Fotosintez va nafas olish hayotning asosini tashkil etuvchi ikkita jarayondir. Ularning ikkalasi ham hujayrada sodir bo'ladi. Birinchisi - o'simliklarda va ba'zi bakteriallarda, ikkinchisi - hayvonlarda va o'simliklarda, zamburug'larda va bakteriyalarda.

Aytishimiz mumkinki, hujayrali nafas olish va fotosintez bir-biriga qarama-qarshi bo'lgan jarayonlardir. Bu qisman to'g'ri, chunki birinchisida kislorod so'riladi va chiqariladi, ikkinchisida esa aksincha. Biroq, bu ikki jarayonni solishtirish ham noto'g'ri, chunki ular turli xil moddalar yordamida turli organellalarda sodir bo'ladi. Ularga kerak bo'lgan maqsadlar ham har xil: ozuqa moddalarini olish uchun fotosintez va energiya ishlab chiqarish uchun hujayrali nafas olish kerak.

Fotosintez: qaerda va qanday sodir bo'ladi?

Bu noorganiklardan organik moddalar ishlab chiqarishga qaratilgan kimyoviy reaktsiya. Fotosintez sodir bo'lishining zaruriy sharti quyosh nurining mavjudligidir, chunki uning energiyasi katalizator vazifasini bajaradi.

O'simliklarning fotosintez xususiyatini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:

• 6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

Ya'ni, quyosh nuri ta'sirida olti molekula karbonat angidrid va bir xil miqdordagi suv molekulasidan o'simlik bir molekula glyukoza va oltita kislorodni olishi mumkin.

Bu fotosintezning eng oddiy misolidir. Glyukozadan tashqari, o'simliklar boshqa, murakkabroq uglevodlarni, shuningdek, boshqa sinflarga mansub organik moddalarni sintez qilishlari mumkin.

Bu erda noorganik birikmalardan aminokislotalar ishlab chiqarishga misol:

• 6CO 2 + 4H 2 O + 2SO 4 2- + 2NO 3 - + 6H + = 2C 3 H 7 O 2 NS + 13O 2.

Aerob hujayrali nafas olish boshqa barcha organizmlarga, shu jumladan hayvonlar va o'simliklarga xosdir. Bu kislorod ishtirokida sodir bo'ladi.

Fauna vakillarida hujayrali nafas olish maxsus organellalarda sodir bo'ladi. Ular mitoxondriyalar deb ataladi. O'simliklarda hujayrali nafas olish mitoxondriyalarda ham sodir bo'ladi.

Bosqichlar

Hujayra nafas olish uch bosqichda sodir bo'ladi:

1. Tayyorgarlik bosqichi.
2. Glikoliz (anaerob jarayon, kislorod talab qilmaydi).
3. Oksidlanish (aerob bosqichi).

Tayyorgarlik bosqichi

Birinchi bosqich - ovqat hazm qilish tizimidagi murakkab moddalar oddiyroqlarga bo'linadi. Shunday qilib, aminokislotalar oqsillardan, yog 'kislotalari va glitserin lipidlardan, glyukoza esa murakkab uglevodlardan olinadi. Ushbu birikmalar hujayra ichiga, so'ngra to'g'ridan-to'g'ri mitoxondriyaga ko'chiriladi.

Glikoliz

Bu fermentlar ta'sirida glyukozaning piruvik kislota va vodorod atomlariga bo'linishidadir. Bunda bu jarayon hosil bo'ladi.Bu jarayonni quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:

• C 6 H 12 O 6 = 2C 3 H 3 O 3 + 4H + 2ATP.

Shunday qilib, glikoliz jarayonida organizm bir glyukoza molekulasidan ikkita ATP molekulasini olishi mumkin.

Oksidlanish

Ushbu bosqichda fermentlar ta'sirida glikoliz jarayonida hosil bo'lgan kislorod bilan reaksiyaga kirishadi, natijada karbonat angidrid va vodorod atomlari hosil bo'ladi. Keyin bu atomlar suv va 36 ATP molekulasini hosil qilish uchun oksidlangan kristallarga ko'chiriladi.

Shunday qilib, hujayrali nafas olish jarayonida jami 38 ta ATP molekulasi hosil bo'ladi: ikkinchi bosqichda 2 ta va uchinchi bosqichda 36 ta. Adenozin trifosfor kislotasi mitoxondriyalarni hujayra bilan ta'minlaydigan asosiy energiya manbai hisoblanadi.

Mitoxondriya tuzilishi

Nafas olish sodir bo'ladigan organellalar hayvonlar, o'simliklar va o'simliklarda uchraydi, ular sharsimon shaklga ega va taxminan 1 mkm.

Mitoxondriyalar, xloroplastlar kabi, membranalararo bo'shliq bilan ajratilgan ikkita membranaga ega. Ushbu organellaning membranalarida bo'lgan narsa matritsa deb ataladi. Uning tarkibida ribosomalar, mitoxondriyal DNK (mtDNK) va mtRNK mavjud. Matritsada glikoliz va oksidlanishning birinchi bosqichi sodir bo'ladi.

Ichki membranadan tizmalarga o'xshash burmalar hosil bo'ladi. Ular cristae deb ataladi. Bu erda hujayrali nafas olishning uchinchi bosqichining ikkinchi bosqichi sodir bo'ladi. Uning davomida eng ko'p ATP molekulalari hosil bo'ladi.

Ikki membranali organellalarning kelib chiqishi

Olimlar fotosintez va nafas olishni ta'minlovchi tuzilmalar hujayrada simbiogenez orqali paydo bo'lganligini isbotladilar. Ya'ni, ular bir vaqtlar alohida organizmlar edi. Bu mitoxondriya va xloroplastlarning o'z ribosomalari, DNK va RNKlariga ega ekanligini tushuntiradi.

Tirik organizmlarning hujayralari turli hayotiy jarayonlarni amalga oshirish uchun doimo energiya talab qiladi. Ushbu energiyaning universal yetkazib beruvchisi energiya almashinuvi reaktsiyalarida hosil bo'lgan ATP hisoblanadi. Ko'pgina organizmlarda ATP asosan hujayrali nafas olish jarayoni orqali sintezlanadi. Hujayra nafasi- murakkab jarayon bo'lib, unda organik moddalar parchalanadi (oxir-oqibat eng oddiy noorganik birikmalarga aylanadi) va ularning kimyoviy bog'lanishlarining ajralib chiqadigan energiyasi hujayra tomonidan saqlanadi va keyin ishlatiladi (60-rasm).

Ko'pgina tirik organizmlar (barcha o'simliklar, ko'pchilik hayvonlar, zamburug'lar va protistlar, ko'plab bakteriyalar) hujayrali nafas olish jarayonida kisloroddan foydalanadilar. Bunday organizmlar aeroblar deb ataladi (yunonchadan. aer- havo, bios- hayot) va ularning nafas olish turi aerob nafas olishdir. Keling, hujayrali nafas olish jarayoni aerobik sharoitda (ya'ni, kislorodga erkin kirish sharoitida) qanday sodir bo'lishini ko'rib chiqaylik.

Hujayra nafas olish bosqichlari. Tayyorgarlik bosqichi yirik organik molekulalarni oddiy birikmalarga ajratishdan iborat. Bu jarayonlar ovqat hazm qilish tizimida (hayvonlarda) va hujayralar sitoplazmasida kisloroddan foydalanmasdan sodir bo'ladi. Ovqat hazm qilish fermentlari ta'sirida polisaxaridlar monosaxaridlarga, yog'lar glitserin va yuqori karboksilik kislotalarga, oqsillar aminokislotalarga, nuklein kislotalar nukleotidlarga parchalanadi. Bunday holda, ozgina energiya ajralib chiqadi, u ATP shaklida saqlanmaydi, lekin issiqlik shaklida tarqaladi. Bundan tashqari, parchalanish reaktsiyalari sodir bo'lishi uchun ma'lum miqdorda energiya talab qiladi.

Tayyorgarlik bosqichi natijasida hosil bo'lgan moddalar hujayra tomonidan ham plastik almashinuv reaktsiyalarida, ham energiya ishlab chiqarish uchun keyingi parchalanish uchun ishlatilishi mumkin.

Energiya almashinuvining ikkinchi bosqichi deyiladi kislorodsiz yoki anaerob. Tayyorgarlik bosqichida olingan organik moddalarning fermentativ parchalanishidan iborat. Kislorod bu bosqichning reaktsiyalarida qatnashmaydi, bundan tashqari, kislorodning to'liq yo'qligi sharoitida anaerob bosqich sodir bo'lishi mumkin. Hujayradagi asosiy energiya manbai glyukoza, shuning uchun biz glyukozaning kislorodsiz parchalanishi - glikoliz misolida ikkinchi bosqichni ko'rib chiqamiz.

Glikoliz- glyukozaning (C 6 H 12 0 6) piruvik kislotaga (C 3 H 4 0 3) kislorodsiz parchalanishining ko'p bosqichli jarayoni. Glikoliz reaktsiyalari maxsus fermentlar tomonidan katalizlanadi va hujayralar sitoplazmasida sodir bo'ladi.

Glikoliz jarayonida glyukozaning har bir molekulasi ikki molekula piruvik kislotaga (PVA) parchalanadi.Bu energiya ajralib chiqadi, ularning bir qismi issiqlik sifatida tarqaladi, qolgan qismi esa sintez uchun ishlatiladi. 2 ATP molekulasi. Glikolizning oraliq mahsulotlari oksidlanishdan o'tadi - ulardan vodorod atomlari ajralib chiqadi, ular NDD + ni tiklash uchun ishlatiladi.

NAD - nikotinamid adenin dinukleotid (to'liq nomi yodlash uchun berilmagan) - hujayradagi vodorod atomlarining tashuvchisi vazifasini bajaradigan modda. Ikki vodorod atomini biriktirgan NAD reduksiyalangan deb ataladi (NAD"H+H+ shaklida yoziladi).Qaytirilgan NAD vodorod atomlarini boshqa moddalarga berishi va oksidlanishi mumkin (NAD+).

Shunday qilib, glikoliz jarayonini quyidagi umumiy tenglama bilan ifodalash mumkin (oddiylik uchun ATP sintezi jarayonida hosil bo'lgan suv molekulalari energiya almashinuvi reaktsiyalari uchun barcha tenglamalarda ko'rsatilmagan):

C 6 H 12 0 6 + 2NAD + + 2ADP + 2H 3 P0 4 ->. 2C 3 H 4 0 3 + 2NADH+H+ + 2ATP.

Glikoliz natijasida glyukoza molekulalarining kimyoviy bog'lari tarkibidagi energiyaning atigi 5% ga yaqini chiqariladi. Energiyaning muhim qismi glikoliz mahsuloti - PVKda bo'ladi.Shuning uchun aerob nafas olishda glikolizdan keyin yakuniy bosqich - kislorod, yoki aerobik.

Glikoliz natijasida hosil bo'lgan pirouzum kislotasi mitoxondriyal matritsaga kiradi, u erda to'liq parchalanadi va yakuniy mahsulot - CO 2 va H 2 0gacha oksidlanadi. Glikoliz jarayonida hosil bo'lgan qaytarilgan NAD ham mitoxondriyaga kiradi va u erda o'tadi. oksidlanish. Nafas olishning aerob bosqichida kislorod iste'mol qilinadi va sintezlanadi 36 ATP molekulalari(2 ta PVX molekulasi uchun) - CO 2 mitoxondriyadan hujayra gialoplazmasiga, so'ngra atrof-muhitga chiqariladi. Shunday qilib, nafas olishning kislorod bosqichi uchun umumiy tenglamani quyidagicha ko'rsatish mumkin:

2C 3 H 4 0 3 + 60 2 + 2NADH+H+ + 36ADP + 36H 3 P0 4 ->. 6C0 2 + 6H 2 0 + + 2NAD+ + 36ATP.

Mitoxondriyal matritsada PVK murakkab fermentativ parchalanishdan o'tadi, uning mahsulotlari karbonat angidrid va vodorod atomlaridir. Ikkinchisi mitoxondriyaning ichki membranasiga NAD va FAD (flavin adenin dinukleotid) tashuvchilari orqali yetkaziladi (61-rasm).

Mitoxondriyaning ichki membranasida ATP fermenti, sintetik ferment, shuningdek, elektron tashish zanjirini (ETC) tashkil etuvchi oqsil komplekslari mavjud. ETC komponentlarining ishlashi natijasida NAD va FAD dan olingan vodorod atomlari protonlar (H +) va elektronlarga bo'linadi. Protonlar ichki mitoxondriyal membrana bo'ylab tashiladi va membranalararo bo'shliqda to'planadi. ETC yordamida elektronlar matritsaga oxirgi akseptor - kislorodga (0") yetkaziladi.Natijada O 2- anionlar hosil bo'ladi.

Membranlararo bo'shliqda protonlarning to'planishi ichki mitoxondriyal membranada elektrokimyoviy potentsialning paydo bo'lishiga olib keladi. Muayyan konsentratsiyaga erishilganda, protonlar ATP sintetaza fermentining maxsus kanallari orqali o'tib, matritsaga o'ta boshlaydi. Elektrokimyoviy energiya katta miqdordagi ATP molekulalarini sintez qilish uchun ishlatiladi. Matritsada protonlar kislorod anionlari bilan birlashadi va suv hosil bo'ladi: 2H+ + O 2- - HoO.

Shunday qilib, bitta glyukoza molekulasining to'liq parchalanishi bilan hujayra sintez qilishi mumkin. 38 ATP molekulalari(Glikoliz jarayonida 2 molekula va kislorod bosqichida 36 molekula). Aerob nafas olishning umumiy tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:

C 6 H 12 0 6 + 60 2 + 38ADP + 38H 3 P0 4 ->. 6C0 2 + 6H 2 0 + 38ATP.

Hujayralar uchun asosiy energiya manbai uglevodlardir, ammo energiya almashinuvi jarayonlarida yog'lar va oqsillarning parchalanish mahsulotlari ham foydalanishi mumkin.

1. Hujayra nafas olish assimilyatsiya yoki dissimilyatsiya jarayonimi? Nega?

2. Hujayralarning nafas olish jarayoni qanday? Hujayra nafas olish jarayonida ATP sintezi uchun energiya qayerdan keladi?

3. Hujayra nafas olish bosqichlarini sanab bering. Ulardan qaysi biri ATP sintezi bilan birga keladi? Har bir bosqichda qancha ATP (1 mol glyukoza uchun) hosil bo'lishi mumkin?

4. Glikoliz qayerda sodir bo'ladi? Glikoliz sodir bo'lishi uchun qanday moddalar kerak? Qanday yakuniy mahsulotlar hosil bo'ladi?

5. Hujayra nafas olishning kislorod bosqichi qaysi organellalarda sodir bo'ladi? Ushbu bosqichga qanday moddalar kiradi? Qanday mahsulotlar hosil bo'ladi?

6. 81 g glikogen hujayrali nafas olishning tayyorgarlik bosqichiga kiradi. Keyingi glikoliz natijasida sintezlanadigan ATP (mol) ning maksimal miqdori qancha? Nafas olishning aerob bosqichida?

7. Nima uchun kislorod ishtirokida organik birikmalarning parchalanishi uning yo‘qligiga qaraganda energetik jihatdan samaraliroq?

8. Mitoxondriyalarning uzunligi 1 dan 60 mkm gacha, kengligi esa 0,25-1 mkm gacha. Nima uchun mitoxondriya uzunligidagi bunday sezilarli farqlar bilan ularning kengligi nisbatan kichik va nisbatan doimiy?

1-bob. Tirik organizmlarning kimyoviy komponentlari

• § 1. Organizmdagi kimyoviy elementlarning tarkibi. Makro va mikroelementlar
• § 2. Tirik organizmlardagi kimyoviy birikmalar. Noorganik moddalar

2-bob. Hujayra - tirik organizmlarning strukturaviy va funksional birligi

• § 10. Hujayraning kashf etilishi tarixi. Hujayra nazariyasini yaratish
• § 15. Endoplazmatik retikulum. Golji kompleksi. Lizosomalar

3-bob. Tanadagi metabolizm va energiya konversiyasi

• § 24. Moddalar almashinuvi va energiya aylanishining umumiy xususiyatlari

Tirik organizmlardagi funktsiyalarni strukturaviy tashkil etish va tartibga solish 4-bob

Qaysi jarayon natijasida 38 va boshqalar hosil bo'ladi) va kerak bo'lganda foydalanish mumkin. Katabolik jarayonlar guruhiga kiritilgan. Ko'p hujayrali organizmlar hujayralariga kislorodni tashish va ulardan karbonat angidridni olib tashlashning fiziologik jarayonlari haqida ma'lumot olish uchun "Nafas olish" maqolasiga qarang.

Glikoliz sxemasi

Turli xil boshlang'ich substratlardan foydalanish

Nafas olish uchun boshlang'ich substratlar turli xil moddalar bo'lishi mumkin, ular o'ziga xos metabolik jarayonlarda bir qator qo'shimcha mahsulotlarni chiqarish bilan Asetil-KoA ga aylanadi. NAD (NADP) ning kamayishi va ATP hosil bo'lishi bu bosqichda allaqachon sodir bo'lishi mumkin, ammo ularning aksariyati atsetil-KoA ni qayta ishlash jarayonida trikarboksilik kislota aylanishida hosil bo'ladi.

Glikoliz

Glikoliz - glyukozaning fermentativ parchalanish yo'li - deyarli barcha tirik organizmlar uchun umumiy jarayon. Aeroblarda u hujayrali nafas olishdan oldin, anaeroblarda esa fermentatsiya bilan tugaydi. Glikolizning o'zi to'liq anaerob jarayon bo'lib, kislorod mavjudligini talab qilmaydi.

Uning birinchi bosqichi 2 molekula ATP ajralib chiqishi bilan sodir bo'ladi va glyukoza molekulasining 2 molekula glitseraldegid-3-fosfatga bo'linishini o'z ichiga oladi. Ikkinchi bosqichda glitseraldegid-3-fosfatning NADga bog'liq oksidlanishi, substrat fosforlanishi, ya'ni molekulaga fosfor kislotasi qoldig'ining qo'shilishi va unda yuqori energiyali bog'ning hosil bo'lishi bilan birga sodir bo'ladi. qoldiq ATP hosil bo'lishi bilan ADPga o'tadi.

Shunday qilib, glikoliz tenglamasi quyidagicha:

Glyukoza + 2NAD + + 4ADP + 2ATP + 2P n = 2PVK + 2NAD∙H + 2 ADP + 4ATP + 2H 2 O + 4H +.

Reaksiya tenglamasining chap va o'ng tomonidan ATP va ADP ni kamaytirsak, biz quyidagilarni olamiz:

Glyukoza + 2NAD + + 2ADP + 2P n = 2NAD∙H + 2PVK + 2ATP + 2H 2 O + 4H +.

Piruvatning oksidlovchi dekarboksillanishi

Glikoliz jarayonida hosil bo'lgan piruvik kislota (piruvat) piruvatdehidrogenaza kompleksi (3 xil ferment va 60 dan ortiq bo'linmalardan iborat murakkab tuzilma) ta'sirida karbonat angidrid va atsetaldegidga parchalanadi, u koenzim A bilan birgalikda atsetil- CoA. Reaksiya NAD ning NADH ga tiklanishi bilan birga keladi.

Eukariotlarda jarayon mitoxondriyal matritsada sodir bo'ladi.

yog 'kislotalarining b-oksidlanishi

Nihoyat, toʻrtinchi bosqichda hosil boʻlgan b-keto kislota koenzim A ishtirokida b-ketotiolaza taʼsirida uglerod zanjiri 2 atomga qisqa boʻlgan atsetil-KoA va yangi atsil-KoA ga boʻlinadi. b-oksidlanish sikli barcha yog 'kislotalari atsetil-KoA ga aylanmaguncha takrorlanadi.

Trikarboksilik kislota aylanishi

Umumiy reaksiya tenglamasi:

Asetil-KoA + 3NAD + + FAD + YaIM + Pn + 2H 2 O + CoA-SH = 2CoA-SH + 3NADH + 3H + + FADH 2 + GTP + 2CO 2

Eukaryotlarda sikl fermentlari mitoxondriyal matritsada erkin holatda bo'ladi, ichki mitoxondriyal membranada faqat suksinat dehidrogenaza qurilgan.

Oksidlanishli fosforlanish

ATP molekulalarining asosiy qismi hujayrali nafas olishning oxirgi bosqichida: elektron tashish zanjirida oksidlovchi fosforlanish natijasida hosil bo'ladi. Bu erda NAD∙H va FADH 2 oksidlanishi sodir bo'ladi, glikoliz, b-oksidlanish, Krebs tsikli va boshqalarda kamayadi. Ushbu reaksiyalar davomida ajralib chiqadigan energiya, mitoxondriyaning ichki membranasida (prokariotlarda, sitoplazmatik membranada) lokalizatsiya qilingan elektron tashuvchilar zanjiri tufayli transmembran proton potentsialiga aylanadi. ATP sintaza fermenti bu gradientdan ATPni sintez qilish uchun foydalanadi va uning energiyasini kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantiradi. NAD∙H molekulasi bu jarayon davomida 2,5 molekula ATP, FADH 2 - 1,5 molekula hosil qilishi mumkinligi hisoblab chiqilgan.

Aerobik nafas olish zanjiridagi oxirgi elektron qabul qiluvchi kisloroddir.

Anaerob nafas olish

Agar elektron tashish zanjirida kislorod o'rniga boshqa oxirgi qabul qiluvchi (temir, nitrat yoki sulfat anioni) ishlatilsa, nafas olish anaerob deb ataladi. Anaerob nafas olish asosan bakteriyalarga xos bo'lib, ular shu tufayli oltingugurt, azot va temirning biogeokimyoviy aylanishida muhim rol o'ynaydi.

Barchamiz to'g'ri ishlashi uchun energiyaga muhtojmiz va biz bu energiyani iste'mol qilgan ovqatlarimizdan olamiz. Hujayralar oziq-ovqatda saqlanadigan energiyani saqlashning eng samarali usuli bu hujayrali nafas olish, adenozin trifosfat (ATP) ishlab chiqarish uchun katabolik jarayondir. ATP - bu tananing ishlaydigan hujayralari tomonidan ishlatiladigan yuqori energiyali molekula. Hujayra nafasi xuddi shunday davom etadi. Hujayra nafas olishning uchta asosiy bosqichi mavjud: glikoliz, limon kislotasi aylanishi va oksidlovchi fosforlanish.

Glikoliz

Glikoliz so'zma-so'z "shakarning parchalanishi" degan ma'noni anglatadi. Glikoliz jarayoni sodir bo'ladi. Glyukoza va kislorod hujayralarga qon oqimi orqali etkazib beriladi. Glikoliz natijasida ikkita molekula ATP, ikkita piruvik kislota molekulasi va NADH ning ikkita "yuqori energiyali" molekulasi hosil bo'ladi. Glikoliz kislorod bilan yoki kislorodsiz sodir bo'lishi mumkin. Kislorod borligida glikoliz aerob hujayrali nafas olishning birinchi bosqichidir. Kislorodsiz glikoliz hujayralarga oz miqdorda ATP ishlab chiqarish imkonini beradi. Bu jarayon anaerob nafas olish yoki fermentatsiya deb ataladi. Fermentatsiya, shuningdek, sut kislotasini ishlab chiqaradi, bu mushak to'qimalarida to'planib, og'riq va yonish hissi paydo bo'lishiga olib keladi.

Limon kislotasi aylanishi

Trikarboksilik kislota aylanishi yoki Krebs tsikli deb ham ataladigan limon kislotasi aylanishi glikoliz jarayonidagi molekulalar biroz boshqacha birikma, atsetil-KoA ga aylantirilgandan so'ng boshlanadi.

Ikki ATP molekulasi bilan bir qator oraliq bosqichlar orqali "yuqori energiyali" elektronlarni saqlashga qodir bo'lgan bir nechta birikmalar hosil bo'ladi. Bu jarayonda nikotinamid adenin dinukleotid (NAD) va flavin adenin dinukleotidi (FAD) deb nomlanuvchi birikmalar kamayadi. Ushbu qisqartirilgan shakllar "yuqori energiya" elektronlarini keyingi bosqichga olib boradi.

Limon kislotasi aylanishi faqat kislorod mavjud bo'lganda sodir bo'ladi, lekin u kislorodni bevosita ishlatmaydi. Ushbu tsiklning barcha reaktsiyalari hujayra mitoxondriyalarida sodir bo'ladi.

Oksidlanishli fosforlanish

Elektron transport kislorodning darhol mavjudligini talab qiladi. Elektron tashish zanjiri eukaryotik hujayralar membranasidagi elektron tashuvchilar qatoridir. Bir qator reaksiyalar orqali yuqori energiyali elektronlar kislorodga o'tadi. Bu gradient hosil qiladi va oxir-oqibat oksidlovchi fosforlanish orqali ATP hosil qiladi. ATP sintaza fermenti elektron tashish zanjiri tomonidan yaratilgan energiyadan ADPni ATPga fosforillash uchun foydalanadi.

Maksimal ATP chiqishi

Shunday qilib, prokaryotik hujayralar 38 ta ATP molekulasini ishlab chiqarishi mumkin, eukaryotik hujayralar esa maksimal 36. Eukaryotik hujayralarda glikolizda hosil bo'lgan NADH molekulalari mitoxondriyadan o'tadi, bu esa ikkita ATP molekulasini "xarajat qiladi".

Ushbu mavzular bo'yicha ishlagandan so'ng, siz quyidagilarni bilishingiz kerak:

1. Quyidagi tushunchalarni tavsiflang va ular o'rtasidagi munosabatlarni tushuntiring:
   • polimer, monomer;
   • uglevod, monosaxarid, disaxarid, polisakkarid;
   • lipidlar, yog 'kislotalari, glitserin;
   • aminokislota, peptid aloqasi, oqsil;
   • katalizator, ferment, faol joy;
   • nuklein kislota, nukleotid.
2. Suvni tirik tizimlarning muhim tarkibiy qismiga aylantiradigan 5-6 ta sababni sanab o'ting.
3. Tirik organizmlarda uchraydigan organik birikmalarning to‘rtta asosiy sinfini ayting; ularning har birining rolini tasvirlab bering.
4. Nima uchun ferment bilan boshqariladigan reaksiyalar harorat, pH va kofermentlar mavjudligiga bog'liqligini tushuntiring.
5. ATP ning hujayraning energiya iqtisodidagi rolini tushuntiring.
6. Yorug'lik ta'sirida reaktsiyalar va uglerod fiksatsiyasi reaktsiyalarining boshlang'ich materiallari, asosiy bosqichlari va yakuniy mahsulotlarini nomlang.
7. Hujayra nafas olishning umumiy sxemasiga qisqacha tavsif bering, shundan glikoliz, H.Krebs sikli (limon kislotasi sikli) va elektron tashish zanjiri reaksiyalari qaysi o`rinni egallashi aniq bo`ladi.
8. Nafas olish va fermentatsiyani solishtiring.
9. DNK molekulasining tuzilishini tavsiflang va nima uchun adenin qoldiqlari soni timin qoldiqlari soniga, guanin qoldiqlari soni esa sitozin qoldiqlari soniga teng ekanligini tushuntiring.
10. Prokariotlarda DNK (transkripsiya) dan RNK sintezining qisqacha diagrammasini tuzing.
11. Genetik kodning xususiyatlarini tavsiflang va nima uchun u triplet kod bo'lishi kerakligini tushuntiring.
12. Berilgan DNK zanjiri va kodon jadvaliga asoslanib, messenjer RNKning komplementar ketma-ketligini aniqlang, transfer RNK kodonlarini va translatsiya natijasida hosil bo'lgan aminokislotalar ketma-ketligini ko'rsating.
13. Ribosoma darajasida oqsil sintezining bosqichlarini sanab o'ting.

Muammolarni hal qilish algoritmi.

Turi 1. DNKning o'z-o'zidan nusxalanishi.

DNK zanjirlaridan biri quyidagi nukleotidlar ketma-ketligiga ega:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Xuddi shu molekulaning ikkinchi zanjiri qanday nukleotidlar ketma-ketligiga ega?

DNK molekulasining ikkinchi zanjirining nukleotidlar ketma-ketligini yozish uchun birinchi zanjirning ketma-ketligi ma'lum bo'lganda, timinni adenin, adeninni timin, guaninni sitozin, sitozinni guanin bilan almashtirish kifoya. Ushbu almashtirishni amalga oshirib, biz ketma-ketlikni olamiz:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

Turi 2. Proteinni kodlash.

Ribonukleaza oqsilining aminokislotalar zanjiri quyidagi boshlanishga ega: lizin-glutamin-treonin-alanin-alanin-alanin-lizin...
Bu oqsilga mos keladigan gen qanday nukleotidlar ketma-ketligidan boshlanadi?

Buning uchun genetik kodlar jadvalidan foydalaning. Har bir aminokislota uchun biz uning kod belgisini nukleotidlarning tegishli uchligi shaklida topamiz va uni yozamiz. Ushbu uchliklarni mos keladigan aminokislotalar bilan bir xil tartibda ketma-ket joylashtirish orqali biz messenjer RNK kesimining tuzilishi formulasini olamiz. Qoidaga ko'ra, bunday uchliklarning bir nechtasi bor, tanlov sizning qaroringizga ko'ra amalga oshiriladi (lekin uchlikdan faqat bittasi olinadi). Shunga ko'ra, bir nechta echimlar bo'lishi mumkin.
AAAAAAAAtsUGtsGGtsUGtsGAAG

Agar oqsil quyidagi nukleotidlar ketma-ketligi bilan kodlangan bo'lsa, qanday aminokislotalar ketma-ketligidan boshlanadi:
ACCTTCCATGGCCGGT...

Komplementarlik printsipidan foydalanib, biz DNK molekulasining ma'lum bir segmentida hosil bo'lgan xabarchi RNK bo'limining tuzilishini topamiz:
UGCGGGGUACCGGCCCA...

Keyin biz genetik kod jadvaliga murojaat qilamiz va har bir uchlik nukleotidlar uchun birinchisidan boshlab tegishli aminokislotalarni topamiz va yozamiz:
Sistein-glisin-tirozin-arginin-prolin-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Umumiy biologiya". Moskva, "Ma'rifat", 2000 yil

• Mavzu 4. “Hujayraning kimyoviy tarkibi”. §2-§7, 7-21-betlar
• Mavzu 5. “Fotosintez”. §16-17 44-48-betlar
• Mavzu 6. “Hujayrali nafas olish”. §12-13 34-38-betlar
• Mavzu 7. “Genetik ma’lumotlar”. §14-15 39-44-betlar