Властивості живого організму, основні положення клітинної теорії. Осмотические активні речовини рослинної клітини. Темнова стадія фотосинтезу, роль дихання в обміні речовин рослинного організму. Хімічна природа і характер дії дегидрогеназ.
Короткий сожержаніе матеріалу:
Сутність життя та характерні властивості живого організму.
Клітка як носій життя
Життя - активна форма існування матерії, в деякому сенсі вища в порівнянні з її фізичної і хімічної формами існування; сукупність фізичних і хімічних процесів, що протікають в клітині, що дозволяють здійснювати обмін речовин і розподіл клітини (мітоз). Основний атрибут живої матерії # 63; генетична інформація, яка використовується для реплікації. Поза клітини життя не існує, віруси виявляють властивості живої матерії тільки після перенесення генетичного матеріалу в клітину. Пристосовуючись до навколишнього середовища, жива клітина формує все різноманіття живих організмів.
Також під словом «життя» розуміють період існування окремо взятого організму від моменту виникнення до його смерті.
Усюди, де виникала життя, були знайдені білки. Вони складають структурну основу протоплазми клітини, біокаталізаторів (ферментів), допоміжних матеріалів, відіграють вирішальну роль у всіх життєвих процесах, і виконують найрізноманітніші функції.
Обмін речовин складається в асиміляції і дисиміляції, тобто синтезу і розпаду. Кожному організму властива спадковість. Вона забезпечує певний порядок обміну речовин, який історично склався під безпосереднім впливом зовнішніх умов. Крім того, організму властива вибірковість. Вона визначається в потреби в певних умовах, необхідних для росту і розвитку рослинного організму. Вибірковість характерна для живого і цим відрізняє його від неживого.
Клітка. елементарна жива система, здатна до самостійного існування, самовідтворення і розвитку; основа будови і життєдіяльності всіх тварин і рослин.
Основні положення клітинної теорії
Сучасна клітинна теорія включає такі основні положення:
1. Клітина - одиниця будови, життєдіяльності, зростання і розвитку живих організмів, поза клітиною життя немає;
2. Клітка - єдина система, що складається з безлічі закономірно пов'язаних один з одним елементів, що представляють собою певне цілісне утворення;
3. Клітини всіх організмів подібні за своїм хімічним складом, будовою і функціями;
4. Нові клітини утворюються тільки в результаті поділу вихідних клітин;
5. Клітини багатоклітинних організмів утворюють тканини, тканини утворюють органи. Життя організму в цілому обумовлена взаємодією складових його клітин;
6. Клітини багатоклітинних організмів мають повний набір генів, але відрізняються один від одного тим, що у них працюють різні групи генів, наслідком чого є морфологічний і функціональний різноманітність клітин - диференціювання.
Таким чином, клітина є елементарною одиницею повноцінної живої системи. Клітку слід вважати найважливішим етапом розвитку живого з неживого. Вона є морфологічної і фізіологічної структурою, елементарною одиницею рослинних і тваринних організмів.
Осмотические активні речовини рослинної клітини. Тургор.
Втративши при Плазмоліз і завядания
Осмос (від грец. Фsmуs - поштовх, тиск), дифузія речовини, зазвичай розчинника, через напівпроникну мембрану, що розділяє розчин і чистий розчинник або два розчини різної концентрації.
Тургор тканин - напружений стан оболонок живих клітин.
Тургор обумовлюється трьома факторами: внутрішнім осмотичним тиском клітини, яке викликає напругу клітинної оболонки, зовнішнім осмотичним тиском, а також пружністю клітинної оболонки.
Рослинна клітина являє собою осмотичну систему. Пектоцеллюлозная оболонка добре проникна як для води, так і для розчинених речовин. Однак плазмалемма і тонопласт володіють виборчої проникністю, легко пропускають воду і менш проникні, а в деяких випадках непроникні для розчинених речовин. У цьому можна переконатися, розглянувши явища плазмолізу і тургору.
Якщо помістити клітку в розчин більш високої концентрації, ніж в клітці, то під мікроскопом видно, що цитоплазма відстає від клітинної оболонки. Особливо гостро це проявляється на клітці з пофарбованим клітинним соком. Клітинний сік залишається всередині вакуолі, а між цитоплазмою і оболонкою утворюється простір, заповнений зовнішнім розчином.
Явище відставання цитоплазми від клітинної оболонки отримало назву плазмолізу. Плазмоліз відбувається в результаті того, що під впливом більш концентрованого зовнішнього розчину вода виходить з клітки (від свого більшого хімічного потенціалу до меншого), тоді як розчинені речовини залишаються в клітці. При приміщенні клітин в чисту воду або в слабо концентрований розчин вода надходить в клітку. Кількість води в клітці збільшується, обсяг вакуолі зростає, клітинний сік тисне на цитоплазму і притискає її до клітинної оболонці. Під впливом внутрішнього тиску клітинна оболонка розтягується, в результаті клітина переходить в напружений стан - тургор.
Спостереження за явищами плазмолізу і тургору дозволяють вивчити багато властивостей клітини. Явище плазмолізу показує, що клітина жива і цитоплазма зберегла напівпроникливості. У мертвих клітинах мембрана не володіє напівпроникливості, не контролює потоки речовин, і осмотичний вихід води не відбувається. За швидкістю і формі плазмолізу можна судити про в'язкості цитоплазми. Нарешті, явище плазмолізу дозволяє визначити величину осмотичного потенціалу в клітці (плазмолітіческій метод).
Темнова стадіяфотосінтеза. заслуга М.Кальвіна
Фотосинтез (від грец. Цщфп- - світло і уеніеуйт - синтез, поєднання, приміщення разом) - процес утворення органічних речовин з вуглекислого газу і води на світлі за участю фотосинтетичних пігментів (хлорофіл у рослин, бактеріохлорофіл і бактеріородопсин у бактерій). У сучасній фізіології рослин під фотосинтезом частіше розуміється фотоавтотрофної функція - сукупність процесів поглинання, перетворення та використання енергії квантів світла в різних ендергоніческіх реакціях, в тому числі перетворення вуглекислого газу в органічні речовини.
У темновой стадії за участю АТФ і НАДФН відбувається відновлення CO2 до глюкози (C6 H12 O6). Хоча світло не потрібно для здійснення даного процесу, він бере участь в його регуляції.
С3-фотосинтез, цикл Кальвіна.
Цикл Кальвіна, цикл Кальвіна - серія біохімічних реакцій, здійснювана при фотосинтезі рослинами (в стромі хлоропластів), ціанобактеріями, прохлорофітамі і пурпуровими бактеріями, а також багатьма бактеріями-хемосинтетиками, є найбільш поширеним з механізмів автотрофної фіксації CO2.
З 1940-х рр. працював над проблемою фотосинтезу; до 1957 за допомогою CO2. меченного по вуглецю, з'ясував хімізм засвоєння рослинами CO2 (відновний карбоновий ціклКальвіна) при фотосинтезі.
Цикл Кальвіна або Цикл Кальвіна складається з трьох стадій:
c) регенерація акцептора CO2.
На першій стадії до рибулозо-1,5-біфосфат приєднується CO2 під дією ферменту рібулозобісфосфат-карбоксилаза / оксигенази. Цей білок становить основну фракцію білків хлоропласта і імовірно найбільш поширений фермент в природі. В результаті утворюється проміжне нестійке з'єднання, що розпадається на дві молекули 3-фосфоглицериновой кислоти (ФГК).
У другій стадії ФГК в два етапи відновлюється. Спочатку вона фосфорилюється АТФ під дією фосфорогліцерокінази з утворенням 1,3-дифосфогліцеринової кислоти (ДФГК), потім при впливі тріозофосфатдегідрогенази і НАДФН ацил-фосфатна група ДФГК дефосфорилюється і відновлюється до альдегідної і утворюється глицеральдегид-3-фосфат - фосфорілірованний вуглевод (ФГА).
У третій стадії беруть участь 5 молекул ФГА, які через освіту 4-, 5-, 6- і 7-вуглецевих сполук об'єднуються в 3 5-вуглецевих рибулозо-1,5-біфосфату, для чого необхідні 3АТФ.
Нарешті, дві ФГА необхідні для синтезу глюкози. Для освіти однієї її молекули потрібно 6 обертів циклу, 6 CO2, 12 НАДФН і 18 АТФ.
При низькій концентрації розчиненого в стромі CO2 рібулозобіфосфаткарбоксілаза каталізує реакцію окислення рибулозо-1,5-біфосфату і його розпад на 3-фосфогліцеріновую кислоту і фосфогліколевую кислоту, яка вимушено використовується в.