Сравнительная характеристика аэробного и анаэробного путей дыхательного обмена

Дыхательный обмен - окислительный распад органических веществ, синтезированных в процессе фотосинтеза, протекающий с потреблением кислорода и выделением углекислого газа.

Аэробное дыхание: гликолиз и цикл Кребса

Гликолиз осуществляется в цитоплазме в отсутствие О₂, начальный этап аэробного дыхания, сопровождается расщеплением 1 мол. глюкозы до 2 мол. ПВК: С₆Н₁₂О₆→2С₃Н₄О₃ + 2Н₂

С₆Н₁₂О₆ →гексокиназа→ глюкозо-6-фосфат →изомераза→ фруктозо-6-

АТФ→АДФ+Рi фосфат

↓

фосфофруктокиназа

АТФ→АДФ+ Рi

Фруктозо-1,6-дифосфат

↓ альдолаза ↓

(2) 3-ФГА ←(изомераза) ФДА

↓фосфатдегидрогеназа

2NAD→2NADH

(2) ПВК +2АТФ (2) 1,3-ДФГК +Н₃РО₄

пируваткиназа↑+2АДФ ↓+2АТФ, ФГкиназа

(2) ФЕП ←енолаза←(2) 2-ФГК ←мутаза←(2) 3-ФГК +2АТФ

+Н₂О

Итог: накапливаются 2 мол. АТФ+2НАДН(=6АТФ) = 8 АТФ

Ф-ции: обеспечение клетки энергией, источник дополнительных интермедиаторов, связующее звено между дыхат. субстратом и циклом Кребса

Цикл Кребса

1. окислит. декарбоксилир-е: ПВК+НАД+КоА-SH→АсКоА+НАДН+СО₂

2. цикл трикарбоновых кислот осуществлется в митохондриях

цитратсинтетаза НАД-зависим.дегидрогеназа АсКоА+ЩУК →лимонная к-та+КоА→изоцитрат→щавелевоянтарная к-(цитрат) НАД→НАДН -СО₂.

+Ко-А, НАД→НАДН АДФ+Рi→АТФ ФАД→ФАДН₂

та→α-кетоглутаровая к-та→сукцинил-КоА →янтарная к-та →фумароваф к-

-СО₂ -Ко-А

+Н₂О НАД→НАДН

та→яблочная к-та→ЩУК→снова в цикл

Итого: выделяется 30 АТФ. Ф-ции: энергетическая, установление тесной связи между обменом всех дыхательных субстратов, источник дополнительных орг. к-т

Анаэробное дыхание происходит в бескислородной среде, включает все виды брожения.

Отличия: аэробное дыхание наиболее выгодно энергетически (38 мол. АТФ), чем анаэробное (брожение, 2 мол. АТФ), в ходе него происходит окислительное расщепление дыхательных субстратов, в п-се брожения- простое расщепление веществ.

24. Современные представления о естественном отборе. В генофонд популяций больший вклад внесет та особь, которая оставит более многочисленное потомство, под естественным отбором нужно понимать из­бирательное (дифференцированное) воспроизведение генотипов (или генных комплексов). Приведенная формулировка, применима к микроорганизмам, грибам, растениям и животным независимо от способа их размножения и продолжительности жизни индивида. Теория и практика современной биологии показала, "что единицей отбора всегда оказывается не отдельный признак или свойства, а весь генотип, вся особь в целом. Основные формы естественного отбора Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, направленная на поддержание и повышение устойчивости реализации в популяции среднего, ранее сложившегося значения признака или свойство Движущий отбор Движущей (или направленной) формой отбора принято называть отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства.. Такой отбор способствует закреплению новой нормы взамен старой, пришедшей в несоответствие с условиями. Утрата признака — обычно результат действия движущей формы отбора. Дизруптивный отбор Популяция как бы «разрывается» по данному " признаку на несколько групп. Дизруптивный отбор назыв. также разрывающим или расчленяющим. Итак, дизруптивной называется форма отбора, благоприятствующая более чем одному фенотипу и действующая против средних промежуточных форм. Другие, формы естественного отбора половой отбор Естественный отбор, касающийся признаков особей одного пола, называется половым отбором. Обычно половой отбор вытекает из борьбы между самцами {а в более редких случаях — между самками) за возможность вступить в размножение. Как уже указывалась, естеств. отбор подразд. на индивидуальный и групповой. Индивидуальный отбор сводится к диффе-; ренциальному размножению отдельных особей, обладающих преимуществами в борьбе за существование в пределах популяций. Индивидуальный отбор основан на соревновании особей внутри популяций, групповой — преимущественное размножение особей какой-либо группы. Поэтому эволюцию можно рассматривать как процесс возникновения адаптации — адаптациогечез. Итак, адаптация в более узком смысле – это возникновение
и развитие конкретных морфофизиологических свойств,
значение которых зависит от тех или иных условии среды, т. е. адаптации — это всегда приспособления к «чему-то» и «что-то» в широком смысле - среда обитания. Примеры адаптации. Приспособительная окраска, предостерегающая окраска, мимикрия. При мимикрии различают модель (объект, которому подражают) и имитатор (подражатель). Классификация адаптации пути происхождения адаптации. По происхождению различают пре-дадаптивные. конбинативные и лостадатпнвные адаптации. Пди предадаптивном. пути возникновения адаптации нередко с успехом используются прежние особенности организма, возникшие в иных условиях. При возникновении адаптации комбинатавным путем существенно взаимодействие новых мутаций друг с другом и с генотипом в целом При этом может быть или усиление (комплиментация) илиподавление {эпистаз) Комбинативный путь формирования адаптации, видимо, наиболее распространенный. Постадаптивный путь возникновения адаптации связан с редукцией ранее развитого признака переводом" определяющих его реализацию генов в рецессивное состояние При постадаптивном пути адаптации возникают посредством использования ранее существовавших" структур в случае смены их функций.Адаптации в разных средах. По. принадлежности " к аспектам среды адаптации бывают различными адаптации» на уровне отдельной особи связаны с онтогенезом популяционно видовая среда проявляется во взаимодействии особей в пределах популяций и вида в целом Конгруэнции — взаамоприспособления особей, возникающие в результате внутривидовых отношений. Они выражаются в соответствии строения и функции органов матери и детеныша.

25.Фитогормоны – гормоны роста растений – вещества, действ. в ничтожных кол-вах, образ-ся в одних органах и оказывающие влияние на физиологич. п/сы в других органах растения. Известно 4 группы: ауксины, гиббереллины, цитокинины, ингибиторы роста (абсцизовая кислота, кумарин).

Ауксины - вещества индольной природы, основной из них- ß-индолилуксусная кислота (ИУК). Образуется из аминокислоты триптофана, а она-из шикимовой к-ты. Наиболее богаты ауксинами растущие части листьев, почки, завязи, развивающиеся семена, также пыльца. Их образование происходит в основном в меристематических тканях. На образование и содержание ауксинов влияет: снабжение растения азотом, обеспечение водой, освещение (оно уменьшает, а затемнение увеличивает содержание), эпифитная микрофлора (под влиянием микроорг-мов возрастает содержание). Физиологическое действие- влияние на рост клеток в фазе растяжения, в некоторых случаях- стимуляция деления клеток, н-р, камбия, большая роль при разрастании завязи и плодообразовании, обусловливают взаимодействие отдельных органов растения (коррелятивный рост). Повышение концентрации вызывает торможение роста растения. Есть данные, что они являются регуляторами притока воды и питательных веществ. Также влияют на распределение питательных веществ в растении: концентрация их в отдельных органах растения вызывает приток к ним питательных веществ и воды и в итоге усиленный рост, при этом рост других органов ослабляется.Т.о. они вызывают перераспределение питат. в-в в растении. Пол влиянием ауксина возрастает сопряженность окисления и фосфорилирования и содержание в клетках АТФ, возрастает энергетический заряд клетки.

Гибберелины: по химической структуре- тетрациклиновые карбоновые кислоты, наиболее распространенный- гиббереловая к-та (ГК). Основное место их образования- листья. Их образование идет путем превращения мевалоновой к-ты в геранил-гераниол и далее через каурен в гиббереловую к-ту. Влияние на их содержание оказывает освещение (увеличивает), качество света, улучшение питания азотом снижает их содержание. Физиологическое действие: способность резко усиливать рост стебля у карликовых форм растений, некоторые считают гибберелин гормоном роста стебля, что происходит как за счет деления клеток, так и за счет растяжения, усиление процесса фотосинтетического фосфорилирования, а именно- нециклического.

Цитокинины - фитогормоны, регулирующие в перв. очередь деление клеток, хотя их скорее можно назвать гормонами, регулирующими рост растяжением. Являются производными пуриновых азотистых оснований, именно- аденина, образуются в корнях и передвигаются по в надземные органы по ксилеме. Улучшение питания растения азотом усиливает их образование. Физиологическое действие: задерживают старение листьев, усиливают передвижение питательных веществ к обогащенным ими тканям, повышают содержание хлорофилла, ускоряя образование его предшественника- протохлорофилла, оказывают влияние на ультраструктуру хлоропласта. Представители: зеатин, кинетин.

Ингибиторы роста: их присутствие предупреждает слишком сильное вытягивание растения, обусловливает сбалансированный рост, их накопление способствует переходу растений в состояние покоя, вызывает опадение листьев и др. органов. Их можно разделить на 2 группы: терпеноидные и фенольные. Наибольшее значение имеет терпеноидная абсцизовая кислота (АБК)- образуется из мевалоновой кислоты через изопентилпирофосфат. Во многих случаях по своем действию является антагонистом гибберелина. Содержится в различных органах растений, особенно в состоянии глубокого покоя. Фенольные ингибиторы роста содержатся в покровах семян и плодах и тормозят процесс прорастания. Представители: кумарин, кумаровая к-та, скополетин. Их большое содержание характерно для стареющих организмов. Физиологич. действие- уменьшают содержание фитогормонов с положительным знаком действия, именно- подавляют синтез ИУК. Кумарин влияет на энергетический обмен, нарушая сопряжение окисления и фосфорилирования в митохондриях.

Взаимодействие фитогормонов. Соотношение фитогормонов меняется на разных этапах онтогенеза под влиянием условий внешней среды и изменяет скорость и направление роста и морфогенеза растительных организмов. Значение соотношений между ауксином и кинетином показано в опытах с выращиванием изолированных тканей: увеличение соотношения приводит к дифференциации корня из массы недифференцированных клеток (каллуса), уменьшение этого соотношения приводит к дифференциации побегов.

26. Формы прогресса в органическом мире. Формы прогресса:1) неогран-ый пр-с включает в себя все события, все процессы нач. с примит-х –протобионтов до высших; 2) огранич-ый\групповой-все события, кот. происх. В отд-х группах; 3) биол-ий пр-с- очень важный путь, хар-ся увел-м числ-ти и расш-ем ареала, процветает; 4) биотехнический- достигается биотехническое соверш-во, все орг. вып-ют св. функции более эффективно. В ходе эвол-ии все формы взаимосвязаны. Основные напр-я эвол-ии. Северцов разр-л у. о гл-х напр-х макроэв-ии, где показал в каких напр-х м\т разв-ся, изм-ся, чт. процветать. 4 осн-х напр-ия: 1. ароморфоз (морфофизиол-ий процесс)-эвол-ое изм-ие, привод-ее к повыш-ю орг-ии и уровня Ж\Д, позволяющее занимать новые экологические ниши. Н-р, рыбы жабры т\о для вод. среды, земн-ые-легкие и кожа –прогресс; 2) идиоатаптация -эвол-ое изм-ие, привод-ее к появл-ю частных присп-ий к опред-м усл-м среды. Уровень Ж/Д не меняются. Н-р, камбала и скат- разная ф\ма тела; 3) дигенерация( морфофизиол-ий регресс, катагенез)-эвол-ое изм-ие, вед. к упр-ю организации отд-х систем органов. Набл-ся в 2 случаях: 1) паразитизм недоразвитие одного приспособления компенсируется др(н-р, аскарида откладывает 3000 яиц); 2) переход к сидячему образу жизни (асцидия); 4) ценогенез(эмбриологическое прис-е) –полезные прис-я, кот н\ны на опред. уровне разв-ия, у взр-х не набл-ся(н-р, у цыпленка на клюве бугорки, чт. разбить скорлупу). В ходе эвол-ии хордовых эти напр-ия чередуются. Такое чередование основных направлений эвол-ии больших групп орг-ов –з-н Северцова. Телогенез частный случай аллогенеза, связан с узкой специализацией, н-р, кистеперые рыбы узкоспец-ны, из них возн-ли земн-ые. Ф\мы Э. групп Основные:1. филетическая -обяз-ый процесс, кот осущ-ся в ходе эвол-ии люб. ветви древа жизни и приводит к изм-ию таксона; 2. дивергенция - расхождение ветвей древа жизни от исходного ствола. Отличие на микроэв-ом уровне обратимый, на макроэв-ом-необр-ый, п\му что происх-т на уровне ген-х систем, особи не м\т д\с\д скрещ-ся: из пресм-ся возн-ли птицы и млеки. Вторичные: 1. конвергенция- филет-ое различие в сходном напр-ии, в 2 неск-х ген-х неродств-х группах. Н-р, лягушка, крокодил, бегемот- один-ое расп-е ноздрей и глаз, т.к. один-ва среда. 2. параллелизм -процесс филет-го разв-ия в сходном напр-ии 2 или неск-х первонач. близких групп. Бывает синхронный (когда группы приобр-ют в одно время) и асинхронный (когда в разное время независимо др от др разв-ся приор-ые признаки).