Биоэнергетика. Часть первая

Содержание

Слайд 2

Энергия запасена в различных формах Тепловая Химических связей Ядерная Световая Однако

Энергия запасена в различных формах

Тепловая
Химических связей
Ядерная
Световая

Однако чаще мы предпочитаем её использовать

в форме электричества или углеводородного топлива – энергетических валют.
Слайд 3

АТФ – универсальное клеточное горючее…

АТФ – универсальное клеточное горючее…

Слайд 4

АТФ – универсальное клеточное горючее…

АТФ – универсальное клеточное горючее…

Слайд 5

… но не единственное

… но не единственное

Слайд 6

Другая валюта – это электроосмотический градиент

Другая валюта – это электроосмотический градиент

Слайд 7

Две формы протонного потенциала: а) – осмотическое давление б) – разность

Две формы протонного потенциала:
а) – осмотическое давление
б) – разность электрических

потенциалов

Вместо Н+ может быть Na+ - третья форма валюты.

Слайд 8

Синтаза крутится, АТФ мутится

Синтаза крутится, АТФ мутится

Слайд 9

Бактериальные жгутики двигаются не за счёт энергии АТФ. 1. Скорость вращения

Бактериальные жгутики двигаются не за счёт энергии АТФ.

1. Скорость вращения обычно

колеблется между 5 и 50 оборотами в секунду.
2. Для одного оборота жгутика необходимо пронести в клетку порядка тысячи ионов H+ (Na+).
3. Мотор снабжен переключателем направления вращения, так что бактерия может плыть как жгутиком вперед, так и жгутиком назад при одном и том же направлении
Слайд 10

Сколько ионов H+ должно пройти через "электромотор" бактериального жгутика, чтобы он

Сколько ионов H+ должно пройти через "электромотор" бактериального жгутика, чтобы он сделал

один оборот? а) 3; б) 12; в) около 120; г) около 1200; 

Теоретический тур заключительного этапа XVI Всероссийской  биологической олимпиады школьников. Сочи. 2000 год.

Слайд 11

Жгутик бактерии двигается благодаря водородному потенциалу Принцип вращения : зарядка-перезарядка группы

Жгутик бактерии двигается благодаря водородному потенциалу

Принцип вращения : зарядка-перезарядка группы COOH

в аминокислотах.
Число протонов, которые должны «провалиться» в канал за время одной прокрутки жгутика,- порядка тысячи
Слайд 12

Для того, чтобы проверить, действительно ли жгутик вращается при движении бактерии,

Для того, чтобы проверить, действительно ли жгутик вращается при движении бактерии,

бактериальную клетку за жгутик прикрепили к стеклу.
В раствор добавили вещество, которое она любит, например, сахар, и она начала вертеться, потому что она явно хотела добраться до сахара, если не добавляли, то она вела себя более спокойно.
Слайд 13

Первый закон биоэнергетики Живая клетка избегает прямого использования внешних ресурсов для

Первый закон биоэнергетики

Живая клетка избегает прямого использования внешних ресурсов для

совершения полезной работы. Она сначала превращает их в одну из трёх конвертируемых форм энергии («энергетических валют»), которые затем расходуются.
Клетка предпочитает денежное обращение, а не бартер.
Слайд 14

Второй закон биоэнергетики Любая живая клетка всегда располагает как минимум двумя

Второй закон биоэнергетики

Любая живая клетка всегда располагает как минимум двумя

«энергетическими валютами»: водорастворимой (АТФ), и связанной с мембранами (натриевый или водородный потенциал).
.

Клетка держит часть наличного капитала в деньгах, а часть – в чеках, причём часто в разных банках

Слайд 15

Третий закон биоэнергетики Энергетические валюты» в клетке могут превращаться одна в

Третий закон биоэнергетики

Энергетические валюты» в клетке могут превращаться одна в

другую.
Не важно, в какой валюте поступит доход, если эта валюта конвертируема.
Слайд 16

Взаимные превращения водородного потенциала в АТФ осуществляются H+-ATФазой. Взаимные превращения натриевого

Взаимные превращения водородного потенциала в АТФ осуществляются H+-ATФазой.
Взаимные превращения натриевого

потенциала в АТФ осуществляются Na-ATФазой.
Взаимные превращения натриевого и водородного потенциалов осуществляются H+/Na+-антипортером
Слайд 17

У кого два вида валюты, а у кого – три? Клетки

У кого два вида валюты, а у кого – три?

Клетки растений

располагают АТФ и химическим потенциалом (на мембранах митохондрий, пластид и вакуолей). Натриевый потенциал может возникнуть как дополнительная валюта вторично.
У животной клетки на плазмалемме – натриевая энергетика, а на внутренней мембране митохондрий – водородная.
У морских бактерий часто натриевая энергетика, а у пресноводных – водородная.
Слайд 18

Первичные энергетические валюты у бактерий У железобактерий, превращающих Fe2+ в Fe3+,

Первичные энергетические валюты у бактерий

У железобактерий, превращающих Fe2+ в Fe3+, сначала

образуется водородный потенциал.
У бактерии Propionigenium modestum вся энергия извлекается за счёт декарбоксилирования янтарной кислоты в пропионовую. Первичной валютой становится натриевый потенциал.
Слайд 19

Пути превращения энергии в живых клетках Энергия света при фотосинтезе и

Пути превращения энергии в живых клетках

Энергия света при фотосинтезе и энергия

окисления кислородом сначала превращается в водородных потенциал
Слайд 20

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Слайд 21

3 типа мембранных АТФ-аз (все происходят от общего предка) F-ATФ-синтазы встречаются

3 типа мембранных АТФ-аз (все происходят от общего предка)

 F-ATФ-синтазы встречаются у

бактерий, в митохондриях и пластидах эукариот.
A/V — у архей (A) и в вакуолях эукариот (V):
Вакуолярные (V-АТФазы) встречаются в плазмалемме и закисляют лизососмы и вакуоли. Не синтезируют, а только расходуют АТФ.
Архейные АТФ-азы (А-АТФ-азы) могут производить АТФ
Слайд 22

Н+-АТФаза И ВТОРИЧНЫЙ АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ

Н+-АТФаза И ВТОРИЧНЫЙ АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ

Слайд 23

А как в вакуолях растений? Накопление в вакуолях различных веществ против

А как в вакуолях растений?

Накопление в вакуолях различных веществ против градиента

концентрации, а также необходимость регуляции процессов входа и выхода их через вакуолярную мембрану указывают на то, что в этой мембране должны существовать специфические транспортные системы для этих веществ, а также системы, обеспечивающие эти транспортные процессы энергией.
Результаты исследований дают основание считать, что у высших растений при участии переносчиков существляются процессы K+/H+-, Na+/H+-, Ca2+/nH+-антипорта и H+/Cl−-симпорта на плазматической и вакуолярной мембранах.
Слайд 24

Учитывая, что пищеварительные вакуоли образуются путём эндоцитоза, как будет происходить изменение

Учитывая, что пищеварительные вакуоли образуются путём эндоцитоза, как будет происходить изменение

pH в них при участии АТФазы?