Контрольная работа по "Биологии"

Содержание:

 

 

1. Физико-химические свойства цитоплазмы. Гетерогенность цитоплазмы. (Вопрос №6)                                                                   3

 

2. Ферменты, их химическая природа и функциональное значение. Факторы, влияющие на активность ферментов. (Вопрос №22)                                                                                          5

 

 

3. Активная роль корневой системы в поглощении воды и минеральных веществ. (Вопрос №40)                                              8

 

4. Действие недостатка воды на растения. (Вопрос №53)            10

 

 

5. Фотосинтез, его значение. Современные представления о сущности фотосинтеза. (Вопрос №65)                                           12

 

6. Каротиноиды, их физиологическая роль. (Вопрос №71)          15

 

 

7. Химизм аэробной фазы дыхания. Заслуга Г. Кребса. (Вопрос №84)                                                                                                        17

 

 

     8.Список литературы                                                                                19

 

 

 

1. Физико-химические свойства цитоплазмы. Гетерогенность цитоплазмы. (Вопрос №6)

 

Цитоплазма- это сложная  многокомпонентная, пластичная, дифференцированная система, включающая ряд мембранных и немембранных структур. Именно в  цитоплазме протекают основные процессы метаболизма.

Цитоплазма является сложной  смесью белков, которые находятся  в коллоидном состоянии, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот и других органических соединений. Из неорганических соединений в цитоплазме присутствует вода, а также различные минеральные вещества.

Цитоплазма — вязкая жидкость, практически бесцветная, с удельным весом примерно 1,04. 
В цитоплазме обнаруживают около 60 биогенных элементов. Важнейшие ее химические компоненты — белки, углеводы, липоиды и ряд солей.

Цитоплазма состоит из большого количества высокомолекулярных веществ  — биополимеров. Часть биополимеров формируют особые структурные образования — мембраны, придающие цитоплазме значительную структурность. Цитоплазма проявляет свойства сравнительно вязкой жидкости, но одновременно и некоторые свойства твердого тела (эластичность). Подобное сочетание свойств возможно благодаря тому, что молекулы биополимеров способны образовывать временные ассоциации различных размеров. Разрушение этих ассоциаций способствует проявлению жидкостных свойств, их восстановлению — проявлению свойств твердого тела.

Цитоплазма-рабочий аппарат  клетки. Она пронизана системой мембран, которые отходят от ядерной оболочки и соединяются с внешней мембраной  клетки. Эти  внутренние клеточные  мембраны, образующие густо переплетенную  сеть с многочисленными канальцами и полостями, называют эндоплазматическая сеть. Химически клеточные мембраны гетерогенны и состоят из протеидов  и липидов.

Структурные элементы клетки можно разделить на три большие  функциональные группы:

1.Органеллы, которые катализируют  превращение энергии, митохондрии  и хлоропласты.

2.органеллы, которые катализируют  репликацию белков,- рибосомы, полирибосомы.

3.Клеточные гранулы и  другие образования, которые принимают  участие в синтетических реакциях, обмене веществ (сферосомы, цитосомы, аппарат Гольджи.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Ферменты, их химическая природа и функциональное значение. Факторы, влияющие на активность ферментов. (Вопрос №22)                                

Ферменты - это  вещества белковой природы, которые образуются в процессе жизнедеятельности организма и своим участием в обмене веществ обеспечивают единство между средой и организмом. Без ферментов нет жизни.

Ферменты подразделяются на одно- и двухкомпонентные. Первые состоят  только из молекул белка, вторые - из белковой части, получившей название апофермента, и соединения небелковой природы, называемой простетической группой. В двухкомпонентных ферментах белок-носитель называют еще фероном, а небелковую активную группу — агоном. У двухкомпонентных ферментов, небелковая часть которых легко отделяется от апофермента, простетические группы называют коферментами. Размеры кофермента во много раз меньше размеров белковой молекулы (апофермента).

Коферментами  ферментов пиридиновых дегидрогеназ являются:

- никотинамидадениндинуклеотид (НАД);

- никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ);

- флавиннуклеотиды  — коферменты флавиновых ферментов;

- производные  фолиевой кислоты — коферменты  фермента глицинтрансформиминазы.

Специфическая деятельность ферментов  является одним из важнейших факторов организации процессов обмена веществ  в живом организме, их согласованности  и направленности.

Многочисленные биологические  катализаторы в организме — ферменты, отличающиеся исключительной специфичностью и эффективностью действия, ускоряют только определенные превращения данного вещества. Распределение скоростей ферментативных превращений, которые создаются в организме, в значительной мере определяет специфичность процессов обмена веществ.

Действия ферментов согласованны: продукты катализа одного фермента поступают к другому, а не рассеиваются в содержимом клетки; реакции, выделяющие энергию, тесно связаны с реакциями, требующими её затрат. Установлено, что окисление сахаров и жиров происходит с выделением энергии, тогда как синтез белков требует её затрат.

Активность ферментов зависит  от условий внешней среды, окружающей молекулу фермента. Каждый фермент работает в определенных границах температуры и рН. Для большинства ферментов температурный оптимум лежит в пределах 40—50°С. В клетке одновременно работает множество ферментных систем, и каждый фермент требует определенной реакции среды.

Наивысшая активность большинства  растительных ферментов отмечается при слабокислой или нейтральной  реакции, характерной для растительных клеток. Такое влияние рН объясняется непосредственным действием концентрации водородных ионов на свойства центра, определяющие образование фермент-субстратного комплекса. Кроме того, ионы водорода оказывают влияние на степень ионизации субстрата и молекулы ферментного белка.

Скорость ферментативной реакции  в сильной степени зависит  от концентрации субстрата в среде, но если достаточно субстрата, то и  от содержания фермента.

Активность ферментов в сильной  степени зависит от содержания в  реакционной среде различных  дополнительных ионов и соединений. Вещества или ионы, увеличивающие  каталитическую активность ферментов, получили название активаторов.

Роль активаторов ферментов  выполняют ионы различных металлов: К+, Са2+, Mg2+, Fe2+, Cа2+ и др. Активация может осуществляться одним или несколькими ионами. Например, амилаза, катализирующая расщепление крахмала и липаза, — распад жиров, активируются ионами Са2+; алкогольдегидрогенеза, катализирующая окисление спиртов до альдегидов, Zn2+; пероксидаза и каталаза — Fe2+; аргиназа, участвующая в гидролитическом расщеплении аргинина, — Со2+; Mn2+; Ni2+.

Для проявления максимальной активности фермента требуется определенная концентрация ионов-активаторов в среде.

Усиление активности ферментов  под действием ионов объясняется, прежде всего, тем, что многие ферменты содержат их в своей молекуле и представляют собой так называемые металлоферменты.

К металлоферментам относятся каталаза и пероксидаза, содержащие железо, амилаза, в состав которой входит кальций; нитратредуктаза, содержащая молибден. В ряде случаев активность ферментов в присутствии ионов металлов поддерживается образованием координационных связей между активным центром фермента и субстратом.

Существуют вещества, подавляющие  действие ферментов, которые получили название ингибиторов ферментов. Ингибиторы делят на два класса: общие и  специфические. К общим ингибиторам  относят соли тяжелых металлов — свинца, серебра, ртути, вольфрама, которые денатурируют белок и, следовательно, подавляют действие ферментов.

Наибольшее значение имеют специфические  ингибиторы, которые находят практическое применение. Они действуют только на одну ферментативную реакцию. Присоединяясь  к активному центру фермента, ингибитор  препятствует образованию комплекса  фермент — субстрат, вследствие чего часть молекул фермента переходит  в неактивное состояние и скорость ферментативной реакции замедляется  или прекращается.

                                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Активная роль  корневой системы в поглощении  воды и минеральных веществ. (Вопрос  №40)                

Вследствие  интенсивного расхода воды, особенно в процессе транспирации, растения нуждаются в активном ее поступлении. Для этого существует корневая система. У хлебных злаков корневая система проникает на глубину 1,5-2 м и распространяется широко в стороны. В зависимости от вида растений распределение корневой системы в почве различно.

С физиологической  точки зрения, корневая система неоднородна. Далеко не вся поверхность корня  участвует в поглощении воды.

В первичном  строении корня различают несколько  тканей: корневой чехлик, апикальную меристему, ризосферу, первичную кору, эндодерму, перицикл и проводящие ткани, сосредоточенные  в центральном цилиндре. Растущая часть корня обычно не превышает 1 см в длину и состоит из меристемы (1,5-2 мм от кончика) и зоны растяжения (2-7 мм).

Стрелки –  пути передвижения веществ, поглощаемых  из наружного раствора.

На самом  кончике корня находится корневой чехлик, клетки наружных слоев которого секретируют слизь (полисахаридную) и слущиваются при перемещении корня в почве. Клетки центральной части чехлика содержат много амилопластов, заполненных крахмалом (статолиты) и участвующих в восприятии корнем направления действия силы тяжести. Основными функциями корневого чехлика являются: а) предохранение апикальной меристемы корня от повреждения при соприкосновении с почвой; б) облегчение продвижения кончика корня в почве; в) восприятие геотропического стимула.

Апикальные  клетки меристемы корня (1-2% от общего числа клеток в меристеме) отличаются от остальных значительно более  редким делением, медленным синтезом ДНК и РНК и белков, меньшим числом плазмодесм с соседними клетками. Они получили название покоящегося центра. При повреждении апикальной меристемы фонд ее клеток восстанавливается за счет деления клеток покоящегося центра.

За время жизни в меристеме корня каждая клетка делится 6-7 раз. Количество клеток увеличивается вдоль оси корня, формируется перицикл.

Прекратившие  деление, клетки корня переходят  к растяжению также в направлении  оси корня.

Дифференцировка тканей корня заканчивается в  зоне корневых волосков, где завершается  образование основных тканей корня: ризодермы, первичной коры, эндодермы  и системы тканей центрального цилиндра.

Ризодерма — это чаще всего однослойная  ткань, покрывающая корень снаружи. У большинства видов растений клетки ризодермы обладают способностью формировать корневые волоски. Поглощение воды происходит главным образом клетками зоны растяжения и зоны корневых волосков.

Рассмотрим  строение корня в зоне корневых волосков.

Корневые волоски –  это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм² от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность. Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных веществ. Почти всю клетку волоска занимает вакуоль, окружённая тонким слоем цитоплазмы. Ядро находится в верхней части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует склеиванию корневых волосков с частицами почвы, что улучшает их контакт и повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.      

 

 

 

4.Действие недостатка воды на растения. (Вопрос №53)

Если в  почве имеется недостаточное  количество доступной для растения воды, то отрицательное влияние перегрева  становится особенно сильным. Перегрев вызывает повреждение растения, называемое запалом. Запал обнаруживается через  некоторое время в виде различно окрашенных некротических пятен  на листьях. На пшенице появляются желтые пятна, на овсе — красные, у большинства  растений — коричневые.

Встречается и другой вид повреждений от атмосферной  засухи — захват. Он наблюдается  реже, чем запал, и проявляется  в том случае, когда при сравнительно не очень высоких температурах наблюдаются  сильный ветер и большая сухость воздуха. При этом листья просто высыхают, сохраняя зеленую окраску.