Биоэнергетика мембран

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Биоэнергетика мембран

Содержание

2. Мембраны с точки зрения биоэнергетики Биологические мембраны – природные пленки толщиной 5-7 нм, состоящие из белков
3. В каждой клетке есть плазматическая мембрана (плазмалемма), которая ограничивает содержимое клетки от наружной среды, и внутренние
4. Функции биологических мембран 1) барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный обмен веществ с окружающей
5. Среди энергопреобразующих мембран, наибольшее биологическое значение имеют: Внутренняя мембрана митохондрий Внутренняя (цитоплазматическая) мембрана бактерий Внешняя мембрана
6. Проницаемость биомембран Низкомолекулярные нейтральные вещества (газы, вода, аммиак, глицерин и мочевина) свободно диффундируют через биомембраны. С
8. Пассивный и активный транспорт Пассивный транспорт - свободная диффузия и транспортные процессы, обеспечиваемые ионными каналами и
9. Активный транспорт идет против градиента концентрации или заряда, поэтому активный транспорт требует притока дополнительной энергии, которая
10. Протонные и натриевые потенциалы Протонный потенциал состоит из: трансмембранной разности электрических потенциалов (Δψ) трансмембранной разности концентрации
12. ΔμΗ вычисляется в джоуль/моль. Для перевода в вольты, это значение делят на F - число Фарадея
13. 1-й закон биоэнергетики по Скулачеву Живая клетка избегает прямого использования энергии внешних ресурсов для совершения полезной
14. Гликолиз
15. Дыхание При дыхании источником энергии тоже будет АТФ, но сначала образуется ΔμΗ, а затем ΔμΗ израсходуется
17. У бактерий дыхание или анаэробное расщепление питательных веществ дает не ΔμΗ, а ΔμNa, который расходуется затем
18. У морских бактерий осмотическая работа поддерживается за счет ΔμNa, а у пресноводных – за счет ΔμН.
20. 2-й закон Любая живая клетка всегда располагает как минимум двумя "энергетическими валютами": водорастворимой (АТФ ) и
21. Энергетика бактерий (морские аэробные бактерии) У пресноводных отсутствуют (5) и (6)
22. Энергетика растительной клетки
23. Энергетика животной клетки
24. 3-й закон «Энергетические валюты» клетки могут превращаться одна в другую. Поэтому получения хотя бы одной из
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Мембраны с точки зрения биоэнергетики
Биологические мембраны – природные пленки толщиной 5-7

нм, состоящие из белков и липидов.
Липидные компоненты: фосфолипиды или (реже) глико- и сульфолипиды.
Белки: определяют специфику мембран (ферменты, пигменты, рецепторы)

Слайд 3

В каждой клетке есть плазматическая мембрана (плазмалемма), которая ограничивает содержимое клетки

от наружной среды, и внутренние мембраны, которые формируют различные органоиды клетки.
К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, пероксисомы; к двумембранным — ядро, митохондрии, пластиды.

Слайд 4

Функции биологических мембран
1) барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный

обмен веществ с окружающей средой.
2) транспортная — через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки.
3) матричная — обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие.
4) рецепторная — некоторые белки, находящиеся в мембране, являются рецепторами (молекулами, при помощи которых клетка воспринимает те или иные сигналы).
5) энергетическая.

Слайд 5

Среди энергопреобразующих мембран, наибольшее биологическое значение имеют:
Внутренняя мембрана митохондрий
Внутренняя (цитоплазматическая) мембрана

бактерий
Внешняя мембрана клеток эукариот
Мембрана бактериальных хроматофоров
Тилакоиды хлоропластов и цианобактерий
Вакуолярная мембрана (тонопласт) растений и грибов
Не преобразуют энергию: внешняя мембрана митохондрий, внешняя мембрана оболочки хлоропласта, мембраны эндоплазматической сети (?) и аппарата Гольджи (?), мембрана ядра (?).

Слайд 6

Проницаемость биомембран
Низкомолекулярные нейтральные вещества (газы, вода, аммиак, глицерин и мочевина) свободно

диффундируют через биомембраны.
С увеличением размера молекулы теряют способность проникать через биомембраны (непроницаемы для глюкозы и других сахаров).
Проницаемость биомембран зависит от полярности веществ:
Неполярные вещества, такие, как бензол, этанол, диэтиловый эфир легко проходить через
Для гидрофильных, особенно заряженных молекул, биомембраны непроницаемы (перенос таких веществ осуществляется специализированными транспортными белками)

Слайд 7

Слайд 8

Пассивный и активный транспорт
Пассивный транспорт - свободная диффузия и транспортные процессы,

обеспечиваемые ионными каналами и переносчиками, осуществляется по градиенту концентрации или градиенту электрическою заряда (называемым вместе электрохимическим градиентом).
Канальные белки образуют в биомембранах заполненные водой поры, проницаемые для определенных ионов. Например, имеются специфические ионные каналы для ионов Na+, К+, Са2+ и Cl-
Транспортные белки избирательно связывают молекулы субстрата и за счет конформационных изменений переносят их через мембрану.
Белки-переносчики (пермеазы) похожи на ферменты, но они «катализируют» направленный транспорт, а не ферментативную реакцию.

Слайд 9

Активный транспорт идет против градиента концентрации или заряда, поэтому активный транспорт

требует притока дополнительной энергии, которая обычно обеспечивается за счет гидролиза АТФ.
Существует несколько систем активного транспорта (ионные насосы):
1) Натрий-калиевый насос (Na+/K+-АТФаза).
2) Кальциевый насос.
3) Водородный насос.

Слайд 10

Протонные и натриевые потенциалы
Протонный потенциал состоит из:
трансмембранной разности электрических потенциалов (Δψ)
трансмембранной

разности концентрации ионов водорода (ΔрН).
Потенциальная энергия, накопленная в форме Δψ или ΔрН может быть переведена в работу, если в мембране будет сопряженный компонент (сопрягающий перенос протонов по градиенту с совершением полезной работы)

Слайд 11

Слайд 12

ΔμΗ вычисляется в джоуль/моль.
Для перевода в вольты, это значение делят на

F - число Фарадея .
Полученное значение П. Митчел предложил называть протон-движущей силой

Натрий-движущая сила

S - sodium

Слайд 13

1-й закон биоэнергетики по Скулачеву
Живая клетка избегает прямого использования энергии внешних

ресурсов для совершения полезной работы. Она сначала превращает их в одну из трех конвертируемых форм энергии («энергетических валют»), а именно: в АТФ, протонный или натриевый потенциал, которые затем расходуются для осуществления различных энергоемких процессов.

Слайд 14

Гликолиз

Слайд 15

Дыхание
При дыхании источником энергии тоже будет АТФ, но сначала образуется ΔμΗ,

а затем ΔμΗ израсходуется для синтеза АТФ.

Фотосинтез

Слайд 16

Слайд 17

У бактерий дыхание или анаэробное расщепление питательных веществ дает не ΔμΗ,

а ΔμNa, который расходуется затем на совершение работы.
В животной клетке ΔμNa образуется в плазмалемме за счет энергии АТФ и расходуется на аккумуляцию различных веществ в протоплазме – происходит перенос веществ в область с большой концентрацией – совершается осмотическая работа

Слайд 18

У морских бактерий осмотическая работа поддерживается за счет ΔμNa, а у

пресноводных – за счет ΔμН.
Химическая работа (синтез химических соединений) совершается за счет АТФ.
Терморегуляция – тепловая энергия – за счет ΔμН.
Механическая работа у бактерий (вращение жгутиков) – ΔμNa или ΔμН.

Слайд 19

Слайд 20

2-й закон
Любая живая клетка всегда располагает как минимум двумя "энергетическими валютами": водорастворимой (АТФ

) и связанной с мембраной ( либо ).

Слайд 21

Энергетика бактерий (морские аэробные бактерии)
У пресноводных отсутствуют (5) и (6)

Слайд 22

Энергетика растительной клетки

Слайд 23

Энергетика животной клетки

Слайд 24

3-й закон
«Энергетические валюты» клетки могут превращаться одна в другую. Поэтому получения

хотя бы одной из них за счет внешних ресурсов достаточно для поддержания жизнедеятельности.

Биоэнергетика мембран

Содержание

Мембраны с точки зрения биоэнергетикиБиологические мембраны – природные пленки толщиной 5-7

В каждой клетке есть плазматическая мембрана (плазмалемма), которая ограничивает содержимое клетки

Функции биологических мембран1) барьерная — обеспечивает регулируемый, избирательный, пассивный и активный

Среди энергопреобразующих мембран, наибольшее биологическое значение имеют:Внутренняя мембрана митохондрийВнутренняя (цитоплазматическая) мембрана

Проницаемость биомембранНизкомолекулярные нейтральные вещества (газы, вода, аммиак, глицерин и мочевина) свободно

Пассивный и активный транспортПассивный транспорт - свободная диффузия и транспортные процессы,

Активный транспорт идет против градиента концентрации или заряда, поэтому активный транспорт

Протонные и натриевые потенциалыПротонный потенциал состоит из:трансмембранной разности электрических потенциалов (Δψ)трансмембранной

ΔμΗ вычисляется в джоуль/моль.Для перевода в вольты, это значение делят на

1-й закон биоэнергетики по СкулачевуЖивая клетка избегает прямого использования энергии внешних