Задание 16. «Зачет. Обмен веществ».

Запишите номера вопросов и дайте ответ одним предложением:

1. Автотрофы? На какие группы они делятся? Гетеротрофы?

2. Что такое ассимиляция? Что такое диссимиляция?

3. Сколько кодовых триплетов кодируют 20 видов аминокислот?

1. Какие реакции в биосинтезе белка можно отнести к реакциям матричного синтеза?

5. Универсальность генетического кода, что это значит?

6. Неперекрываемость генетического кода, что это значит?

7. Что такое ген?

8. Участок ДНК 300 000 нуклеотидов. Сколько нуклеотидов нужно для репликации? Транскрипции?

9. Что необходимо для транскрипции?

10. Что находится в начале и в конце зрелой иРНК?

11. Что необходимо для трансляции?

12. На какие этапы можно разделить трансляцию?

13. Где используется энергия АТФ при трансляции?

14. В каком направлении движется РНК-полимераза по кодогенной цепи?

1. С какой аминокислоты начинается синтез любого белка?

16. Напишите общую формулу фотосинтеза.

17. Что происходит в световую фазу фотосинтеза?

18. Где находятся протонные резервуары в хлоропласте?

19. Что происходит в темновую фазу фотосинтеза?

20. У каких организмов только фотосистема 1?

21. У каких организмов впервые появляется фотосистема 2?

22. Что такое хемосинтез? Кто открыл хемосинтетиков?

23. Какие организмы относятся к хемоавтотрофам?

24. Какие три этапа энергетического обмена вам известны?

25. Продукты гидролиза белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот на подготовительном этапе?

26. Что происходит с энергией, выделяющейся на подготовительном этапе энергообмена?

27. Где расположены ферменты бескислородного этапа энергообмена?

28. Какие продукты и сколько энергии образуется при гликолизе моль глюкозы?

1. Что происходит с ПВК в животных клетках при недостатке кислорода?
2. Что происходит с ПВК в клетках грибов при недостатке кислорода?

31. Что происходит с ПВК в матриксе митохондрий?

32. Сколько АТФ образуется при дегидрировании и декарбоксилировании ацетильной группы в цикле Кребса?

33. Сколько пар атомов водорода транспортируется на дыхательную цепь при полном дегидрировании 2 молекул ПВК?

34. Какие ферменты перекачивают протоны в протонный резервуар митохондрий?

35. Сколько моль АТФ образует АТФ-синтетаза митохондрий в расчете на полное разрушение моль глюкозы?

36. Напишите общую формулу энергетического обмена.

Задание 17. «Обмен веществ». Важнейшие термины и понятия:

Дайте определение терминам или раскройте понятия (одним предложением, подчеркнув важнейшие особенности):

1. Ассимиляция. 2. Диссимиляция. 3. Автотрофы. 4. Генетический код. 5. Транскрипция. 6. Экзоны, интроны. 7. Трансляция. 8. ФЦР рибосомы. 9. Антикодон тРНК. 10. Фотосистема 1. 11. Фотосистема 2. 12. Реакции световой фазы. 13. Реакции темновой фазы. 14. Гликолиз. 15. Спиртовое брожение. 16. Молочнокислое брожение. 17. Цикл Кребса. 18. Дыхательная цепь. 19. Протонный резервуар митохондрий.

Ответы:

Задание 1. 1. Энергия света или энергия окисления сложных веществ до более простых – химическая энергия. 2. Совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их жизнедеятельность и обмен с окружающей средой. 3. Автотрофы – организмы, способные образовывать органические вещества из неорганических, используя неорганический источник углерода. 4. Гетеротрофы - организмы, использующие в качестве источника углерода и энергии экзогенные органические вещества. 5. Ассимиляция — совокупность реакций биосинтеза, протекающих в клетке. 6. Диссимиляция — совокупность реакций распада и окисления высокомолекулярных веществ, идущих с выделением энергии. 7. При реакция пластического обмена – затрачивается, при реакциях энергетического обмена – выделяется. 8. Источник энергии – свет, источник углерода – углекислый газ. 9. Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических используя энергию окисления неорганических веществ. 10. Организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических используя энергию света. 11. Организмы со смешанным типом обмена веществ – автотрофным и гетеротрофным. 12. У некоторых – энергия света, у некоторых – энергия окисления неорганических соединений. С другой стороны они могут использовать энергию окисления экзогенных органических веществ. Источники углерода – органические вещества и углекислый газ.

Задание 2. 1. ДНК → РНК → белок. 2. Аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов. 3. Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов. 4. Один кодон может кодировать только одну аминокислоту. 5. Генетический код одинаков у всех организмов на земле. Но есть и исключения, например, в митохондриях есть кодоны, кодирующие другие аминокислоты. 6. Рамка считывания – по три нуклеотида, один нуклеотид может быть в составе только одного кодона. 7. 61 кодон кодирует 20 аминокислот. 8. Метиониновый, АУГ. 9. Кодон-терминатор, один из трех – УАА, УАГ, УГА. 10. Образование иРНК на кодирующей цепи нуклеотидов ДНК. 11. Полипептиды, рРНК, тРНК. 12. Кодирующая цепь ДНК. 13. Кодирующая цепь ДНК, рибонуклеозидтрифосфаты, РНК-полимераза. 14. 15 000 нуклеотидов. 15. От 3' к 5'-концу. 16. Комплементарности и антипараллельности. 17. ТТА ЦГГ ЦЦТ ААТ. 18. УУА ЦГГ ЦЦУ ААУ. 19. От 5' к 3'-концу. 20. Состоят из экзонов и интронов.

Задание 3. 1. 61 кодон. 2. УАА, УАГ, УГА. 3. 6 аминокислот: фенилаланин, серин, изолейцин, глицин, треонин, пролин. 4. иРНК: УУАЦЦУЦАУЦГУ; кодирующая цепь ДНК: ААТГГАГТАГЦА.

Задание 4. 1. Регуляторные элементы ускоряют (энхансеры) или тормозят (сайленсеры) процессы инициации транскрипции. 2. Последовательность нуклеотидов, находящаяся в начале гена, определяет начало транскрипции, место присоединения РНК-полимеразы. 3. Кодирующие и некодирующие участки в последовательности нуклеотидов ДНК, несущей информацию о полипептиде. 4. Эти последовательность нуклеотидов кодируют нетранслируемые участки в иРНК на 5' и на 3' концах. 5. В НТО закодирована информация о том, когда, в каких количестве, в каком месте клетки и при каких условиях белок будет синтезирован. 6. Вырезание интронов, сшивание экзонов, кэпирование, полиаденилирование про-и-РНК. 7. Произошел альтернативный сплайсинг экзонов.

Задание 5. 1. 1 – присоединение аминокислоты к тРНК с помощью фермента аминоацил-тРНК-синтетазы и АТФ; 2 – инициация трансляции; 3 – элонгация, образование дипептида; 4 – элонгация, образование трипептида, отсоединение метиониновой тРНК. 2. В цитоплазме клетки или на мембранах гранулярной ЭПС. 3. Малая субединица присоединяется к 5'-концу иРНК, в Р-участок заходит инициаторная тРНК (всегда метиониновая), так образуется инициаторный комплекс, который за счет энергии АТФ движется по иРНК (сканирует) до тех пор, пока в Р-участок не попадет кодон АУГ. 4. иРНК, рибосомы, аминокислоты, энергия в форме АТФ и ГТФ, тРНК, ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы. 5. Когда в А-участок рибосомы попадает один из терминальных триплетов, с ним связывается белковый фактор освобождения (фактор терминации), белковая цепь отсоединяется от тРНК и происходит диссоциация субъединиц рибосомы.

Задание 6. 1. 76 — 85 нуклеотидных остатков. 2 — фенилаланин. 3. На иРНК — УУЦ, на ДНК — ААГ. 4. К 3'-концу. 5. Аминоацил-тРНК-синтетазы. 6. Одна молекула АТФ.

Задание 7. 1. Репликации, транскрипции и трансляции. 2. 51, терминальный не кодирует аминокислоту. 3. Более 30. 4. Аминоацил-тРНК-синтетазы. 5. Образование полипептида на иРНК, процесс перевода информации из последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот. 6. Инициации, элонгации, терминации. 7. В аминоацильный. 8. 6 нуклеотидов, 3 в Р-участке и 3 в А-участке. 9. иРНК, тРНК, рибосомы, аминокислоты, ферменты, энергия в форме АТФ, ГТФ. 10. От 5' к 3'.

Задание 8.

Задание 10. 1. Хлоропласт. 2. Цианобактерий. 3. 380-750 нм. 4. 290-380 нм; D; Са²⁺. 5. 100-290 нм; мутации. 6. Больше. 7. Тепла; 750 нм. 8. Синие и красные. 9. Хлорофилл а. 10. Ксантофиллы, каротины. 11. В мембранах тилакоидов. 12. Серы из сероводорода. 13. Кислорода при фотолизе воды. 14. Зеленых и пурпурных бактерий; цианобактерий. 15. Пополнение протонного резервуара тилакоидов. 16. Синтеза НАДФ·Н₂. 17. Полости тилакоида; АТФ-синтетаза; синтеза АТФ. 18. Выделением кислорода, образованием АТФ, образованием НАДФ·Н₂. 19. Строма хлоропласта, синтез органических веществ. 20. Пятиуглеродный сахар рибулозобисфосфат. 21. Кислорода; воды. 22. Синтез органики из углекислого газа и водорода. 23. Фото- и хемоавтотрофы. 24. Хемогетеротрофы. 25. Кислород; углекислый газ. 26. 1; 1; 1; 1. 27. Аммиак до азотистой кислоты; азотистую кислоту до азотной. 28. Двухвалентное железо до трехвалентного. 29. С.Н.Виноградский. 30. Сероводород до серы; сероводород до серной кислоты.

Задание 11. 1. Фотосистема 1 – около 300 молекул фотосинтетических пигментов с реакционным центром П₇₀₀. Фотосистема 2 – около 300 молекул фотосинтетических пигментов с реакционным центром П₆₈₀. 2. Отнимает электроны у воды, при этом происходит фотоокисление воды и выделяется кислород. Перенос электронов выбитых из фотосистемы 2 по цепи переносчиков к фотосистеме 1 сопровождается пополнением протонного резервуара и в конечном счете к синтезу АТФ. 3. Отвечает за пополнение протонного резервуара и происходит синтез НАДФ·Н₂. 4. Синтез АТФ. 5. Зеленые и пурпурные бактерии. 6. У цианобактерий.

Задание 12. 1. В тилакоидах. 2. Вода. 3. (НАДФּН⁺ + Н⁺) и АТФ. 4. 2Н₂О + 2НАДФ + nАДФ + nФ_н + hν → О₂ + 2(НАДФּН⁺ + Н⁺) + nАТФ. 5. В строме хлоропласта. 6. Рибулозобисфосфаткарбоксилаза. 7. 6СО₂ + 24 Н + АТФ → С₆Н₁₂О₆ + 6Н₂О. 8. Реакции цикла Кальвина — восстановление углекислого газа до моносахаридов. 9. Для темновой.

Задание 13. 1. Прямое окисление молекулярным кислородом: А + О₂ → АО₂; реакции дегидрирования: АН₂ + В → А + ВН₂; Реакции, в которых происходит потеря электронов: Fe²⁺ → Fe³⁺. 2. Гидролиз белков до аминокислот, жиров – до глицерина и карбоновых кислот, углеводов – до моносахаридов. 3. В пищеварительном тракте и лизосомах. 4. Рассеивается в виде тепла. 5. В цитоплазме клеток. 6. 10.

7. С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Н₃РО₄ + 2НАД⁺® 2 С₃Н₄О₃ + 2АТФ + 2Н₂О + 2НАД·Н₂ + 120 кДж. 8. Молочнокислое брожение; молочная кислота. 9. С₃Н₄О₃ + НАД·Н₂ ® С₃Н₆О₃ + НАД⁺; 10. Спиртовое брожение; этиловый спирт. 11. I. С₃Н₄О₃ ® СО₂ + СН₃СОН (уксусный альдегид). II. СН₃СОН + НАД·Н₂ ® С₂Н₅ОН + НАД⁺. 12. 200 кДж; 80 кДж. 13. Углекислый газ при молочнокислом брожении не выделяется.

Задание 14. 1. 2 моль. 2. 3 моль СО₂. 3. 5 пар. 4. 2 пары. 5. 1 АТФ. 6. 34 АТФ. 7. 38 моль АТФ.

Задание 15. 1. В митохондриях. 2. ПВК, пировиноградная кислота. 3. Ацетильная группа. 4. Дегидрирование и декарбоксилирование ацетильной группы, при этом образуется моль АТФ. 5. Матриксе митохондрий. 6. 5 пар. 7. 12 пар. 8. В межмембранном пространстве. 9. 34 молекулы АТФ. 10. 38 молекул АТФ.

Задание 16. 1. Автотрофы – организмы, способные образовывать органические вещества из неорганических, используя неорганический источник углерода. Гетеротрофы – организмы, использующие в качестве источника углерода и энергии экзогенные органические вещества. 2. Ассимиляция — совокупность реакций биосинтеза, протекающих в клетке. Диссимиляция — совокупность реакций распада и окисления высокомолекулярных веществ, идущих с выделением энергии. 3. 61 кодон. 4. Транскрипцию и трансляцию. 5. Генетический код одинаков у всех организмов на земле. 6. Рамка считывания – по три нуклеотида, один нуклеотид может быть в составе только одного кодона. 7. Совокупность сегментов ДНК, составляющих экспрессируемую единицу, которая дает начало полипептиду, рРНК или тРНК. 8. Для репликации 300 000, для транскрипции 150 000. 9. Кодирующая цепь ДНК, РНК-полимераза, рибонуклеозидтрифосфаты – АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ. 10. В начале КЭП, в конце – поли-А. 11. иРНК, рибосомы, тРНК, аминокислоты, ферменты, энергия в форме АТФ, ГТФ. 12. Инициация, элонгация, терминация. 13. Для присоединения аминокислоты к тРНК, для инициации – сканирования. 14. От 5'-конца к 3'-концу. 15. Метионина. 16. 6Н₂О + 6СО₂ + hν → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ 17. Фотолиз воды, при этом происходит выделение кислорода, образуется АТФ и НАДФ·Н₂. 18. В полостях тилакоидов. 19. Фиксация углекислого газа и синтез органики в реакциях цикла Кальвина. 20. У зеленых и пурпурных серобактерий. 21. У цианобактерий. 22. Синтез органических веществ из неорганических за счет энергии окисления неорганических соединений. Открыл С.Г.Виноградский. 23. Нитрифицирующие бактерии, серобактерии, железобактерии. 24. Подготовительный, гликолиз и кислородное окисление. 25. Белки до аминокислот, жиры – до глицерина и карбоновых кислот, углеводы – до моносахаридов. 26. Рассеивается в виде тепла. 27. В цитоплазме клеток. 28. 2С₃Н₄О₃ + 2АТФ + 2Н₂О + 2НАД·Н₂ + 120 кДж. 29. Молочнокислое брожение. 30. Спиртовое брожение. 31. Разрушается при участии воды, происходит дегидрирование и декарбоксилирование с образованием АТФ. 32. 1 молекула АТФ. 33. 10 пар. 34. Ферменты дыхательной цепи: флавопротеин, кофермент Q, цитохромы. 35. 38 моль. 36. С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ + 38АДФ + 38Н₃РО₄ ® 6СО₂ + 42Н₂О + 38АТФ

Задание 17. 1. Совокупность реакций биосинтеза. 2. Совокупность реакций распада и окисления. 3. Организмы, способные образовать органические вещества, используя неорганический источник углерода. 4. Кодирование последовательности аминокислот в полипептиде последовательностью триплетов нуклеотидов в ДНК. 5. Процесс образования иРНК на кодирующей цепи ДНК. 6. Экзоны – транслируемые участки ДНК, интроны – некодирующие участки. 7. Процесс образования полипептида на иРНК, процесс перевода информации из последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот в полипептиде. 8. Функциональный центр рибосомы, состоящий из аминоацильного и пептидильного участков. 9. Триплет нуклеотидов на антикодоновой петле тРНК, комплементарный кодовому триплету иРНК. 10. Светособирающий комплекс с реакционными центром П₇₀₀, отвечает за образование АТФ и НАДФ·Н₂. 11. Светособирающий комплекс с реакционными центрами П₆₈₀. Отвечает за фотолиз воды и пополнение протонного резервуара, которое происходит при фотолизе воды и при движении электронов на ФС 1 и, соответственно, за синтез АТФ. 12. Цикл реакций, в результате которых происходит фотолиз воды с образованием АТФ, НАДФ·Н₂ и выделение кислорода. Происходит на свету. 13. Цикл реакций (цикл Кальвина), в результате которых происходит фиксация углекислого газ и образование углеводов за счет энергии АТФ. 14. Реакции бескислородного окисления глюкозы в цитоплазме клеток до ПВК. 15. Образование из ПВК этилового спирта в клетках грибов при недостатке кислорода. 16. Образование из ПВК молочной кислоты при недостатке кислорода в животных клетках. 17. Цикл реакций, в результате которых происходит дегидрирование и декарбоксилирование ацетильной группы в матриксе митохондрий. 18. Три ферментных комплекса (флавопротеин, кофермент Q, цитохромы), по которым электроны передаются на кислород, за счет их энергии пополняется протонный резервуар митохондрий. 19. Пространство между наружной и внутренней мембранами митохондрий.