рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Фотосинтез

Фотосинтез - раздел Политика, НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ (Накопление Энергии) ...

(накопление энергии)

6СО2(г) + 6Н2О(ж) С6Н12О6(т) + 6О2(г)

Клеточное дыхание

(выделение энергии)

 

Растения осуществляют синтез глюкозы на свету, отсюда название–фотосинтез. Признаком клеточного дыхания служит поглощение кислорода и выделение углекислого газа.

Зеленый цвет листьев растений обусловлен наличием в них молекул хлорофилла. Они поглощают видимый (белый) свет во всех диапазонах длин волн, кроме области вблизи 500 нм (зеленый свет), и потому лист кажется зеленым. Молекулы хлорофилла поглощают фотоны и переходят в возбужденное состояние. Энергия возбуждения хлорофилла передается участникам эндотермической реакции синтеза. Образуются глюкоза и кислород, энергия которых больше энергии исходных веществ. Фактически солнечная энергия «скрывается» в химических связях глюкозы. Рост растения–это процесс накопления солнечной энергии и вещества, рассеянных до этого в окружающей среде.

 

СО2, Н2О глюкоза сахароза крахмал целлюлоза

 

Поток

Смерть Превращение растений в минеральные вещества
Жизнь Увеличение биомассы и энергии растений
солнечной

энергии

 
 


hn

       
 
   
 

 


СО2

 
 

 


минеральные вещества,

такие как Ca3(PO4)2, KNO3, CaSO4, CaCO3, H2O,

содержащие химические элементы: С, Н, О, N, S, P.

 

Рис.22. Круговорот веществ с участием живых систем

 

Молекулы глюкозы выполняют две важные функции. Они являются строительным материалом для синтеза более сложных молекул–дисахаридов (сахароза и др.) и полисахаридов (крахмала и целлюлозы), а также служат своеобразным топливом для получения энергии, необходимой в строительстве сахаров, крахмала, целлюлозы, белков, жиров, нуклеиновых кислот и других органических веществ. Растения строят фундамент жизни, превращая неорганические вещества окружающей среды в структурированные органические вещества, более богатые энергией (рис.22). Они накапливают крахмал в семенах, зернах, корнях как источник энергии и питания. Целлюлоза является конструкционным материалом для стволов деревьев, стеблей злаков и кустарников.

Центром управления метаболическими процессами является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), расположенная в ядре клетки.

 

 

А……Т

А… Тимин (Т) Аденин (А)

       
 
   
 


Н Н-N
Ц..Г

О
N
Н3С
А……Т

N-Н
N
N
Т……А

N
N
Г…..Ц

О
Г….Т

 


Ц…Г

Ц……Г

А…..Т б) n

Т..А n = 3¸3,5 миллиарда нуклеотидных пар


Нуклеотидная пара-два нуклеотида из разных цепей
Г…Ц

Т……..А

Ц………Г

А……..Т

а)

 

Рис.23. Модель фрагмента двойной спирали ДНК: а) соединение между собой двух полинуклеотидных цепей водородными связями; б) нуклеотидная пара в двойной спирали ДНК

 

Структура молекулы ДНК: состав и последовательность расположения нуклеотидных звеньев в молекуле являются «текстом», содержащим всю информацию, характеризующую живой организм, время его жизни и смерти. Она представляет собой полимерную молекулу, состоящую из двух скрученных спиралей. Звенья двойной спирали соединены водородными связями. Получается винтовая лестница со ступеньками-водородными связями (рис.23).

Фундаментальное свойство двойной спирали ДНК состоит в том, что ее цепи комплементарны друг другу вследствие того, что напротив аденина (А) одной цепи находится тимин (Т) другой, а напротив гуанина (Г) всегда расположен цитозин (Ц). Термин комплементарность происходит от лат. complementum-дополнение, спирали ДНК действительно дополняют друг друга. Комплементарное спаривание А с Т и Г с Ц осуществляется посредством водородных связей за счет аминогруппы одного основания и кетогруппы другого NH O=C. Между А и Т образуются две водородные связи, а между Г и Ц–три. Это–один из видов взаимодействия, стабилизирующих двойную спираль («поперечное» взаимодействие посредством водородных связей).

Двойная спираль ДНК человека насчитывает примерно 3¸3,5 миллиарда нуклеотидных пар. Диаметр двойной спирали ~2×10-9м. Это ничтожный диаметр по сравнению с ее длиной. Если выстроить в одну линию молекулу ДНК, заключенную в клетке человека, то получится нить длиной 2 м. Такая цепь в скрученном виде умещается в ядре клетки! Умещается благодаря ничтожному диаметру.

В 1953 г. американский биохимик Джеймс Уотсон и английский физик и биохимик Френсис Крик, обобщив работы многих современников, описали вторичную структуру ДНК, представив ее в виде двойной спирали. Это позволило им объяснить, каким образом генетическая информация записывается в ДНК, и высказать гипотезу о механизме ее самовоспроизведения.

Клетки растений, животных и микробов являются химическим реактором, в котором происходят разнообразные превращения вещества. Деление клеток происходит при росте и обновлении тканей организма. Делится ДНК (рис.24) в ядре клетки, делится ядро клетки, делится клетка.

 

                               
 
   
   
 
   
       
 
 
   
       
 
 
   
 
 

 


 


а) б) в)

Рис.24. Модель деления (репликации) ДНК: а) начало деления (образование двух спиралей); б) продолжение деления (источник роста двойных спиралей-нуклеотиды); в) завершение деления (появление двух ДНК из одной)

 

При делении клеток двойная спираль ДНК раскручивается и разделяется на две цепи. На каждой отдельной цепи, как на матрице, происходит биосинтез новой цепи ДНК. Новая цепь не идентична, а комплементарна исходной матрице; в результате получаются две новые двойные спирали ДНК, каждая из которых включает одну старую цепь и одну вновь синтезированную. Такой процесс точного копирования ДНК, в результате которого образуются две одинаковые двухспиральные молекулы, называется репликацией.

Репликация лежит в основе обеспечения дочерних клеток молекулами ДНК, полностью идентичными ДНК родительских клеток. Информация о структуре, составе живого организма воспроизводится на молекулярном уровне превращения вещества.

 

       
 
   
 

 


 


а) б) в)

 

Рис.25. Модель синтеза матричной РНК: а) петля ДНК с несколькими нуклеотидами; б) сформированный фрагмент м-РНК в петле ДНК; в) сформированная м-РНК (короткая спираль темного цвета, закрепленная на петле ДНК)

 

Информация, содержащаяся в структуре и составе ДНК, «переписывается» на матричную рибонуклеиновую кислоту-м-РНК. Переписывание сводится к синтезу м-РНК, сохраняющей в своей структуре генетическую информацию участка ДНК, на котором она синтезирована (рис.25).

Синтез м-РНК на расплетенном участке ДНК означает, что м-РНК, имеющая структуру соответствующего участка ДНК, становится самостоятельным носителем информации (рис.26).

Нуклеотидная последовательность в м-РНК является копией гена или набора генов «переписанного» участка ДНК. Эта копия несет информацию о синтезе определенных белков. Сама ДНК непосредственно в биосинтезе белка не участвует. Есть посредники-матричная РНК и транспортная РНК, роль последней сводится к доставке аминокислот к месту синтеза белка.

Генучасток в молекуле ДНК, включающий от нескольких десятков до 1000-1500 нуклеотидов и определяющий структуру белка или одной полипептидной цепи.

 

       
 
   
 

 


+

 

 


ДНК в сцеплении с м-РНК ДНК м-РНК

 

Рис.26. Модель перехода матричной РНК из связанного в свободное состояние

 

Питательные вещества, поступающие в клетку, расходуются на построение разнообразных аминокислот и нуклеотидов. Далее идут процессы усложнения молекул-превращение аминокислот в белки, а нуклеотидов в нуклеиновые кислоты.

В отличие от ДНК, которая содержится в основном в ядрах клеток, РНК находится в рибосомах, а также в протоплазме клеток. Общая роль РНК заключается в непосредственном синтезе белка из аминокислот. Всего в ДНК содержится информация о синтезе примерно 5 тысяч белков.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ... АРХИТЕКТУРНО СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Фотосинтез

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ЧЕЛОВЕК-МЕРА ВСЕХ ВЕЩЕЙ
В повседневной жизни мы привыкли соразмерять объекты и явления с доступными нашему воображению величинами. Обоняние, осязание, вкус, слух, зрение-вот те инструменты, с помощью которых человек пости

Масштабы времени и пространства
Ничтожно малые или, наоборот, гигантские размеры объектов, а также ничтожно малые или гигантские интервалы времени присущи различным частям Вселенной (рис. 2). Но их можно дать в одном масштабе изм

Две грани культуры
Деление культуры на естественную и гуманитарную грани обусловлено особенностями мышления и исторической эволюцией культуры. Левое и правое полушария головного мозга действуют согласованно, но выпол

Вопросы для проверки знаний
1. Как вы считаете, необходима ли ранняя специализация при обучении детей в школах и лицеях гуманитарного или естественного профиля? 2. Известны ли вам выдающиеся деятели, которые проявили

Наука и нравственность. Воспитание и образование
Образование-это процесс формирования системы знаний, умений и навыков. Система знаний, умений и навыков передается от поколения к поколению в виде тех духовных богатств, которые накоп

Вопросы для проверки знаний
1. Ответственна ли наука за те бедствия, которые принесли научные открытия, использованные для создания химического, бактериологического, атомного оружия? 2. Что следует понимать под истин

Наука. Религия. Искусство
Русский религиозный философ Н.А. Бердяев (1874-1948) отмечал: «Научное знание–это такое знание, для достижения которого человек использует материал опыта и законы логики. Каждый новый элемент знани

Баллада примет
Я знаю, кто по-щегольски одет, Я знаю, весел кто и кто не в духе, Я знаю тьму кромешную и свет, Я знаю – у монаха крест на брюхе, Я знаю, как трезвонят завирухи,

МИР СИСТЕМ
Наш мир–это мир систем. Все объекты материального мира существуют в виде систем разной степени сложности. Мы говорим: стереосистема, солнечная система, нервная система, отопительная система, систем

Иерархия систем. Принцип иерархичности
Понятие «иерархия» означает, что части или элементы целого располагаются в порядке от низшего к высшему элементу (рис.4).  

Человека
Деятельность–это физические и умственные операции, направленные на достижение результата. Результат всегда системен. Он представляет собой систему знаний, проектную и техническую документаци

Вопросы для проверки знаний
1. Что подразумевают под проблемной ситуацией? 2. Что называют целью? 3. Чем отличается алгоритм практической деятельности от алгоритма в математике? 4. Что называют прак

Принципы системности
Системность–всеобщее свойство материи. Осознание системности мира и модельности мышления шло постепенно. Системность всегда была методом науки. Системный взгляд на мир включает в себя систему понят

Вопросы для проверки знаний
1. В чем суть принципа иерархичности? 2. Почему свойства целого не сводятся к сумме свойств его частей? 3. Справедливо ли утверждение о том, что структуру имеет любая система?

Модели и моделирование
Модель-есть способ существования знаний. Другими словами, все наши знания существуют в виде моделей. Моделью называется объект-заменитель объекта-оригинала, который сохраняет некоторые свойства

М О М О М О
    Рис.9. Прагматическая модель-средство управления и организации практических действий, образец, эталон   Основное различие между познавательной

Вопросы для проверки знаний
1. Какие объекты называются моделями? 2. Какие модели называются прагматическими? 3. Какие модели называются познавательными? 4. В чем различие между прагматическими и по

Методы науки
Метод–это путь исследования или совокупность приемов, действий, позволяющих решить поставленную задачу. Первый шаг к познанию окружающего мира начинается с наблюдений, с установления фактов.

Вопросы для проверки знаний
1. Что называют методом в науке? 2. Чем отличается факт или наблюдение от научного факта? 3. Почему требуется проверка наблюдений? 4. Что называют гипотезой? 5.

МИР МИКРОСИСТЕМ
  «Кирпичиками» мироздания выступают элементарные частицы. Они называются так потому, что их строение не установлено, хотя состав некоторых из них уже известен. Несколько сот открытых

Элементарные частицы. Вещество и поле
В классификации элементарных частиц прослеживается некоторая иерархичность. Вещество-вид материи, состоящей из кварков и лептонов. В основном вещество построено из электронов и нуклонов (протоно

Т а б л и ц а 1
Фундаментальные частицы вещества     Поколения   Классы  

Вопросы для проверки знаний
1. Что такое материя? 2. В чем различие форм материи? 3. Какие частицы называют фундаментальными? 4. Из каких э

Атомный уровень организации вещества
Атом–это микросистема, состоящая из ядра и электронов, движущихся в поле ядра. Размер любого атома имеет порядок 10-10 м, а размеры ядра 10-

Вопросы для проверки знаний
1. Почему атом называют микросистемой? 2. Можно ли утверждать, что электромагнитное поле-это поток энергии, не обладающий массой? 3. Справедливо ли утверждение, что не только тела

Молекулярный уровень организации вещества
Атомы, за исключением благородных газов, не существуют в свободном состоянии при стандартных условиях. За стандартные условия принимается атмосферное давление, равное 1,013×105 Па,

МИР МАКРОСИСТЕМ
  Макросистемы-это твердые, жидкие, газообразные вещества, состоящие из множества взаимосвязанных атомов, молекул или ионов. Газ при высоких температурах переходит в ион

Вопросы для проверки знаний
1. Какие четыре состояния вещества называют макросистемами? 2. Назовите типы кристаллических решеток, классифицированные по типу химической связи или межмолекулярному взаимодействию.

ПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВА
Превращение вещества происходит на любом уровне его организации. Превращаются элементарные частицы, атомы, молекулы и, соответственно, изменяются состав структура, энергетическое состояние твердого

Ядерные реакции
Ядерными называются реакции взаимодействия ядер между собой и с элементарными частицами. Например: 14N7 + 4Не2 ® 17О8

Химические реакции
Ядерные превращения вещества связаны с сильным взаимодействием элементарных частиц и ядер на расстояниях, соизмеримых с размерами атомных ядер, т.е. на расстояниях 10-15

Метаболизм
В живых организмах происходят процессы превращения вещества. Их поддерживает поток солнечной энергии. Растения, животные, микробы участвуют в непрерывном движении вещества и энергии. Подобно потоку

Вопросы для проверки знаний
1. Какой процесс называют метаболическим? 2. Чем отличается катаболизм от анаболизма? 3. Чем отличаются продуценты от консументов? 4. Чем отличается фотосинтез от клеточн

ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ. ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
Энергияесть качественная и количественная характеристика движения и взаимодействия. В общем случае полная энергия системы включает кинетическую энергию движения системы, пот

Вопросы для проверки знаний
1. Что подразумевают под понятием «энергия»? 2. В чем различие полной энергии от кинетической, потенциальной и внутренней энергии системы? 3. Почему теплоту и работу называют форм

Живые системы
Количество свойств любой системы не имеет ограничений. Система обладает столькими свойствами, сколько обнаружено разных отношений ее с окружающей средой. Общность перечисленных выше свойств, присущ

Стереоизомеры
а)            

Вопросы для проверки знаний
1. Что называют жизнью? 2. Что такое информация? 3. Включают ли метаболические процессы обмен веществом, энергией и информацией? 4. Являются ли носителем информации: а) в

Происхождение жизни
Научные концепции опираются на материальное происхождение жизни естественным путем на основе общих законов природы. В 1924 г. была опубликована книга русского биохимика А.И. Опарина (1894-1980) «Пр

Эволюция биосферы
Биосфера представляет собой живые системы (растения, животные, микробы), расположенные в части атмосферы, во всей гидросфере и поверхностном слое литосферы и существующие за счет потока солнечно

Современные взгляды на эволюцию живых систем
Основные факторы процесса эволюции, признаваемые наукой,–это положения, выдвинутые Дарвиным: изменчивость, наследственность и естественный отбор. Однако эти факторы сегодня понимаются по-нов

ВСЕЛЕННАЯ
Великий немецкий философ Иммануил Кант (1724-1804) писал о космосе и Вселенной в 1775 г.: «Мироздание с его неизменным величием, с его сияющими отовсюду бесконечными разнообразием и красотою привод

Пространство и время
Среди важнейших научных открытий двадцатого столетия достойное место занимает открытие расширяющейся Вселенной. Естествознанию пришлось расстаться с одним из основополагающих принципов, утверждавши

Экспериментальные доказательства расширяющейся Вселенной
В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) использовал эффект Доплера для доказательства расширяющейся Вселенной. Эффект Доплера состоит в изменении частоты колебаний n или длины волны l

Судьба Вселенной
По известной средней плотности вещества Вселенной можно предсказать ее судьбу. Однако определить точно плотность Вселенной не удается. Пока известны лишь сценарии изменения состояния Вселенной при

Эволюция Вселенной
До сих пор остается открытым вопрос о том, что существовало до начала расширения Вселенной. В последнее десятилетие ХХ века развитие космологии и физики элементарных частиц позволило теоретически р

Рождение и гибель звезд
Еще в 1920 г., задолго до создания ядерной физики английский, астрофизик Артур Эддингтон указал на реакцию превращения водорода в гелий как на возможный источник энергии звезд. Обсуждая проблему ис

Т а б л и ц а 2
Фазы эволюции протозвезды   Характеристика   Фаза 1- формирование   Фаза

Вопросы для проверки знаний
1. Как рождаются звезды по модели Джинса? 2. Что такое протозвезда и какие фазы в своем развитии она проходит? 3. Что такое молекулярные облака? 4. Как умирают з

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА В ГАЛАКТИКЕ
Солнечная система входит в состав Млечного Пути, или нашей Галактики (греч. galaktikos-млечный, молочный) – звездной системы, состоящей из сотен миллиардов звезд. С Земли это грандиозное скопление

Т а б л и ц а 3
Спектр электромагнитного излучения Солнца   Область спектра Длины волн   Прохож

Вопросы для проверки знаний
1. Что такое Млечный Путь и какое место занимает в нем Солнце? 2. Что входит в состав солнечной системы? Назовите планеты солнечной системы. 3. Что известно о внутреннем строении

Планета Земля в солнечной системе
Солнечная система–это связанные силами взаимного притяжения небесные тела с центральным телом–Солнцем. Кроме 9 больших планет с их спутниками (известно больше 60) и более 5 тыс. малых план

Биосфера. Ноосфера
«Вся совокупность живых существ на поверхности нашей планеты образует как бы своего рода тонкую оболочку или покров. Этот слой живых существ – растений и животных, - находящийся в районе поверхност

Вопросы для проверки знаний
1. Дайте определение биосферы и поясните его. 2. Каковы особенности биосферы? 3. С чем связаны 11-летние циклы напряжения человеческой деятельности?Сформулируйте один из основных

Стратегия устойчивого развития
Озабоченность судьбами мира заставила итальянского экономиста, специалиста в области управления промышленностью А. Печчеи организовать в 1968 г встречу ученых разных специальностей из разных стран

ФИЗИЧЕСКИЕ КАРТИНЫ МИРА
Физика является наукой о наиболее общих свойствах материи, наукой о природе. Так на греческом языке звучит слово природа-physike < physis. Изучение природы началось с момента появления мыслящего

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги