Ферменты. Структура, св-ва,классификация. Механизм действия ферментов ,регуляция их активности, практ. Использование. Витамины, их классификация и роль в обмене в-в

Ф- это катализаторы белковой природы,образующиеся и функционирующие в организме

СТРУКТУРА Ф состоят из нескольких доменов и обычно обладают четвертичной структурой, т.е. с/т из нескольких цепей, могут иметь в своем с-ве небелковые компоненты. БЕЛК. ЧАСТЬ - апофермент, небелк. -кофактор (если это неорган. вещ-во н-р ионы цинка или магния), коэнзим(кофермент) - если орг. вещ-во. апофермент+кофермент= единый каталитический актив. комплекс - голофермент.

КЛАССИФИКАЦИЯ (неск. классов)

1.ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ-катализируют ОВР

2.ТРАНСФЕРАЗЫ- кат-ют р. переноса группировок от одного соединения на другое

3.ГИДРОЛАЗЫ-ускоряют гидролитическое расщепление веществ

4.ЛИАЗЫ-кат- ют реакции негидролитического расщепления в-в с образованием двойных связей или р. Присоединения по двойным связям

5.ИЗОМЕРАЗЫ-кат-ют р. Изомеризации

6.ЛИГАЗЫ(СИНТЕТАЗЫ)-ускоряют р. Синтеза с использованием энергии макроэргических соединений

МЕХАНИЗМ (снижают энергию активации)

Ф/Е + S → ES → ЕS* ЕР Е+ Р

1 2 3 4

1.образование Е комплекса происходит за счет нековалентных связей

2. под воздействием кат. Центра идет деформация субстрата, перераспределение Эл. Плотности, переходит в активируемое промежуточное соединение, для кот. Еакт. Гораздо ниже.

3. образование продукта

4. продукт не имеет сродства к акт. Центру фермента в ходе р. Не затрачивается и высвобождается в исходном виде

Ф. гораздо активнее неорганических катализаторов и действуют в мягких физиолог. Условиях.Скорость ферм. Р. Сильно зависит от температуры опт.30-40 С, Рн(у каждого ф. есть узкий интервал Рн), концентраций ф.(С УВ. Ф. ув. Скорость х. р.) и субстрата.(ув. До опр. Предела, до достижения насыщенности субстрата)

Использование: в медициен(диагностика,в виде лекарств,) ценные аналитические реагенты, в пищ. Промышленности и тд.

ВИТАМИНЫ. - низкомолекул. Орг в-ва,кот. Не синтезируются организмом и должны поступать с пищей. Они необходимы в небольших количествах для нормального течения биолог. И физиологических процессов.(НЕДОСТАТОК-ГИПОТОВИТАМИНОЗ, ИЗБЫТОК-ГИПЕРВИТ-З)

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ 1 жирорастворимые А-ретинол (участвует в фотохимическом акте зрения, регулирует деление эпителия)

Д-кальциферол (уч. Во всасывании кальция в кишечнике, стимулирует синтез белка,регуляция проницаемости мембран)

К-филлохинон (уч. В свертываемости крови, в окислительном фосфорилировании)

Е-токоферол (антиоксидант, уч. В стабилизации клеточных мембран)

2. водорастворимые РР-(В₅ )-никотиновая кислота(при недост.-дерматиты)

В₁-ТИАМИН (* при недост. Нарушается деятельность НС и ССС)

В₂ рибофлавин(недост. –стоматиты, наруш. Зрения)

В_3-пантеновая кислота (уч. В образовании кофермента А

В_с –фолиевая кислота(уч. В р. Переноса одноуглеродных групп разной степени окисленности

С-аскорбиновая кислота (уч. В поднятия окислит. Восст. Потенциала клеток,обмене железа, в синтезе гормонов надпочечников)

 

Жизненные формы растений.

В процессе длительного развития растения приобрели различные эколого-биологические особенности, соответствующие конкретным условиям окружающей среды. Эти приспособительные особенности придают растениям определенный внешний облик и обусловливают определенную жизненную форму.

И. Г. Серебряков (1962) характеризует жизненную форму как «своеобразный общий вид (габитус) определенной группы растений (включая их надземные и подземные органы — подземные побеги и корневые системы), возникающий в их онтогенезе в результате роста и развития в определенных условиях среды. Этот габитус исторически возникает в данных почвенно-климатических и ценотических условиях как выражение приспособленности растений к этим условиям. В таком представлении жизненная форма является единицей экологической классификации растений.

Жизненные формы были впервые описаны именно у растений. Еще Теофраст, классифицируя растения, выделял среди них деревья, кустарники, полукустарники и травы.

Классификация жизненных форм — важнейшая проблема экологической морфологии. Как типы приспособительных структур жизненные формы наглядно показывают, с одной стороны, разнообразие путей приспособления разных видов растений к одним и тем же условиям среды, а с другой — возможность сходства этих путей у растений разных систематических групп. Первая попытка классифицировать жизненные формы была предпринята в 1806 г. немецким естествоиспытателем, «отцом географии растений» А. Гумбольдтом (1769—1859).

Признаки, на которых строились все последующие классификации, разнообразны, чаще всего это структура вегетативных органов либо приспособительные особенности растений к одному-двум ведущим, наиболее существенным факторам среды.

в понятие «жизненная форма» со времен И. Э. Варминга входит представление; о соответствии ее структурных особенностей условиям жизни, об адаптивном, приспособительном значении тех или иных признаков габитуса pастений.

В настоящее время существует ряд классификаций жизненных форм, но пока нет общепринятой единой классификации.

Эколого-морфологическая классификация.

Наиболее разработанной современной классификацией жизненных форм покрытосеменных и хвойных на основе эколого-морфологических признаков является классификация, предложенная И. Г. Серебряковым (1962). Собственно жизненная форма может быть уподоблена виду в систематике и является основной единицей экологической системы растений.

Выделение отделов основано на структуре надземных осей (древесные, полудревесные и травянистые растения); типов — на относительной длительности жизни надземных осей (в отделе древесных) или на длительности жизни растений в целом (в отделе наземных травянистых растений). Классы в пределах типов выделяют на основе структуры побегов, например растения с прямостоячими, стелющимися, лиановидными и другими побегами. Более мелкие таксономические единицы выделены по более частным признакам.

Рассмотрим основные отделы и типы жизнен­ных форм.

1. Древесные растения, подразделяются на деревья, кустарники и кустарнички.

Дерево (arbor) - растение с многолетним, в различной степени одревесневающим, разветвленным или неветвящимся главным стеблем — стволом, сохраняющимся в течение всей жизни растения, и кроной. Типичная крона из ветвей образуется у хвойных (из голосеменных) и двудольных (из покрытосеменных) деревьев. Их стволы ежегодно утолщаются за счет деятельности камбия. Древовидные формы однодольных своеобразны: их крона образована пучком крупных листьев, а ствол не имеет вторичного строения (пальмы, агавы, алоэ) или утолщается за счет особой меристемы (драцена). Подобную же древовидную форму имеют крупные тропические папоротники, саговники. Деревья очень разнообразны по форме стволов, крон, направлению роста, особенностям корней. Наиболее разнообразны и многочисленны деревья влажных тропиков. Высота деревьев от 2—2,5 м до 100 м и более (секвойя, эвкалипт). По высоте их условно делят на деревья первой (выше 25 м), второй (15—25 м), третьей (7—15 м) величины и низкие деревья (менее 7 м). Отдельные виды живут до 3000—5000 лет.

Кустарник (frutex) — многолетнее древесное растение, дающее в отличие от дерева наиболее мощные боковые побеги у самой поверхности почвы (рис. 303). Главный ствол хорошо заметен лишь у молодых растений, затем он теряется среди новых стволиков, образующихся из спящих почек у основания побегов. Высота кустарников от 0,8 до 6 м, продолжительность жизни отдельных стволиков 10—20 (редко до 50) лет, всего куста — до нескольких сотен лет. Распространены во всех растительных зонах, но наиболее разнообразны в субтропиках и субальпийском горном поясе. В лесу часто образуют подлесок (орешник, сирень, можжевельник, смородина, крыжовник, жимолость). В ходе эволюции возникли, вероятно, из деревьев в результате приспособления к неблагоприятным условиям — засуха, низкие температуры.

Кустарничек (fruticulus) — низкорослое (от 5 до 60 см) многолетнее растение с древеснеющими, сильно ветвящимися побегами, обычно не имеющее явно выраженного главного ствола, часто с длинным корневищем (черника, брусника, вереск, подбел, мирт болотный). Побеги кустарничков бывают ползучими (клюква), иногда, особенно в высокогорьях, встречаются подушковид-ные формы (диапенсия лапландская). Кустарнички преобладают в растительном покрове тундры, иногда образуют сплошной ярус в хвойных лесах, на сфагновых болотах, в высокогорьях.

П. Полудревесные растения — включают полукустарники и полукустарнички.

Полукустарник (suflratex) — многолетнее растение, у которого нижние части надземных побегов, несущие почки возобновления, одревесневают и сохраняются несколько лет, а верхние травянистые части стебля ежегодно отмирают. Высота полукустарников до 80 см, редко 150— 200 см. Растут главным образом в аридных областях — некоторые виды полыни, астрагала, солянки, в Беларуси — малина, ежевика, паслен сладко-горький

Полукустарничек (sufiruticulus) — низкорослое многолетнее растение, у которого ежегодно отмирает большая часть надземных побегов (как у трав), но остаются их одревесневающие основания с почками на некоторой высоте над землей — тимьян, или богородская трава, лаванда, некоторые виды шалфея. Вместе с полукустарниками составляют основу растительности склонов гор в Средиземноморье. Для обеих групп в крайних условиях существования характерна подушковидность.

/// Травянистые растения, травы (herbae). Эколого-морфологический признак травянистых растений сезонного климата — отсутствие прямостоячих надземных стеблей, переживающих нелагоприятный сезон. Травы могут быть как однолетними, так и многолетними почки возобновления которых находятся на уровне почвы или в почве и располагаются на корневищах каудексах, клубнях, луковицах, реже — на ползучих подземных побегах. Часто основным признаком трав считается мягкий или сочный надземный стебель либо некоторые черты его внутреннего строения (слабое одревеснение, рассеченная или сильно паренхиматизированная стела, отсутствие перидермы, слабая деятельность камбия). Вероятно, большинство трав сезонного климмата возникло от деревьев, кустарников или лиан. |

Подразделение наземных травянистых paстений основано в системе И. Г. Серебрякова на признаке моно- или поликарпичности Большинство многолетних трав — поликарпики, но бывают и монокарпики: несколько лет растут, оставаясь розеточным побегом, а затем зацветают и после плодоношения отмирают (многие зонтичные — тмин, порезник, ферулы — в Средней Азии). К монокарпикам относятся также однолетние травы.

Многолетние поликарпики подразделяются большей частью по характеру их многолетних подземных органов. Обычно различают стержне корневые (каудексовые) многолетние травы - дудник, клевер горный; кистекорневые -подорожники, сивец луговой, лютик едкий, короткокорневищные — ирисы, купена, манжетки; длиннокорневищньк -пырей ползучий, майник, дерновиныерыхлокустовые — тимофеевка, мятлик дубравный; плотнокустовые - щучка белоус, ковыли; клубнеобразующие — хохлатки, борцы, ятрышники, цикламен, картофель; луковичные — тюльпан, нарцисс.

Однолетние травы не имеют органов вегетативного возобновления и отмирают после цветения и плодоношения целиком, вместе с корневой системой, оставляя только семена. Среди однолетников можно различать группы по продолжительности жизни, от эфемеров, проходящих весь жизненный цикл за считанные недели, до переннирующих форм, способных перезимовывать в вегетативном или цветущем состоянии и продолжать развитие в следующем сезоне (пастушья сумка, фиалка полевая).

Классификация жизненных форм растений по К. Раункиеру. Одна из наиболее распространенных и универсальных классификаций жизненных форм растений была предложена в 1905— 1907 гг. датским ботаником К. Раункиером. За основу биоморфологической классификации К. Раункиер взял признак, чрезвычайно важный для адаптации растений, — положение по отношению к поверхности почвы и способ защиты почек возобновления в течение неблагоприятного (сухого или холодного) периода. По этому признаку К. Раункиер выделил пять крупных категорий жизненных форм: фанерофиты, хамефиты, гемикриптофиты, криптофиты и терофиты

Фанерофиты — почки зимуют или переносят засушливый период открыто, достаточно высоко над землей (деревья, кустарники, деревянистые лианы, эпифиты или полупаразиты типа омелы). Количественно преобладают в условиях мягкого климата. У фанерофитов, произрастающих в умеренном и холодном поясах, а также в засушливых областях, почки защищены чешуями, иногда смолой. По высоте фанерофиты подразделяются на микрофанерофиты (от 2 до 8 м), мезофанерофиты (от 8 до 30 м) и мегафанерофиты (свыше 30 м).

Хамефиты — почки возобновления находятся невысоко над поверхностью почвы (на 20—30 см) и, как правило, зимой защищены снежным покровом. К этой группе относятся кустарнички, полукустарники, полукустарнички, некоторые многолетние травы (например, зеленчук), многие стелющиеся растения, растения-подушки, мхи. Хамефиты господствуют в тундрах, высокогорьях, пустынях, некоторых средиземноморских типах растительности.

Гемикриптофиты — почки возобновления в неблагоприятный для вегетации период года сохраняются на уровне почвы (иногда чуть выше) и защищены чешуями, опавшими листьями и снежным покровом. К этой группе относятся многие травянистые растения средних широт (виды лютика, одуванчик, живучка ползучая).

Криптофиты представлены либо геофитами, (у которых почки находятся в почве на некоторой глубине (корневищные, клубненосные, луковичные растения), либо гидрофитами, у которых почки зимуют под водой.

Терофиты — однолетние растения, у которых все вегетативные части отмирают к концу сезона и зимующих почек не остается. Неблагоприятный период года терофиты переживают в виде семян, из которых происходит их возобновление на следующий год (многие крестоцветные, маковые, сорные растения — василек, ярутка, аистник).

Примером классификации жизненных форм на основе доминирующего признака может служить работа Г. М. Зозулина. Его классификация основана на способе удержания растениями площади их обитания и способах распространения. Выделены пять основных типов жизненных форм: 1) реддитивные — многолетники, не возобновляющиеся при уничтожении их надземных частей; 2) рестативные — многолетники, возобновляющиеся и «сопротивляющиеся» захвату площади другими особями; 3) иррумптивные — многолетники, не только возобновляющиеся, но и имеющие органы вегетативного разрастания и размножения, «захватывающие» территорию у других растений; 4) вагативные — однолетники или двусезонные виды, не удерживающие площадь и прорастающие каждый раз на новом месте, «кочующие»; 5) инсидентные — не занимающие отдельной площади обитания, «сидящие» на других растениях (паразиты, эпифиты). Эти типы далее подразделяются по характеру отмирания органов, по типам побегов и другим признакам и в конечном счете закономерно распределяются по определенным климатическим областям. Классификация развивает систему жизненных форм предложенную еще в 1915 г. известным почвоведом и геоботаником Г. Н. Высоцким, основанную на «степени вегетативной подвижности pacтений».

В последние годы предприняты попытки построения системы жизненных форм для всех растений и даже для организмов всех пяти царств вирусов, бактерий, грибов, растений и животных (Ю. Г. Алеев, 1986).

Помимо таксономического подхода, сложился биотический принцип систем жизненных форм Например, имеются системы жизненных форм для растений водной среды (С. А. Зернов, 1949, определенных ландшафтных зон, биоценозов суши и т. д.

16 Нуклеиновые кислоты важнейший компонент всех живых организмов, с участием НК происходит образование белков. Информация, определяющая особенности структуры белка,»записана» в ДНК и передается в ряду поколений. НК называется рибонуклеиновой, если в ее состав входит рибоза, или дезоксирибонуклеиновой- если дезоксирибоза

В состав ДНК входят аденин, гуанин, цитозин, Тимин. В РНК вместо Тимина присутствует урацил.

Нуклеотиды (основание+рибоза-ддя РНК+остаток фосфорной кислоты в 5- или 3- положении) –повторяющиеся мономерные единицы полинуклеотидов, роль мостика м/у нуклеотидами выполняет 3-,5- фосфодиэфирная связь, соединяющая с-3 рибозы (или дезоксирибозы) одного нуклеотида и с -5 другого биосинтез ДНК. уотсон, крик – механизм синтеза днк путем удвоения (репликация) –днк сначала разделчется вдоль, затем на каждой новой цепи образуется новая(в репликационной вилке-место удвоения днк, опред. белок дестабилизирует двойную спираль днк, а связываемый белок присоединяется к одноцепочным участкам, обеспечивая им роль матриц.-ПОЛУКОНСЕРВАТИВНАЯ РЕПЛИКАЦИЯ) РЕПЛИКАЦИЯ ДНК СОСТОИТ ИЗ ТРЕХ ЭТАПОВ:1. ИНИЦИАЦИЯ,2. ЭЛОГАНЦИЯ (РОСТ ЦЕПИ); 3. ТЕРМИНАЦИ Я(ПОСЛЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ВИЛКИ ВОССТАНАВЛИВАЕТСЯ НУКЛЕОТИДНАЯ СТРУКТУРА. СИНТЕЗ ДНК ПРОВОДЯТ ДНК- ПОЛИМЕРАЗЫ, ПРАЙМЕРАМИ КОТ. СЛУЖАТ ФРАГМЕНТЫ РНК, В-БЕЛОК УЧАВСТВУЕТ В ИНИЦИАЦИИ ТРАНСКРИПЦИИ.

В БАКТЕРИЯХ РЕПЛИКАЦИОННАЯ ДНК ОПИСЫВАЕТСЯ МОДЕЛЬЮ «КАТАЮЩЕГОСЯ КОЛЬЦА»(ОДНА ЦЕПЬ ДНК РАЗРЫВАЕТСЯ И ЕЁ 5- КОНЕЦ ПРИКЛЕПЛЯЕТСЯ К МЕМБРАНЕ КЛЕТ. СТЕНКИ, ЗАТЕМ КАК В ПОЛУКОНСЕРВАТ. РЕПЛИКАЦИИ,В ХОДЕ КОТ. ВТОРАЯ ЦЕПЬ СОХРАНЯЕТ КОЛЬЦЕВУЮ ФОРМУ: ОНА КАК БЫ КАТИТСЯ ПРЕДСТАВЛЯЯ СОБОЙ БЕСКОНЕЧНУЮ МАТРИЦУ.

БИОСИНТЕЗ РНК ТРАНСКРИПЦИЯ У ПРОКАРИОТ – ПРОЦЕСС,ПОСРЕДСТВОМ КОТ. ЗАКЛЮЧЕННАЯ В ДНК ГЕНЕТ. ИНФОРМАЦИЯ ПЕРЕНОСИТСЯ К РИБОСОМАМ

ЕДИНИЦЫ ПРОЦЕССА ТРАНСКРИПЦИИ НЕСУТ ИНФОРМ. О СТР-РЕ ОДНОГО ИЛИ НЕСК. ГЕНОВ.

РЕГУЛЯЦИЯ ОСУЩ-СЯ БЛАГОДАРЯ СПЕЦ. УЧАСТКАМ-ПРОМОТОРАМ- СОДЕРЖАТ УЧ. ПЕРВОНАЧ. ПРОЧНОГО СВЯЗЫВАНИЯ РНК – ПОЛИМЕРАЗЫ С ДНК) И ОПЕРАТОРАМ- РЕГУЛЯТОРНЫЕ УЧАСТКИ СВЯЗАННЫЕ С БЕЛКОМ.

ЦИКЛ ТРАНСКРИПЦИИ: 1-ИНИЦИАЦИЯ- ВЗАИМОДЕЙСТВИН РНК-ПОЛИМЕРАЗЫ С МАТРИЧНОЙ ДНК; 2. ЭЛОГАНЦИЯ-РОСТ ЦЕПИ В НАПРАВЛЕНИИ 5-3.3.ТЕРМИНАЦИЯ

У ЭУКАРИОТ ВНУТРИ УЧ.-В, КОДИРУЮЩИХ СТРУКТУРУ БЕЛКОВ, СУЩ-ЮТ РАЗРЫВЫ-ИНТРОНЫ, ЧЕРЕДУЮЩИЕСЯ С ЭКЗОНАМИ- УЧ. ГЕНА,КОТ. КОДИРУЮТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ЗРЕЛЫХ МРНК.

СУЩЕСТВУЕТ ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ, ЧТО ЭКЗОНЫ В РЯДЕ СЛУЧАЕВ СООТ-ЮТ ОПРЕД. ДОМЕНАМ В КОДИРУЕМЫХ БЕЛКАХ. ВОЗМОЖНО, ПЕРЕСТАНОВКА ЭКЗОНОВ В ГЕНАХ ЯВ-СЯ ОДНИМ ИЗ ПУТЕЙ ЭВОЛЮЦИИ ПОСЛЕДНИХ.