 |
18.Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика
|
|
|
|
18. Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика
| Признак сравниния | Прокариоты | Эукариоты |
| Наличие ядра и природа наследственного материала | Отсутствует, участок цитоплазмы с наследственым материалом (одна крупная кольцевая молекула ДНК плюс мелкие плазмиды) - нуклеоид | Присутствует. Наследственный материал - несколько пар линейных хромосом |
| Наличие мембранных органоидов | Отсутствуют, вместо них впячивания мембраны - мезосомы | Присутствуют. Пластиды и митохондрии, имеющие эндосимбиотическое происхождение |
| Размножение | Прямое деление надвое с удвоением ДНК | Митоз/мейоз |
| Питание | Гетеротрофное, автотрофное; голофитное | Гетеротрофное, автотрофное; голофитное, голозойное |
| Синтетический аппарат | Рибосомы 70S | Рибосомы 80S (у митохондрий и пластид - 70S) |
| Клеточная стенка | Либо Гр+, либо Гр-, либо отсутствует. Если есть, состоит преимущественно из муреина и пектина | Целлюлозная у растений, хитиновая у грибов, отсутствует у животных |
| Цитоплазма | В наличии | |
| Цитоскелет | + | - |
19. Общая характеристика обмена веществ. Ассимиляция. Диссимиляия.
Метаболизм, или обмен веществ – совокупность всех химических реакций, протекающих в организме для поддержания его жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Метаболизм обычно делят на 2 стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию, то есть происходят процессы диссимиляции, а в процессах анаболизма (при ассимиляции) — более сложные вещества синтезируются из более простых с затратами энергии.
|
|
|
Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии ферментов, одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие.
Ферменты играют важную роль в метаболических процессах, потому что:
А) действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;
Б) позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.
Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определённая молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных. Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.
Все живые организмы можно разделить на восемь основных групп в зависимости от используемого: источника энергии, источника углерода и донора электронов (окисляемого субстрата).
1. В качестве источника энергии живые организмы могут использовать: энергию света (фото-) или энергию химических связей (хемо-). Дополнительно для описания паразитических организмов, использующих энергетические ресурсы хозяйской клетки, применяют термин паратроф.
2. Помимо источника энергии живым организмам также требуется донор электронов, окисляемое вещество от которого отрывается электрон, который используется для синтеза органики. В качестве донора электронов (восстановителя) живые организмы могут использовать: неорганические вещества (лито-) или органические вещества (органо-).
3. В качестве источника углерода живые организмы используют: углекислый газ (авто-) или органические вещества (гетеро-). Иногда термины авто- и гетеротроф используют в отношении других элементов, которые входят в состав биологических молекул в восстановленной форме (например азота, серы). В таком случае «автотрофными по азоту» организмами являются виды, использующие в качестве источника азота окисленные неорганические соединения (например растения; могут осуществлять восстановление нитратов). А «гетеротрофными по азоту» являются организмы, не способные осуществлять восстановление окисленных форм азота и использующие в качестве его источника органические соединения (например животные, для которых источником азота служат аминокислоты).
|
|
|
Название типа метаболизма формируется путём сложения соответствующих корней и добавлением в конце корня -троф-:
0. Тип метаболизма
a. Источник энергии
b. Природа донора электронов
c. Природа источника углерода
d. Примеры
1. Фотоорганогетеротрофы
a. Свет
b. Органическая
c. Органическая
d. Пурпурные (несерные) бактерии, галобактерии, некоторые цианобактерии
2. Фотоорганоавтотрофы
a. -//-
b. -//-
c. Неорганическая
d. Некоторые пурпурные бактерии
3. Фотолитогетеротрофы
a. -//-
b. Неорганическая
c. Органическая
d. Некоторые циано-, пурпурные и зеленые бактерии, гелиобактерии
4. Фотолитоавтотрофы
a. -//-
b. -//-
c. Неорганическая
d. Высшие растения, водоросли, цианобактерии, пурпурные серные бактерии, зеленые бактерии
5. Хемоорганогетеротрофы
a. Энергия химических связей
b. Органическая
c. Органическая
d. Животные, грибы, большинство микроорганизмов-редуцентов
6. Хемоорганоавтотрофы
a. -//-
b. -//-
c. Неорганическая
d. Бактерии, специализировавшиеся на окислении трудноусвояемых веществ, например, метилотрофы, окисляющие муравьиную кислоту
7. Хемолитогетеротрофы
a. -//-
b. Неорганиеская
c. Органическая
d. Археи-метаногены, водородные бактерии
8. Хемолитоавтотрофы
a. -//-
b. -//-
c. Неорганическая
d. Железобактерии, водородные бактерии, нитрифицирующие бактерии, серобактерии.
Ассимиляция.
Анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергии. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых предшественников. Анаболизм включает три основных этапа, каждый из которых катализируется специализированным ферментом. На первом этапе синтезируются молекулы-предшественники, например аминокислоты, моносахариды, терпеноиды и нуклеотиды. На втором этапе предшественники с затратой энергии АТФ преобразуются в активированные формы. На третьем этапе активированные мономеры объединяются в более сложные молекулы, например белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.
|
|
|
Не все живые организмы могут синтезировать все биологически активные молекулы. Автотрофы (например растения) могут синтезировать сложные органические молекулы из таких простых неорганических низкомолекулярных веществ, как углекислый газ и вода. Гетеротрофам необходим источник более сложных веществ, таких как моносахариды и аминокислоты, для создания более сложных молекул. Организмы классифицируют по их основным источникам энергии: фотоавтотрофы и фотогетеротрофы получают энергию из солнечного света, в то время как хемоавтотрофы и хемогетеротрофы получают энергию из неорганических реакций окисления.
Диссимиляция.
Катаболизмом называют метаболические процессы, при которых расщепляются относительно крупные органические молекулы сахаров, жиров, аминокислот. В ходе катаболизма образуются более простые органические молекулы, необходимые для реакций анаболизма (биосинтеза). Часто именно в ходе реакций катаболизма организм мобилизует энергию, переводя энергию химических связей органических молекул, полученных в процессе переваривания пищи, в доступные формы: в виде АТФ, восстановленных коферментов и трансмембранного электрохимического потенциала. Термин катаболизм не является синонимом «энергетического обмена»: у многих организмов (например у фототрофов) основные процессы запасания энергии не связаны напрямую с расщеплением органических молекул. Классификация организмов по типу метаболизма может быть основана на источнике получения энергии, что отражено в предыдущем разделе. Энергию химических связей используют хемотрофы, а фототрофы потребляют энергию солнечного света. Однако все эти различные формы обмена веществ зависят от окислительно-восстановительных реакций, которые связаны с передачей электронов от восстановленных доноров молекул, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород, на акцепторные молекулы, такие как кислород, нитраты или сульфат. [31] У животных эти реакции сопряжены с расщеплением сложных органических молекул до более простых, таких как двуокись углерода и воду. В фотосинтезирующих организмах — растениях и цианобактериях — реакции переноса электрона не высвобождают энергию, но они используются как способ запасания энергии, поглощаемой из солнечного света.
|
|
|
Катаболизм у животных может быть разделён на три основных этапа. Во-первых, крупные органические молекулы, такие как белки, полисахариды и липиды, расщепляются до более мелких компонентов вне клеток. Далее эти небольшие молекулы попадают в клетки и превращается в ещё более мелкие молекулы, например ацетил-КоА. В свою очередь, ацетильная группа кофермента А окисляется до воды и углекислого газа в цикле Кребса и дыхательной цепи, высвобождая при этом энергию, которая запасается в форме АТР.
|
|
|
