Контрольная работа по "Биологии"

Однако аммиак в растении никогда не накапливается значительном количестве, поскольку вслед за распадом начинаются синтетические процессы.

В прорастающем семени, особенно у богатых запасными белками бобовых растении, накапливается большое количество аспарагина (неполный амидаспарагинвой или аминоянтарной кислоты) -- CO(NH2)CH2CH(NH2)COOH, который и связывает аммиак. В результате распада белка содержание аспарагина накапливающегося в проростках, может составлять 50--60% всего количества, белков, имевшихся в семени до прорастания, тогда как наибольшее количество аспарагиновой кислоты в них не превышает 20--25%. Не все семена одинаково легко осуществляют этот синтез. Он легко проходит в семени, богатом безазотистыми веществами, углеводами или жирами, например в семенах злаков или тыквенных. Семена бобовых растений, в которых много запасных белков, а запас углеводов относительно невелик, могут строить аспарагин за счет аммиачных солей в присутствии углекислого кальция, связывающего свободную щавелевую кислоту.

При созревании семян  биохимические превращения направлены в противоположную сторону, в  направлении синтеза высокомолекулярных соединений. Этот синтез осуществляется за счет простых мономерных соединений. При синтезе белковых веществ аммиак, поглощенный растениями в виде аммонийных солей или образовавшийся в них в результате восстановления нитратов, вступает в реакцию с кетокислотами и образует аминокислоты. В биосинтезе белков большую роль играют нуклеиновые кислоты, входят фосфорная кислота, пентозы и азотистые органические основания (пуриновые или пиримидиновые).

Нуклеиновые кислоты  делятся на два типа: рибонуклеиновую  кислоту (РНК), которая содержит сахар рибозу, аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), урацил (У) и фосфорную кислоту, и дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), состоящую из дезоксирибозы, аденина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц), тимина (Т) и фосфорной кислоты.

Молекулярная масса  РНК достигает 1--2 млн., а ДНК -- 4--8 млн., а так называемые транспортные (растворимые) РНК имеют молекулярную массу 25 000--30000. Рибонуклеиновая и дезоксирибонуклеиновая кислоты есть во всех клетках живого организма. Синтез ДНК и РНК катализируют ферменты ДНК-полимераза и РНК-полимер аза. Фермент рибонукдеаза, являющийся фосфодиэстеразой, гидролизует все известные РНК. Растительные рибонуклеазы относятся к неспецифическим рибонуклеазам. Под влиянием фермента расщепление межнуклеотидных связей РНК происходит в два этапа: внутримолекулярное перефосфорилирование и последующий гидролиз.

Установлено, что РНК  является основным веществу в белковом синтезе в клетке. Установлено  также что ДНК сосредоточено  в ядре, а митохондрии и хлоропласта  имеют собственный генетический материал; процессы биосинтеза белка локализованы в мельчайших структурных элементах цитоплазмы -- рибосомах или микросомах -- субмикроскопических образованиях размером 20--30 мкм. Рибосомы построены из белка и нуклеиновых кислот с молекулярной массой от 0,5 до 1,4 млн. Белок и нуклеиновые кислоты в рибосомах содержатся в равных количествах.

Синтез белков из отдельных  аминокислот является процессом  эндэргоническим, т. е. нуждается в  поступлении энергии извне. Для  образования белковых пептидных  связей ...HN--СО... необходимо активирование  аминокислот. В организме этот процесс осуществляется с помощью аденозинтрифосфориой кислоты (АТФ) и фермента аминоацил-тРНК-синтетазы, образуя соединение аминоациладенилат, содержащий аденозинмонофосфорный остаток ~Р--А.

Советским ученым А.С. Спириным с сотрудниками в 1964 г. в цитоплазме зародышей рыб, в растительных клетках, клетках насекомых и млекопитающих были обнаружены частицы информосомы, состоящие из высокомолекулярной (нерибосомной) нуклеиновой кислоты (РНК) и особого белка.

Информосомы в цитоплазме представлены смесью частиц разных размеров и молекулярной массой 500 тыс.-- 50 млн. и больше. Отношение РНК к массе белка в информосомах постоянно (1 : 4) и одинаково у всех частиц независимо от их размера.

В информосомах содержится, по-видимому, информационная РНК. Белок служит, вероятно, для переноса иРНК из ядра в цитоплазму, а также для защиты иРНК от разрушения и регуляции скорости белкового синтеза. Роль иРНК сравнивают с ролью матрицы в печатном деле; Именно на этой РНК в рибосоме и происходит образование полипептидной цепочки ---синтез белка каждая отдельная транспортная РНК, несущая аминокислоту, может связываться лишь с определенным участком матрицы. Когда все соответствующие участки оказываются занятыми, фермент РНК -- полимераза связывает аминокислоты друг с другом и снимает их с матрицы в виде полипептидной цепи (белка) соответствующего строения. Включение каждой аминокислоты обусловливается (кодируется) определенными группами из трех нуклеотидных остатков (триплетов).

Таким образом, РНК, состоящая из большого количества разнообразно соединенных четырех нуклеотидов, выполняет роль кода, т. е. определяет первичную структуру (аминокислотный состав и последовательность), а следовательно, вторичную и третичную структуры синтезируемого белка.

Первичным фактором, определяющим строение белков, являемся ДНК, находящаяся в хромосомах ядра клетки, где синтезируется и РНК. Таким образом, в зависимости от того, из каких нуклеотидов состоит молекула и РНК, поступающая в рибосому, и, будут синтезироваться соответствующие полипептидная цепочка, белок или фермент.

60.Механизмы  транспорта органических веществ  в растениях, его регуляция.                                     

 В растении лист  является основным органом биосинтеза. Продукты фотосинтеза запасаются  в виде крахмала в хлоропластах и лейкопластах, перераспределение углеводов происходит при переходе крахмала в растворимые простые сахара.                                                 

 В растении ксилема служит для перемещения воды и минеральных веществ из почвы в надземную часть, а флоэма служит для доставки сахарозы из листьев в другие органы растения. 

По флоэме отток веществ наблюдается от донора вверх и вниз - к любому органу-акцептору, где эти вещества запасаются или потребляются. Органы, акцептирующие вещества, относятся, как правило, к запасающим органам (корнеплоды, корневища, клубни, луковицы).

 По ксилеме же вещества движутся только снизу вверх.                                                                     Все потребляющие органы обеспечиваются, как правило, ближайшим к ним донором. Верхние фотосинтезирующие литься снабжают растущие почки и самые молодые листья. Нижние листья обеспечивают корни. Плоды обеспечиваются из ближайших к ним листьев.                                                                                                                                        Транспорт по флоэме может происходить одновременно в двух направлениях. Эта "двухнаправленность" является результатом одностороннего тока в отдельных, но смежных ситовидных трубках, соединенных с различными донорами и акцепторами. Ситовидные трубки - это тонкостенные удлиненные клетки, соединенные своими концами и образующие непрерывную трубку. В местах соприкосновения клеточные стенки пронизаны ситовидными порами и называются поэтому ситовидными пластинками. В отличие от ксилемных клеток ситовидные флоэмные клетки - живые, хотя и непохожи на обычные живые клетки. Они не имеют ядра, но содержат некоторые другие органеллы и плазмалемму, которая играет важную роль в удержании сахаров в ситовидных трубках. Доказательством может служить способность флоэмных клеток к плазмолизу. Ситовидные трубки имеют короткий период жизни и постоянно заменяются новыми, образующимися при делении камбия.                                                                           Перемещение веществ по флоэме происходит с большой скоростью: до 100 см/час. Транспорт по флоэме осуществляется путем перетекания растворов. Высокое гидростатическое давление, обусловленное движением воды в богатые сахаром зоны с высоким отрицательным водным потенциалом, вызывает перетекание растворов в зоны с более низким давлением. Удаление сахара из них гарантирует постоянное наличие градиента и, следовательно, перетекание раствора. Загрузка растворенных веществ включает совместный транспорт сахарозы и ионов водорода с участием специфической пермеазы. Этот процесс обусловлен градиентом кислотности и электрохимическим градиентом. Поглощенные ионы водорода выделяются впоследствии с помощью протонного транспортера, использующего энергию АТФ.                                                   Кроме сахарозы во флоэмном потоке транспортируются аминокислоты и амиды, при старении добавляются также органические и минеральные вещества из отмирающих органов.

В направленном транспорте ассимилятов в растении участвуют в основном три системы:

- выталкивающая или нагнетающая (лист);

- проводящая (флоэма);

- аттрагирующая или притягивающая (меристематические и запасающие ткани).

Таким образом, передвижение веществ в растении включает сложный комплекс процессов передвижения пасоки по ксилеме и флоэме, который регулируется растением и зависит как от внешних факторов, так и от фазы развития.                                                           УГЛЕВОДЫ. Количество передвигающихся углеводов превышает общее количество всех других растворенных веществ. Углеводы передвигаются преимущественно вниз, но отмечается и значительное движение вверх. Их источниками служат фонды запасных углеводов и продукты текущего фотосинтеза. Количество передвигающихся веществ зависит от потребности в углеводах и близости растущей ткани к источникам снабжения. У большинства древесных растений углеводы передвигаются в виде сахарозы. У немногих семейств важными компонентами флоэмного сока являются рафиноза, стахиоза, вербаскоза.                                                                                                                                                   У молодых голосеменных растений умеренной зоны до распускания почек главным потребителем углеводов являются обычно корни. После распускания почек происходит обратное передвижение, когда большее количество углеводов движется к развивающимся побегам. В это время рост камбия является второстепенным потребителем притекающих углеводов. После окончания сезонного роста побегов основными потребителями углеводов являются растущий камбий и корни, возобновляющие рост. Этот обобщенный сезонный ход событий может сильно изменяться в год обильного плодоношения, когда репродуктивные ткани монополизируют основную массу имеющихся углеводов. При одновременном росте корней и побегов соотношение остающихся в побегах и передвигающихся в корни ассимилятов зависит от относительного роста каждого из этих потребителей и их близости к источникам углеводов…..                

68.Рост клеток.

В основе роста многоклеточных организмов лежит увеличение числа  и размеров клеток, сопр6овождаемое их дифференциацией, т.е. возникновением и накоплением различий между  клетками, образовавшимися в результате деления. Еще со времени Ю. Сакса  рост клеток принято делить на три фазы: эмбриональную, растяжения, дифференцировки. Такое разделение носит условный характер. За последнее время внесены изменения в само понимание основных особенностей, характеризующих эти фазы роста. Если прежде считалось, что процесс деления клетки происходит лишь в эмбриональную фазу роста, то сейчас показано, что клетки могут иногда делиться и в фазу растяжения. Важно, что дифференцировка отнюдь не является особенностью только третьей, последней фазы роста. Дифференцировка клеток, в смысле появления и накопления внутренних физиологических различий между ними, проходит на протяжении всех трех фаз и является важной особенностью роста клеток. В третьей фазе эти внутренние физиологические различия лишь получают внешнее морфологическое выражение. Все же ряд существенных отличий между фазами роста имеется, и физиологи продолжают рассматривать их отдельно. Эмбриональная фаза. Клетка возникает в результате деления другой эмбриональной клетки. Затем она несколько увеличивается, главным образом за счет увеличения веществ цитоплазмы, достигает размеров материнской клетки и снова делится. Таким образом, эмбриональная фаза делится на два периода: период между делениями — интерфаза продолжительностью 15—20 ч и собственно деление клетки — 2—3 ч. Время это колеблется в зависимости от вида растений и условий (температуры).

78.Глубокий покой у  растений, способы его нарушения  и продления.

 У растительных  организмов периоды вегетации, интенсивного роста чередуются с покоем. В состоянии глубокого покоя у растений резко заторможен обмен веществ и прекращается видимый рост. Однако это не значит, что в нем полностью остановились все процессы жизнедеятельности. И во время зимнего покоя совершаются в это время и процессы роста, только это никак не проявляется внешне. Состояние зимнего покоя — период интенсивной деятельности так называемой образовательной ткани, или меристемы, из которой возникают новые клетки и ткани. Как у вечнозеленых, так и у листопадных растений в это время закладываются зачатки листьев в вегетативных почках и элементы цветков — в цветочных. Без этого предстоящий весной переход к активной жизнедеятельности был бы попросту невозможен. Вот почему для большого числа растений, и прежде всего для всех многолетних форм, покой — обязательное условие дальнейшего нормального роста в период вегетации. Способность погружаться в состояние покоя, выработанная растениями в ходе эволюции, — важное приспособление к периодическому наступлению неблагоприятных внешних условий. Это лишний раз подтверждается тем фактом, что растения иногда перестают расти не только зимой, но и летом. Например, в засуху некоторые из них сбрасывают листья и совершенно прекращают видимый рост — точно так же, как и глубокой осенью. Это явление получило название вынужденного покоя. В таком состоянии лесные деревья и кустарники находятся и в самом конце зимы. Если в январе — феврале срезать в лесу березовую ветку, принести ее в комнату и поставить в воду, то листовые почки вскоре тронутся в рост и дадут побеги. Однако если такую ветку срезать в октябре или ноябре, то она не распустится очень долго. В это время растение находится в состоянии глубокого покоя, который не могут нарушить даже самые благоприятные для роста условия.                                                                                                                                               Глубокий покой — необходимая фаза развития растений, сменяющая период вегетации. Продолжительность периода покоя у разных деревьев и кустарников различна. Например, у бузины, жимолости, крушины, сирени, черной смородины — период глубокого покоя короткий, он заканчивается уже в октябре. Если выращивать их в оранжереях, то они ведут себя как вечнозеленые растения: почки, которые должны были дать побеги весной будущего года, распускаются уже в ноябре, задолго до того, как растение сбросит старые листья. Возможно, эти растения в прошлом действительно были вечнозелеными. В процессе эволюции, по мере похолодания климата, они приспособились к новым условиям и стали сбрасывать на зиму листья, но сохранили способность проходить период покоя при относительно высокой температуре. Значительно дольше — до января — длится это состояние у березы бородавчатой, боярышника, тополя белого. А самый длительный «отдых» — у липы мелколистной, клена татарского, ели сибирской, сосны обыкновенной. Зимующие почки липы, например, неспособны прорастать почти полгода. У дуба, бука, ясеня почки находятся в покоящемся состоянии вплоть до конца апреля. Для продления состояния покоя используют этилен и абсцизовую кислоту для обработки продовольственного картофеля, корнеплодов, плодов либо опрыскивают 0,5% раствором гидрела, либо регулируют состав атмосферы в хранилище.                                                                  Для нарушения состояния покоя используют:                                                                                             - эфиризацию: для прорастания побегов, корневищ - обработку серным эфиром,                                  - теплые ванны: для выгонки сирени к Новому году (опускают побеги куста в теплую (30-35оС) воду на 9-12 часов),                                                                                                                                 - гиббереллины для получения второго урожая картофеля от свежеубранных клубней (из замачивают на 30 минут в смеси 0,0005% гиббереллина и 2% тиомочевины).