Аеробне дихання - Биология и естествознание курсовая работа

Дихальний ланцюг та його компоненти. Неповні окиснення. Утворення оцтової кислоти. Аналіз основних способів вирощування оцтовокислих бактерій. Окиснення одновуглецевих сполук. Біолюмінесценція. Особливості нітратного, сульфатного та карбонатного дихання.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

На відміну від анаеробних процесів, в аеробних реакціях катаболізму піруват окиснюється до кінцевих продуктів - СО 2 і Н 2 О, що супроводжується вивільненням значно більшої енергії.
У аеробів піруват перетворюється в двовуглецеву сполуку - ацетил-КоА під дією піруватдегідрогеназного комплексу:
Кофермент А відноситься до групи мононуклеотидів, його будова:
Піруватдегідрогеназний комплекс локалізований в мітохондріях еукаріот або в цитоплазмі прокаріот. Він досить складний, складається з 3-х різних ферментів.
На наступній стадії клітинного дихання ацильні групи включаються в ЦТК (цикл три карбонових кислот, цикл лимонної кислоти, цикл Кребса), в результаті якого утворюється СО 2 і атоми водню.
1) Це досконалий клітинний «котел», в якому здійснюється повне окиснння органічного субстрату і відщеплення водню;
2) ЦТК постачає клітині ряд попередників для біосинтетичних процесів.
Енергетичним «паливом» для ЦТК служать не тільки вуглеводи, а й жирні кислоти (після попередньої деградації до ацетил-КоА), амінокислоти (після видалення аміногрупи).
В результаті утворюється 2 молекули СО 2
Весь водень знаходиться на певних переносниках, тепер потрібно його передати через інші переносники на молекулярний кисень. 4 пари електронів від цих водневих атомів поступають в дихальний ланцюг і забезпечують синтез АТФ у реакціях окисного фосфорилювання.
Аконітаза перетворює лимонну кислоту в ізолимонну, яка не відокремлюється від активного центра ферменту, б-кетоглутаратдегідрогеназа каталізує реакції, аналогічні піруватдегідрогеназі, містить 3 ферменти та пов'язані з ними кофактори: ТПФ, КоА, НАД, ФАД. Деякі інтермедіати ЦТК (б-кетоглутарат, сукцинат, оксалоацетат) можуть бути використані як попередники амінокислот, що порушило би циклічність. Існують спеціальні анаплеротичні реакції, які забезпечують поповнення пулу попередників ЦТК (гліоксилатний шунт).
В той час як більшість анаеробних організмів здатні синтезувати АТФ тільки шляхом субстратного фосфорилювання, аероби здійснюють більш ефективну регенерацію АТФ. Вони мають спеціальний апарат - дихальний ланцюг і фермент АТФ-синтетазу .
Ці системи у прокаріот знаходяться в плазматичній мембрані, а у еукаріот- на внутрішній мембрані мітохондрій. Електрони з відновлених переносників (НАДН 2 , НАДФН 2 , ФАДН 2 ) поступають в дихальний ланцюг, де проходять через ряд етапів, опускаються поступово на більш низькі енергетичні рівні і акцептуються сполуками - кінцевими акцепторами електронів (О 2 та інші). Перенос електронів призводить до суттєвої зміни вільної енергії в системі. Ця вільна енергія переводиться у біологічну форму, тобто АТФ. Компонентами дихального ланцюга є переносники білкової або небілкової (хінони) природи з різноманітними простетичними групами, здатними приєднувати і віддавати електрони або протони. Вони занурені у подвійний ліпідний шар.
1. Флавопротеїни - ферменти, які в якості простетичних груп мають ФМН або ФАД. Переносять Н + .
2. Залізосірковмісні білки (Fe-S-білки). Містять атоми Fe, зв'язані з неорганічною сульфідною сіркою і сіркою цистеїну. Залізо змінює свою валентність Fe (II)>Fe (III). Переносять електрони.
- неорганічна кислотолабільна сірка
3. Хінони. Переносять водень і жиророзчинні сполуки. Убіхінон у грамнегативних, нафтохінон у грампозитивних.
4. Цитохроми - приймають участь на заключному етапі ланцюга переносу електронів. Являють собою групу білків, які містять залізопорфіринові простетичні групи (геми). Переносять тільки електрони.
В мітохондріях еукаріот виявлено 5 цитохромів: b, c, c 1, a, a 3 . Цитохроми забарвлені і відрізняються спектрами поглинання і окисно-відновними потенціалами.
Найбільш поширеним та еволюційно найдавнішим цитохромом, знайденим у всіх організмах з дихальним ланцюгом є цитохром с. Кінцеві цитохроми (а+а 3 ) передають електрони на молекулярний кисень, являють собою власне цитохромоксидазу, в реакційному центрі якої, крім двох гемів, містяться 2 атоми міді. Цитохромоксидаза переносить на О 2 4 електрона.
Якщо переноситься тільки 2 електрона, то утворюється перекис водню, який потім руйнується каталазою або пероксидазою.
Дихальний ланцюг включає не менше 15 різноманітних переносників, розташованих у певній послідовності.
Компоненти дихального ланцюга мають свої значення окисно-відновних потенціалів. Виявлені інгібітори, які специфічно діють на певні ділянки дихального ланцюга (червоним на малюнку).
Топографія компонентів дихального ланцюга:
Основне призначення ЛПЕ - запасання енергії, яка звільнюється в процесі електронного переносу шляхом трансформування її в хімічну енергію фосфатних зв'язків.
Протони при електронному транспорті переносяться через мембрану в одному напрямі, і утворюють градієнт концентрації Н + по обидві сторони мембрани. Перенос протонів та електронів забезпечується розташуванням переносників, а також тим фактом, що мембрана для протонів непроникна.
В мітохондріях на 3-х ділянках окиснювального ланцюга відбувається виділення протонів у зовнішнє середовище (про це свідчить підкислення середовища у дослідах на ізольованих мітохондріях). Відповідно 3 реакції ведуть до утворення ?µ Н + . Перша локалізована на початку дихального ланцюга і пов'язана з функціонуванням НАД(Ф)·Н 2 -дегідрогенази. Другий генератор ?µ Н + визначається здатністю убіхінона переносити водень. Останній локалізований в кінці дихального ланцюга і пов'язаний з активністю цитохромоксидази.
Виведені назовні протони повертаються в середину бактеріальної клітини (або в мітохондріальний матрикс еукаріот) за градієнтом концентрації через спеціальні канали-пори в молекулі АТФ-синтетази, а вільна енергія, що при цьому виділяється, використовується для синтезу АТФ.
Транспортування кожної пари електронів по ЛПЕ від НАДН 2 до О 2 супроводжується синтезом 3-х молекул АТФ у трьох точках спряження окиснення і фосфорилювання. Всього ж при повному окисненні глюкози, враховуючи енергетичний вихід гліколізу, окисненні пірувату та ЦТК утворюється 38 молекул АТФ.
- фіксований (на носіях - виноградний жом, букові стружки)
Оцтовокислі бактерії - це грамнегативні рухомі палички, облігатні аероби, належать до родів Acetobacter, Gluconobacter: A. aceti, A. xylinum, G.oxydans, G. melanogenum. Вони здатні окиснювати етанол, гліцерол, глюкозу у відповідні кислоти (оцтову, гліцеринову, глюконову). Вторинні спирти окиснюються ними до кетонів, наприклад, сорбіт (сорбітол) до сорбози.
Таке окиснення є одним з етапів на шляху отримання аскорбінової кислоти з глюкози. D-сорбітол можна отримати шляхом електролітичного відновлення D-глюкози.
Інші органічні кислоти (глюконова, фумарова, лимонна, щавлева) можна синтезувати із проміжних продуктів ЦТК грибами родів Mucor, Aspergillus, Rhizopus, а також дріжджами роду Candida.
Добре вивчений і налагоджений промисловий випуск лимонної кислоти культурою гриба Aspergillus niger (lim Fe ^вихід).
Щавлева кислота утворюється в результаті гідролізу щавлевооцтової кислоти під дією оксалоацетатгідролази:
Її утворенню сприяє лужний рН середовища.
Глюконова кислота є продуктом ферментативного окиснення глюкози грибною глюкозооксидазою. Глюконолактон, який при цьому утворюється, за допомогою глюконолактонази (або не ферментативним шляхом) перетворюється в глюконову кислоту.
Відновлена глюкооксидаза переносить водень на кисень повітря з утворенням перекису водню, який під дією каталази може розщеплюватись на воду і кисень.
Попередником ітаконової кислоти є цис-аконітова кислота. Під час декарбоксилювання подвійний зв'язок переміщується з положення 2,3 у положення 3,4:
еубактерії (Methylococcus, Methylomonas, Methylosinus)
2) дріжджі: Pichia, Candida, Hansenula, Rhodotorula, Torulopsis
3) міцеліальні гриби: Gliocladium , Paecilomyces, Penicillum, Trichoderma.
Прокаріотичні метилотрофи поділяють на 2 фізіологічні групи:
- облігатні: використовують лише С 1 -субстрати, як правило, метан
- факультативні: ростуть на середовищах із іншими субстратами, але не на метані
Реакції засвоєння метану протікають через такі послідовні стадії:
На першому етапі відбувається окиснення метану СН 4 до метилового спирту СН 3 ОН ферментом метанмонооксидазою, причому цей процес пов'язаний з використанням лише одного атома кисню, тоді як другий відновлюється до води.
Метанол СН 3 ОН до формальдегіду НСОН бактерії окиснюють за допомогою метанолдегідрогенази. Електрони від цього окиснення направляються в ЛПЕ для синтезу АТФ.
Синтез клітинних сполук (асиміляція) здійснюється із формальдегіду - високо реакційної та токсичної сполуки. Саме тому ферменти його утворення та асиміляції локалізовані поза цитоплазмою. Бактеріальна метанолдегідрогеназа прикріплена ззовні до периплазматичної мембрани. У дріжджів ферменти катаболізму метанолу локалізовані у спеціальних органелах- пероксисомах.
Метилотрофні бактерії реалізують 3 циклічні шляхи асиміляції одновуглецевих субстратів: сериновий, рибулозомонофосфатний та рибулозодифосфатний:
1) з формальдегіду і гліцину утворюється серин > фосфоенолпіруват
2) формальдегід + рибулозо-5-фосфат > гексулозодифосфат
1) бактерії, які зброджують целюлозу до сукцинату, пропіонату, бутирату, лактату, ацетату, спиртів, СО 2, Н 2 ;
2) ацетогенні бактерії, які зброджують вищеназвані продукти до ацетату, форміату, СО 2, Н 2 ;
3) метаногени, що використовують ці розчини в якості субстратів.
За типом живлення метаногени є переважно гетеротрофами, хоча описані види, які використовують СО 2 як єдине джерело вуглецю.
В різних місцях утворюється метан, відбувається також утворення оцтової кислоти. Підкислення середовища у відстійниках пов'язане з діяльністю бактерій, які перетворюють СО 2 і Н 2 в оцтову кислоту згідно рівнянню:
4Н 2 + 2СО 2 > СН 3 - СООН + 2Н 2 О
Ацетогенні бактерії - це анаеробні хемолітоавтотрофи; грампозитивні палички
дихання біолюмінесценція окиснення нітратний
1. Мікроорганізми здатні здійснювати окиснення органічних сполук в анаеробних та аеробних умовах.
2. Найбільш оптимальний спосіб окиснення - цикл Кребса. Електрони із сполук метаболізму поступають в ланцюг переносу електронів, що дозволяє клітині запасати енергію у вигляді АТФ.
3. Мікроорганізми здатні здійснювати неповне окиснення органічних сполук, в результаті чого утворюються оцтова, глюконова, фумарова, лимонна, молочна, ітаконова кислоти.
4. Прикладом неповного окиснення є люмінесценція.
5. У випадку якщо кінцевим акцептором електронів є не кисень, а інші органічні сполуки, то розрізняють сульфатне, карбонатне, нітратне дихання.
1. Prescott L. M., Harley J. P., Klein D. A. Microbiology. Third edition. - Dubuque: WCB, 1996
2. Гудзь С. П., Гнатуш С. О., Білінська І. С. Мікробіологія: підручник. - Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2009
Виділення особливостей зовнішнього дихання та транспортування газів кров'ю. Процес дихання рослин. Черевний і грудний типи дихання, залежно від того які м'язи переважають в акті видиху. Захворювання дихальних шляхів. Дихальна гімнастика, медитація й йога. курсовая работа [5,4 M], добавлен 03.03.2014
Поняття дихання як сукупності фізичних та хімічних процесів, які відбуваються в організмі за участю кисню, його різновиди: зовнішнє та клітинне. Хімічні реакції під час дихання, класифікація та типи організмів за його способом: аероби та анаероби. презентация [8,0 M], добавлен 19.03.2014
Основні етапи процесу дихання. Будова органів дихання, їх функціональні фізіологічні особливості в дітей. Газообмін у легенях та тканинах. Дихальні рухи, вентиляція легенів та їх життєва й загальна ємність. Нервова і гуморальна регуляція дихальних рухів. реферат [946,3 K], добавлен 28.02.2012
Основна характеристика літотрофів - мікроорганізмів, що використовують неорганічні речовини у якості відновлюючих агентів для біосинтезу. Енергетичний метаболізм бактерій. Класифікація літотрофних бактерій. Роль літотрофних мікроорганізмів у природі. реферат [34,8 K], добавлен 10.04.2011
Обґрунтування особливостей газообміну в організмі дітей 3-7 років. Характеристика розвитку організму дитини дошкільного віку. Вікові особливості дихання дитини: будова, дихальні рухи, газообмін у легенях. Гігієнічна оцінка фізичного розвитку дитини. курсовая работа [1,2 M], добавлен 25.09.2010
Характеристика генетичного апарату бактерій. Особливості їх генів та генетичної карти. Фенотипова і генотипова мінливість прокаріот. ДНК бактерій. Генетичні рекомбінації у бактерій: трансформація, кон’югація, трансдукція. Регуляція генної активності. курсовая работа [44,8 K], добавлен 21.09.2010
Організація бактеріальних біоплівок та процес їх утворення. Використання атомно силової мікроскопії для дослідження біоплівок, поширення їх у природі та методи штучного вирощування. Стійкість біоплівкових бактерій до дії антибіотиків і стресових чинників. реферат [1,7 M], добавлен 25.01.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Аеробне дихання курсовая работа. Биология и естествознание.
Реферат: Hamlet And J Alfred Prufrock Essay Research
Эссе На Тему Ритм В Жизни Человека
Реферат На Тему Рукавное Хозяйство В Подразделениях
Реферат: Космос - Земля - Людина
Реферат: Dietary Issues Essay Research Paper In today
Дипломная Работа На Тему Микроэмульсионный Метод Получения Оксида Цинка
Война В Корее Разделение Страны Реферат
Реферат по теме Графический интерфейс пользователя WINDOWS'95
Реферат На Тему 30 Летие Чернобыльской Катастрофы
Электив Сочинения Разных Жанров
Реферат: Петровские реформы в области культуры: плюсы и минусы в оценках С.М. Соловьёва и В.О. Ключевского
Культура И Коммуникация Эссе
Курсовая Работа На Тему Теория Статистических Методов
Практическая Работа Процессоры
Реферат: Stalins Leadership Essay Research Paper Topic Stalins
Реферат: Машиностроительные материалы
Система Мчс России Реферат
Трубопроводный Транспорт Нефти И Газа Реферат
Дипломная работа: Деятельность третейских судов
Реферат: Что я знаю о выбранной специальности. Скачать бесплатно и без регистрации
Электродуговая сварка: технология процесса и безопасность труда - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда курсовая работа
Роль государственного нормативного регулирования в формировании российского рынка средств индивидуальной защиты. Анализ изменений нормативной базы и законодательства в области обеспечения средствами индивидуальной защиты - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат
Современные средства пожаротушения - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда реферат