Вопросы и ответы по биологии на экзамен (10-11 класс, Украина))
веществ составляют взаимосвязанные процессы анаболизма и катаболизма,
направленные на непрерывное обновление живого материала и обеспечение его
необходимой энергией. Анаболические и катаболические процессы
осуществляются путем последовательных химических реакций с участием
ферментов. Для каждого вида организмов характерен особый, генетически
закрепленный тип обмена веществ, зависящий от условий его существования.
Интенсивность и направленность обмена веществ в клетке обеспечивается путем
сложной регуляции синтеза и активности ферментов, а также в результате
изменения проницаемости биологических мембран. В организме человека и
животных имеет место гормональная регуляция обмена веществ, координируемая
центральной нервной системой. Любое заболевание сопровождается нарушениями
обмена веществ; генетически обусловленные нарушения обмена веществ служат
причиной многих наследственных болезней.
32. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН В КЛЕТКЕ Первичным источником энергии в живых
организмах является Солнце. Энергия, приносимая световыми квантами
(фотонами), поглощается пигментом хлорофиллом, содержащимся в хлоропластах
зеленых листьев, и накапливается в виде химической энергии в различных
питательных веществах.
Все клетки и организмы можно разделить на два основных класса в зависимости
от того, каким источником энергии они пользуются. У первых, называемых
аутотрофными (зеленые растения), СО2 и Н2О превращаются в процессе
фотосинтеза в элементарные органические молекулы глюкозы, из которых и
строятся затем более сложные молекулы.
Клетки второго класса, называемые гетеротрофными (животные клетки),
получают энергию из различных питательных веществ (углеводов, жиров и
белков), синтезируемых аутотрофными организмами. Энергия, содержащаяся в
этих органических молекулах, освобождается главным образом в результате
соединения их с кислородом воздуха (т.е. окисления) в процессе, называемом
аэробным дыханием. Этот энергетический цикл у гетеротрофных организмов
завершается выделением СО2 и Н2О.
Клеточное дыхание — это окисление органических веществ, приводящее к
получению химической энергии (АТФ). Большинство клеток использует в первую
очередь углеводы. Полисахариды вовлекаются в процесс дыхания лишь после
того, как они будут гидролизованы до моносхаридов: Крахмал, Глюкоза (у
растений) Гликоген (у животных) .
Жиры составляют «первый резерв» и пускаются в дело главным образом тогда,
когда запас углеводов исчерпан. Однако в клетках скелетных мышц при наличии
глюкозы и жирных кислот предпочтение отдается жирным кислотам. Поскольку
белки выполняют ряд других важных функций, они используются лишь после
того, как будут израсходованы все запасы углеводов и жиров, например, при
длительном голодании.
33 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН – совокупность реакций окисления органических
веществ в клетке, синтеза молекул АТФ за счет ос вобождаемой энергии.
Значение энергетического обмена – снаб жение клетки энергией, которая
необходима для жизнедеятельности
Этапы энергетического обмена: подготовительный, бескислородный,
кислородный1) Подготовительный – расщепление в лизосомах полисаха-ридов до
моносахаридов, жиров до глицерина и жирных кислот белков до аминокислот,
нуклеиновых кислот до нуклеотидов. Рассеивание в виде тепла небольшого
количества освобождаемой при этом энергии;2) бескислородный – окисление
веществ без участия кислорода до более простых, синтез за счет
освобождаемой энергии двух молекул АТФ Осуществление процесса на внешних
мембранах ми тохондрий при участии ферментов;3) кислородный – окисление
кислородом воздуха простых органических веществ до углекислого газа и воды,
образование при этом 36 молекул АТФ. Окисление ве ществ при участии
ферментов, расположенных на кристах митохондрий. Сходство энергетического
обмена в клетках растений, животных, человека и грибов – доказательство их
родства.3. Митохондрий – «силовые станции» клетки, их отграниче ние от
цитоплазмы двумя мембранами – внешней и внутренней. Увеличение поверхности
внутрен ней мембраны за счет образования складок – крист, на которых
расположены ферменты. Они ускоря ют реакции окисления и синтеза молекул
АТФ. Огромное значение митохондрий – причина большого количества их в
клетках организмов почти всех царств
34 БЕСКИСЛОРОДНЫЙ – окисление веществ без участия кислорода до более
простых, синтез за счет освобождаемой энергии двух молекул АТФ
Осуществление процесса на внешних мембранах ми тохондрий при участии
ферментов;
35 КИСЛОРОДНЫЙ – окисление кислородом воздуха простых органических
веществ до углекислого газа и воды, образование при этом 36 молекул АТФ.
Окисление ве ществ при участии ферментов, расположенных на кристах
митохондрий. Сходство энергетического обмена в клетках растений, животных,
человека и грибов – доказательство их родства.
36 БИОСИНТЕЗ, образование необходимых организму веществ в живых клетках
с участием биокатализаторов — ферментов. Обычно в результате биосинтеза из
простых исходных веществ образуются более сложные соединения вплоть до
гигантских молекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов. В
промышленности используют микробиологический синтез — биосинтез
микроорганизмами антибиотиков, гормонов, витаминов, аминокислот и др.
37 ХЕМОСИНТЕЗ (от хемо... и синтез), процесс образования некоторыми
бактериями органических веществ из диоксида углерода за счет энергии,
полученной при окислении неорганических соединений (аммиака, водорода,
соединений серы, закисного железа и др.). Хемосинтезирующие бактерии,
наряду с фотосинтезирующими растениями и микробами, составляют группу
автотрофных организмов. Хемосинтез открыт в 1887 С. Н. Виноградским.
38 ФОТОСИНТЕЗ — единственный биологический процесс, который идет с
увеличением свободной энергии и прямо или косвенно обеспечивает доступной
химической энергией все земные организмы (кроме хемосинтезирующих).
Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется ок. 150 млрд. т
органического вещества, усваивается 300 млрд. т СО2 и выделяется ок. 200
млрд. т свободного О2. Благодаря фотосинтетической деятельности первых
зеленых организмов в первичной атмосфере Земли появился кислород, возник
озоновый экран, создались условия для биологической эволюции.
Фотосинтез, уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле
всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями и обеспечивающий
преобразование электромагнитной энергии солнечных лучей в энергию
химических связей различных органических соединений. Основа фотосинтеза —
последовательная цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе
которых осуществляется перенос электронов от донора — восстановителя (вода,
водород и др.) к акцептору — окислителю (СО2, ацетат) с образованием
восстановленных соединений (углеводов) и выделением O2, если окисляется
вода.
Фотосинтез играет ведущую роль в биосферных процессах, приводя в глобальных
масштабах к образованию органического вещества из неорганического.
Фотосинтезирующие организмы, используя солнечную энергию в реакциях
фотосинтеза, осуществляют связь жизни на Земле со Вселенной и определяют в
конечном итоге всю ее сложность и разнообразие. Гетеротрофные организмы —
животные, грибы, большинство бактерий, а также бесхлорофилльные растения и
водоросли — обязаны своим существованием автотрофным организмам — растениям-
фотосинтетикам, создающим на Земле органическое вещество и восполняющим
убыль кислорода в атмосфере. Человечество все более осознает очевидную
истину, впервые научно обоснованную К. А. Тимирязевым и В. И. Вернадским:
экологическое благополучие биосферы и существование самого человечества
зависит от состояния растительного покрова нашей планеты. ФОТОСИНТЕЗ — вид
пластического обмена, который происходит в клетках растений и некоторых
автотрофных бактерий. ФОТОСИНТЕЗ — процесс образования органических веществ
из углекислого газа и воды, идущий в хлоропластах с использованием
солнечной энергии. Суммарное уравнение фотосинтеза:
39 ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ: Клетки образовательной ткани не больших размеров
имеют тонкую оболочку и крупное ядро. Из них формируются другие виду
тканей. (Камбий, точка роста)
ПИТАЮЩИЕ: Клетки питающей ткани содержат хлоропласты и осуществляют
процесс фотосинтеза (в листе), клетки питающей ткани корня всасывают из
почвы воду и минеральные вещества. (лист, корень)
ЗАПАСАЮЩИЕ: В клетках запасающей ткани откладываются запасы питательных
веществ (клубень, семя)
ПРОВОДЯЩИЕ: По клеткам проводящей ткани передвигается вода и растворенные в
ней вещества (древесина, луб)
ПОКРОВНЫЕ: Клетки покровной ткани защищают внутренние ткани от высыхания,
температурных перепадов и различных повреждений. (кожица, пробка)
МЕХАНИЧЕСКАЯ: Клетки механической ткани придают прочность всем органам
растения. (волокна луба)
Межклеточное вещество отсутствует.
40. ТКАНИ, в биологии — системы клеток, сходных по происхождению,
строению и функциям. В состав тканей входят также тканевая жидкость и
продукты жизнедеятельности клеток. Ткани животных — эпителиальная, все виды
соединительной, мышечная и нервная; ткани растений — образовательная,
основная, защитная и проводящая.
41 СИСТЕМА ОРГАНОВ. Различные ткани соединяются между собой и образуют
органы – части тела, имеющие определенную форму, строение, местно и
выполняющие одну или несколько функций. Рука, сердце, почки, печень,
селезенка – все это органы. Одна из тканей, входящих в состав органа,
определяет его гланвую функцию, другие – соединительная ткань, содержащая
сосуды и нервы, помогает в осуществлении этой функции, образуя единую
физиологическую систему.
Часть органов расположена в полостях тела, поэтому их называют внутренними.
Органы, совместно выполняющие общие функции, составляют опорно-
двигательную, кровеносную, дыхательную, пищеварительную, выделительную,
нервную системы и систему органов размножения (половую). Системы органов
работают не изолированно, а объединяются для достижения полезного организму
результата. Такое временное объединение органов и систем органов называют
функциональной системой. Например, быстрый бег может быть обеспечен
функциональной системой, включающей в работу большое число различных
органов и их систем: нервную систему, органы движения, дыхания,
кровообращения, потоотделения и др.
Теорию функциональности систем разработал русский физиолог академик П.К.
Анохин.
Итак, организм человека устроен очень сложно: он состоит из систем органов,
каждая система органов - из различных органов, каждый орган – из
нескольких тканей, ткань – из множества сходных клеток и межклеточного
вещества.
