Нуклеиновые кислоты до нуклеотидов и т. д.

При этом выделяется энергия в виде тепла.     

На уровне организма подготовительный этап происходит в пищеварительном тракте, на уровне клетки – в лизосомах.

2. Бескислородный этап (гликолиз, анаэробный) – многоступенчатый ферментативный процесс расщепления глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК, пируват), 2 молекул АТФ и восстанов­ленной формы переносчика водорода (НАДН), с образованием промежуточ­ных продуктов. Процесс осуществляется в цитоплазме без участия кислорода, с мембранами не связан.

С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Ф + 2НАД+ = 2С₃Н₄О₃+ 2АТФ + 2НАД · Н₂

^{глюкоза                                                                              ПВК}

При этом 40 % энергии запасается в виде АТФ, а 60 % энергии рассеи­вается в виде тепла.

При отсутствии кислородау дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сна­чала образуется уксусный альдегид, а затем этиловый спирт:

С₃Н₄О₃ →СН₃СОН + СО₂↑

   ^{ПВК       уксусный альдегид}

СН₃СОН + НАД · Н₂ → С₂Н₅ОН + НАД+;

                                                   ^{этиловый спирт}

3. Кислородный этап (биологическое окисление, аэробное дыхание) – полное ферментативное расщепление ПВК до углекислого газа и воды, с образованием 36 молекул АТФ. Наблюдается только у аэробных организмов. Происходит в митохондриях: в матриксе – образование СО₂; на кристах – окисление водорода, образование Н₂О, синтез АТФ. Этот процесс включает: цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса);заключительную стадию окисления – элек­тронно-транспортную цепь.

2С₃Н₄О₃ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 36АТФ

Общая формула анаэробного и аэробного этапов:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ + 38АДФ + 38Ф → 6СО₂ + 38АТФ + 44Н₂О.

Различия между фотосинтезом и аэробным дыханием

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ. МИТОЗ. МЕЙОЗ

Общее понятие о клеточном цикле. Интерфаза

Клеточный цикл– это период жизнедеятельности клетки от момента ее появления до последующего деления или смерти. Компонентом клеточного цикла является митотический цикл, который включает период подготовки клетки к делению (интерфазу)исобственно деление – митоз(средняя продолжительность 6–12 часов).

Интерфаза– период жизнедеятельности клетки между делениями. Занимает 90% всего времени клеточного цикла. Периоды интерфазы:

1. Пресинтетический (G₁-период),в котором происходит подготовка к репликации (самоудвоению) ДНК.

Он включает: синтез белков, ферментов, необходимых для образования РНК, и веществ, входящих в состав ДНК; синтез РНК; образование рибосом; синтез АТФ; образование органелл, рост клетки до «критической массы цитоплазмы»; образование веществ, подавляющих или стимулирующих начало следующей фазы. Хромосома пресинтетического периода – однохроматидная, с генетическим набором 2n2с, где n – число хромосом, с – количество ДНК.

2. Синтетический (S-периoд),в котором происходит репликация
ДНК полуконсервативным способом.

Вначале периода хромосомы – однохроматидные(образованы одной хроматидой, 2n2с). После репликации ДНК – двухроматидные(состоят из двух одинаковых хроматид, 2n4с).

3. Постсинтетический (G₂-период), в котором происходит подготовка клетки к делению.

Включает в себя: синтез белка; образование митотического аппарата; синтез АТФ; синтез РНК; синтез белков, определяющих деление клетки; увеличение массы цитоплазмы; резкое возрастание объема ядра. Хромосома – двухроматидная, с генетическим набором 2n4с.

Митоз

Митоз– это непрямое деление клетки, при котором происходит равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками (рис. 20).

Особенности митоза:основной способ деления эукариотической клетки; образуется веретено деления; происходит удвоение и равномерное распределение генетического материала; равномерное деление цитоплазмы.

Биологическое значение митоза– обеспечение точной передачи наследственной информации каждому из дочерних ядер. Число хромосом в обеих дочерних клетках равно числу хромосом материнской клетки.

Митоз включает четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.По времени занимает в среднем 10% от времени митотического цикла.

1. Профаза (2n4с)– самая продолжительная фаза митоза, в которой происходит конденсация хромосом и формирование митотического аппарата.

Во время профазы происходит: спирализация хромосом; разрушение ядерной оболочки и ядрышек; формирование митотического аппарата: расхождение центриолей к противоположным сторонам (полюсам клетки), между которыми образуется веретено деления.

2.Метафаза (2n4с)– выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости (метафазная пластинка). Во время метафазы происходит: движение хромосом к веретену, прикрепление их центромер к нитям митотического аппарата; выстраивание хромосом по экватору веретена деления клетки.                                                                     

3.Анафаза (4n4с)– стадия расхождения хроматид к полюсам клетки. При этом происходит: деление центромер; образование однохроматидных дочерних хромосом, которые движутся к противоположным полюсам митотического аппарата; в клетке находится два диплоидных набора.

    4. Телофаза (4n4с – 2n2с в каждой клетке) – происходит: разрушение митотического аппарата; разделение клетки (цитокинез); дочерние хромосомы деспирализуются; образование ядерных мембран; восстановление ядрышек.

В результате из клетки с набором 4n4собразуются две дочерние клетки с набором генетического материала 2n2скаждая.

Значение митоза. Митоз обеспечивает:

1. Постоянство хромосомного набора в ряду поколений клеток.

2. Точную передачу наследственной информации.

3. Увеличение числа клеток, т. е. механизм роста и развития организма.

4. Способ регенерации клеток.

5. Является основой бесполого размножения.

     Нарушение нормального течения и неправильное распределение хромосом между дочерними клетками приводит к возникновению клеток с несбалансированными кариотипами (мутациям).

     Амитоз– это прямое деление клетки надвое, путем перетяжки. Особенности амитоза: ядро находится в интерфазном состоянии; хромосомы не выявляются; веретено деления не образуется; равномерного распределения генетического материала не происходит (из одной клетки образуются две не идентичные друг другу); возникают дву- и многоядерные клетки; образовавшиеся клетки делиться митотически не могут.

В норме у человека амитоз встречается в клетках специализированных тканей (зародышевые оболочки, фолликулярные клетки яичника), при необходимости быстрого восстановления тканей (после операций, травм и т. д.), в отживших стареющих клетках и др.

Мейоз

Мейоз– это редукционное деление, в результате которого происходит редукция числа хромосом с диплоидного (2n) до гаплоидного (n).

Мейоз – способ деления, возникновение которого связано с появлением полового размножения (созревание гамет), поэтому его называют делением созревания. Он происходит при образовании гамет у животных и спор у растений, грибов и включает два последовательных деления ядра. В каждом делении выделяют четыре стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза с индексами I или II (рис. 21).