередниками нуклеотидів є амінокислоти. При розщепленні нуклеїнових кислот значна частина азотистих основ не розпадається, а використовується знову для синтезу нуклеотидів.

Реплікація ДНК: відбувається за принципом комплементарності, між поділами клітини, прискорює фермент ДНК-полімераза, для початку реплікації дволанцюгова материнська молекула ДНК повинна розплестись у певній точці, ця точка має у-подібну форму, тому називається реплікаційною “виделкою”, яка переміщується під час реплікації вздовж молекули ДНК.

Транскрипція РНК: усі види РНК синтезуються під впливом РНК-полімераз за принципом комплементарності на ДНК (одному з ланцюгів). Під час синтезу РНК фермент просувається вздовж певної ділянки ДНК подібно змійки-застібки, роз'’днує подвійну спіраль і позаду нього синтезується РНК, припиняється на певних ділянках ДНК. Спочатку утворюється недозріла форма РНК, а потім перетворюється на активну молекулу. Замість тиміну ДНК у РНК урацил, транскрипція відбувається на будь-якому етапі клітинного циклу.

Фотосинтез - процес утворення органічних сполук з неорганічних завдяки перетворенню світлової енергії на енергію хімічних зв’язків за участю хлорофілу. Здатність до фотосинтезу мають зелені рослини, рослинні джгутикові, деякі ціанобактерії.

6СО2 + 6Н2О за участю енергії світла і хлорофілу утворюється С6Н12О6 (глюкоза) + 6О2.

Фотосинтез складається із ряду послідовних реакцій, які відбуваються у хлоропластах, в особливих структурах – реакційних центрах (комплекси молекули хлорофілу і білків). У фотосинтезі беруть участь дві фотосинтезуючі системи – І і ІІ, які мають різні реакційні центри , але пов’язані між собою через систему перенесення електронів. У фотосинтезі виділяють дві фази:

Світлова фаза – проходить на мембранах тилакоїдів у хлоропластах за наявності світла, потрібна також вода, хлорофіл вловлює фотони світла, які приводять до збудження одного з електронів молекули хлорофілу, який переміщується на мембрани тилакоїдів, набуваючи потенційної енергії. Енергія цього електрона витрачається на синтез енергетичних сполук АТФ і НАДФ (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат). “Дірку”, яка утворилася в результаті цього у молекулі хлорофілу, треба закрити, це відбувається за рахунок фотолізу води. В результаті фотолізу води утворюється потрібний електрон, протони гідрогену(беруть участь у процесах синтезу переносників енергії) і оксиген (надходить в атмосферу).

Темнова фаза – у матриксі хлоропластів, світло необов’язкове, вуглекислий газ відновлюється до глюкози завдяки енергії, яка вивільняється при розщепленні АТФ та за рахунок відновлення НАДФ Н2. Внаслідок складних реакцій, кожну з яких каталізує специфічний фермент, із СО 2 утворюється глюкоза, з якої потім в клітинах рослин синтезуються полісахариди. Послідовність темнових реакцій розшифрована американським вченим М.Кальвіном – цикл Кальвіна (1961рік, Нобелівська премія).

Значення фотосинтезу величезне: завдяки йому енергія Сонця стає доступною для організмів, оксиген, що виділяється, також необхідний всім організмам, із оксигену утворився озоновий шар, який дозволив освоїти суходіл.

Хемосинтез.Це процес утворення органічних сполук з неорганічних (гідрогену, сірководню, оксиду заліза) завдяки енергії хімічних окислення цих сполук. Енергія, яка отримується при окисленні, запасається в організмі у вигляді АТФ. Хемосинтез здійснюють бактерії. Це явище відкрив у 1889-1890рр. російський мікробіолог С.М.Виноградський. Хемосинтез важливий для мешканців водойм, де вода насичена сірководнем (Чорне море). Сіркобактерії окислюють сірководень і таким чином отримують необхідну енергію. Вільна сірка, що виділяється при цьому, накопичується в клітинах бактерій у вигляді крупинок. При нестачі сірководню сіркобактерії проводять подальше окислення вільної сірки до сульфурної кислоти. У грунті і водоймах дуже поширені нітрифікуючі бактерії, які добувають енергію шляхом окислення аміаку та азотистої кислоти, тому відіграють важливу роль у кругообігу нітрогену в природі.

Упрісних водоймах і морях поширені хемосинтезуючі бактерії, які окислюють сполуки заліза і марганцю, завдяки їх життєдіяльності утворилися поклади руд заліза, марганцю.