Темновая фаза фотосинтеза

Биосинтез белка происходит в несколько этапов.

1. Транскрипция– это процесс синтеза и-РНК на матрице ДНК. Образуется незрелая про-и-РНК, содержащая как кодирующие, так и некодирующие нуклеотид-ные последовательности.

2. Затем происходит процессинг – созревание молекулы РНК: удаление из нее участков, не кодирующих белок, а так же присоединение управляющих участков.

.

Транскрипция и процессинг происходят в ядре клетки. Затем зрелая и-РНК через поры в мембране ядра выходит в цитоплазму, и начинается трансляция.

3. Трансляция – это процесс синтеза белка на матрице и РНК.

Трансляция прекращается на кодонах-терминаторах.

4Созревание белка. Вырезание из белка ненужных фрагментов, присоединение небелковых компонентов (например, гема), соединение нескольких полипептидов в четвертичную структуру.

Каждый этап биосинтеза катализируется соответствующим ферментом и обеспечивается энергией АТФ.

Реакции матричного синтеза. К реакциям матричного синтеза относят репликацию ДНК, синтез и-РНК на ДНК (транскрипцию), и синтез белка на и-РНК (трансляцию), а также синтез РНК или ДНК на РНК вирусов.

Репликация – это процесс самоудвоения молекулы ДНК, осуществляемый под контролем ферментов. Репликация происходит в синтетический период интерфазы митоза. Фермент репликаза движется между двумя цепями спирали ДНК и разрывает водородные связи между азотистыми основаниями. Затем к каждой из цепочек с помощью фермента ДНК-полимеразы по принципу комплементарности достраиваются нуклеотиды дочерних цепочек. В результате репликации образуются две идентичные молекулы ДНК. Количество ДНК в клетке удваивается. Такой способ удвоения ДНК называется полуконсервативным, так как каждая новая молекула ДНК содержит одну «старую» и одну вновь синтезированную полинуклеотидную цепь. . Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, имеющиеся в цитоплазме клеток.

Биологический смысл репликации заключается в точной передаче наследственной информации от материнской молекулы к дочерним, что в норме и происходит при делении соматических клеток.

Генетический код

Это система кодирования последовательности аминокислот белка в виде определенной последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК.

Единица генетического кода (кодон) – это триплет нуклеотидов в ДНК или РНК, кодирующий одну аминокислоту.

Всего генетический код включает 64 кодона, из них 61 кодирующий и 3 некодирующих (кодоны-терминаторы).

Кодоны-терминаторы в и-РНК: УАА, УАГ, УГА, в ДНК: АТТ, АТЦ, АЦТ.

Генетический код обладает характерными свойствами.

1. Универсальность – код одинаков для всех организмов.

2. Специфичность (Однозначность) – каждый кодон шифрует только одну аминокислоту.

3. Вырожденность – большинство аминокислот могут кодироваться несколькими кодонами. Избыточность (вырожденность): аминокислот всего 20, а триплетов, кодирующих аминокислоты – 61, поэтому каждая аминокислота кодируется несколькими триплетами.

4.Триплетность: одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Эти 3 нуклеотида в ДНК называются триплет, в иРНК – кодон, в тРНК – антикодон (но в ЕГЭ может быть и «кодовый триплет» и т.п.)

Энергетический обмен в клетке. Синтез АТФ.

Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования, т.е. присоединения неорганического фосфата к АДФ. Энергия для фосфорилирования АДФ образуется в ходе энергетического обмена.

Энергетический обмен, представляет собой совокупность реакции расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением

энергии. В зависимости от среды обитания диссимиляция может протекать в два

или три этапа.

У большинства живых организмов – аэробов, живущих в кислородной среде,

- в ходе диссимиляции осуществляется три этапа: подготовительный, бескислородный, кислородный.

У анаэробов, обитающих в среде лишенной кислорода, или у аэробов при его недостатке, диссимиляция протекает лишь в два первых этапа с образованием промежуточных органических соединений, еще богатых энергией.

Тест

1. Большинство организмов используют для клеточного дыхания в первую очередь:
а) углеводы; б) белки и углеводы; в) белки и липиды; г) липиды и углеводы.

2. Крахмал и гликоген вовлекаются в энергетический обмен:
а) непосредственно сразу; б) только лишь после того как они будут гидролизованы до дисахаридов; в) только лишь после того как они будут гидролизованы до моносахаридов; г) только лишь после того как они будут окислены до углекислого газа и воды.

3. Жиры вовлекаются в энергетический обмен:
а) постоянно, наряду с белками; б) постоянно, наряду с углеводами; в) главным образом тогда, когда израсходован запас углеводов; г) главным образом тогда, когда израсходован запас углеводов и белков.

4. Белки вовлекаются в энергетический обмен:
а) постоянно, наряду с жирами; б) постоянно, наряду с углеводами; в) главным образом тогда, когда израсходован запас углеводов; г) главным образом тогда, когда израсходован запас углеводов и жиров.

5. Гликолизом называется последовательность реакций, в результате которых:
а) крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы; б) глюкоза расщепляется на 2 молекулы пировиноградной кислоты; в) глюкоза расщепляется на 2 молекулы молочной кислоты; г) глюкоза расщепляется на углекислый газ и воду.

6. Реакции гликолиза протекают:
а) в матриксе митохондрий при аэробных условиях; б) на кристах митохондрий при аэробных условиях; в) в лизосомах при анаэробных условиях; г) в лизосомах при аэробных условиях.

7. Чистый выход АТФ в реакциях гликолиза при расщеплении 1 молекулы глюкозы составляет:
а) 2 молекулы; б) 4 молекулы; в) 36 молекул; г) 38 молекул.

8. При анаэробном дыхании пировиноградная кислота (ПВК) - продукт расщепления глюкозы, превращается в:
а) углекислый газ и воду; б) этиловый спирт и углекислый газ; в) молочную кислоту и углекислый газ; г) молочную кислоту и углекислый газ либо этиловый спирт и углекислый газ.

9. В каком случае происходит анаэробный гликолиз?
а) в эритроцитах человека; б) в матриксе митохондрий; в) в клетках мышц при накоплении молочной кислоты; г) на наружной мембране митохондрий.

10. Для какого из названных организмов анаэробный гликолиз - единственный источник АТФ?
а) волк; б) змея; в) лягушка; г) почвенные бактерии.

11. При аэробном дыхании пировиноградная кислота (ПВК) - продукт расщепления глюкозы, окисляется до:
а) углекислого газа и воды; б) этилового спирта и углекислого газа; в) молочной кислоты и углекислого газа; г) молочной кислоты и углекислого газа либо до этилового спирта и углекислого газа.

12. Непременным участником всех этапов окисления глюкозы является:
а) кислород; б) ферменты; в) энергия света; г) углекислый газ.

13. Непосредственным источником энергии для образования АТФ служат:
а) ферменты; б) вода; в) ионы водорода и электроны; г) хлорофилл.

14. Реакции цикла трикарбоновых кислот( цикл Кребса) протекают в клетке:
а) в матриксе митохондрий при аэробных условиях; б) на кристах митохондрий при аэробных условиях; в) в лизосомах при анаэробных условиях; г) в лизосомах при аэробных условиях.

Правильные ответы:1а 2в 3в 4г 5б 6в 7а 8г 9в 10г 11а 12б 13в 14а

Фотосинтез.

Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов. Организмы, которые способны из неорганических соединений синтезировать органические вещества, называют автотрофными. Фотосинтез свойственен только клеткам автотрофных организмов.Гетеротрофные организмы не способны синтезировать органические вещества из неорганических соединений.
Клетки зеленых растений и некоторых бактерий имеют специальные структуры и комплексы имических веществ, которые позволяют им улавливать энергию солнечного света.

Световая фаза фотосинтеза:

(осуществляется на мембранах тилакойдов)

1. Свет, попав на молекулу хлорофилла, поглощается им и приводит его в возбужденное состояние — электрон, входящий в состав молекулы, поглотив энергию света, переходит на более высокий энергетический уровень и участвует в процессах синтеза;

2. Под действием света так же происходит расщепление (фотолиз) воды:

протоны ( с помощью электронов) превращаются в атомы водорода и расходуются на синтез углеводов;

3. синтезируется АТФ (энергия)

4. Восстановление НАДФ ⁺ в НАДФ•Н₂ .

Что образуется: Свободный кислород, АТФ, НАДФ•Н₂

(Под действием кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно. Окисленные молекулы хлорофилла восстанавливаются, отбирая электроны у воды, находящейся во внутритилакоидном пространстве. Это приводит к распаду или фотолизу воды:

Н₂О + Q_света → Н⁺ + ОН^—.

Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционноспособные радикалы •ОН:

ОН^— → •ОН + е^—.

Радикалы •ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород:

4НО• → 2Н₂О + О₂.)

Темновая фаза фотосинтеза

(протекает в стромах хлоропластов)

собственно синтез глюкозы и выделение кислорода

Обратите внимание: темновой эта фазаназывается не потому что идет ночью — синтез глюкозы происходит, в общем-то, круглосуточно, но для темновой фазы уже не нужна световая энергия.

В темновую фазу фотосинтеза энергия, накопленная клетками в молекулах АТФ, используется на синтез глюкозы и других органических веществ. Глюкоза образуется при восстановлении углекислого газа - СО₂; с участием протонов воды и НАДФ•Н (Ц

икл Кальвина).

Что образуется: углеводы

Ведущую роль в процессах фотосинтеза играют фотосинтезирующие пигменты, обладающие уникальным свойством – улавливать свет и превращать его энергию в химическую энергию.

. Фотосинтезирующие пигменты встроены во внутреннюю мембрану пластид у эукариот или во впячивания цитоплазматической мембраны у прокариот.

Темновая фаза

В строму хлоропласта поступают из световой фазы НАДФН, АТФ и из атмосферы СО₂, протекает цикл Кальвина, в результате синтезируется глюкоза

В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др.), которые

превращаются в крахмал и запасаются растением, синтезируются мономеры

других органических соединении – аминокислоты, глицерин и жирные кислоты.

Значение фотосинтеза:

1. растительные, а точнее – хлорофиллосодержащие, клетки обеспечивают себя и все живое на Земле необходимыми органическими веществами и кислородом;

2. способствует снижению концентрации диоксида углерода в атмосфере.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: