7.75M

Категория:

Биология

Похожие презентации:

Метаболизм. Обмен веществ и энергии

Решение задач по молекулярной биологии. Подготовка к ЕГЭ (11 класс). Тренинг-практикум

Обмен веществ и энергии

Молекулярная биология. Транскрипция

Биосинтез белка. Задание 27. ЕГЭ

Биология. Метаболизм

Понятие об обмене веществ, Биосинтез белка. Фотосинтез. Энергетический обмен

Введение в молекулярную биологию

Биосинтез белка. Сдаем ГИА, ЕГЭ

Биологические задачи. Подготовка к ЕГЭ

Подготовка к ЕГЭ по биологии

1.

Подготовка к ЕГЭ по биологии
Вальтер С.Ж. старший
преподаватель кафедры ЕГТО БОУ
ДПО «ИРООО»

• 21
• Рассмотрите рисунок. Заполните пустые ячейки таблицы,
используя элементы, приведённые в списке. Для каждой
ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий
элемент из предложенного списка.
Органоид
Строение
Химический
состав____________(А)____________(Б)____________(В)
Список элементов:
1) две центриоли, состоящие из микротрубочек2) актин и
миозин
3) веретено деления4) клеточный центр5) малая и большая
субъединицы
6) рибосома7) белки и рРНК8) тубулин

5.

• 418

6.

• 6 Какие элементы строения наружной
клеточной мембраны обозначены на
рисунке цифрами 1, 2, 3 и какие функции
они выполняют?

7.

• 1) 1 – молекулы белков, они выполняют
функции: структурную и транспортную;
2) 2 – бимолекулярный слой липидов,
отграничивает внутреннее содержимое
клетки и обеспечивает избирательное
поступление веществ;
3) 3 – гликокаликс (гликопротеидный
комплекс), обеспечивает соединение
сходных клеток, выполняет рецепторную
(сигнальную) функцию.

8.

• Назовите органоид растительной клетки,
изображенный на рисунке, его структуры,
обозначенные цифрами 1-3, и их функции.
• .

9.

• 1. Назовите органоид растительной клетки,
изображенный на рисунке, его структуры,
обозначенные цифрами 1-3, и их функции.
• Ответ:
• 1) изображенный органоид – хлоропласт;
• 2) 1 – тилакоиды граны, участвуют в
фотосинтезе;
• 3) 2 – ДНК, 3 – рибосомы, участвуют в
синтезе собственных белков хлоропласта.

10.

• 13 Какой органоид изображён на схеме?
Какие его части отмечены цифрами 1, 2 и 3?
Какой процесс происходит в этом
органоиде?
• .

11.

• 1) Митохондрия.
• 2) 1 — внешняя мембрана, 2 — матрикс
митохондрии, 3 — кристы, внутренняя
мембрана.
• 3) Здесь идет энергетичекий процесс с
образованием молекул АТФ.

12.

Назовите процессы происходящие в клетке на рис А Б.
Какие части клетки участвуют в этих процессах
Какова дальнейшая судьба веществ поступивших в
клетку.

13.

• ) А — фагоцитоз (захват твердых частиц);
• Б — пиноцитоз (захват капель жидкости);
• 2) Участвует – клеточная (плазматическая)
мембрана;
• 3) Образовался фагоцитарный пузырек, который
соединившись с лизосомой образует
пищеварительную вакуоль — бактерия
переварится (лизис — подвергнется
расщеплению) — образовавшиеся мономеры
поступят в цитоплазму.

14.

• Какой клеточный органоид изображён на
рисунке? В клетках нервной или
гладкой мышечной ткани лучше развит этот
органоид? Ответ поясните,
исходя из функции этого органоида.

15.

• 1) на рисунке изображён аппарат Гольджи;
• 2) аппарат Гольджи лучше развит в нервной ткани;
• 3) аппарат выполняет секреторную функцию
(упаковывает и выносит вещества из клетки);
• 4) в нервной ткани передача нервного импульса
от клетки к клетке
(через синапс) происходит с помощью
нейромедиаторов, которыесекретирует аппарат
Гольджи

16.

17.

18.

19.

Анаболизм

20.

Центральная догма молекулярной биологии:
ДНК РНК белок.
Реакции матричного синтеза – особая категория
химических реакций, происходящих в клетках живых
организмов. Во время этих реакций происходит синтез
полимерных молекул по плану, заложенному в структуре
других полимерных молекул-матриц. На одной матрице
может быть синтезировано неограниченное количество
молекул-копий.
К этой категории реакций относятся репликация,
транскрипция, трансляция и обратная транскрипция
(образование на РНК ДНК).

21.

Код ДНК. Свойства кода
В каждой клетке синтезируется несколько
тысяч различных белковых молекул. Белки
недолговечны, время их существования
ограничено, после чего они разрушаются. Так,
например, за сутки в организме человека
распадается около 100 г различных белков,
следовательно, такую же массу нужно
синтезировать снова.
Информация о последовательности
аминокислот в белковой молекуле
закодирована в виде последовательности
нуклеотидов в ДНК.
В геноме человека около 30 000 генов, которые находятся в 23
хромосомах. Одна хромосома содержит несколько тысяч генов, которые
располагаются в линейном порядке в определенных участках хромосомы –
локусах.
Ген — совокупность сегментов ДНК, которые вместе составляют
экспрессируемую единицу, обусловливающую образование специфического
функционального продукта – либо молекулы РНК, либо полипептида.

22.

Код ДНК. Свойства кода
Если 2 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то количество
кодируемых кислот возрастает до 42 = 16. Значит, код ДНК должен быть
триплетным. Было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну
аминокислоту, в этом случае можно будет закодировать 43 — 64
аминокислоты. А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты
должны кодироваться несколькими триплетами.
Первое свойство кода. Каждой аминокислоте белка соответствует
последовательность из трех расположенных друг за другом нуклеотидов
ДНК — триплет, или кодон.
Число сочетаний из 4 по 3 составляет 43 = 64, т. е. ДНК может кодировать
64 аминокислоты. Однако всего кодируется только 20 аминокислот.

23.

Код ДНК. Свойства кода
Второе свойство кода – избыточность, или вырожденность. Оказалось,
что многим аминокислотам соответствует не один, а несколько кодонов.
Предполагается, что такое свойство генетического кода повышает надежность
хранения и передачи генетической информации при делении клеток.
Например, аминокислоте аланину соответствуют 4 кодона — ЦГА, ЦГГ, ЦГТ и
ЦГЦ.

24.

Код ДНК. Свойства кода
Третье свойство кода – специфичность или однозначность.
Специфичность проявляется в том, что один триплет всегда кодирует
только одну аминокислоту.
Четвертое свойство кода – универсальность.
Генетический код универсален для всех живых организмов от бактерии до
человека.

25.

Код ДНК. Свойства кода
Пятое свойство кода – неперекрываемость. Генетический код
неперекрываем – рамка считывания – три нуклеотида, один нуклеотид не
может быть в составе двух кодонов одновременно.

26.

Код ДНК. Свойства кода
Шестое свойство кода – наличие старт-кодона и стоп-кодонов.
Первый кодон, с которого начинается синтез полипептида, старт-кодон –
АУГ, первая аминокислота в белке – метионин. Заканчивает считывание
информации с иРНК один из трех кодонов, которые не кодируют
аминокислоты, кодоны-терминаторы, стоп-кодоны – УАА, УАГ или УГА.

27.

Транскрипция
В ДНК одна цепь - кодирующая,
матричная, кодирует
последовательность аминокислот,
другая – некодирующая,
комплементарная кодирующей.
Начало гена принято
изображать на рисунке слева, на 3‘
конце кодирующей цепи. Перед
геном находится промотор –
последовательность нуклеотидов,
с которой соединяется РНКполимераза.
В конце гена находится
терминальная область, с которой
РНК не образуется.

28.

Транскрипция
Транскрипция – синтез РНК на
матрице ДНК. РНК-полимераза
может присоединиться только к
промотору, который находится на
3'-конце матричной цепи ДНК, и
двигаться только от 3'- к 5'-концу
этой матричной цепи ДНК.
Синтез иРНК происходит на
одной из двух цепочек ДНК в
соответствии с принципами
комплементарности и
антипараллельности от 5'- к 3'концу .
Строительным материалом и
источником энергии для
транскрипции являются
рибонуклеозидтрифосфаты (АТФ,
УТФ, ГТФ, ЦТФ).

29.

Строение генов эукариот
Особенностями строения гена эукариот являются:
o наличие достаточно большого количества регуляторных
элементов (РЭ) – энхансеров, усиливающих
транскрипцию и сайленсеров – тормозящих
транскрипцию.
Энхансер (enhancer) [англ. enhancer — усилитель] —
регуляторная нуклеотидная последовательность,
которая усиливает экспрессию генов и может
функционировать в разной ориентации и в любых
положениях относительно промотора. Э. локализован
обычно в области, расположенной в 5'-положении
относительно гена, но может также быть локализован
внутри генов (в интронах). Для функционирования Э.

30.

Строение генов эукариот
Особенностями строения гена эукариот являются:
o мозаичность (чередование кодирующих участков с
некодирующими);
o наличие экзонов (Э) – участков гена, несущих
информацию о строении полипептида и интронов (И),
не несущих такой информации. Число экзонов и
интронов различных генов разное, экзоны чередуются с
интронами, общая длина интронов может превышать
длину экзонов в два и более раз.
o Гены эукариот могут кодировать полипептиды, тРНК,
рРНК, есть регуляторные участки.

31.

Строение генов эукариот
В результате транскрипции образуется
«незрелая» иРНК (пре-иРНК), которая
проходит стадию созревания или
процессинга.

32.

Трансляция. Транспортные РНК (тРНК)
Трансляция — синтез полипептидной цепи
на матрице иРНК.
Органоиды, обеспечивающие трансляцию,
— рибосомы.
Т.е. синтез белковых молекул может
происходить в цитоплазме или на
шероховатой эндоплазматической сети.
В цитоплазме синтезируются белки для
собственных нужд клетки, белки,
синтезируемые на ЭПС, транспортируются по
ее каналам в комплекс Гольджи и выводятся
из клетки.

33.

Трансляция. Транспортные РНК (тРНК)
Для транспорта аминокислот к
рибосомам используются тРНК.
В тРНК различают антикодоновую
петлю и акцепторный участок. В
антикодоновой петле РНК имеется
антикодон, комплементарный
кодовому триплету определенной
аминокислоты, а акцепторный
участок на 3'-конце способен с
помощью фермента аминоацилтРНК-синтетазы

34.

По смысловой цепи определите все, что можно:

35.

Этапы трансляции
Инициация. Синтез белка начинается с того момента, когда к 5'-концу иРНК
присоединяется малая субъединица рибосомы, в Р-участок которой заходит
метиониновая тРНК.

36.

Этапы трансляции
За счет АТФ происходит передвижение инициаторного комплекса (малая
субъединица рибосомы, тРНК с метионином) по НТО до метионинового кодона
АУГ. Этот процесс называется сканированием. Как только в Р-участок
сканирующего комплекса попадает кодон АУГ, происходит присоединение
большой субъединицы рибосомы.
Элонгация. В А-участок ФЦР поступает вторая тРНК, чей антикодон
комплементарно спаривается с кодоном иРНК, находящимся в А-участке.

37.

Этапы трансляции

38.

Этапы трансляции

39.

Этапы трансляции
Терминация. Когда в А-участок попадает кодон-терминатор (УАА, УАГ
или УГА), с которым связывается особый белковый фактор освобождения,
полипептидная цепь отделяется от тРНК и покидает рибосому. Происходит
диссоциация, разъединение субъединиц рибосомы.

40.

Этапы трансляции
Для увеличения производства белка через
иРНК могут одновременно проходить
несколько рибосом, последовательно
транслирующие один и тот же белок. Такую
структуру, объединенную одной молекулой
иРНК называют полисомой.
Белки «на экспорт» синтезируются на
шероховатой ЭПС.

41.

42.

Все приведённые ниже процессы, кроме двух,
можно отнести к матричным реакциям в клетке.
Определите два процесса, «выпадающих» из
общего списка, и запишите в ответ цифры, под
которыми они указаны.
1) синтез РНК
2) биосинтез белка
3) хемосинтез
4) фотолиз воды
5) репликацию ДНК

43.

Пример 1
• 2. В молекуле ДНК находится 1.100
нуклеотидов с аденином, что
составляет 10% от их общего числа.
Определите, сколько нуклеотидов с
тимином (Т), гуанином (Г), цитозином (Ц)
содержится в отдельности в молекуле
ДНК, и объясните полученный результат.

44.

• Решение:
• 1) тимин (Т) комплементарен аденину, число таких
нуклеотидов равно и составляет также 1100.
• 2) общее число нуклеотидов с аденином и
цитозином составляет %, что составляет 2200
нуклеотидов.
• 3) сумма нуклеотидов с гуанином (Г) и цитозином
равна 80% (8800 нуклеотидам).
• 4) нукдеотиды с гуанином и цитозином
комплементарны, их количество составляет в
отдельности по 440.

45.

Задача
• В процессе транскрипции участвовало 120
нуклеотидов. Определите число
аминокислот, которые кодируются этими
нуклеотидами, а также число т – РНК,
которые будут участвовать в трансляции,
число триплетов в молекуле ДНК, которые
кодируют этот белок.
45

46.

Решение задачи
• 1. одну аминокислоту кодирует три
нуклеотида, следовательно,
число аминокислот = 120 : 3= 40
• 2. число т – РНК = числу аминокислот, т. к.
каждая т – РНК транспортирует одну
аминокислоту
число т – РНК = 40
• 3. три нуклеотида = 1 триплет
число триплетов = 120 : 3 = 40
46

47.

• Какую длину имеет участок молекулы ДНК,
в котором закодирована первичная
структура инсулина, если молекула
инсулина содержит 51 аминокислоту, а
один нуклеотид занимает 0,34 нм в цепи
ДНК? Какое число молекул тРНК
необходимо для переноса этого количества
аминокислот к месту синтеза? (Следует
учитывать, что одна тРНК доставляет к
рибосоме одну аминокислоту.) Ответ
поясните.

48.

• для кодирования 1 аминокислоты
необходимо 3 нуклеотида, а для 51
аминокислоты – 153 нуклеотида
• участок ДНК из 153 нуклеотидов имеет
длину: 0,34х153=52нм
• в синтезе участвует 51 м-ла тРНК, т.к. 1
тРНК переносит 1 аминокислоту

49.

Решение задач по молекулярной
биологии:
Фрагмент молекулы иРНК содержит число нуклеотидов с
аденином-14, гуанином-35, цитозином-21, урацилом-30.
Определите число этих нуклеотидов в участке двухцепочечной
молекулы ДНК, который служит матрицей для синтеза данного
фрагмента иРНК. Объясните полученные результаты.
49

50.

Элементы ответа
Согласно принципу комплементарности
определяем число и нуклеотидный состав
фрагмента одной цепи ДНК:
1. Т=14, Ц=21, Г=35, А=30
2. Вторая цепь ДНК комплиментарна первой цепи,
поэтому в ней А=14, Г=21, Ц=35, Т=30
3. Общее число нуклеотидов в двух цепях
фрагментов ДНКА=30+14=44
Г=35+21=56
Т=14+30=44
Ц=21+35=56
50

51.

52.

Рассмотрите рисунок и укажите названия процесса,
обозначенного цифрой 2. Назовите конечный продукт
процесса 2.

53.

54.

55.

56.

57.

• 1
• Комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’
концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез
нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Все виды РНК
синтезируются на матрице ДНК. Фрагмент молекулы ДНК, на котором
синтезируется участок тРНК, имеет следующую последовательность:
• 5’-ТАТЦГАТТЦГЦЦТГА-3’
• 3’-АТАГЦТААГЦГГАЦТ-5’.
• Известно, что один из триплетов на синтезируемом участке тРНК
является ее антикодоном и что тРНК переносит аминокислоту Фен.
Определите, какая из цепей ДНК (верхняя или нижняя) является
транскрибируемой. Установите нуклеотидную последовательность
участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте ДНК. Ответ
поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического
кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот
указывайте направление цепи.

58.

59.

Фотосинтез
Фотосинтез – (от греч. foto – «cвет» и synthesis
– «соединение»
Фотосинтез – образование (синтез)
органических веществ (углеводов) из
неорганических веществ(СО2 и Н2О) с
использованием энергии света
6 СО2 + 6 Н2О
6С 6Н 12О6+ О2
глюкоза

60.

Уравнение фотосинтеза
сахара
(углеводы)
кислород
(побочный
продукт)
6CO2 + 6H2O + свет = C6H12O6 + 6O2

61.

История изучения процесса фотосинтеза
• Жан Сенебье. 1800 год. Установил, что листья
разлагают углекислый газ под действием солнечного света.
• Вторая половина XIX века. Получена спиртовая
вытяжка зеленого цвета с сильной кровавокрасной флюоресценцией. Это вещество названо
хлорофиллом.
• Роберт Майер. Вывод: количество отлагающегося
в растениях углерода должно зависеть от
количества падающего на растение света.

62.

Фотосинтез
Хлорофилл поглощает красную (680 нм) и
синюю (450 нм) части спектра. Зеленый цвет
они отражают и поэтому придают растениям
зеленую окраску

63.

Фазы фотосинтеза:
1. Световая фаза –
протекает в гранах
хлоропласта под
влиянием энергии света
2. Темновая фаза –
протекает в строме
хлоропласта, для ее
реакций не нужна
энергия света

64.

Световая фаза:
1. Молекула хлорофилла поглощает квант
света и переходит в возбужденное
состояние. При этом электрон выбивается из
молекулы хлорофилла
2. Богатый энергией электроны, поступает в
особую цепь переносчиков и передаются на
наружную поверхность мембраны
тилакоидов, где накапливаются и мембрана
заряжается отрицательно

65.

Световая фаза:
3. Молекула хлорофилла восстанавливает
свой электрон за счет фотолиза воды, т.е.
расщепление воды под действием энергии
света на Н+ + ОН-

66.

Световая фаза:
4. Протоны водорода накапливаются внутри
тилакоида, создавая Н+-резервуар. В
результате внутренняя поверхность
мембраны заряжается положительно
5. При достижении критической величины
разности потенциалов протоны Н+
проталкиваются через канал АТФ-синтетазы.
Освобождающаяся при этом энергия
используется для синтеза молекул АТФ

67.

Световая фаза:
9. Катионы водорода на наружной стороне
мембраны присоединяют электроны
молекулы хлорофилла, образуя атомарный
водород, который с помощью переносчика
НАДФ
(никотинамидадениндинуклеотидфосфат)
поступает в строму хлоропласта на синтез
глюкозы
Н+ + е
Н0
2Н + НАДФ = НАДФ·Н2

68.

Световая фаза:
•Таким образом, энергия солнечного света
порождает четыре процесса:
1)«Возбуждение хлорофилла»
1) Образование кислорода вследствие
фотолиза воды
2) Синтез АТФ
3) Образование атомов водорода в форме
НАДФ·Н 2

69.

Темновая фаза:

70.

Темновая фаза:
1.Протекает в строме хлоропласта как на
свету, так и в темноте и представляет собой
ряд последовательных преобразований CO2
2. Ферменты связывают пятиуглеродный
сахар с углекислым газом воздуха. При этом
образуются соединения, которые
последовательно восстанавливаются до
молекулы глюкозы

71.

72.

Влияние на скорость фотосинтеза
различных факторов
• Длина световой
волны
• Степень
освещенности
• Концентрация
углекислого газа
• Температура
• Вода

73.

Хемоавтотрофный тип питания
Бесцветные серобактерии окисляют сероводород и накапливают в своих
клетках серу:
2Н2S + О2 = 2Н2О + 2S + 272 кДж
При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее
окисление серы до серной кислоты:
2S + 3О2 + 2Н2О = 2Н2SО4 + 636 кДж
Нитрифицирующие бактерии способны окислять аммиак, образующийся
при гниении органических остатков, сначала до азотистой, а затем до азотной
кислоты:
2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 663 кДж
2НNО2 + O2 = 2HNO3 + 142 кДж
Азотная кислота, реагируя с минеральными соединениями почвы, образует
нитраты, которые хорошо усваиваются растениями.
Железобактерии окисляют двувалентное железо до трехвалентного:
4FeCO3 + O2 + H2O = 4Fe(OH)3 + 4CO2 + 324 кДж
Водородные бактерии используют энергию, выделяющуюся при
окислении молекулярного водорода:
2Н2 + О2 = 2Н2О + 235 кДж

74.

Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно
использовать для описания световой фазы фотосинтеза.
Определите два признака, «выпадающих» из общего
списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они
указаны.
1) оразуется молекулярный кислород в результате
разложения молекул воды
2) происходит синтез углеводов из углекислого газа и воды
3) происходит полимеризация молекул глюкозы с
образованием крахмала
4) осуществляется синтез молеул АТФ
5) происходит фотолиз воды

75.

Темновая фаза фотосинтеза характеризуется
1) протеканием процессов на внутренних
мембранах хлоропластов
2) синтезом глюкозы
3) фиксацией углекислого газа
4) протеканием процессов в строме
хлоропластов
5) наличием фотолиза воды
6) образованием АТФ

76.

77.

78.

79.

• Известен опыт ван Гельмонта, когда, взяв 90,6
кг сухой земли и ивовое деревце весом 2,5 кг,
он выращивал его, поливая только дождевой
водой. Вес ивы через 5 лет составлял 74,2 кг, а
вес земли уменьшился всего на 56,6 г. Ван
Гельмонт сделал ошибочный вывод, что
материал, из которого образовалось дерево,
произошёл из воды, использованной для
полива. Почему ошибся учёный с точки зрения
современного человека? Какой вывод он
должен бы был сделать в результате своего
исследования сегодня?