Обмен веществ (метаболизм) – это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Все эти реакции делятся на 2 группы
1. Пластический обмен (биосинтез) – это когда из простых веществ с затратой энергии образуются (синтезируются) более сложные. Пример:
При фотосинтезе из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза.
2. Энергетический обмен (распад, дыхание) – это когда сложные вещества распадаются (окисляются) до более простых, и при этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности. Пример:
В митохондриях глюкоза, аминокислоты и жирные кислоты окисляются кислородом до углекислого газа и воды, при этом образуется энергия (клеточное дыхание)
Взаимосвязь пластического и энергетического обмена
Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.
Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы (умственной, мышечной и т.п.) энергетический обмен усиливается.
АТФ – универсальное энергетическое вещество клетки (универсальный аккумулятор энергии). Образуется в процессе энергетического обмена (окисления органических веществ).
При энергетическом обмене все вещества распадаются, а АТФ – синтезируется. При этом энергия химических связей распавшихся сложных веществ переходит в энергию АТФ, энергия запасается в АТФ.
При пластическом обмене все вещества синтезируются, а АТФ – распадается. При этом расходуется энергия АТФ (энергия АТФ переходит в энергию химических связей сложных веществ, запасается в этих веществах).
Хромосомы.
Хромосомы находятся в ядре клетки, являются главными компонентами ядра.
Химический состав хромосом – 50% ДНК и 50% белка.
Функция хромосом – хранение наследственной информации.
Хромосома может быть одинарной (из одной хроматиды) и двойной (из двух хроматид). Центромера(первичная перетяжка) – это место соединения двух хроматид.
Одинарная хромосома превращается в двойную в процессе удвоения ДНК (репликации, редупликации) в интерфазе.
Двойная хромосома превращается в две одинарные (хроматиды становятся дочерними хромосомами) после разделения соединяющей их центромеры (в анафазе митоза и анафазе II мейоза).
Наборы хромосом
Набор хромосом может быть:
одинарный (гаплоидный, n), у человека 23
двойной (диплоидный, 2n), у человека 46
тройной (триплоидный, 3n)
четверной (тетраплоидный, 4n) и т.п.
Гаплоидный набор характерен для гамет (половых клеток, сперматозоидов и яйцеклеток), а также для спор. Диплоидный набор характерен для соматических клеток (клеток тела).
Гаплоидный набор превращается в диплоидный при оплодотворении (происходит слияние двух гаплоидных гамет, получается диплоидная зигота).
Диплоидный набор превращается в гаплоидный в первом делении мейоза (происходит независимое расхождение гомологичных хромосом, количество хромосом уменьшается в два раза).
Триплоидный набор хромосом характерен для эндосперма семян цветковых растений. При двойном оплодотворении сливаются:
гаплоидные спермий и яйцеклетка; получается диплоидная зигота, из которой образуется зародыш;
Если в половой клетке 12 хромосом, то в оплодотворенной яйцеклетке (зиготе) и в соматических клетках (печени, кожи, мышц и т.п.) – по 24 хромосомы.
И наоборот: если в ядре соматической клетки (кишечника, мозга и т.п.) 36 хромосом, то после мейоза в яйцеклетках и сперматозоидах остается по 18, а когда яйцеклетки и сперматозоиды сольются, в ядре зиготы снова будет 36.
ДНК.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)– полимер, состоит из нуклеотидов.
Нуклеотид ДНК состоит из
азотистого основания (в ДНК 4 типа: аденин, тимин, цитозин, гуанин)
моносахара дезоксирибозы
фосфорной кислоты
Нуклеотиды соединяются между собой прочной ковалентной связью через сахар одного нуклеотида и фосфорную кислоту другого. Получается полинуклеотидная цепь.
Две полинуклеотидные цепи соединяются друг с другом слабыми водородными связями между азотистыми основаниями по правилу комплементарности: напротив аденина всегда стоит тимин, напротив цитозина – гуанин (они подходят друг другу по форме и числу водородных связей – между А и Т две связи, между Ц и Г – 3). Получается двойная цепь ДНК, она скручивается в двойную спираль.
