Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Основы биохимии и молекулярной биологии
Содержание
- 1. Основы биохимии и молекулярной биологии
- 2. Метаболизм клеткикатаболизмПентозофосфатный путьГлюкозаЦикл КребсаАнаэробныйПроцесс молочнокислоеспиртовое, маслянокислое,пропионовокислоеДыханиеАэробное О2АнаэробноеБрожениеГликолизГлюкозо-6-фосфатОкислительное фосфорилированиеПируват
- 3. Слайд 3
- 4. Electron Transport
- 5. Слайд 5
- 6. Слайд 6
- 7. Слайд 7
- 8. Слайд 8
- 9. Анаэробное дыханиеНекоторые микроорганизмы способны использовать для окисления
- 10. У микроорганизмов, осуществляющих такое дыхание, конечным акцептором
- 11. анаэробное дыхание Организмы, для которых характерно
- 12. При этом факультативные анаэробы используют акцепторы электронов
- 13. Акцепторы с низким окислительно-восстановительным потенциалом (сера, SO42−, CO2) применяются
- 14. Организмы, способные осуществлять анаэробное дыхание за счет
- 15. Биологические электродвигателиАТФ-синтаза - предназначена для синтеза молекул
- 16. По мере того как протоны протекают через
- 17. Слайд 17
- 18. Слайд 18
- 19. АТФ-синтаза
- 20. Бактерия Esherichia сoli Чтобы плавать, она с
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. Вращение пропеллера создает силу, заставляющую бактерию двигаться
- 24. Слайд 24
- 25. Слайд 25
- 26. Слайд 26
- 27. Как и протонные АТФсинтазы, электромоторы бактерий являются
- 28. Электромоторы бактерий работают очень эффективно. Бактерии плавают
- 29. Обычно электромотор бактерий вращается со скоростью, достигающей
- 30. Транспорт веществ через мембрану
- 31. Питательные вещества (пища) - вещества,
- 32. Типы питания микроорганизмовГолозойный способ питания – организм
- 33. Полимерные органические соединения (полисахариды, белки и др.)
- 34. Крупные молекулы гидролизуются экзоферментами, выделяемыми клетками микроорганизмов
- 35. Капсула и слизистые слои представляют собой достаточно
- 36. Основным регулятором поступления веществ в клетку и
- 37. Концентрация веществ внутри живой клетки всегда отличается
- 38. Благодаря избирательной проницаемости, на цитоплазматической мембране возникает
- 39. За счет работы электрон-транспортной цепи и ферментов,
- 40. ------++++++ Градиент концентрацийЭлектрический градиентЭлектрохимический градиент
- 41. Транспорт веществ через клеточную мембрану: простая диффузия облегченная диффузия активный транспорт
- 42. Пассивная диффузияПри пассивной диффузии транспорт веществ через
- 43. Скорость диффузии через липидный бислой мембраны сильно
- 44. Экспериментами показано, что за исключением воды только
- 45. Простая диффузияКаналообразующий белок
- 46. Облегченная диффузияТранспорт большинства растворенных веществ через цитоплазматическую
- 47. Облегченная диффузияБелки-переносчики:пермеазытранслоказы
- 48. Работа транслоказнапоминает работу ферментов, но переносимое соединение
- 49. Сначала подход к связывающему участку открыт с
- 50. К наиболее важным веществам, проходящим через клеточную
- 51. Каналообразующие белкиЭти белки образуют в мембранах каналы,
- 52. Слайд 52
- 53. Практически все белковые каналы служат для переноса
- 54. В мембранах клеток существуют каналы для ионов
- 55. В отличие от мембранных каналов, транслоказы в процессе переноса
- 56. Слайд 56
- 57. ИонофорыНе только белки переносят вещества через мембраны.
- 58. Бывают случаи, когда мембрана наглухо закрывается для
- 59. Валиномицин специализируется, главным образом, на ионах калия
- 60. Было выяснено, что молекулы таких проводников имеют
- 61. Примером подвижного ионофора может служить антибиотик валиномицин.
- 62. Внутренний диаметр кольца равен диаметру гидратированного иона
- 63. В результате снаружи оказываются гидрофобные группы, и
- 64. Схема работы переносчиков ионов - ионофорова - подвижный переносчик (валиномицин)б - перенос с помощью канала (грамицидин)
- 65. Слайд 65
- 66. К+Ионофор валиномицин
- 67. Слайд 67
- 68. К каналообразующим ионофорам относится антибиотик грамицидин А.
- 69. В липидном бислое мембраны молекула грамицидина А
- 70. Ионофор грамицидин А
- 71. При облегченной диффузии
- 72. Активный транспортПри активном транспорте транслоказы переносят вещества
- 73. Активный транспорт – против электрохимического градиента
- 74. В системах первичного активного транспорта затрачивается химическая
- 75. Необходимость использования энергии объясняется теми изменениями, которые
- 76. Возможность транспортировать вещества против градиентов концентраций часто
- 77. В системах вторичного активного транспорта для переноса
- 78. В процессе дыхания в локализованной в мембране
- 79. За счет протонного потенциала осуществляется синтез АТФ.
- 80. Вторичный активный транспорт
- 81. Слайд 81
- 82. В системе вторичного активного транспорта большую роль
- 83. Иногда за счет энергии переноса одного вещества
- 84. Молекулы двух переносимых веществ могут двигаться и
- 85. Например, ионы натрия и калия одновременно переносятся
- 86. Слайд 86
- 87. Слайд 87
- 88. 1 – простая диффузия 2
- 89. Скачать презентанцию
Метаболизм клеткикатаболизмПентозофосфатный путьГлюкозаЦикл КребсаАнаэробныйПроцесс молочнокислоеспиртовое, маслянокислое,пропионовокислоеДыханиеАэробное О2АнаэробноеБрожениеГликолизГлюкозо-6-фосфатОкислительное фосфорилированиеПируват
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Метаболизм клетки
катаболизм
Пентозо
фосфатный путь
Глюкоза
Цикл Кребса
Анаэробный
Процесс
молочнокислое
спиртовое, маслянокислое,
пропионовокислое
Дыхание
Аэробное О2
Анаэробное
Брожение
Гликолиз
Глюкозо-6-фосфат
Окислительное фосфорилирование
Пируват
Слайд 9Анаэробное дыхание
Некоторые микроорганизмы способны использовать для окисления органических или неорганических
Слайд 10У микроорганизмов, осуществляющих такое дыхание, конечным акцептором электронов будет не
кислород а неорганическое соединения – нитриты, сульфаты и карбонаты.
Таким
образом, различия между аэробным и анаэробным дыханием заключается в природе конечного акцептора электронов.
Слайд 11 анаэробное дыхание
Организмы, для которых характерно анаэробное дыхание, имеют
набор ферментов электронтранспортной цепи.
Но цитохромоксидаза в них заменяется
нитратредуктазой (при использовании в качестве акцептора электронов нитрата) или аденилсульфатредуктазой (при использовании сульфата) или другими ферментами.
Слайд 12При этом факультативные анаэробы используют акцепторы электронов с высоким окислительно-восстановительным
потенциалом (NO3−, NO2−, Fe3+, фумарат,
диметилсульфоксид и т. д.),
у них это дыхание конкурирует
с энергетически более выгодным аэробным и подавляется кислородом. 
Слайд 13Акцепторы с низким окислительно-восстановительным потенциалом (сера, SO42−, CO2) применяются только строгими анаэробами,
гибнущими при появлении в среде кислорода.
Слайд 14Организмы, способные осуществлять анаэробное дыхание за счет нитратов, - факультативные
анаэробы.
Организмы, использующие сульфаты в анаэробном дыхании, относятся к облигатным
анаэробам.
Слайд 15Биологические электродвигатели
АТФ-синтаза - предназначена для синтеза молекул АТФ, а также
для переноса протонов (Н+) через мембрану клетки
АТФаза состоит из двух
частей: гидрофобной части, связанной с мембраной, ответственной за транспорт протонов, и гидрофильной части, ответственной за синтез и гидролиз АТФ 
Слайд 16По мере того как протоны протекают через одну часть фермента,
другая его субъединица вращается по часовой стрелке и идет синтез
АТФ.Гидролиз АТФ происходит при вращении субъединицы против часовой стрелки; при этом направление протекания протонов меняется на обратное.
Субъединицы a, b, и c формируют канал переноса протонов через клеточную мембрану.
Слайд 20Бактерия Esherichia сoli
Чтобы плавать, она с помощью специальных биологических
электромоторов вращает свои жгутики.
Когда жгутики начинают синхронно вращаться против
часовой стрелки, они сплетаются в единый пучок, который образует своеобразный пропеллер. 
Слайд 23Вращение пропеллера создает силу, заставляющую бактерию двигаться почти по прямой
линии.
После того как направление вращения жгутиков изменяется на противоположное, пучок
расплетается и бактерия останавливается, вместо поступательного движения она начинает хаотически вращаться, ее ориентация изменяется. 
Слайд 27Как и протонные АТФсинтазы, электромоторы бактерий являются устройствами, которые в
качестве источника энергии используют разность протонных потенциалов на цитоплазматической мембране.
Принципы работы АТФсинтазы и бактериального мотора одинаковы, хотя сами эти конструкции различаются по своим размерам и устройству.
Можно сказать, что бактериальный мотор - аналог машины постоянного тока, созданной человеком.
Слайд 28 Электромоторы бактерий работают очень эффективно.
Бактерии плавают со средней скоростью
около 25 мкм/с, но некоторые виды больше 100 мкм/с.
Это
означает, что за одну секунду бактерия перемещается на расстояние, которое в десять или больше раз превышает ее собственную длину. 
Слайд 29Обычно электромотор бактерий вращается со скоростью, достигающей 50-100 оборотов в
секунду, однако у некоторых видов бактерий скорость вращения превышает 1000
оборотов в секунду.Электромоторы, которые могут так быстро вращать жгутики бактерий, очень экономичны - они потребляют не более 1% энергетических ресурсов бактериальной клетки
Слайд 31 Питательные вещества (пища) - вещества, которые, попав в
живой организм, служат либо источником энергии для процессов жизнедеятельности, либо
материалом для построения составных частей клетки.
Слайд 32Типы питания микроорганизмов
Голозойный способ питания – организм захватывает или заглатывает
плотные частицы пищи, которые затем перевариваются (простейшие)
Голофитный способ питания –
живые организмы всасывают питательные вещества в виде относительно небольших молекул из водного раствора (бактерии, грибы, водоросли)
Слайд 33Полимерные органические соединения (полисахариды, белки и др.) микроорганизмы не могут
поглощать в чистом виде.
Они должны быть сначала расщеплены на
простые соединения, для которых клеточная мембрана проницаема. 
Слайд 34Крупные молекулы гидролизуются экзоферментами, выделяемыми клетками микроорганизмов в окружающую среду
Поступление
воды и растворенных в ней питательных веществ из окружающей среды
внутрь микробной клетки, а также выход продуктов обмена происходят через капсулу и слизистые слои, клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану.
Слайд 35Капсула и слизистые слои представляют собой достаточно рыхлые образования и
не оказывают значительного влияния на транспорт веществ.
Клеточная стенка является
уже существенным барьером, но она имеет поры, и основной обмен веществ происходит через них. 
Слайд 36Основным регулятором поступления веществ в клетку и выхода их из
нее является цитоплазматическая мембрана.
она должна обладать избирательной проницаемостью, то
есть одни вещества пропускать, а другие задерживать. 
Слайд 37Концентрация веществ внутри живой клетки всегда отличается от содержания этих
же веществ снаружи.
Клетка способна накапливать соединения, необходимые ей для
обеспечения жизнедеятельности (концентрация таких веществ будет внутри клетки выше, чем снаружи). 
Слайд 38Благодаря избирательной проницаемости, на цитоплазматической мембране возникает градиент концентраций различных
соединений.
Градиент концентраций является одной из движущих сил при транспорте
веществ.
Слайд 39За счет работы электрон-транспортной цепи и ферментов, постоянно откачивающих ионы
водорода (протоны) из клетки наружу, на мембране возникает разность электрических
потенциалов (электрический градиент).
Слайд 41Транспорт веществ через клеточную мембрану:
простая диффузия
облегченная диффузия
активный
транспорт
Слайд 42Пассивная диффузия
При пассивной диффузии транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану происходит
под действием разности концентраций (для незаряженных молекул) или разности электрических
потенциалов (для ионов) по обе стороны мембраны.
Слайд 43Скорость диффузии через липидный бислой мембраны сильно зависит от размера
молекулы и ее растворимости в липидах.
Чем меньше молекула и
чем больше ее жирорастворимость, тем быстрее она проходит через мембрану. 
Слайд 44Экспериментами показано, что за исключением воды только кислород, CO2, некоторые
другие газы и незаряженные полярные молекулы малого размера (этанол, мочевина)
могут проходить через мембрану.Скорость такого переноса весьма незначительна.
Перенос веществ идет без затрат энергии по градиенту концентраций: от более концентрированного раствора к менее концентрированному.
Слайд 46Облегченная диффузия
Транспорт большинства растворенных веществ через цитоплазматическую мембрану осуществляется при
помощи специальных белков-переносчиков, циркулирующих между внешними и внутренними пограничными слоями
мембраны.Эти белки-переносчики называются пермеазами или транслоказами.
Слайд 48Работа транслоказ
напоминает работу ферментов, но переносимое соединение при транспорте не
изменяется.
Как и фермент, транслоказа имеет специальный участок для связывания
транспортируемого вещества. Транспортируемые молекулы соединяются с белком-переносчиком так же, как фермент соединяется с субстратом, то есть по принципу комплементарности.
Слайд 49Сначала подход к связывающему участку открыт с наружной стороны мембраны.
Переносимая молекула или ион входит в молекулу транслоказы и соединяется
со связывающим участком.Форма транслоказы после этого меняется, и подход к связывающему участку открывается с другой стороны мембраны.
Молекула или ион переносимого вещества отделяется от транслоказы и оказывается внутри клетки.
Слайд 50К наиболее важным веществам, проходящим через клеточную мембрану посредством облегченной
диффузии, относят глюкозу и большинство аминокислот.
Слайд 51Каналообразующие белки
Эти белки образуют в мембранах каналы, пронизывающие поперек липидный
бислой и заполненные водой.
Наружная поверхность каналов гидрофобна, внутренняя –
гидрофильна, диаметр канала – 0,5-0,8 нм. Водорастворимые вещества проходят через каналы, не контактируя с гидрофобной липидной частью мембраны.
Слайд 53Практически все белковые каналы служат для переноса ионов, поэтому их
называют ионными каналами.
Ионнные каналы обладают избирательной проницаемостью, они могут
открываться и закрываться. Обычно для каждого иона существует свой канал. Ионы проходят через белковые каналы в 1000 раз быстрее, чем при помощи белков-переносчиков (106 ионов в секунду).
Слайд 54В мембранах клеток существуют каналы для ионов натрия, калия и
хлора,
в мембранах многих клеток — водные каналы аквапорины,
а также белки-переносчики
для глюкозы, разных групп аминокислот и многих ионов. 
Слайд 55В отличие от мембранных каналов, транслоказы в процессе переноса вещества через мембрану взаимодействуют с
ним как с лигандом и при этом претерпевают конформационные изменения.
По
кинетике перенос веществ с помощью транслоказ в виде облегчённой диффузии напоминает ферментативную реакцию. 
Слайд 57Ионофоры
Не только белки переносят вещества через мембраны.
Эту роль могут
выполнять небольшие гидрофобные молекулы, которые растворяются в липидах мембраны и
повышают ее проницаемость для ионов.Известно два типа ионофоров: подвижные и каналообразующие.
Слайд 58Бывают случаи, когда мембрана наглухо закрывается для определенных ионов: в
частности, в митохондриях внутренняя мембрана вообще не пропускает ионов калия.
Однако эти ионы попадают внутрь митохондрии, если в окружающей среде имеются антибиотики валиномицин или грамицидин.
Слайд 59Валиномицин специализируется, главным образом, на ионах калия (может переносить и
ионы рубидия и цезия),
а грамицидин переносит, кроме калия, также
ионы натрия, лития, рубидия и цезия.
Слайд 60Было выяснено, что молекулы таких проводников имеют форму баранки, радиус
отверстия которой таков, что внутри баранки помещается ион калия, натрия
или другого щелочного металла.Эти антибиотики назвали ионофорами ("носителями ионов").
Слайд 61Примером подвижного ионофора может служить антибиотик валиномицин.
Молекула этого антибиотика
имеет форму кольца, наружняя поверхность которого, состоящая из боковых цепей
валина, гидрофобна.Кроме того, в состав молекулы валиномицина входят 6 карбонильных групп (= С – О -), кислород которых заряжен отрицательно.
Слайд 62Внутренний диаметр кольца равен диаметру гидратированного иона калия.
В водной
среде карбонильные группы направлены к внешней стороне кольца.
Однако, когда
в кольцо встраивается положительно заряженный ион калия, несущие отрицательный заряд карбонильные группы обращаются к нему. 
Слайд 63В результате снаружи оказываются гидрофобные группы, и поверхность молекулы становится
гидрофобной.
Таким образом валиномицин захватывает ион калия, окружает его гидрофобной
оболочкой и проводит через мембрану. 
Слайд 64Схема работы переносчиков ионов - ионофоров
а - подвижный переносчик (валиномицин)
б
- перенос с помощью канала (грамицидин)
Слайд 68К каналообразующим ионофорам относится антибиотик грамицидин А.
Он представляет собой
линейный полипептид, состоящий из 15 аминокислотных остатков, имеющих гидрофобные радикалы.
Слайд 69В липидном бислое мембраны молекула грамицидина А принимает форму спирали,
наружная поверхность которой гидрофобна, а внутренняя – гидрофильна.
Длина этой
спирали равна половине толщины мембраны. Две молекулы грамицидина А, располагаясь в мембране одна за другой, образуют канал, позволяющий ионам H+, K+, Na+ проходить через мембрану по их электрохимическому градиенту.
Слайд 71 При облегченной диффузии
белки-переносчики
транспортируют вещества по градиенту электрохимического потенциала, поэтому этот процесс идет
без затраты энергии.Скорость переноса веществ путем облегченной диффузии гораздо больше, чем при простой диффузии. Она зависит от разницы в концентрациях вещества внутри и снаружи клетки.
Выход продуктов обмена веществ из микробной клетки также происходит по типу облегченной диффузии при участии переносчиков.
Слайд 72Активный транспорт
При активном транспорте транслоказы переносят вещества против градиента концентраций.
Большинство веществ проникает в клетку путем активного транспорта.
Источником энергии
для переноса служит молекулы АТФ или протонный потенциал. Существуют системы первичного и вторичного активного транспорта.
Слайд 74В системах первичного активного транспорта затрачивается химическая энергия.
Одна молекула
АТФ гидролизуется с образованием одной молекулы АДФ.
Перенос одной молекулы
вещества, как правило, требует гидролиза одной молекулы АТФ. 
Слайд 75Необходимость использования энергии объясняется теми изменениями, которые претерпевает переносчик: когда
он обращен к внешней поверхности мембраны, то обладает высоким сродством
к субстрату,а когда к внутренней – низким.
Слайд 76Возможность транспортировать вещества против градиентов концентраций часто используется клетками микроорганизмов
для получения этих веществ из окружающей среды, где их концентрация
мала, что обычно для природных условий.
Слайд 77В системах вторичного активного транспорта для переноса против градиента концентраций
через мембрану многих веществ, в том числе органических и неорганических
ионов, сахаров, используется энергия протонного потенциала.
Слайд 78В процессе дыхания в локализованной в мембране дыхательной цепи осуществляется
вынос из клетки протонов.
В результате создается градиент электрохимического потенциала
между наружной и внутренней сторонами мембраны – протонный потенциал. 
Слайд 79За счет протонного потенциала осуществляется синтез АТФ.
Но он может
и непосредственно участвовать в транспорте веществ через мембрану.
Для поддержания
протонного потенциала микроорганизмы непрерывно выкачивают за пределы своей клетки протоны и другие положительно заряженные ионы (Na+, K+, Ca2+). 
Слайд 82В системе вторичного активного транспорта большую роль играют белки транспортные
АТФ-азы.
Молекулы этого фермента пронизывает мембрану.
Некоторые АТФ-азы могут переносить
через мембрану только один тип субстратов. Перенос субстрата одного типа называется унипортом.
Слайд 83Иногда за счет энергии переноса одного вещества происходит транспорт другого.
Например, за счет энергии, выделяемой при переносе протонов по градиенту,
может транспортироваться молекула глюкозы. Такой способ переноса двух веществ одновременно и однонаправленно называется симпортом.
Слайд 84Молекулы двух переносимых веществ могут двигаться и в противоположные стороны,
при этом одно вещество движется против градиента концентраций за счет
энергии, выделяемой при перемещении другого вещества по градиенту.Такой перенос называется антипортом.
Слайд 85Например, ионы натрия и калия одновременно переносятся в противоположных направлениях.
В случае симпорта и антипорта транспортные АТФ-азы имеют центры связывания
для обоих переносимых веществ.
Слайд 88 1 – простая диффузия 2 – диффузия через канал 3 – облегченная
диффузия 4 - активный перенос 5 – пиноцитоз 6 – фагоцитоз 7 – опосредованный рецепторами
эндоцитоз 8 - экзоцитоз 9 - трансцитоз
