Тема: 6. Обмен веществ и энергии в клетке.

 

       Обмен веществ и превращение энергии в клетке – основа всех проявлений ее жизнедеятельности. Пластический  и энергетический обмен. АТФ как единое универсальное энергетическое вещество. Этапы энергетического обмена. Автотрофные и гетеротрофные клетки. Фотосинтез, его темновая  и световая фазы. Биологический синтез белка. Код ДНК. Реакции матричного синтеза. Авторегуляция химической активности клеток.

 

Задания:

1. Повторить учебный материал.

2. Ответить на вопросы самоконтроля.

3. Выполнить контрольные работы.

 

 

     Вопросы для самоконтроля:

     (Обмен веществ)

1. Назовите главный источник энергии на Земле, определяющий            возможность  жизни?

2.  Из каких противоположных процессов складывается обмен веществ и  энергии в организме и клетке?

3. Что такое ассимиляция?

4. Расходуется ли энергия в процессе ассимиляции?

5. Какие вещества образуются в процессе ассимиляции?

6. Что такое диссимиляция? Почему она происходит поэтапно?

7. Что характерно для каждого этапа и как это связано с их названием?

8. Проследите последовательность преобразования крахмала и энергии в процессе диссимиляции (1,2 и 3 этапы)?

       (Фотосинтез)

1. В какой органелле растительной клетки содержится пигмент хлорофилл?

2. Каково внутреннее строение хлоропласта?

3. Какие условия необходимы для процесса фотосинтеза?

4. Из каких двух фаз состоит процесс фотосинтеза?

5. Что такое фотолиз воды?

6. Что образуется в период световой фазы?

7. Какой тип дыхания появился на Земле в связи с возникновением световых реакций фотосинтеза?

8. Почему конечные стадии фотосинтеза называют темновыми?

9. Является ли процесс фотосинтеза ферментативным?

10.  В какую фазу фотосинтеза выделяется свободный кислород?

11. Можно ли считать, что процесс фотосинтеза включает в себя два процесса – ассимиляцию и диссимиляцию?

12. Какие организмы называют автотрофными?

13. Какой способ питания появился на Земле раньше – хемотрофный или фототрофный?

14. Откуда получают органические вещества  гетеротрофные организмы?

15. Приведите примеры автотрофных организмов?

16. Каковы способы питания у зеленой водоросли, бычьего цепня, волка, человека?

17.  

Выполните контрольную работу

 

Контрольная работа № 7

 

1. В каких органеллах осуществляется процесс фотосинтеза (митохондрии, рибосомы, хлоропласты, хромопласты)?

2. Где сосредоточен пигмент хлорофилл (оболочка хлоропласта, кристы, граны)?

3. Какие лучи спектра поглощает хлорофилл (зеленые, красные, фиолетовые)?

4. При расщеплении какого соединения выделяется свободный кислород при фотосинтезе (СО2, Н2О, АТФ)?

5. В какую стадию фотосинтеза образуется свободный кислород (темновую, световую, постоянно)?

6. Что происходит с АТФ в световую фазу (синтез, расщепление)?

7. На какой стадии фотосинтеза в хлоропласте образуется первичный углевод (световая, темновая)?

8. Расщепляется ли молекула СО2  при синтезе углеводов (да, нет)?

9. Какую роль играют ферменты при фотосинтезе (нейтральную, каталитическую, расщепляющую)?

10. Имеется ли хлорофилл у хемосинтезирующих организмов (да, нет)?

11. Какой способ питания у человека (автотрофный, гетеротрофный)?

12. Какие растения создают наибольшую биомассу и выделяют большую часть кислорода (споровые, семенные, водоросли, грибы)?

 

 

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ:

 

1. Что означает название «нуклеиновые кислоты»?

2. Какие кислоты относятся к нуклеиновым?

3. Где в клетке находится ДНК?

4. Каково строение хромосомы?

5. Что такое нуклеотид?

6. Кто и когда создал модель ДНК, и какова ее общая конфигурация?

7. Из каких химических компонентов состоит нуклеотид?

8. Как связаны между собой нуклеотиды?

9. В какой период митотического цикла происходит самоудвоение молекулы ДНК?

10. В чем заключается процесс синтеза ДНК?

11. Как называется участок молекулы ДНК, несущий информацию о синтезе одного белка?

12. Что такое ген?

13. Чем отличается строение молекулу ДНК от молекулы РНК?

14. Чем отличается нуклеотиды ДНК и РНК?

15. Какие виды РНК имеются в клетке?

16. Где происходит сборка молекул РНК?

17. В какие периоды клеточного цикла происходит сборка молекул РНК?

18. Как регулируется процесс синтеза ДНК и РНК?

 

Выполните контрольную работу

 

Контрольная работа № 8

 

1. Какова функция нуклеиновых кислот в клетке (хранение и передача наследственных свойств, контроль за синтезом белка, регуляция биохимических процессов, деление клетки)?

2. Что представляет собой мономер нуклеиновых кислот (аминокислота, нуклеотид, молекула белка)?

3. Что входит в состав нуклеотида (аминокислота, азотистое основание, остаток фосфорной кислоты, углевод)?

4. К каким веществам относится рибоза (белок, жир, углевод)?

5. Какие вещества входят в состав ДНК (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин, фосфорная кислота, рибоза, дезоксирибоза)?

6. Какую спираль представляет собой молекула ДНК (одинарная, двойная)?

7. Чему соответствует информация одного триплета ДНК (аминокислоте, белку, гену)?

8. С какой из структур ядра связано образование всех видов РНК (ядерная оболочка, ядрышко, хромосомы, ядерный сок)?

9. Какая из структур ядра содержит информацию о синтезе одного белка (молекула ДНК, ген, нуклеотид, триплет)?

10. Когда происходит образование молекулы ДНК (интерфаза, профаза, метафаза)?

11. Какая из нуклеиновых кислот имеет наибольшую длину и молекулярную массу (ДНК, РНК)?

 

СИНТЕЗ БЕЛКА В КЛЕТКЕ

Вопросы по теме

1. Какие условия необходимы для синтеза белка?

2. 2Какова роль ДНК в процессе биосинтеза белка?

3. Каким образом происходит передача информации с ДНК на РНК?

4. Какова роль и- РНК в процессе биосинтеза белка?

5. Где образуется и какие функции выполняет т- РНК?

6. Чему соответствует разнообразие т- РНК и как это выражено количественно?

7. Что представляет собой антикодон у т- РНК?

8. Сколько видов аминокислот принимает участие в синтезе белка?

9. Каково строение рибосомы, где они образуются и размещаются?

10. Что такое полисома?

11. Какой процесс происходит на рибосоме?

12. Какой процесс при биосинтезе белка называют трансляцией?

13. Что представляет собой полипептидная цепь?

14. Что представляет собой мономер белковой молекулы?

15. Какая структура белка формируется из полипептидной цепи?

16. Почему синтез белка в живой клетке называют матричным?

17. Воспроизведите этапы биосинтеза молекулы белка на рибосоме, в хромосоме, в каналах ЭПС?

 

Выполните контрольную работу

 

Контрольная работа № 9

 

1. Какие компоненты клетки непосредственно участвуют в биологическом синтезе белка (ядрышко, рибосома, ядерная оболочка, хромосомы)?

2. Какова функция ДНК в синтезе белка (самоудвоение, транскрипция информации на и- РНК, синтез т- РНК и и- РНК)?

3. Чему соответствует информация одного гена (белок, аминокислота, ген)?

4. Какая структура ядра содержит информацию о синтезе одного белка (молекула ДНК, триплет нуклеотидов, ген)?

5. Какие компоненты составляют тело рибосомы (мембраны, белки, углеводы, РНК, жиры)?

6. Чему соответствует код триплета и- РНК (аминокислоте, белку)?

7. Сколько аминокислот участвует в синтезе белков (100, 30, 20, 10)?

8. Что образуется в рибосоме в процессе синтеза белка (белок третичной структуры, белок вторичной структуры, белок первичной структуры)?

9. Где формируются структуры молекулы белка (рибосома, матрикс цитоплазмы, каналы ЭПС)?

 

 Генетический код

 

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У (А)	Ц (Г)	А (Т)	Г (Ц)
У (А)	Фен Фен Лей Лей	Сер Сер Сер Сер	Тир Тир ---- ----	Цис Цис ---- Три	У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)
Ц (Г)	Лей Лей Лей Лей	Про Про Про Про	Гис Гис Глн Глн	Арг Арг Арг Арг	У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)
А (Т)	Иле Иле Иле Мет	Тре Тре Тре Тре	Асн Асн Лиз Лиз	Сер Сер Арг Арг	У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)
Г (Ц)	Вал Вал Вал Вал	Ала Ала Ала Ала	Асп Асп Глу Глу	Гли Гли Гли Гли	У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)

 

Пользоваться таблицей просто. Первый нуклеотид в триплете берется из левого вертикального ряда, второй – из верхнего горизонтального и третий – из право вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трех нуклеотидов, и находится искомая аминокислота. Допустим, нужно узнать, о какой аминокислоте несет информацию триплет УГГ в и- РНК. Слева по вертикали берем У, сверху – Г, справа по вертикали – Г. Линии пересекаются на «Три», т.е. триптофан. В ДНК эта аминокислота закодирована триплетом АЦЦ.

Используя свои знания по теме «Биосинтез белка», решите задачи:

Пример решения задач.

Задача:

Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида имеет следующее строение:

       А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Ц-Ц-А-А-Г-Г-А

Определить последовательность аминокислот в полипептиде?

Решение:

Пишем кодирующую цепь ДНК и сверху от нее выстраиваем не кодирующую цепь ДНК, а снизу и- РНК (по принципу комплементарности).

 

ДНК       Т – Г – Г – Т – А – Г – Ц – А – Г – Г – Т – Т – Ц – Ц - Т

               А – Ц – Ц – А –Т – Ц – Г – Т – Ц – Ц – А –А – Г – Г – А  код. Цепь

_______________________________________________________

и- РНК   У – Г –Г – У – А – Г  - Ц – А – Г – Г – У – У –Ц –Ц – У

Определяем последовательность аминокислот в полипептидной цепи по таблице генетического кода

УГГ – триптофан            ГУУ – Валин

УАУ – тирозин               ЦЦУ – пролин

ЦАГ – глутамин

 

Решите задачи:

 

1. Полипептид состоит из следующих аминокислот: Валин – аланин –          глицин – лизин – триптофан – валин – серин.

а) Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь;

б) Как изменится структура белка, если из кодирующего участка ДНК удалить 5-й и 13-й нуклеотиды;

в) Какие изменения произойдут в строении белка, если в кодирующем его участке ДНК между 10-м и 11-м нуклеотидом включить цитозин, между 13-м и 14-м – Тимин, а в конце включить аденин.

      

2.Четвертый пептид в нормальном гемоглобине состоит из следующих аминокислот: Валин, гистидин, лейцин, треонин, пролин, глутаминовая кислота, лизин. У больного серповидно- клеточной анемией состав следующий: Валин, гистидин, лейцин, треонин, пролин, глутаминовая кислота, лизин. Определите изменения в участке цепи ДНК, приводящие к заболеванию?

 

 Вставьте пропущенные компоненты реакции: Дайте формулировку этому    процессу. Опишите его основные этапы:

 

6 СО2 + 6 Н2О +…..= С6Н12О6 + …..

 

Дать определение:

Гликолиз –

Дыхание –

Фотолиз –

Ассимиляция –

Диссимиляция –

Хемосинтез –

Аэробы –

Анаэробы –

Автотрофы –

Гетеротрофы –

Миксотрофы –

Анаболизм –

Катаболизм –

Метаболизм –

Паразитизм –

Сапрофиты –

 

Вопросы для самоконтроля. (Обобщение)

 

1. Какие из перечисленных положений составляют основу клеточной теории:

а) все организмы состоят из клеток;

б) все клетки образуются из клеток;

в) все клетки образуются из неживой материи.

2. Что представляют собой доклеточные организмы:

а) ядро;

б) цитоплазма;

в) молекула ДНК или РНК, покрытая белковой оболочкой.

3. Какой способ питания характерен для вирусов:

       а) паразитный;

       в) сапрофитный.

4. Какие организмы  относятся к одноклеточным ядерным:

       а) бактерии;

       б) амеба;

       в) хламидомонада;

       г) инфузория туфелька.

5. Какие организмы являются многоклеточными:

       а) кишечнополостные;

       б) бурые водоросли;

       в) бактерии;

6. Какие вещества входят в состав мембран:

       а) белки;

       б) нуклеиновые кислоты;

       в) фосфолипиды;

       г) углеводы.

7. Какие органеллы не имеют мембранного строения:

       а) митохондрии;

       б) рибосомы;

       в) пластиды;

       г) аппарат Гольджи.

8.  Какие органеллы имеют двух мембранное строение:

       а) пластиды;

       б) рибосомы;

       г) митохондрии;

       г) аппарат Гольджи.

9. В каких органеллах растительных клеток происходит синтез АТФ:

       а) хлоропласты;

       б) митохондрии;

       в) рибосомы.

10. В каких органеллах происходит только синтез белка:

       а) пластиды;

       б) рибосомы;

       в) митохондрии;

       г) аппарат Гольджи.

11. В каких органеллах содержится пигмент- хлорофилл и каротиноиды:

       а) митохондрии;

       б) хлоропласты;

       в) лейкопласты;

       г) хромопласты.

12. Какие компоненты входят в состав ядра:

       а) митохондрии;

       б) хромосомы;

       в) ядрышко;

       г) пластиды.

13. Какой процесс осуществляется в хромосомах:

       а) фотосинтез;

       б) синтез белка;

       в) синтез ДНК;

       г) синтез АТФ.

14. Какие образования являются включениями у растительной клетки:

       а) зерна крахмала;

       б) зерна белка;

       в) вакуоли;

       г) капли жира;

       д) рибосомы;

       е) пластиды.

15. Какую функцию выполняет вакуоль растительной клетки:

       а) запасающая;

       б) выделительная;

       в) осморегулирующая;

       г) пищеварительная.

16. Какие химические элементы входят в состав любых клеток:

       а) О;                  г) N;

       б) С;                  д) К;

       в) Н;                  е) Р.

17. Какие углеводы характерны для животной клетки:

       а) крахмал;

       б) целлюлоза;

       в) гликоген.

18. Какова функция нуклеиновых кислот:

       а) хранение и передача наследственной информации;

       б) контроль за синтезом белка;

       в) регуляция биохимических процессов;

       г) деление клеток.

19. Что представляет собой мономер нуклеиновых кислот:

       а) аминокислота;

       б) нуклеотид;

       б) молекула белка.

20. Что входит в состав нуклеотида:

       а) аминокислота;

       б) азотное основание;

       в) остаток фосфорной кислоты;

       г) углевод.

21. Чему соответствует информация одного триплета ДНК:

       а) аминокислота;

       б) белок;

       в) ген.

22. Какая структура ядра содержит информацию о синтезе одного полипептида:

       а) молекула ДНК;

       б) ген;

       в) нуклеотид;

       г) триплет нуклеотидов.

23. Когда происходит самоудвоение ДНК:

       а) интерфаза;

       б) профаза;

       в) метафаза.

24. Какие компоненты клетки непосредственно участвуют в синтезе белка:

       а) рибосомы;

       б) ядрышко;

       в) ядерная оболочка;

       г) хромосомы.

25. Чему соответствует информация одного гена:

       а) ген;

       б) полипептид;

       в) р- РНК;

       г) т- РНК.

26. Какая структура ядра содержит информацию о синтезе одного полипептида:

       а) молекула ДНК;

       б) триплет нуклеотидов;

       в) ген.

27. Что образуется в рибосоме в процессе биосинтеза белка:

       а) белок 3-й структуры;

       б) белок 2-й структуры;

       в) полипептидная цепь.

28. Где синтезируется АТФ в клетке:

       а) рибосома;

       б) митохондрии

       в) аппарат Гольджи.

29. При расщеплении какого соединения выделяется свободный кислород при

     фотосинтезе:

       а) СО2;

       б) Н2О;

       в) АТФ;

       г) С6Н12О6.

30. В каких органеллах клетки осуществляется процесс фотосинтеза:

       а) митохондрии;

       б) рибосомы;

       в) хлоропласты;

       г) хромопласты.