reforef.ru
добавить свой файл
1
Прочитать полезно. К сожалению, Зайцев не переделал работу (я забыла ему послать проверенное, а Леша не напомнил). Это – первоначальный вариант. Оценка за подготовку – 4-.


Обмен веществ и превращения энергии в клетках. Билет №1

Понятие метаболизма как черты живого.

Стороны обмена веществ, их взаимосвязь.
1. Вспомним, что такое метаболизм.

(МЕТАБОЛИЗМ - это обмен веществ, химические превращения, протекающие от момента поступления питательных веществ в живой организм до момента, когда конечные продукты этих превращений выделяются во внешнюю среду. К метаболизму относятся все реакции, в результате которых строятся структурные элементы клеток и тканей, и процессы, в которых из содержащихся в клетках веществ извлекается энергия. Иногда для удобства рассматривают по отдельности две стороны метаболизма – анаболизм и катаболизм, т.е. процессы созидания органических веществ и процессы их разрушения. Анаболические процессы обычно связаны с затратой энергии и приводят к образованию сложных молекул из более простых, катаболические же сопровождаются высвобождением энергии и заканчиваются образованием таких конечных продуктов (отходов) метаболизма, как мочевина, диоксид углерода, аммиак и вода.) Дополни более кратким определением.
2. В определении метаболизма встречаются такие слова как анаболизм и катаболизм. Вспомним их значения.

(Совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений называется энергетическим обменом, диссимиляций или катаболизмом.)

(Совокупность всех процессов биосинтеза называется пластическим обменом, ассимиляцией или анаболизмом.)
3. Почему же метаболизм можно считать чертой живого организма? Может ли происходить метаболизм у неживых структур? Возьми Медникова и напиши свой ответ на этот вопрос, а не посылай подальше!

Насчет примитивного метаболизма у неживых структур можно прочитать, перейдя по следующей ссылке. Эта ссылка не работает!


Понятие метаболизма, как правило, связывают с живыми организмами.

Подробнее об эволюции метаболизма у живых организмов и их предков можно прочитать, перейдя по следующей ссылке. А по этой – не вполне корректный текст, имеющий мало отношения к заявленной теме.
4. Как уже было сказано выше, метаболизм состоит из 2-х частей, анаболизма и катаболизма. Связаны ли между собой эти стороны метаболизма или это 2 не связанных друг с другом процесса?

Обмен веществ в организме человека протекает не хаотично; он интегрирован и тонко настроен. Все превращения органических веществ, процессы анаболизма и катаболизма тесно связаны друг с другом. В частности, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогормональными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление. В организме человека, как и в живой природе вообще, не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма, подчиняющийся диалектическим закономерностям взаимозависимости и взаимообусловленности, допускающий также взаимопревращения между отдельными классами органических веществ. Подобные взаимопревращения диктуются физиологическими потребностями организма, а также целесообразностью замены одних классов органических веществ другими в условиях блокирования какого-либо процесса при патологии.

Сам-то понимаешь, чего скачал?Попробуй повторить и объяснить выделенное! А суть связи энергетического и пластического обмена не раскрыта!

5. Рассмотрим стороны обмена веществ на примере метаболизма белков, жиров и углеводов.

Схема хорошая, но что такое гликогенные и кетогенные АМК – сумеешь объяснить?

Мы видим, что пути анаболизма и катаболизма связаны. Из пройденного материала неплохо было бы вспомнить, что такое ацетил-КоА, пируват.

6. Еще один пример связи сторон метаболизма – бицикл!?!? велосипед Кребса.

Между циклом лимонной кислоты и орнитиновым циклом мочевино-образования имеются сложные связи, определяющие в известной степени скорость реакций, зависимую от энергетических потребностей клетки и концентраций конечных продуктов метаболизма. Как было показано (см. главу 12!?!?), фумаровая кислота образуется в процессе распада аргинино-янтарной кислоты, синтез которой в свою очередь требует наличия аминокислоты аспартата. Образовавшаяся фумаровая кислота (из предшественника аминокислоты аспартата) далее вступает в цикл лимонной кислоты и под действием двух ферментов этого цикла: фумаратгидратазы и малат-дегидрогеназы – превращается в оксалоацетат, который при участии специфической трансаминазы вновь превращается в аспартат, т.е. получается своеобразный аспартат-аргининоянтарный шунт цикла лимонной кислоты, соединенного с циклом мочевинообразования (рис. 15.2). Таким образом, при помощи этого необычного сцепленного механизма происходит переплетение реакций обоих циклов (мочевинообразования и ди- и трикарбоновых кислот). Этот механизм получил название «велосипед Кребса» (The "Krebs bicycle").



Несмотря на обилие названий органических кислот, смысл ясен: между ассимиляцией и диссимиляцией имеются сложные связи.

Для иллюстрации связи промежуточными продуктами лучше подыскать другой пример, скажем, связать распад углеводов с биосинтезом жиров. Сделай! Это будет ближе к нашему уровню, а то на велосипеде Кребса ты и сам недалеко уедешь!

7. Этот пункт неплох. Сформулируем общие представления о метаболизме. Сначала попробуйте придумать свой список, а уже потом сравнить его с приведенным ниже. Представления о метаболизме необходимо почерпнуть из учебников и сети Интернет во время тщательной подготовки к зачету, а не получив поверхностное о нем представление из комментариев к данному плану.

1. Метаболические пути необратимы. Распад никогда не идет по пути, который являлся бы простым обращением реакций синтеза. В нем участвуют другие ферменты и другие промежуточные продукты. Нередко противоположно направленные процессы протекают в разных отсеках клетки. Так, жирные кислоты синтезируются в цитоплазме при участии одного набора ферментов, а окисляются в митохондриях при участии совсем другого набора.

2. Ферментов в живых клетках достаточно для того, чтобы все известные метаболические реакции могли протекать гораздо быстрее, чем это обычно наблюдается в организме. Следовательно, в клетках существуют какие-то регуляторные механизмы. Открыты разные типы таких механизмов.

а) Фактором, ограничивающим скорость метаболических превращений данного вещества, может быть поступление этого вещества в клетку; именно на этот процесс в таком случае и направлена регуляция. Роль инсулина, например, связана с тем, что он, по-видимому, облегчает проникновение глюкозы во все клетки, глюкоза же подвергается превращениям с той скоростью, с какой она поступает. Сходным образом проникновение железа и кальция из кишечника в кровь зависит от процессов, скорость которых регулируется.

б) Вещества далеко не всегда могут свободно переходить из одного клеточного отсека в другой; есть данные, что внутриклеточный перенос регулируется некоторыми стероидными гормонами.

в) Выявлено два типа сервомеханизмов «отрицательной обратной связи».

У бактерий были обнаружены примеры того, что присутствие продукта какой-нибудь последовательности реакций, например аминокислоты, подавляет биосинтез одного из ферментов, необходимых для образования этой аминокислоты.Здесь укажи конкретный пример из изученного. Или исходное вещество стимулирует биосинтез ферментов для его переработки.(Тоже пример!)

В каждом случае фермент, биосинтез которого оказывается затронутым, был ответствен за первый «определяющий» этап (на схеме реакция 4) метаболического пути, ведущего к синтезу данной аминокислоты. Какой схеме?


Второй механизм хорошо изучен у млекопитающих. Это простое ингибирование конечным продуктом (в нашем случае – аминокислотой) фермента, ответственного за первый «определяющий» этап метаболического пути. И здесь без примера плохо. Сказал «а» - говори хотя бы «б», ищи пример.

Еще один тип (третий, что ли? Тогда почему выше речь про 2 способа?) регулирования посредством обратной связи действует в тех случаях, когда окисление промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот сопряжено с образованием АТФ из АДФ и фосфата в процессе окислительного фосфорилирования. Если весь имеющийся в клетке запас фосфата и (или) АДФ уже исчерпан, то окисление приостанавливается и может возобновиться лишь после того, как этот запас вновь станет достаточным. Таким образом, окисление, смысл которого в том, чтобы поставлять полезную энергию в форме АТФ, происходит только тогда, когда возможен синтез АТФ. Те же реакции цикла Кребса ингибируются избытком АТФ,

3. В биосинтетических процессах участвует сравнительно небольшое число строительных блоков, каждый из которых используется для синтеза многих соединений. Среди них можно назвать ацетилкофермент А, глицерофосфат, глицин, карбамилфосфат, поставляющий карбамильную (H2N–CO–) группу, производные фолиевой кислоты, служащие источником гидроксиметильной и формильной групп, S-аденозилметионин – источник метильных групп,(списочек-то крутоват, а?) глутаминовую и аспарагиновую кислоты, поставляющие аминогруппы, и наконец, глутамин – источник амидных групп. Из этого относительно небольшого числа компонентов строятся все те разнообразные соединения, которые мы находим в живых организмах.

4. Простые органические соединения редко участвуют в метаболических реакциях непосредственно. Обычно они должны быть сначала «активированы» путем присоединения к одному из ряда соединений, универсально используемых в метаболизме. Глюкоза, например, может подвергнуться окислению лишь после того, как она будет этерифицирована фосфорной кислотой, для прочих же своих превращений она должна быть этерифицирована уридиндифосфатом. Жирные кислоты не могут быть вовлечены в метаболические превращения прежде, чем они образуют эфиры с коферментом А. Каждый из этих активаторов либо родствен одному из нуклеотидов, входящих в состав рибонуклеиновой кислоты, либо образуется из какого-нибудь витамина. Легко понять в связи с этим, почему витамины требуются в таких небольших количествах. Они расходуются на образование «коферментов», а каждая молекула кофермента на протяжении жизни организма используется многократно, в отличие от основных питательных веществ (например, глюкозы), каждая молекула которых используется только один раз.

В заключение следует сказать, что термин «метаболизм», означавший ранее нечто не более сложное, чем просто использование углеводов и жиров в организме, теперь применяется для обозначения тысяч ферментативных реакций. Их совокупность может быть представлена как огромная сеть метаболических путей, многократно пересекающихся (из-за наличия общих промежуточных продуктов) и управляемых очень тонкими регуляторными механизмами.

Материал к комментариям был взят из сети Интернет Это неинформативно, ссылки должны быть на все источники. Некоторые ссылки были представлены в тексте. Также были использованы учебники: Общая биология (А. О. Рувинский ) и Общая биология часть 1 (М. Б. Беркенблит) И по учебникам нет ссылок. Сотвори свою схему взаимосвязи сторон метаболизма. И не надо так мудрить! Укажи ссылки хотя бы на основные Интернет- источники! И если будет не лень – поищи в сети изображения метаболических путей и сделай список ссылок.

Зайцев А.