Презентация_по_Разделу_Молекулярная_биология

1.

Химический состав клетки
- Неорганические вещества
- Органические вещества:
Белки
Жиры
Углеводы
Нуклеиновые кислоты
Неорганические вещества:
Вода:
- Молекула воды имеет вид диполя
- Способна образовывать водородные связи
- Вода при замерзании расширяется
Свойства воды:
1. Высокая теплопроводность
2. Участие в в терморегуляции (при испарении
воды с поверхности происходит ее
охлаждение)
3. Универсальный растворитель.
4. Вода определяет объем и тургор
клетки
5. Теплоемкость - способность накапливать
тепло
Тургор - это напряженное состояние плазматической
мембраны, создаваемое давлением внутриклеточной
жидкости.

2.

Макроэлементы: С, Н, О, N, Р, S, К, Са, Nа, СІ, Мg, Fе
Органогены:
Р - белки, нуклеиновые кислоты, кости, зубы,
мембраны
S - белки и нуклеиновые кислоты
Nа и К - участие в процессах возбуждения,
проведение нервного импульса, участвуют в
работе ферментов биосинтеза белка и
фотосинтеза, стимулируют рост растений,
удерживание воды в клетке, выработка гормонов,
регулируют осмос
СІ - входит в состав соляной кислоты, которая
является компонентом желудочного сока,
активизирует деятельность пищеварительных
ферментов и обеззараживает пищу, осмос,
процессы возбуждения
Са - входит в состав клеточных стенок растений,
кости, зубы, раковины моллюсков, необходим для
сокращения мышц и свертывания крови
Мg - компонент хлорофилла, участвует в
биосинтезе белка и днк, активизируют
энергетический обмен
Fе - участвует в процессах дыхания, входит в состав
гемоглобина, миоглобина, хрусталика, роговицы,
участвуют в синтезе хлорофилла

3.

Микроэлементы: Zn, Сu, Мп, Со, І, F и др.
Zn - компонент гормона инсулина
Сu - Фотосинтез, дыхание, кроветворение
Со - компонент витамина В12
І - входит в состав тироксина, влияющего на скорость обменс веществ в организме и потребление кислорода
F - эмаль зубов
Мn - способен усиливать действие инсулина и поддерживать определенный уровень холестерина в крови,
является кофактором некоторых ферментов. Принимает участие в формирование костей, синтезе белков и АТФ

4.

Органические вещества
Белки
Мономерами белков являются - аминокислоты.
Аминокислота содержит аминогруппу и карбоксильную
группу
Карбоксильная группа одной аминокислоты,
соединяется с аминогруппой другой аминокислоты.
Связь между двумя аминокислотами называется
пептидная.
Аминокислоты, соединяясь образуют полипептид.

5.

Белки:
- Простые (протеины) - только полипетиды
- Сложные белки (протеиды)
Полипептиды + небелковый компонент
1. Хромопротеиды (гемоглобин, хлорофилл)
2. Гликопротеиды (гликокаликс)
3. Липопротеиды (компоненты клеточных мембран)
4. Металлопротеиды (белки-ферментов)
5. Фосфопротеиды (казеин)
Денатурация белка - разрушение белка под
действием температуры, кислот, спиртов,
механического влияния, радиации.
Обратимая денатурация - не разрушается
первичная структура белка. Возможно
восстановление (ренатурация).
Необратимая денатурация - разрушается
первичная структура. Ренатурация
(восстановление) невозможна.

6.

Функции белков:
1. Строительная (белки входят в состав микротрубочек,
мембран, тело рибосом).
2. Двигательная (существуют сократительные белки,
которые входят в состав мышечных волокон (актин и
миозин).
3. Транспортная (гемоглобин транспортирует газы,
альбумин транспортирует липиды).
4. Регуляторная (многие гормоны имеют пептидную
природу, белки-репрессоры регулируют процессы
считывания генов в ядре).
5. Рецепторная (белок родопсин входит в состав
светочувствительных клеток рецептора глаза,
гликокаликс).
6. Защитная (белки интерферон и иммуноглобулины
образуют антитела, которые защищают организм от
чужеродных объектов).
7. Энергетическая (при окислении 1 г белка образуется
17,6 кДж энергии.
8. Каталитическая (ферментативная) (ферменты имеют
белковую природу, ускоряют химические процессы в
организме).
9. Белки-токсины (нейротоксин).
10. Запасающая (альбумин - яичный белок, основной
источник аминокислот для эмбриона птицы).
Качественные реакции на белки:
1. Биуретовая реакция (на пептидную связь),
позволяет выявлять все белки: Добавляют к
раствору белка сульфат меди в щелочной среде.
Получают фиолетовое окрашивание
2. Ксантопротеиновая реакция (на
ароматические радикалы, содержащиеся в
аминокислотах), позволяет выявлять не все
белки: Добавляют к раствору белка азотную
кислоту концентрированную. Получают желтое
окрашивание.

7.

Липиды
К липидам относят:
Триглицериды (жиры) состоят из глицерина и
трех остатков жирных кислот
Фосфолипиды похожи на триглицериды, но
вместо одной жирной кислоты у них фосфат
Стериды (холестерол, тестостерон,
эстрадиол) включают в свой состав циклические
спирты
Воски (пчелиный, растительный) включают в
свой состав циклические спирты
Липопротеиды - соединения липидов с
белками
Гликолипиды - соединения липидов с
углеводами, можно встретить в гликокаликсе
Функции липидов:
1. Строительная (фосфолипиды образуют мембраны
клеток)
2. Энергетическая (при окислении 1 г жира выделяется
38,9 кДж энергии). Жиры обладают самой высокой
энергоемкостью
3. Запасающая (запасной жир при окислении образует
воду, таким образом является источником эндогенной
воды (вода, которая образуется в самом организме, а не
поступает извне)
4. Регуляторная (стериды входят в состав стероидных
гормонов (тестостерон, эстрадиол, кортизон)
5. Защитная (теплоизоляция и амортизация (смягчение
силы ударов)
Липиды нерастворимы или плохо растворимы в воду.
Растворимость в воде жирных кислот понижается с
увеличением радикала: чем больше радикал, тем менее
растворима кислота.
Высокая энергоемкость веществ объясняется наличием
большого числа восстановленных атомов, способных при
окислении выделять энергию.

8.

Углеводы
Мономерами углеводов являются - моносахариды.
Классификация:
Моносахариды и дисахариды - кристаллические
вещества сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде.
1) Моносахариды (простые углеводы)
- Триозы (C3) - пировиноградная кислота
- Тетрозы (C4) - эритроза
- Пентозы (C5) - рибоза, дезоксирибоза
- Гексозы (C6) - глюкоза, фруктоза и галактоза.

9.

Классификация:
2) Дисахариды (простые углеводы)
- сахароза (свекловичный сахар) — состоит из остатков
глюкозы и фруктозы, содержится в сахарной свёкле и
сахарном тростнике
- лактоза (молочный сахар) — состоит из остатков
глюкозы и галактозы, содержится в молоке
- мальтоза (солодовый сахар) — состоит из двух остатков
глюкозы, содержится в проросших семенах хлебных
злаков; образуется также при частичном
ферментативном гидролизе крахмала

10.

Классификация:
3) Полисахариды (сложные углеводы) - сладкого вкуса не имеют. При гидролизе под действием ферментов
могут превращаться в моносахариды.
- Крахмал - запасное питательное вещество у растений. Белое порошкообразное вещество, плохо растворимо в
холодной воде, а в горячей набухает как кисель. В состав крахмала входит альфа-глюкоза.
- Гликоген - запасное питательное вещество у животных и грибов. плохо растворим в воде. В состав гликогена
входит альфа-глюкоза. Молекула гликогена разветвляется сильнее, чем молекула крахмала.
- Целлюлоза - клеточная стенка у растений.
- Хитин - клеточная стенка у грибов и наружный скелет у членистоногих.
- Муреин - клеточная стенка у бактерий

11.

Качественные реакции на крахмал и гликоген:
1. крахмал + йод = синий цвет
2. гликоген + йод = красно-бурый цвет
Целлюлоза - образует неразветвленные длинные цепи. В ее состав входит бета-глюкоза. Поэтому в
качественную реакцию с йодом целлюлоза не вступает.
В организме человека есть ферменты, которые способны ускорять гидролиз крахмала и гликогена, поэтому они
легко расщепляются до полимеров и усваиваются организмом.
А вот ферментов для расщепления целлюлозы в организме нет. Лишь микроорганизмы кишечника человека
способны расщеплять целлюлозу. Однако волокна целлюлозы способствуют перистальтике кишечника, поэтому
необходимы человеку для нормального пищеварения.

12.

Функции углеводов:
1. Строительная (строят клеточные стенки)
2. Энергетическая (при окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии
Углеводы расщепляются быстрее, чем белки или жиры, поэтому являются основными источниками энергии для
многих типов тканей. Кроме того, глюкоза легко усваивается клетками
3. Запасающая (крахмал и гликоген - запасные углеводы, углеводы при их избытке могут превращаться в жиры)
4. Рецепторная (гликокаликс)
5. Защитная (клеточные стенки защищают клетки)
Для расщепления лактозы необходим специальный фермент лактаза. Он вырабатывается у детенышей
млекопитающих в период вскармливания их молоком. С возрастом выработка фермента уменьшается, а затем и
вовсе прекращается. Поэтому у многих взрослых молоко не может полноценно перевариваться и вызывает
пищевые растройства.

13.

Нуклеиновые кислоты
Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды.
Нуклеиновые ксилоты:
1) ДНК
2) PHK:
иРНК
рРНК
тРНК
3)ATФ
ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота)
Состоит из двух спирально закрученных цепей.
Каждая цепь закручена вправо.
Установить, что ДНК имеет именно форму
двойной спирали позволил рентгеноструктурный
анализ. Каждая цепь состоит из множества
разных нуклеотидов, поэтому днк - полимер.
Мономером ДНК является нуклеотид
Цепи антипараллельны. Это значит, что
5'-конец одной цепи соответствует 3'- концу
другой цепи.
Цепи ДНК комплементарны. Это значит, что если на
одной цепи нуклеотид с аденином, то на другой цепи
будет нуклеотид с тимином. Если на одной цепи
нуклеотид с цитозином, то на другой цепи нуклеотид с
гуанином.
Между нуклеотидами с аденином одной цепи и
нуклеотидами с тимином другой цепи формируется
двойная водородная связь. Между нуклеотидами с
цитозином и гуанином - тройная водородная связь.
Расстояние между соседними нуклеотидами
составляет 0,34 нм.

14.

ДНК способна к самовоспроизведению путем
репликации (самоудвоения, редупликации)
Полуконсервативный принцип репликации ДНК: из
одной старой молекулы ДНК получается две новые
молекулы ДНК. Каждая новая молекула ДНК состоит из
одной цепи от старой молекулы и одной новой цепи.
Функции ДНК:
1.Хранит генетическую информацию о первичной структуре белка.
2.Передает генетическую информацию
3.Является матрицей для синтеза РНК и новых молекул ДНК.

15.

РНК (рибонуклеиновая кислота)
Мономером РНК является нуклеотид.
Все виды РНК синтезируются на ДНК
матрице
Информационные (матричные) РНК переносят информацию о первичной
структуре белка от ДНК к рибосомам.
Транспортные РНК- транспортируют
аминокислоты к месту синтеза белка - на
рибосомы.
Рибосомальные РНК - строят тело рибосомы.
Синтезируются на участке ДНК, который
находится в ядрышках.

16.

Регулярные полимеры - построены из мономеров одного типа (крахмал)
глю-глю-глю-глю-глю
Нерегулярные полимеры построены из разных мономеров (белки и нуклеиновые кислоты)
Белки: асп-сре-тре-фен-глу-глу-сер
Нуклеиновые кислоты: АТТГЦЦГААТГ

17.

Тема: Органоиды
Цитоплазма
Цитоплазма - внутреннее содержимое клетки.
Гиалоплазма
Органоиды
Функции цитоплазмы:
Обеспечивает внутриклеточное перемещение
различных веществ и органоидов.
Образует среду, в которой происходят
биохимические реакции.
Вместе с вакуолями растительных клеток
определяет внутриклеточное давление (тургор).

18.

1. Белки
Транспорт веществ через мембрану
Рецепторная
2. Билипидный слой (Фосфолипиды и
Гликолипиды)
Ограничивает внутреннее содержимое
клетки от окружающей среды
Обеспечивает избирательную
проницаемость
Цитоплазматическая мембрана
Обеспечивает текучесть и
самозамыкаемость
Гидрофильная головка - это сторона липидного
двойного слоя, которая притягивает воду или
свободно связывается с водой, что делает молекулу
растворимой в воде.
3. Гликокаликс (гликопротеины или
гликолипиды)
Гидрофобный хвостик - обратная сторона двойного
липидного слоя, регулирующая поступление воды в
клетку. Гидрофобный хвост, расположенный в
клеточной мембране, отталкивает воду, тем самым
защищая внутренние компоненты клетки.
Обеспечивает распознавание клеток
своего типа
Только у животных
Рецепторная функция
Все клетки покрыты плазматической
мембраной!

19.

Клеточная стенка
У некоторых клеток поверх плазматической мембраны находится клеточные стенки. Именно поэтому зрелые
растительные клетки не могут менять свою φopмy.
У грибов клеточная стенка состоит из хитина, у растений из целлюлозы, а у бактерий из муреина.
Плазмодесмы - это цитоплазматические тяжи, соединяющие протопласты соседних клеток высших
растений и некоторых многоклеточных водорослей
Протопласт — содержимое растительной или бактериальной клетки, за исключением внешней
клеточной оболочки (клеточной стенки), однако вместе с клеточной (плазматической) мембраной.
Протопласт включает цитоплазму, ядро, все органеллы и клеточную мембрану.

20.

Двумембранные органоиды
1. Ядро
1.Ядерная оболочка - состоит из двух мембран.
Имеет поры для сообщения содержимого ядра и
цитоплазмы.
2.Ядро заполнено кариоплазмой ("ядерный
сок").
3.Кариоплазма содержит молекулы ДНК.
4.Каждая молекула ДНК упакована в отдельные
хромосомы.
5.Вся генетическая информация, хранящаяся в
хромосомах ядра и не только называется
геномом.
6.Хромосомы в раскрученном виде образуют
тонкие нити ДНК, связанные с белками
гистонами.
7.Ядрышки. В них происходит синтез рРНК.
Участок молекулы ДНК, который принимает
участие в синтезе рРНК называется ядерный
организатор,
Функции:
Регулирует все процессы жизнедеятельности
Хранение и передача наследственной
информации.
Синтез ДНК, РНК и сборка субъединиц
рибосом.

21.

2. Митохондрии
Функции:
Клеточное дыхание
Окислительные процессы
Синтез энергии АТФ
Полуавтономный
(полусамостоятельные) органоид:
Имеют свою собственную молекулу
ДНК
Имеют свои собственные рибосомы
Способны к синтезу белка
Способны к делению независимо от
ядра

22.

3. Пластиды (хлоропласты, лейкопласты,
хромопласты)
1. Наружная мембрана
2. Внутренняя мембрана образует ламеллы и
тилакоиды. На мембранах находится пигмент
хлорофилл и АТФ-синтетаза
3. Заполнен стромой
4. Имеют кольцевую молекулу ДНК, РНК и
рибосомы.
5. Способны к делению
Функции: Фотосинтез (на тилакоидах световая фаза,
в строме темновая).
Хромопласты - желто-красные пластиды. Содержат
пигмент каротин. Можно встретить в цветках и
корнеплоде моркови.
Лейкопласты - бесцветные пластиды. Содержатся в
клетках подземных частей растений, например в
клубнях картофеля. Запасают питательные вещества
(в виде крупных зерен крахмала). На свету могут
превращаться в хлоропласты.

23.

Хромосома - комплекс молекул ДНК и белков.
Хромосома состоит из двух хроматид, соединенных между собой центромерой
Каждая хроматида состоит из одной молекулы ДНК.
Чтобы компактно располагаться в хромосоме ДНК накручивается на белки гистоны образуя нуклеосомы,
которые напоминают катушки ниток.

24.

Одномембранные органоиды
1. Эндоплазматическая сеть (ЭПС)
Состоит из многочисленных замкнутых канальцев,
цистерн, которые пронизывают всю цитоплазму.
Эндоплазматический ретикулум =
эндоплазматическая сеть
Шероховатая (гранулярная) ЭПС - покрыта рибосомами
Функции:
Синтез белка
Транспорт белка
Гладкая (агранулярная) ЭПС - Много в печени и
надпочечниках. В мышцах ее называют
саркоплазматический ретикулум. Обеспечивает мышцы
кальцием, который необходим для сокращения.
Функции:
Синтез углеводов и жиров
Транспорт углеводов и жиров
Накапливает ионы кальция
Обезвреживают яды

25.

2. Комплекс Гольджи
Состоит из стопок уплощенных мембранных
мешочков, цистерн и пузырьков.
Имеет два полюса:
1 полюс (цис) обращен к ЭПС
2 полюс (транс) обращен к мембране
Функции КГ:
Модификация белков
Образование лизосом и пероксисом
Образование мембран
Накопление и упаковка веществ, для
дальнейшего их выведения из клетки
Большое количество КГ должно быть в
секреторных клетках, синапсах.

26.

3. Лизосомы
Содержат гидролитические ферменты
Ферменты лизосом активны в кислой среде. В
первичной лизосоме среда нейтральная.
Лишь после слияния с фагоцитозным
пузырьком среда во вторичной лизосоме
становится кислой. Ферменты активируются и
расщепляют полимеры до мономеров.
Функции лизосом:
Внутриклеточное пищеварение
Аутофагия (расщепление структур клетки)
Расщепляют частицы, поглощенные в
процессе фагоцитоза.
Фагоцитоз - это поглощение клеткой твёрдых
частиц. Мембрана клетки окружает пищевую
частицу, и она оказывается внутри клетки.
Пиноцитоз - это поглощение капелек
жидкости. Происходит так же, как фагоцитоз.

27.

4. Пероксисомы
Содержат самый быстрый фермент каталазу
Функции пероксисом: фермент каталаза
инактивирует (уменьшение активности)
перекись водорода, которая образуется в
клетке
5. Вакуоли
Чем старше клетка, тем больше в ней
вакуоль!
Содержат клеточный сок (сахара,
минеральные соли, пигменты, ферменты).
Функции:
Накапливают питательные вещества и
конечные продукты обмена
Поддерживают тургорное давление

28.

Немембранные органоиды
1. Рибосомы
В состав рибосом входят белок, рРНК и ионы магния
Состоит из двух субъединиц
Сборка рибосом осуществляется в ядре.
Большие рибосомы (80S) содержатся в цитоплазме и
эндоплазматической сети эукариотических клеток.
Маленькие рибосомы (70S) — в митохондриях,
пластидах и бактериях.
Функции рибосом: синтез белка
2. Полисома
Совокупность рибосом, которые принимают участие в
синтезе одного белка называются полисома.
Представляет собой комплекс рибосом и одной иРНК.

29.

3. Клеточный центр (центриоли)
Встречается у животных (кроме простейших).
Отсутствуют у высших растений, некоторых грибов и
некоторых простейших.
Состоит из двух центриолей и центросферы (уплотнение
цитоплазмы).
Функции:
Образование веретена деления
Принимает участие в формировании жгутиков и
ресничек
Формирует цитоскелет
Цитоскелет - это клеточный каркас или скелет,
находящийся в цитоплазме живой клетки.
Он присутствует во всех клетках эукариот, причём в
клетках прокариот обнаружены гомологи всех белков
цитоскелета эукариот.
Цитоскелет включает:
1. Микрофиламенты - тонкие нити белка актина
2. Микротрубочки - более толстые нити, состоят из белка
тубулина
3. Промежуточные филаменты

30.

Органоиды передвижения (жгутики и реснички)
В основании как первых так и вторых лежат базальные тельца (идентичные центриолям). Базальные тельца
строят тело жгутика и ресничек. Тело образовано девятью группами микротрубочек, расположенных по кругу, и
двумя микротрубочками в центре.
Отличие жгутиков и ресничек
Жгутики отличаются от ресничек способом движения. Жгутик движется в основном по синусоидальной
траектории, а реснички вращаются по кругу.
Клеточные включения - непостоянные структурные компоненты клетки. Представляют собой запас
питательных веществ. Например, капли жира, зерна белка, глыбки гликогена.

31.

Клеточная теория
Клеточную теорию сформулировали Маттиас Шлейден и Теодор Шванн в 1838–1839 годах. Они постулировали,
что клетка является биологической элементарной единицей строения организма и может рассматриваться как
биологическая индивидуальность низшего порядка. Также они утверждали, что клеткообразование является
универсальным принципом размножения и что жизнь организма может быть сведена к сумме жизней
составляющих его клеток.
Впоследствии, в 1855 году, Рудольф Вирхов дополнил теорию, подчеркнув, что клетка является основой жизни и
что вне клеток нет жизни.
М. Шлейден
Т. Шван
Р. Вирхов

32.

Клеточная теория:
1. Все простые и сложные организмы состоят из клеток, способных к обмену с окружающей средой
веществами, энергией, биологической информацией.
2. Клетка - элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого.
3. Клетка - элементарная единица размножения и развития живого.
4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям.
Они объединены в ткани, органы и системы органов.
5. Клетка представляет собой элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции,
самообновлению и воспроизведению.
Сходство в строении клеток различных организмов, общность их основных свойств подтверждают общность их
происхождения и позволяют сделать выводо единстве органического мира.

33.

34.

35.

Тема: Способы размножения
Размножение - способность воспроизводить себе подобных. Приводит к увеличению численности особей.
1. Бесполое
Происходит без участия половых клеток
Принимает участие только 1 особь.
Получаются генетически идентичные потомки
В основном осуществляется путем митоза.
Примеры:
деление клеток на двое (простейшие и бактерии) или многократное (шизогония) деление (малярийный
плазмодий)
размножение спорами (мхи, папоротники, грибы)
вегетативное размножение (у растений)
клонирование
почкование (дрожжи и гидра)
частями тела
фрагментация (у плоских червей, морских звезд, кишечнополостных)

36.

2. Половое
Происходит сучастием половых клеток, которые
образуются мейозом.
Принимают участие обычно 2 особи (редко 1
особь)
Получаем рекомбинации генетического
материала
Половое Размножение делится на:
С оплодотворением (копуляция)
Сперматозоид+ яйцеклетка = Зигота
Без оплодотворения (одна особь)
Неоплодотворенная яйцеклетка> Дробление > Зигота
= Партеногенез (тля, пчелы, дафнии)

37.

Тема: Митоз
Митоз - непрямое деление клеток эукариот, в результате которого наследственный материал сначала
удваивается, а затем равномерно распределяется между дочерними клетками. в митозе выделяют
кариокинез (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы)
1. Профаза
Набор хромосом и молекул ДНК 2n4с, так как клетка диплоидная поэтому 2n), хромосомы двухроматидные
(поэтому 4с), так как профазе предшествовала репликация (удвоение ДНК).
Хромосомы спирализуются
Растворяется ядерная оболочка и
ядрышки
Центриоли расходятся к
противоположным полюсам клетки
Образуются веретена деления

38.

2. Meтафаза
Набор хромосом и молекул ДНК 2n4с, так как клетка диплоидная (поэтому 2п), хромосомы двухроматидные
(поэтому 4с), потому что в начале деления (в интерфазе) произошла репликация (удвоение ДНК).
К центромерам прикрепляются веретена деления
Хромосомы выстраиваются вдоль экватора (образуется метафазная пластинка)

39.

3. Анафаза
Набор хромосом и молекул ДНК 4n4с. Так как сестринские хроматиды расходятся к противоположным полюсам
клетки и становятся полноценными однохроматидными хромосомами. Это приводит к увеличению числа
хромосом в два раза. Хромосомы однохроматидные, поэтому количество молекул ДНК и число хромосом
одинаково.
Сокращаются нити веретен деления
Хромосомы разрываются в центромере
Хромосома делится на две сестринские хроматиды (однохроматидные хромосомы)

40.

4. Телофаза
1) В начале телофазы. Набор хромосом и молекул
ДНК такой же как и в анафазе 4n4с. Так как еще не
произошло разделение клетки. Хромосомы
однохроматидные, количество молекул ДНК и
число хромосом одинаковое.
2) В конце телофазы. Набор хромосом и молекул ДНК
2n2с, так как происходит разделение клеток
срединной пластинкой, число хромосом становится
диплоидным 2n. Хромосомы однохроматидные,
поэтому количество молекул ДНК тоже 2с.
Разрыв цитоплазмы (цитокинез)
Образование двух клеток
Формирование ядерной оболочки и
ядрышек
Деспирализация (раскручивание) хромосом
В итоге мы получили 2 клетки с набором хромосом
2n2с

41.

42.

Интерфаза
Интерфаза включает в себя 3 периода:
Пресинтетический (G1) - в нем происходит интенсивные процессы обмена веществ. В клетке увеличивается
число органоидов. Активно синтезируются все виды РНК, в ядрышке образуются и собираются рибосомы.
Происходит интенсивный рост клетки.
Синтетический (S) - здесь происходит главное событие интерфазы - репликация (удвоение) ДНК.
Постсинтетический (G2) - непродолжителен. Продолжается биосинтез веществ, увеличивается
энергетический запас клетки, удваиваются центриоли в клеточном центре. Клетка подготавливается к
делению.
В начале интерфазы набор хромосом
2п2с
В конце интерфазы набор хромосом
2n4с, так как происходит удвоение
количество молекул ДНК во время
репликации (в синтетическом
периоде)

43.

Значение митоза:
1) Обеспечение постоянства числа хромосом и идентичности наследственной информации исходной
материнской клетки и вновь возникающих клеток
2) Увеличивается количество клеток, присходит рост тканей и органов
3) Обеспечивает регенерацию
4) Бесполое размножение одноклеточных организмов (амеба)
5) Образование гамет у растений и зооспор у водорослей при бесполом размножении.
Митозом делятся соматические клетки животных и растений. Митозом образуются половые клетки растений.
Амитоз - прямое деление эукариотических клеток.
При данном типе деления клеток наблюдается прямое деление ядра без образования видимых хромосом и
веретена деления.
При амитозе ядро клетки сохраняет интерфазное строение и хромосомы не спирализуются (остаются в форме
хроматина). Ядро перешнуровывается перетяжкой, поэтому строго равноценного распределения генетической
информации не происходит. Цитокинеза (разделение цитоплазмы на два клетки) как правило не происходит,
поэтому получаются многоядерные клетки.
Амитоз распространен у простейших, низших грибов, в хрящевой ткани, роговицы глаза
Также амитозом делятся клетки раковых опухолей.
В биологическом смысле амитоз представляет собой неполноценное деление клеток, утративших способность
к митозу

44.

Тема: Мейоз
Мейоз - это редукционное деление, при котором хромосомный набор клетки уменьшается вдвое.
Первое деление (Редукционное)
Профаза 1
Набор хромосом и молекул ДНК 2n4с, так как клетка диплоидная (поэтому 2n), хромосомы двухроматидные
(поэтому 4с), так как профазе предшествовала репликация (удвоение ДНК).
Все то же, что и в профазу митоза
+
Конъюгация - сближение гомологичных хромосом
Образование бивалентов - двойных хромосом
Кроссинговер - обмен участками гомологичных хромосом.

45.

Метафаза 1
Набор хромосом и молекул ДНК 2n4с, так как клетка диплоидная (поэтому 2n), хромосомы двухроматидные
(поэтому 4с), так как перед началом деления (в интерфазе) произошла репликация (удвоение ДНК).
Биваленты выстраиваются вдоль экватора
К ним присоединяются веретена деления

46.

Анафаза 1
Набор хромосом и молекул днк 2n4с, так как клетка диплоидная (поэтому 2n), хромосомы двухроматидные
(поэтому чс), так как перед началом деления (в интерфазе) произошла репликация (удвоение ДНК). К полюсам
разошлись гомологичные хромосомы, поэтому не произошло увеличение количества хромосом.
К противоположным полюсам расходятся гомологичные хромосомы

47.

Телофаза 1
В начале: Все то же, что и в анафазе 1, так как не произошло разделение клетки.
В конце (если не уточняют конец или начало, то пишем именно то, что происходит в конце): Происходит
разделение клетки, гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки, это приводит к уменьшению набора
хромосом в два раза (h) (редукционное деление). Но хромосомы двухроматидные (2s) поэтому количество
молекул ДНК в два раза больше, чем число хромосом.
Разрыв цитоплазмы (цитокинез)
Образование двух клеток
Формирование ядерной оболочки и ядрышек
Между первым и вторым делением протекает интеркинез. У животных очень короткий, а у растений может
отсутствовать. Репликации не происходит как при интерфазе.

48.

Второе деление (Эквационное)
Профаза 2
Набор хромосоми молекул ДНК n2с, так как в первом деление мейоза произошло расхождение гомологичных
хромосом в противоположные клетки, что привело к уменьшению (редукции) числа хромосом в два раза.
Хромосомы двухроматидные, поэтому число молекул ДНК в два раза больше, чем число хромосом.
Все то же, что и в профазу митоза
Метафаза 2
Набор хромосом и молекул ДНК n2с, так как в первом деление мейоза произошло расхождение гомологичных
хромосом в противоположные клетки, что привело к уменьшению числа хромосом в два раза. Хромосомы
двухроматидные, поэтому число молекул ДНК в два раза больше, чем число хромосом.

49.

Анафаза 2
Набор хромосом и молекул ДНК 2n2с, набор хромосом временно удваивается, так как к противоположным
полюсам расходятся сестринские хроматиды, которые становятся самостоятельными однохроматидными
хромосомами, что приводит к увеличению числа хромосом в два раза. Так как хромосомы однохроматидные, то
количество молекул ДНК и число хромосом одинаково.
Телофаза 2
Набор хромосом и молекул днк 1n1с (nс), так как в результате разделения на две клетки, число хромосом
уменьшается в два раза. Так как хромосомы однохроматидные, то количество молекул ДНК и число хромосом
одинаково.
Итого 4 клетки с набором nс

50.

51.

Значение мейоза:
1.Сохранение числа хромосом из поколения в поколение, за счет получения гаплоидного набора хромосом при
образовании гамет. При дальнейшем слиянии этих половых клеток получается диплоидная зигота.
2.Обеспечение генетического разнообразия за счет кроссинговера и независимого расхождения хромсом.
3.Обеспечивают половое размножение.
4.Обеспечивает образование спор у растений.
Мейозом образуются половые клетки (гаметы) у животных и споры у растений.
Поведение хромосом в мейозе:
1. В мейозе гомологичные хромосомы всегда попадают в разные гаметы. Так как они могут нести разные по
качеству признаки (в одной хромосоме доминантная аллель гена, в другой-рецессивная), то образующиеся
гаметы не идентичны по генному составу.
2. Негомологичные хромосомы расходятся в гаметы произвольно, независимо друг от друга.
Это связано со случайным расположением бивалентов в мейозе 1 и их независимом расхождении в анафазе 1.
Этот процесс называется независимым распределением.
3. Конъюгация и кроссинговер способствуют рекомбинации генов: изменяется их сочетание в хромосомах, что
приводит к увеличению разнообразия гамет.

52.

Тема: Метаболизм (обмен веществ)
Энергетический обмен:
Сложные вещества расщепляются с образованием
простых
Энергия образуется (+АТФ)
Этапы:
1.Подготовительный
2.Бескислородный (гликолиз)
3.Кислородный
Пластический обмен:
Сложные вещества образуются из простых
Энергия расходуется (-АТФ)
Примеры:
1.Транскрипция
2.Трансляция
3.Репликация
4.Фотосинтез
5.Хемосинтез

53.

Энергетический обмен:
1 этап. Подготовительный:
Полимеры расщепляются до мономеров.
Энергия выделяется в виде тепла.
Происходит в желудочно-кишечном тракте и
лизосомах под действием гидролитических
ферментов
Гликоген -> Глюкоза + Q(тепло)
Белки -> Аминокислоты
Жиры -> Глицерин и жирные кислоты
Основным источником энергии являются
углеводы.

54.

2 этап. Гликолиз (Бескислородный, анаэробный):
Происходит в цитоплазме
1.Фосфорилирование глюкозы
2.Образуется глицерофосфат
3.Глицерофосфат превращается в пировиноградную кислоту (ПВК)
4. При этом образуется (восстанавливается) 2НАД*2Н и 4 молекулы АТФ, но из них 2 расходуется на
фосфорилирование глюкозы, поэтому итого только 2 АТФ

55.

В анаэробных условиях (когда кислород отсутствует) происходит брожение
1. Спиртовое брожение (в дрожжах и некоторых бактериях)
2. Молочнокислое брожение (кисло молочные бактерии, клетки мышц, при сильных нагрузках)
Фн - фосфорная кислота
ПВК- пировиноградная кислота (пирутват)
НАД - Никотин амид аденин динуклеотид

56.

3 этап. Кислородный (аэробный, окисление, дыхание):
Состоит из двух ступеней:
1.Цикл Кребса
2.Окислительное фосфорилирование (дыхательная цепь ферментов)
Цикл Кребса (в матриксе митохондрий)
1.Пировиноградная кислота превращается в уксусную кислоту (остаток уксусной кислоты называется ацетил) и
присоединяет вещество-переносчик коэнзим А КоА)
2.В итоге образуется ацетил-КоА
3.При этом выделяется СО2 и восстанавливается НАД2Н
4.Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса
5.В цикле Кребса происходит декарбоксилирование (отщепление углерода)
Итог цикла Кребса: образуются СО2, 2 АТФ, восстанавливаются НАД2Н, ФАД2Н

57.

Окислительное фосфорилирование
Протекает на внутренней мембране митохондрий (на кристах)
1.НАД2Н поступает на кристы митохондрий,
2.На внутренней мембране расположена дыхательная цепь ферментов.
3.Каждая молекула НАД2Н окисляется и отдает два протона водорода и два электрона
4.Протоны водорода проходят через мембрану в межмембранное пространство и накапливаются там в большом
количестве
5.Электроны переходят по цепи электронов, которая состоит из белков-переносчиков - цитохромов
6.Электроны перемещаются по цепи электронов теряя свою энергию
7.Электроны выходят обратно в матрикс, там их ждет кислород.
8.В межмембранном пространстве протонов водорода оказалось намного больше чем в матриксе, кроме того в
матриксе появляется отрицательно заряженный кислород. Из-за такой разности концентраций протонов
водорода по обе стороны мембраны возникает "напряжение", которое заставляет работать фермент АТФ-синтазу
9.АТФ-синтаза перекачивает протоны водорода в матрикс митохондрий, при этом начинает синтезировать АТФ
10.Так как АТФ образуется в результате присоединения фосфата
К АДФ и окислении НАДН, то этот процесс называется окислительное фосфорилирование
11. Протоны водорода, которые попали в матрикс через АТФ-синтазу встречают кислород и электрон. Все вместе
они объединяются и образуют воду.
Итог окислительного фосфорилирования:
Расходуется: кислород и НАД2Н (окисляется)
Образуется: 34 АТФ, вода
Таким образом за весь кислородный этап образуется 36 АТФ (2 в цикле Кребса + 34 в окислительном
фосфорилировании)

58.

59.

Тема: Фотосинтез
Фотосинтез - процесс первичного синтеза органических веществ из неорганических (углекислого
газа и воды), осуществляемый с использованием энергии Солнца.

60.

Световая фаза (в тилакоиде, происходит на свету):
1.Квант света попадает на хлорофилл, выбивает из его молекулы возбужденные электроны,
которые проходят по мембране с помощью специальных фотосистем и белков переносчиков и
достигают АТФ-синтазы.
Электроны, проходя по всем переносчикам и фотосистемам теряют свою энергию.
В хлорофилле на месте "убежавшего" электрона осталась дырка.
2.Тем временем на тилакоиде происходит фотолиз воды. Вода распадается на протон водорода
Н(+) и О2(-).
Протоны накапливаются внутри тилакоида образуя протонный резервуар.
О2(-) отдает свои два электрона, которые направляются в хлорофилл и забивают там дырку.
3.О2(-) превращается в 1/2 О2 который путем диффузии выделяется в атмосферу.
4.Так как внутри тилакоидов накапливается много положительно заряженных протонов, а снаружи
их мало, то из-за такой разницы зарядов возникает "напряжения".
Это приводит к активации работы АТФ-синтазы.
Протоны начинают выходить наружу и при этом синтезируется АТФ, используя энергия электронов.
5.Выходя из тилакоида протоны водорода связываются с НАДФ(+) на мембране тилакоидов.
НАДФ(+) восстанавливается до НАДФ2Н.

61.

62.

Темновая фаза (в строме, происходит как на свету, так и в темноте):
Цикл Кальвина
1.В строме хлоропластов постоянно присутствует - рибулозодифосфат (С5) (пентоза).
2.Фиксация углерода - связывание углекислого газа СО2 с рибулозодифосфатом. (в
рибулозодифосфате 5 атомов углерода, так как это пентоза)
3.При присоединении углекислого газа СО2 к рибулозодифосфату (C5).
4.Образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение (С6), которое распадается на две триозы
(С3)
5.Триозы фосфорилируются. Для этого затрачивается АТФ.
НАДФ2Н окисляется, отдавая свои электрон.
Триозы восстанавливаются.
6.Две молекулы триозы соединяются между собой, и образуется глюкоза, которая превращается в
другие моно-, ди-, полисахариды.
7.Триозы могут быть использованы для синтеза аминокислот, глицерина, жирных кислот.
8.Часть триоз расходуется на образование рибулозодифосфата, который замыкает цикл. 9.Этот цикл
называется цикл Кальвина.

63.

Факторы, которые влияют на скорость фотосинтеза:
1.Длина световой волны. Наиболее эффективно протекает под влиянием сине-фиолетовой и
красной части спектра.
2.Степень освещенности и до определенного момента возрастает, а далее не зависит от нее.
3.Концентрация углекислого газа. Чем она выше, тем интенсивнее идет процесс фотосинтеза. В
обычных условиях недостаток углекислого газа - главный ограничивающий фактор, так как в
атмосферном воздухе его содержится небольшой процент. Однако в тепличных условиях можно
устранить этот дефицит, что благополучно скажется на скорости фотосинтеза и темпе роста
растений.
4.Температура. Все реакции фотосинтеза катализируются ферментами, для которых оптимальной
температурой является 25-30 С. При более низких температурах скорость действия ферментов
резко снижается.
5.Вода.

64.

Значение фотосинтеза в природе:
1) Синтезируют органические вещества, являющиеся пищей для всего живого на планете
2) Преобразуют энергию света в энергию Химических связей, создают органическую массу
3) Растения поддерживают определенный процент содержания О2 в атмосфере, очищают ее от
избытка СО2
4) Способствуют образованию защитного озонового экрана, поглощающего губительное для
жизни ультрафиолетовое излучение

65.

Ферменты (энзимы) - биологически активные вещества, имеюищие белковую природу,
катализирующие (ускоряющие) химические реакции в клетках. Имеют высокую молекулярную
массу.
Субстрат - вещество, которое связывается с ферментом.
Строение фермента:
Фермент имеет белковую природу (белки глобулярные, третичная или четвертичная структура).
Могут образовывать комплексы с небелковыми компонентами (металлами, витаминами).
Например в каталазе есть железо.
У фермента различают 3 центра:
1.Субстратный (место соединения с ферментом)
2. Активный (изменяет субстрат, делает его доступным
для проведения реакции)
3. Регуляторный (аллостерический).
На него могут действовать различные регуляторы
ферментов, которые ускоряют или замедляют работу
ферментов.

66.

Механизм действия фермента:
1.Фермент присоединяет субстрат к субстратному центру.
2.В активном центре субстрат преобразуется.
3.Происходит химическая реакция с субстратом.
4.Продукты реакции освобождаются от фермента.
5.Фермент восстанавливается и может приступить к катализу новго субстрата.
Фермент обладает специфичностью. Это значит, что он может связывать только определенный
субстрат. Как ключ, который может открыть только определенный замок.
Амилаза расщепляет крахмал и гликоген, но не может расщепить целлюлозу, так как она состоит из
остатков бетта-глюкозы, а крахмал и гликоген из альфа-глюкозы.
Фермент трипсин расщепляет любые белки, так как воздействует только на пептидную связь.

67.

На активность ферментов и скорость реакции влияет:
1.Температура. При низких температурах замедляется активности из-за недостатка энергии
активации, а при высоких температурах из-за денатурации белков фермента.
2.рН (кислотность среды). Для ферментов характерны индивидуальные значения рн. Например,
пепсин проявляет активность в кислой среде, но активность снижается в щелочной.
3.Чем выше концентрация фермента, тем больше реакция.
4.При повышении концентрации субстрата, скорость реакции сначала увеличивается, а потом
рост останавливается. Так как все ферменты будут заняты
Ингибиторы - низкомолекулярные соединения, которые замедляют работу ферментов.
Ингибиторы бывают:
1) Конкурентные
Похожи по строению на субстрат.
В итоге занимают место субстрата на
ферменте.
2) Неконкурентные
Взаимодействуютс регуляторным (аллостерическим)
центром.

68.

Тема: Биосинтез белка
Репликация ДНК - процесс самоудваивания днк, обеспечивающий точное копирование генетической
информации в клетке.

69.

Принципы репликации:
Комплементарность А=Т (У), Ц=Г
Полуконсервативный синтез - новая молекула днк состоит из одной старой и одной новой
цепи
Антипараллельность 5'- концу одной цепи соответствует 3' другой цепи
Челночный синтез (отстающая цепь синтезируется фрагментами Оказаки)

70.

Механизм репликации
1.Фермент Геликаза (Хеликаза) разрывает водородные связи и цепи ДНК расплетаются, образуя
репликативную вилку
2.Фермент праймаза строит праймер из нуклеотидов РНК. Праймер нужен для того, чтобы ДНК-полимераза
«знала», куда нужно присоединиться
3.ДНК-полимераза строит новую цепь в направлении 5' -> 3' непрерывно. Эта цепь называется лидирующая

71.

Механизм репликации
4.На другой цепи ДНК-полимераза строит нуклеотидную последовательность прерывно, фрагментами
(фрагменты оказаки). Называют эту цепь отстающая
5.После этого приходит фермент экзонуклеаза и удаляет все праймеры
6.Фермент лигаза сшивает все фрагменты ДНК. Теперь обе новые цепи ДНК непрерывны
7.Получились две новые молекулы ДНК. Каждая цепь состоит из одной старой (консервативной) цепи и новой.
Поэтому репликация протекает полуконсервативно

72.

ДНК состоит из нуклеотидов
Триплет - три нуклеотида, которые кодируют аминокислоту
Кодон - три нуклеотида на иРНК, которые кодируют одну аминокислоту
Антикодон - это три нуклеотида на центральной петле тРНК, который комплементарен кодону и способен с ним
связываться.
3 нуклеотида = 1 триплет = 1 кодон = 1 антикодон
1 аминокислота = 1 тРНК
В молекулах ДНК находятся гены.
Ген - это участок ДНК, который кодирует первичную структуру белка или молекулу тРНК или рРНК

73.

Биосинтез белка
Как реализуется биосинтез белка?
Транскрипция - синтез РНК на матрице ДНК.
Происходит в ядре. РНК синтезируется в
направлении 5' - 3'
Трансляция - синтез полипептида в рибосоме на
матрице иРНК. Аминокислоты для синтеза
полипептида приносят тРНК

74.

Реакции матричного синтеза:
1) Репликация днк (самоудваивание)
2) Синтез РНК на днк (все виды РНК синтезируются на ДНК)
3) Синтез белка
Свойства генетического кода:
1) Триплетен - каждую аминокислоту кодирует 3 нуклеотида
2) Однозначен (специфичен) - каждый кодон соответствует только одной аминокислоте
3) Вырожден (избыточен) - одну аминокислоты могут кодировать разные триплеты
4) Универсален
5) Непрерывен
6) Неперекрываем

75.

Транскрипция
Транскрипция - синтез РНК на матрице ДНК.
Этапы транскрипции:
1. Инициация:
Присоединение РНК-полимеразы к промотору ДНК.
Раскручивание ДНК
2. Элонгация:
Построение РНК на ДНК матрице. Заканчивается на стоп-кодоне.
РНК строится всегда в направление от 5' к 3'
3. Терминация:
РНК-полимераза отделяется от РНК.
ДНК спирализуется.
Все виды РНК синтезируются на разных участках ДНК.

76.

Транскрипция

77.

ДНК содержит информативные участки (экзоны), которые кодируют информацию, а есть
неинформативные участки (интроны), которые не кодируют ничего.
Сплайсинг
В процессе транскрипции с ДНК считывается информативная и неинформативная часть.
Образуется пре-мРНК. После происходит "вырезание" неинформативных участков и образуется
зрелая мРНК (иРНК).
Процесс удаления неинформативных участков называется сплайсинг.

78.

Трансляция
Трансляция - синтез белка на иРНК в рибосоме.
Основные участники трансляции: иРНК, рибосомы, тРНК, аминокислоты.
тРНК имеет три петли и стебелек. В центральной петле три нуклеотида, которые образуют
антикодон.
На стебельке есть акцепторный участок, который присоединяет определенную аминокислоту.
тРНК, которая присоединила к себе аминокислоту называется аминоацил-тРНК.

79.

Рибосома
В рибосоме есть:
А - центр (аминоацильный), к нему присоединяется новая аминоацил-тРНК.
Р - центр (пептидильный), где в момент прихода новой аминоацил-тРНК находится предыдущий
аминоацил-тРНК.

80.

Выделяют 4 этапа трансляции:
1) Активация аминокислот (иногда не выделяют в отдельный пункт)
1.Присоединение аминокислот к тРНК. Происходит в цитоплазме, без всякой связи с рибосомами.
2.При этом расщепляется молекула АТФ.
3.Образуется молекула аминоацил-тРНК, то есть тРНК с висящей на ее конце соответствующей
аминокислотой.
2) Инициация
1.Малая субъединица рибосомы соединяется с иРНК и с инициаторной (самой первой) тРНК,
которая несет аминокислоту метионин.
2.Малая субъединица находит на иРНК старт-кодон-АУГ, который комплементарен антикодону
инициаторной тРНК, которая несет метионин.
3.К малой субъединице присоединяется большая субъединица.
4. Инициаторная (первая) тРНК соединяется с аминоацильным центром рибосомы.

81.

3) Элонгация
1.Вторая тРНК с аминокислотой своим антикодоном соединяется с кодоном иРНК и входит в
рибосому. Первая тРНК с аминокислотой продвигается в пептидильный центр, а вторая тРНК с
аминокислотой - в аминоацильный центр.
2.Аминокислоты сближаются, между ними формируется пептидная связь, и образуется
дипептид.
3.Первая тРНК освобождается и, покидая рибосому тянет за собой иРНК, которая продвигается
ровно на один триплет.
4.Вторая тРНК с дипептидом перемещается в пептидильный центр,ав в рибосому входит третья
тРНК с аминокислотой.

82.

5.Процесс повторяется многократно: иРНК, последовательно продвигаясь через рибосому,
каждый раз вносит новую тРНК с аминокислотой и выносит пустую тРНК.
6.Происходит постепенное наращивание полипептидной цепи.
7.Весь процесс сопровождается затратой энергии АТФ.

83.

4) Терминация
1.В аминоацильный центр попадает стоп-кодон.
2.Место тРНК занимает в этом случае специфический белок-фермент, который осуществляет
гидролиз связи между последней тРНК и синтезированным белком. 3.Синтез прекращается.
4.Рибосома снимается с ИРНК и распадается на две субъединицы. Синтезированный белок
попадает в ЭПС или цитоплазму, где преобретает соответсвующие структуры (вторичну,
третичную, четвертичную)

84.

Одна иРНК может соединяться с несколькими рибосомами образую полисому, где
одновременно идет синтез нескольких молекул одного белка.

85.

Существует два вида генов:
1.Структурные гены кодируют информацию о первичной структуре белка
2.Регуляторный ген кодирует белок, который определяет активность структурного гена.
Регуляторный ген может заблокировать структурный ген и он совсем не будут проявляться.
Регуляция биосинтеза белка в клетке
Ген прокариот называется опероном, в его состав входят два основных участка:
регуляторный (неинформативный) - синтезирует белки (белки-репрессоры), которые могут
блокировать действие структурных генов
структурный (информативный)
У прокариот на долю регуляторных элементов приходится около 10%, структурных - 90%.

86.

87.

К регуляторным элементам генов прокариот относятся участки, управляющие работой гена:
Промотор определяет начало транскрипции (участок инициации). С промотором соединяется
фермент РНК-полимераза, осуществляющий синтез мРНК.
Оператор, который располагается поблизости от промотора или внутри него. Этот участок может
быть свободным, тогда РНК-полимераза соединяется с промотором и начинается транскрипция.
Если оператор связан с белком-репрессором, РНК-полимераза не может нормально соединиться с
промотором, и транскрипция невозможна.
Терминатор - находится за структурной областью и содержит сигнальный участок остановки
транскрипции.

88.

Строение генов у эукариот намного сложнее. Генетическая система эукариот называется
транскриптоном. Транскриптон также состоит из двух частей:
регуляторной (неинформативной)
структурной (информативной)
относительная пропорция которых противоположна генам прокариот: на долю регуляторного
участка приходится 90%, структурного -10%.
Регуляторный участок представляетсобой ряд последовательно расположенных промоторов и
операторов и несколько терминаторов.
Структурный участок состоит из одной единицы транскрипции и имеет прерывистое строение:
кодирующие участки (экзоны) чередуются с некодирующими (интронами). Одномоментно на
структурном участке у эукариот может синтезироваться только одна молекула иРНК, однако
благодаря наличию альтернативного сплайсинга в разное время (в зависимости от потребности
клетки) на одной и той же структурной части могут синтезироваться разные виды иРНК (от
одной до нескольких десятков).

89.

90.

Биосинтез белка. Решение задач
Первый тип задач: с информативной частью гена, начинающиеся с метионина
Теория: В гене чередуются информативные (кодирующие участки-экзоны) и неинформативные
(некодирующие участки - интроны). Информативные участки всегда начинаются с метионина стартовый участок).
Задача:
Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя -транскрибируемая):
5'-ТААТГАЦЦГЦАТАТАТЦЦАТ-3‘
3'-АТТАЦТГГЦГТАТАТАГГТА-5'
Ген содержит информативную и неинформативную части для трансляции. Информативная часть
гена начинается с триплета, кодирующего аминокислоту Мет.
С какого нуклеотида начинается информативная часть гена?
Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи. Ответ
поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

91.

Второй тип задач: с центральной петлей тРНК
Задача:
Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на
которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность
нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая).
5'-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3'
3'-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5'
Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном
фрагменте, обозначьте 5' и 3' концы этого фрагмента и определите аминокислоту, которую
будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5' конца
соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните.
Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

92.

Третий тип задач: на мутации (замена одного нуклеотида)
Задача:
Исходный фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя
цепь - смысловая, нижняя - транскрибируемая):
5'-ГЦГ-ГГЦ-ТАТ-ГАТ-ЦТГ-3'
3'-ЦГЦ-ЦЦГ-АТА-ЦТА-ГАЦ-5'
В результате замены одного нуклеотида в ДНК четвёртая аминокислота во фрагменте полипептида
заменилась на аминокислоту Вал. Определите аминокислоту, которая кодировалась до мутации.
Какие изменения произошли в ДНК, иРНК в результате замены одного нуклеотида? Благодаря
какому свойству генетического кода одна и та же аминокислота у разных организмов кодируется
одним и тем же триплетом?
Ответ поясните. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

93.

Четвёртый тип задач: мутация (замена аминокислот)
Задача:
Фрагмент молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя -транскрибируемая):
5'-ГТЦАЦАГЦГАТЦААТ-3'
3'-ЦАГТГТЦГЦТАГТТА-5'
Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте
свой ответ. Какие изменения могли произойти в результат генной мутации во фрагменте молекулы
ДНК, если вторая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Про? Какое свойство
генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной
молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для решения задания используйте таблиц генетического кода.

94.

Пятый тип задач: по тРНК определить две цепи ДНК, иРНК, аминокислоты
Задача:
Молекулы тРНК, несущие соответствующие антикодоны, входят в рибосому в следующем
порядке: ГУА, УАЦ, УГЦ, ГЦА. Определите последовательность нуклеотидов смысловой и
транскрибируемой цепей ДНК, иРНК и аминокислот в молекуле синтезируемого фрагмента белка.
Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При выполнении
задания учитывайте, что антикодоны тРНК антипараллельны кодонам иРНК.

95.

Шестой тип задач: с РНК вируса
Задача:
Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку,
встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки. В клетку проникла вирусная РНК
следующей последовательности: 5'-АУГГЦУУУУГЦА-3'
Определите, какова будет последовательность вирусного белка, если матрицей для синтеза иРНК
служит цепь, комплементарная вирусной РНК. Напишите последовательность двуцепочечного
фрагмента ДНК, укажите 5' и 3' концы цепей. Ответ поясните. Для решения задания используйте
таблицу генетического кода.

96.

Седьмой тип задач: узнать какая ДНК смысловая
Задача:
Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5' концу в одной
цепи соответствует 3' конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца.
Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу. Фрагмент гена имеет следующую
последовательность:
5'-ЦАГЦГЦТТГЦАТГЦАТАТ-3'
3'-ГТЦГЦГААЦГТАЦГТАТА-5'
Определите, какая из цепей ДНК является смысловой (кодирующей), если известно, что фрагмент
полипептида, кодируемый этим участком гена, начинается с аминокислоты ГЛН. Определите
последовательность аминокислот в пептиде, кодируемом этим геном. объясните
последовательность ваших действий. Для решения задания используйте таблицу генетического
кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

97.

Восьмой тип задач:
Задача:
Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5' концу в одной
цепи соответствует 3' конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5' конца.
Рибосома движется по иРНК в направлении от 5' к 3' концу. Все виды РНК синтезируются на ДНКматрице.
Фрагмент молекулы ДНК (матричный), на котором синтезируется участок центральной петли тРНК
имеет следующую последовательность нуклеотидов:
5'-ЦГААТЦААТЦГГААТ-3'
Установите нуклеотидную последовательность участка центральной цепи тРНК, который
кодируется данным фрагментом ДНК, и аминокислоту, которую переносит эта тРНК в процессе
биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону. Для решения задачи
используйте таблицу генетического кода.

98.

Девятый тип задач: узнать какая ДНК смысловая
Задача:
Фрагмент смысловой цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: 3'ААТАГГЦЦАГГЦГТАГГТ-5'
Определите по ней последовательность второй цепи ДНК, кодирующей белок. Что произойдет с
белком, если второй и пятый триплет поменять местами? Запишите последовательность
исходного и измененного белка, а также последовательность исходных и измененных ДНК и
иРНК. Свое решение обоснуйте. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

99.

Десятый тип задач:
Задача:
(Смысловой фрагмент рибосомного гена имеет последовательность
3'-АААГГГТТЦЦЦТТАГТАГЦА-5'
Определите последовательность РНК, синтезируемую на данном фрагменте.
Какой тип РНК образуется в результате транскрипции данного фрагмента гена и почему? Свой
ответ обоснуйте.