В результате какого процесса в клетке синтезируются липиды

Задания – биология 17

В результате какого процесса в клетке синтезируются липиды

Часть А

1.Где протекает анаэробный этапгликолиза?А) в митохондрияхБ) в легкихВ) в пищеварительной трубке

Г) в цитоплазме

2. Ферментативноерасщепление глюкозы без участия кислорода – это:А) подготовительный этап обменаБ) пластический обмен

В) гликолиз

Г) биологическое окисление

3.38 молекул АТФсинтезируются в клетке в процессе:
А) окисления молекулыглюкозы Б) броженияВ) фотосинтеза

Г) хемосинтеза

4. На каком изэтапов энергетического обмена синтезируются две молекулы АТФ:
А) гликолизаБ) подготовительного этапаВ) кислородного этапа

Г) поступления веществ в клетку

5. Расщеплениелипидов до глицерина и жирных кислот происходит в:
А) подготовительную стадиюэнергетического обменаБ) процессе гликолизаВ) кислородную стадию энергетического обмена

Г) ходе пластического обмена

6. Вбескислородной стадии энергетического обмена расщепляются молекулы:
А) глюкозы допировиноградной кислотыБ) белка до аминокислотВ) крахмала до глюкозы

Г) пировиноградной кислоты до углекислого газа и воды

7. Наподготовительной стадии энергетического обмена исходными веществами являются:А) аминокислоты

Б) полисахариды

В) моносахариды

Г) жирные кислоты

8.АТФсинтезируется в процессе:А) расщепления белков до аминокислотБ) репликации ДНК

В) окисленияпировиноградной кислоты

Г) синтеза гликогена из глюкозы

9. Кислородноерасщепление глюкозы значительно эффективнее брожения, так как при этом:
А) освобождаемая энергия выделяется в виде теплаБ) синтезируется 2 молекулы АТФВ) происходит использование энергии

Г) синтезируется 38молекул АТФ

Часть В

10.Установите соответствие.

А. Автотрофы
Б.Хемотрофы
В.Фототрофы.

1. зеленые растения 
2. нитрифицирующиебактерии
3.железобактерии
4. грибы
5. животные

11.Установите соответствие.

А. Пластический обмен.
Б.Энергетический обмен.

1. Ферментативное расщепление гликогена.
2. Разборкамембран отслуживших свой срок органелл.
3. Самосборкабиомембран.
4.Окисление глюкозы до молочной кислоты.
5.Самоудвоение ДНК.
6.Биосинтез РНК на матрице ДНК.
7.Спиртовое брожение.
8.Присоединение жирных кислот к глицерину с образованием жиров
9.Биосинтез глюкозы из диоксида углерода при участии света.

12.Назовите органоидклетки, в котором вырабатывается универсальный носитель энергии.

13.Охарактеризуйте первый этап энергетическогообмена по следующим позициям.

1. Названиеэтапа: .
2. Исходныевещества: 
3.Образующиеся продукты: 
4.Энергетический выход: 

14.Охарактеризуйте второй этапэнергетического обмена по следующим позициям.

1. Название этапа: .
2. Исходные вещества: 
3. Образующиеся продукты: 
4. Энергетический выход: 

Часть С

15. Опишите какие процессы происходят на этапах энергетического обмена?

16. Как вы думаете, почему расщепление органическихсоединений в присутствии кислорода энергетически более эффективно, чем при егоотсутствии? 

Ответы:

1-г

2-в

3-а

4-а

5-а

6-а

7-б

8-в

9-г

10

А. 1, 2, 3

Б. 2, 3

В. 1.

11

А. 3, 5, 6, 8, 9.

Б. 1, 2, 4,7.

12-Митохондрия

13.

1. Название этапа: Подготовительный.

2. Исходныевещества: молекулы ди- и полисахаридов, жиров, белков, нуклеиновых кислот.

3.Образующиеся продукты: глюкоза, глицерин, жирные кислоты, аминокислоты,нуклеотиды.

4.Энергетический выход: небольшое количество энергии, которое рассеивается в видетеплоты.

14. 

1. Название этапа: Бескислородный (гликолиз).
2. Исходныевещества: глюкоза.
3.Образующиеся продукты: молочная кислота, спирт, углекислый газ, уксуснаякислота, ацетон.
4.Энергетический выход: образуется 2 молекулы АТФ. В виде химической связи вмолекуле АТФ сохраняется 40% энергии, а остальная рассеивается в виде тепла.

15.

1)Подготовительная стадия энергетического обмена: сложные органические вещества(белки, жиры, углеводы) разлагаются до простых органических веществ(аминокислот, жирных кислот, моносахаров). Энергия, которая при этомвыделяется, рассеивается в форме тепла (АТФ не образуется).

2) Гликолиз происходит в цитоплазме. Глюкоза окисляется до двух молекулпировиноградной кислоты (ПВК), при этом образуется 4 атома водорода и энергияна 2 АТФ. В бескислородных условиях из ПВК и водорода образуется молочнаякислота (молочнокислое брожение) либо спирт и углекислый газ (спиртовоеброжение).

3) В присутствии кислорода продукты гликолиза (ПВК и Н) окисляются вмитохондриях до углекислого газа и воды, при этом образуется энергия на 36 АТФ.

16.Эффективность кислородногорасщепления глюкозы в 18 раз выше, чем при гликолизе. Объясняется это тем, чтокислородный этап идет в митохондриях клетки, где возможна эффективная работа«протонной помпы» и связывание прошедших через нее протонов с аниономкислорода, поступающим из внешней среды.

Результатом этого взаимодействияявляется вода. В отсутствие кислорода концентрация протонов возросла бы донекоторого предельного значения, после которого аэробный процесс в митохондрияхпрекратился бы.

Именно это и происходит при остановке сердца и прекращениипоступления в клетки кислорода, что приводит организм к гибели.

Источник: https://www.sites.google.com/site/moyabiologia/metabolizm/energeticeskij-obmen/zadania

Пластический обмен – характеристика процессов и этапов

В результате какого процесса в клетке синтезируются липиды

К процессам пластического обмена относят реакции образования белков, углеводов и липидов.

Образование протеинов происходит в цитоплазме клеток. Белковая молекула — сложное полимерное образование. Её составной частью или мономером являются аминокислоты. Всего описано 20 основных аминокислот. Из них состоят белки большинства живых организмов. В отдельных случаях в процессе задействованы модифицированные аминокислоты:

  • десмозин;
  • гамма-карбоксиглутаминовая кислота;
  • селеноцистеин.

Синтез белков основан на принципе матрицы. В организме существуют особые матричные молекулы. Они несут в себе информацию о последовательности аминокислот в протеиновой цепочке. Наиболее часто такой матрицей служит молекула рибонуклеиновой кислоты — матричная или информационная РНК. С её помощью происходит определение структуры вещества.

Этапы пластического обмена белков:

  1. Трансляция — формирование полипептидной цепочки.
  2. Фолдинг — цепочка занимает определённое положение и структуру в трёхмерном пространстве.
  3. Химическое преобразование молекулы.
  4. Доставка готового полипептида к месту назначения — органу или клетке.

В процессе трансляции последовательность аминокислот в белковой цепочке выстраивается в соответствии с кодом информационной РНК. В этом участвуют рибосомы — особые клеточные структуры, состоящие из 2 частей. В каждой части рибосомы содержится белковая часть и рибонуклеотидная.

Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортной РНК (сокращённо тРНК). На одном из участков этой молекулы имеется так называемый антикодон. Подходя к иРНК, он связывается с её участком — кодоном по принципу комплементарности. Молекула тРНК попадает в большую единицу рибосомы, и доставленная аминокислота присоединяется к строящейся белковой цепочке.

Синтез протеинов требует большого количества энергии. Она используется на следующие цели:

  1. Для активирования трансляции.
  2. На активацию каждой аминокислоты, участвующей в процессе.
  3. Для связывания комплекса тРНК + аминокислота с рибосомой.
  4. Для перемещения рибосомы после присоединения новой аминокислоты к пептидной цепи.
  5. Для завершения процесса трансляции.

Такой значительный расход энергии нужен, чтобы обеспечить точность формирования белковой молекулы и необратимость процесса.

Анаболизм углеводов

Синтез углеводов состоит из нескольких этапов. Вначале из неуглеводных соединений формируются молекулы глюкозы (глюконеогенез). Затем из глюкозы синтезируется гликоген (процесс называется гликонеогенез).

Функции синтеза глюкозы в организме человека выполняют:

  • печень;
  • почки;
  • кишечный эпителий.

Основная совокупность химических реакций происходит в цитозоле. Часть подготовительных процессов протекает в эндоплазматической цепи клетки и митохондриях.

Исходным веществом для синтеза может служить пируват. Процесс характеризуется расходом большого количества энергии.

Процесс гликонеогенеза протекает в клетках печени и мышечной ткани. Основная часть реакций проходит в цитозоле. Синтез состоит из нескольких стадий:

  • Молекула глюкозы подвергается фосфорилированию с использованием энергии от 1 молекулы АТФ. В результат получается глюкозо-6-фосфат.
  • Фосфатная группа в новой молекуле направится с шестого атома углерода на первый. Образуется глюкозо-1-фосфат.
  • Полученное соединение переносится на УТФ — получается молекула УДФ-глюкозы.
  • УДФ-глюкоза полимеризуется и получается гликоген. В процессе участвует фермент гликогенсинтаза. При этом молекула УДФ отделяется от моносахаридной части.

Производство нуклеотидов и жирных кислот

Нуклеотиды образуются во всех живых клетках организма в цитоплазме. Процесс этот сложный и многоступенчатый. И сходными компонентами являются ионы и нециклические молекулы. В процессе синтеза получаются гетероциклические азотистые основания.

Жирные кислоты синтезируются в цитоплазме адипоцитов — клеток жировой ткани. Процесс состоит из большого количества химических реакций. Практически все они протекают с помощью единого катализатора. Этот комплекс состоит из большого количества ферментов. Синтез липидов — циклическое явление. В результате каждого цикла к молекуле кислоты присоединяются 2 новых атома углерода.

Процесс фотосинтеза

Этот биохимический процесс присущ растительному царству. Без него жизнь на планете оказалась бы невозможной. Больше половины живых организмов, существующих на Земле, нуждаются в кислороде для нормальной жизнедеятельности. Они используют его для дыхания, а взамен выделяют в окружающую среду углекислый газ.

Атмосферный кислород поступает из зелёных листьев растений. В них содержатся особые включения — хлоропласты. Снаружи каждый хлоропласт покрыт двойной мембраной. Внутри в цитоплазме содержатся гранулы (тилакоиды) с собственными защитными покрытиями. В тилакоидах и содержится хлорофилл, обеспечивающий процесс фотосинтеза. Именно он придаёт листьям и траве зелёную окраску.

В ходе реакции фотосинтеза осуществляется объединение 6 молекул углекислого газа с молекулами воды. В результате образуется молекула глюкозы. В качестве побочного продукта выделяется кислород. Этот процесс возможен только в присуствии солнечного света.

Особенности хемосинтеза

Этот тип питания, вероятно, наиболее древний и возник раньше фотосинтеза. Схема химических реакций существенно отличается от фотосинтеза. Энергия для химических процессов берётся не от солнечного света, а от окисления неорганических веществ. Некоторые виды бактерий получают запасы энергии при окислении аммиака. Это соединение образуется при гниении органических остатков.

Этот вид аутотрофного питания характерен только для некоторых представителей ряда прокариот. Многие доядерные организмы живут в условиях, где нет кислорода — на большой глубине в морях и океанах и пр.

Как и фотосинтез, хемосинтез относится к типам аутотрофного питания. То есть органические вещества, необходимые для жизни, образуются из неорганических исходных компонентов. Энергия в обоих случаях накапливается в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата).

Основные характеристики хемосинтеза:

  • Получение энергии не от солнечных лучей, а от химических реакций окисления.
  • Использование этого типа питания только некоторыми доядерными бактериями.
  • Отсутствие хлорофилла в клетках.
  • Использование в качестве исходного материала не только углекислоты, но и окиси углерода, метанола, уксусной и муравьиной кислоты и пр.
  • Получение энергии в результате окисления неорганических молекул — серы, железа, водорода, марганца, азотистых соединений.

Все организмы, использующие хемосинтез, делят на несколько классов по субстрату для получения энергии. Примеры представлены в таблице.

Класс микроорганизмов Субстрат
серобактерии сернистый водород
железобактерии соли железа
нитрифицирующие аммиак
метанобразующие органические остатки

В природе хемотрофы поддерживают почвы в плодородном состоянии, насыщая их полезными веществами, необходимыми для роста и развития растений.

Взаимосвязь пластического и энергетического обмена

Пластические процессы в живой клетке тесно связаны с энергетическим обменом. В процессе анаболизма образуются не только «строительные» компоненты — жиры, белки, простые и сложные углеводы. Создаются также сложные молекулы ферментов, участвующих в энергетических процессах.

Конечным продуктом, в котором накапливается энергия в живых клетках, является АТФ. Образуются молекулы в результате окисления органических веществ.

Пластический обмен — это в биологии процесс, обратный энергетическому. Все вещества при этом распадаются и образуется молекула АТФ.

Энергия, полученная в результате распавшихся химических связей, используется для сборки и удержания связей аденозинтрифосфата.

В ходе пластического обмена происходит обратный процесс — молекула АТФ распадается, освобождённая при расщеплении энергия используется для химических реакций.

Источник: https://nauka.club/anatomiya/plasticheskii-obmen.html

Синтез липидов: процесс ресинтеза и биосинтеза происходит в клетке

В результате какого процесса в клетке синтезируются липиды

Профилактика атеросклероза, как и терапия заболевания, напрямую связаны с контролем уровня липидных структур в организме. Особое внимание уделяется холестерину (ХС), молекула которого представляет собой липофильный спирт.

Отсюда происходит непривычное на бытовом уровне, но химически корректное название вещества – холестерол. Именно окисление неиспользованных организмом липидов свободными радикалами – первый этап в последовательности формирования атеросклеротических бляшек.

С другой стороны, соединения липидных структур с протеинами, создают биологические комплексы, способные очищать сосуды. Это липопротеины высокой плотности – ЛПВП. Таким образом, синтез и биосинтез липидов важен применительно к общему здоровью человека.

Процесс непосредственно влияет на уровень холестерина в организме.

Что включает класс липидов

Категория объединяет жиры и подобные им вещества. На молекулярном уровне, липид формируется на двух базовых элементах: спирт и жирная кислота. Также допускается вхождение дополнительных компонентов. Подобные структуры относят к классу сложных липидов. Наибольший интерес, с точки зрения профилактики атеросклероза, привлекают следующие представители этого класса:

  1. Жирные спирты, а именно холестерин.
  2. Триглицериды.

Определенного внимания заслуживали бы жирные кислоты (ЖК), в частности полиненасыщенные – Омега-3. Вещество способствует снижению ХС. Однако организмом человека их синтез не осуществляется.

Образование ЖК и их производных начинается с цитоплазмы. Вторая часть биосинтеза – удлинение молекулярной цепи также продолжается в клетке, однако «производственная мастерская смещается» внутрь митохондрии. На каждом этапе, соединение обогащается двумя атомами C, что напоминает процесс бета-окисления, только в его обратной интерпретации.

Говоря более развернуто, в цитоплазме непосредственно и происходит синтез, например пальмитиновой кислоты. Митохондрии же, используют уже готовый «полуфабрикат», для производства полноценных жирных кислот, состоящих из 18-и и более атомов углерода.

Выполнить весь биосинтез самостоятельно от «А» до «Я», митохондрии не в состоянии. Причина банальна – «низкий уровень квалификации».

Возвращаясь к технической терминологии, митохондрии обладают очень низкой способностью включать меченые уксусные кислоты в длинную цепь липидных структур.

Читайте так же:  Какое из веществ относится к липидам?

Базовый внемитохондриальный биосинтез ЖК, напротив, не имеет общих пересечений с процессом их окисления. Его механизм, требует трех компонент:

  • ацетил-КоА – первичный метаболит;
  • CO2 – тут без комментариев, вещество общеизвестное;
  • ионов бикарбоната – HCO3-.

Метаболит представляет собой строительный фундамент. Изначально ацетил-КоА образуется именно в митохондрии. Его синтез – следствие процесса окислительного декарбоксилирования. Просочиться напрямую в цитоплазму, соединение не может в силу непроницаемости для него митохондриальной мембраны. Удается осуществить проникновение путем обходного маневра:

  1. Митохондриальный метаболит производит цитрат, посредством взаимодействия с оксалоацетатом.
  2. Для синтезированного цитрата митохондриальная мембрана прозрачна. Поэтому его молекулы с легкостью пробиваются в цитоплазму.
  3. Далее происходит обратная трансформация. Едва преодолев мембрану, цитрат расщепляется на исходные компоненты – ацетил-КоА и оксалоацетат.

Таким образом, метаболит передается от митохондрии. В цитоплазме непосредственного получения соединения не происходит. Альтернативный вариант переноса ацетил-КоА возможен при участии карнитина. Однако, в процессе синтеза ЖК, – это своеобразный «бронепоезд, стоящий на запасном пути». Данный канал используется значительно реже.

Оказавшись в цитоплазме метаболит готов к производству прекурсора ЖК – малонил-КоА. Для этого ацетил-КоА и требуется двуокись углерода. Катализатором процесс выступает фермент ацетил-КоА-карбоксилазы. Биосинтез распределяется на два периода:

  1. Карбоксилирование биотин-энзима. Протекает в присутствии CO2 и АТФ.
  2. Перенос карбоксильной группы на метаболит.

Результирующий малонил-КоА в дальнейшем быстро трансформируется в ЖК. Процесс происходит с участием определенной ферментной системы. Фактически, это комплекс взаимосвязанных ферментов. Он именуется синтетаза жирных кислот, имеет 6 различных ферментов и связующий элемент – ацилпереносящий белок (осуществляют роль, аналогичную КоА).

Разобравшись с биосинтезом липидов на общем уровне, самое время перейти к конкретным примерам.

Фундаментальными кирпичиками процесса выступают глицерин и ЖК. Изначально формируется промежуточный продукт – глицерол-3-фосфат.

Это характерно для процессов биосинтеза, происходящих в почках и стенках кишечника. Клетки органов отличаются гиперактивностью фермента глицеролкиназы, чего нельзя сказать о мышечной и жировой ткани.

Тут вещество формируется при помощи гликолиза – окисления глюкозы.

Читайте так же:  Биохимическая классификация липидов

Эффект особенно проявляется при истощении. Вследствие этого, образуется недостаток глюкозы, что приводит к резкому снижению производства глицерол-3-фосфата. Как результат свободные ЖК не используются на ресинтез липидов, просто покидая ткань.

Еще одним источником промежуточного синтеза глицерол-3-фосфат выступает печень. Орган может производить вещество обоими способами, с использованием как глицерина, так и глюкозы, в качестве базового соединения.

Впрочем, для синтеза глицерол-3-фосфат главное, что события произошли, поскольку в дальнейшем соединение ацилируется. То есть происходит процесс введения RCO- остатка при помощи молекул ЖК (КоА производные).

Это приводит к синтезу фосфатидной кислоты. В дальнейшем от полученного соединения отщепляется остаток фосфорной кислоты. Реакция дефосфорилирования протекает с участием фосфатидатфосфатазы. Ее продуктом выступает 1,2-диглицерид. До получения триглицерида остается единственный шаг. Он состоит в этерификации. Кислотой выступает 1,2-диглицерид, заместителем спирта – фермент ацил-КоА.

Ферментативный процесс образования ХС – достаточно сложная «многоходовая комбинация», насчитывающая более 35 энзиматических реакций. Очевидно, что охватить подобный объем преобразований не под силу даже Остапу Бендеру. Поэтому проще рассмотреть базовые стадии биосинтеза холестерола:

  1. Получение мевалоновой кислоты. Происходит в эукариоте – домене живых организмов. Требует три молекулы активного ацетата.
  2. Формирование сквалена. Прекурсором выступает ранее произведенная мевалоновая кислота. Изначально соединение трансформируется в активный изопреноид, из 6 молекул которого и образуется сквален.
  3. Синтез холестерина. Процесс осуществляется циклизацией сквалена. Синтезируется своеобразный прекурсор – ланостерин, переход которого в ХС все еще находится под изучением.

Первоначально биосинтез инициируется формированием ацетоацетил-КоА. Далее, структура подвергается конденсации с 3-ей молекулой активного ацетата. Полученное производное вещество вступает в реакцию восстановления, что и приводит к формированию мевалоната.

Следующий шаг в биосинтезе ХС – превращение мевалоната в сквален. Изначально, соединение подвергается переносу остатка фосфорной кислоты при помощи фермента АТФ. Продуктом реакции выступает 5′-пирофосфорный эфир. Впрочем, соединение не долговечно.

Оно практически моментально трансформируется, в эфир мевалоната. Цепочка последующих преобразований достаточно запутана, поэтому проще ограничиться фактом. Результатом этих процессов становится образование сквалена.

Реакция циклизации соединения приводит к формированию ланостерина, с последующим биосинтезом холестерола.

Читайте так же:  Перекисное окисление липидов

Остается добавить, что преимущественно процесс протекает в печени. Поэтому дисфункции органа, способны вызывать нарушения липидного баланса.

При нормальной работе, печень производит ежесуточную норму холестерина, с учетом вещества, поступающего с продуктами.

Этот факт еще раз опровергает распространенное заблуждение о вреде пищи с высоким содержанием холестерина. Здоровая печень, способна самостоятельно контролировать уровень вещества.

Источник: https://SosudPortal.ru/li/sintez-lipidov-process.html

WikiFirstVrash.Ru
Добавить комментарий