สิ่งมีชีวิตทุกชนิดแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดล้อมภายนอก กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพดำเนินการอย่างต่อเนื่องในเซลล์ ต้องขอบคุณเอนไซม์ที่ทำให้สารประกอบเชิงซ้อนเกิดขึ้นจากสารธรรมดา: โปรตีนถูกสังเคราะห์จากกรดอะมิโน, คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนถูกสังเคราะห์จากโมโนแซ็กคาไรด์และกรดนิวคลีอิกถูกสังเคราะห์จากฐานไนโตรเจน ไขมันและน้ำมันหลายชนิดเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารที่ค่อนข้างง่าย ไคตินเป็นเปลือกด้านนอกของสัตว์ขาปล้องซึ่งก่อตัวเป็นไคตินซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่ซับซ้อน (หน้า 7) ในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเปลือกด้านนอกเป็นสารที่มีเขาซึ่งพื้นฐานคือโปรตีนเคราติน ในที่สุดองค์ประกอบของโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ที่สังเคราะห์ขึ้นจะถูกกำหนดโดยจีโนไทป์ สารสังเคราะห์ถูกใช้ในระหว่างการเจริญเติบโตเพื่อสร้างเซลล์และออร์แกเนลล์ของพวกมัน และเพื่อทดแทนโมเลกุลที่ใช้แล้วหรือที่ถูกทำลาย ปฏิกิริยาของการสังเคราะห์ทางชีวภาพทั้งหมดเกิดขึ้นพร้อมกับการดูดซับพลังงานโดยไม่มีข้อยกเว้น

แลกพลาสติก

เมแทบอลิซึมของพลาสติกหรือที่เรียกว่าการสังเคราะห์ทางชีวภาพหรือแอแนบอลิซึม การแลกเปลี่ยนนี้เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์เท่านั้น เมแทบอลิซึมของพลาสติกมีสามประเภท: การสังเคราะห์ด้วยแสง, การสังเคราะห์ทางเคมีและการสังเคราะห์โปรตีน การสังเคราะห์ด้วยแสงถูกใช้โดยพืชและมีแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้น (ไซยาโนแบคทีเรีย) สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าออโตโทรฟ การสังเคราะห์ทางเคมีถูกใช้โดยแบคทีเรียบางชนิด รวมถึงแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนด้วย สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าเคมีบำบัด สัตว์และเชื้อราจัดเป็นสิ่งมีชีวิตที่แตกต่าง

การสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของกลูโคสและออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองขั้นตอนคือแสงและความมืด ในระหว่างระยะแสง กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในกรานาของคลอโรพลาสต์ และในระยะมืดในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ (ดูภาคผนวก 7). หากไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์ การสังเคราะห์ด้วยแสงก็คงไม่มีความสำคัญ ดังนั้น นี่จึงเป็นปัจจัยสำคัญ ในระหว่างกระบวนการนี้ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำหกโมเลกุลเกิดขึ้นจากออกซิเจนหกโมเลกุลและกลูโคสหนึ่งโมเลกุล กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ โดยคลอโรฟิลล์พบได้ในออร์แกเนลล์ ซึ่งทำให้เกิดการสังเคราะห์ขึ้น

6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2

การสังเคราะห์ทางเคมี

การสังเคราะห์ทางเคมีเป็นลักษณะของแบคทีเรีย เช่น แบคทีเรียซัลเฟอร์ ไนตริไฟดิ้ง และธาตุเหล็ก แบคทีเรียใช้พลังงานที่ได้จากกระบวนการออกซิเดชั่นของสารเพื่อลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นสารประกอบอินทรีย์ (ดูภาคผนวก 8)แบคทีเรียซัลเฟอร์ออกซิไดซ์สารต่างๆ เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แบคทีเรียไนตริไฟริงออกซิไดซ์แอมโมเนีย และแบคทีเรียเหล็กออกซิไดซ์เฟอร์ริกออกไซด์

การสังเคราะห์โปรตีน

เมแทบอลิซึมของพลาสติกคือการสังเคราะห์โปรตีนโดยเซลล์ Exchange มีกระบวนการหลัก 2 กระบวนการ: การถอดเสียงและการแปล

การถอดความ- นี่คือกระบวนการสังเคราะห์ Messenger RNA โดยใช้ DNA ตามหลักการเสริมกัน (ดูภาคผนวก 9)

การถอดเสียงมีสามขั้นตอน:

การสร้างทรานสคริปต์หลัก

กำลังประมวลผล

การประกบ

ออกอากาศ- การถ่ายโอนข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนจาก Messenger RNA ไปยังโพลีเปปไทด์ที่สังเคราะห์ (ดูภาคผนวก 10)กระบวนการนี้ดำเนินการในไซโตพลาสซึมบนไรโบโซม การออกอากาศเกิดขึ้นในสี่ขั้นตอน ในระยะแรกกรดอะมิโนจะถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์พิเศษ - อะมิโนเอซิล T-RNA synthetase กระบวนการนี้ใช้พลังงานในรูปของ ATP จากนั้นจึงเกิด Minoacyl adenylate ตามด้วยกระบวนการ adjacency ของกรดอะมิโนที่เปิดใช้งานกับ RNA ที่ถ่ายโอน และ AMP จะถูกปล่อยออกมา นอกจากนี้ในระหว่างขั้นตอนที่สาม สารเชิงซ้อนที่เกิดขึ้นจะจับกับไรโบโซม จากนั้นกรดอะมิโนจะถูกรวมเข้าไปในโครงสร้างโปรตีนในลำดับเฉพาะ หลังจากนั้น RNA ของการถ่ายโอนจะถูกปล่อยออกมา

การแลกเปลี่ยนพลังงาน

การเผาผลาญพลังงานเรียกอีกอย่างว่าแคแทบอลิซึม เมแทบอลิซึมของพลาสติกและพลังงานมีความเชื่อมโยงกันมาก เนื่องจากเพื่อดำเนินการเมแทบอลิซึมของพลาสติก (แอแนบอลิซึม) จำเป็นต้องใช้พลังงานซึ่งเซลล์ได้รับผ่านแคแทบอลิซึม เมื่อใช้กระบวนการนี้ เซลล์จะสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ฯลฯ ที่จำเป็น การเผาผลาญพลังงานเป็นกระบวนการที่สารที่มีโครงสร้างซับซ้อนถูกย่อยสลายเป็นสารที่ง่ายกว่าหรือถูกออกซิไดซ์ เนื่องจากร่างกายได้รับพลังงานที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ การเผาผลาญพลังงานมีสามขั้นตอน:

ขั้นตอนการเตรียมการ

ระยะไร้ออกซิเจน - ไกลโคไลซิส (ไม่มีออกซิเจน)

เวทีแอโรบิก - การหายใจระดับเซลล์ (โดยมีส่วนร่วมของออกซิเจน)

ขั้นตอนการเตรียมการ

ในระหว่างขั้นตอนนี้ โพลีเมอร์จะถูกแปลงเป็นโมโนเมอร์ กล่าวคือ สารประกอบต่างๆ เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไลโปอิด จะถูกย่อยให้กลายเป็นโมโนเมอร์ที่ง่ายกว่า กระบวนการนี้เกิดขึ้นนอกเซลล์ในอวัยวะของระบบย่อยอาหาร ไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนในขั้นตอนการเผาผลาญพลังงานนี้ จากปฏิกิริยาดังกล่าว โปรตีนจึงแตกตัวเป็นกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนเป็นโมโนแซ็กคาไรด์เชิงเดี่ยว และลิพิดเป็นกลีเซอรอลและกรดที่สูงขึ้น ระยะนี้ยังเกิดขึ้นในไลโซโซมของเซลล์ด้วย

เวทีแอนแอโรบิก

ขั้นตอนนี้เรียกว่าการหมักหรือไกลโคไลซิส สารที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเตรียมการ - กลูโคส, กรดอะมิโน ฯลฯ - ผ่านการสลายของเอนไซม์ในภายหลังโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจน คาร์โบไฮเดรตส่วนใหญ่จะหมัก ในระหว่างปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ในขั้นตอนแคแทบอลิซึมนี้ แอลกอฮอล์ คาร์บอนไดออกไซด์ อะซิโตน กรดอินทรีย์ และในบางกรณี ไฮโดรเจนและสารอื่นๆ จะเกิดขึ้น ไกลโคไลซิสเป็นกระบวนการสลายกลูโคสภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนเป็นกรดไพรูวิก (PVA) จากนั้นเป็นกรดแลคติค อะซิติก กรดบิวริก หรือเอทิลแอลกอฮอล์ ซึ่งเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ ในระหว่างฟิชชันที่ปราศจากออกซิเจน พลังงานที่ปล่อยออกมาส่วนหนึ่งจะกระจายไปในรูปของความร้อน และส่วนหนึ่งจะถูกเก็บไว้ในโมเลกุล ATP ปฏิกิริยาทั่วไปในเซลล์ของสัตว์และเชื้อราคือการปล่อยกรดไพรูวิก

ปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานในขั้นตอนนี้มีลักษณะดังนี้:

C6H12O6 = 2C3H4O3 + (4H) + 2ATP

จากกระบวนการนี้ โมเลกุล ATP สองตัวจึงเกิดขึ้น

เวทีแอโรบิก

ระยะนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย (ดูภาคผนวก 11)ในขั้นตอนนี้สารจะถูกออกซิไดซ์เนื่องจากมีการปล่อยพลังงานจำนวนหนึ่งออกมา ออกซิเจนมีส่วนร่วมในกระบวนการเดียวกันนี้ ออกซิเจนถูกขนส่งโดยใช้เซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีฮีโมโกลบิน สารที่ได้รับในขั้นตอนก่อนหน้านี้จะถูกย่อยสลายโดยเซลล์ให้เหลือเพียงคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เอนไซม์ที่มีอยู่ในไลโซโซมออกซิไดซ์สารประกอบอินทรีย์ในเซลล์ ADP - อะดีโนซีนไดฟอสเฟต - สารที่จำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานเนื่องจากการหายใจของเซลล์ ปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานในขั้นตอนนี้มีลักษณะดังนี้:

2C3H6O3 + 6O2 + 36H3PO4 + 36ADP = 6CO2 + 42H2O + 36ATP

จากกระบวนการนี้ทำให้เกิดโมเลกุล ATP 36 โมเลกุล

จากสมการนี้คุณจะเห็นได้ว่ามีการปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาในระยะนี้ นอกจากนี้ในขั้นตอนนี้อาจเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยสมบูรณ์ของกรดไพรูวิกซึ่งเป็นผลมาจากการที่พลังงานถูกปล่อยออกมา แต่ในปริมาณที่น้อยกว่า

ด้วยเหตุนี้ เมื่อสลายกลูโคสหนึ่งโมเลกุลโดยสมบูรณ์ เซลล์จึงสามารถสังเคราะห์โมเลกุล ATP ได้ 38 โมเลกุล (2 โมเลกุลในระหว่างไกลโคไลซิส และ 36 โมเลกุลในระหว่างระยะแอโรบิก) (ดูภาคผนวก 12)

สมการทั่วไปสำหรับการหายใจแบบใช้ออกซิเจนสามารถเขียนได้ดังนี้:

C6H1206 + 602 + 38ADP + 38H3P04 > 6C02 + 6H20 + 38ATP.

บทสรุป

เซลล์เป็นหน่วยของชีวิตที่มีการจัดระเบียบอย่างมาก การดูดซึม การเปลี่ยนแปลง การจัดเก็บ และการใช้สารและพลังงานเกิดขึ้นผ่านเซลล์ มันอยู่ในเซลล์ที่กระบวนการต่างๆ เช่น การหายใจ การหมัก การสังเคราะห์ด้วยแสง และการทำซ้ำของสารพันธุกรรมเกิดขึ้น และกระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นทั้งในสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างเรียบง่าย (เซลล์เดียว) และในสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างซับซ้อน (หลายเซลล์) ชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดขึ้นอยู่กับเซลล์ของพวกมัน

แอปพลิเคชัน

ภาคผนวก 1

ภาคผนวก 2

ภาคผนวก 3

ภาคผนวก 4

ภาคผนวก 5

ภาคผนวก 6

ภาคผนวก 7

ภาคผนวก 8

ภาคผนวก 9

เมแทบอลิซึมของสารและพลังงาน (เมแทบอลิซึม) เกิดขึ้นในทุกระดับของร่างกาย: เซลล์ เนื้อเยื่อ และสิ่งมีชีวิต ช่วยให้มั่นใจถึงความคงที่ของสภาพแวดล้อมภายในของร่างกาย - สภาวะสมดุล - ในสภาวะการดำรงอยู่ที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง กระบวนการสองกระบวนการเกิดขึ้นพร้อมกันในเซลล์: เมแทบอลิซึมของพลาสติก (แอแนบอลิซึมหรือการดูดซึม) และเมแทบอลิซึมของพลังงาน (ไขมันหรือการสลายตัว)

การแลกเปลี่ยนพลาสติกคือผลรวมของกระบวนการสังเคราะห์ทั้งหมดเมื่อสารเชิงซ้อนเกิดขึ้นจากสารเชิงเดี่ยวในขณะที่พลังงานถูกใช้ไป

เมแทบอลิซึมของพลังงานคือผลรวมของกระบวนการแยกทั้งหมดเมื่อสารเชิงซ้อนถูกสร้างเป็นสารเชิงเดี่ยวและปล่อยพลังงานออกมา

สภาวะสมดุลจะคงอยู่โดยความสมดุลระหว่างการเผาผลาญพลาสติกและพลังงาน หากความสมดุลนี้ถูกรบกวนก็จะมีโรค (โรค) เกิดขึ้นในร่างกายหรือบางส่วน

เมแทบอลิซึมเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ ความดัน และสภาพแวดล้อม pH ปกติ

11.การเผาผลาญพลังงานในเซลล์

การเผาผลาญพลังงานเป็นชุดของปฏิกิริยาทางเคมีของการสลายสารประกอบอินทรีย์อย่างค่อยเป็นค่อยไปพร้อมกับการปล่อยพลังงานซึ่งส่วนหนึ่งถูกใช้ไปกับการสังเคราะห์ ATP ATP ที่สังเคราะห์ขึ้นจะกลายเป็นแหล่งพลังงานสากลสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิต

ขั้นตอนของการเผาผลาญพลังงาน:

1. การเตรียมการ - สารที่ซับซ้อนจะถูกแบ่งออกเป็นสารง่าย ๆ เช่นโพลีแซ็กคาไรด์เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ ระยะนี้เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมและปล่อยพลังงานออกมา แต่พลังงานเพียงเล็กน้อยจึงกระจายไปในรูปความร้อน

2. ปราศจากออกซิเจน - ในไลโซโซมในขั้นตอนนี้การสลายตัวของสารให้กลายเป็นสารที่ง่ายขึ้นจะดำเนินต่อไปโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจนด้วยการปล่อยโมเลกุล ATP สองตัว

3. ออกซิเจน - มันยังคงสลายสารโดยมีส่วนร่วมของออกซิเจนไปยังผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ) ด้วยการปล่อย 36 ATP กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย

โภชนาการของเซลล์ การสังเคราะห์ทางเคมี

โภชนาการของเซลล์เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนหลายครั้ง ในระหว่างที่สารที่เข้าสู่เซลล์จากสภาพแวดล้อมภายนอก (คาร์บอนไดออกไซด์ เกลือแร่ น้ำ) จะเข้าสู่ร่างกายของเซลล์ในรูปของโปรตีน น้ำตาล ไขมัน ,น้ำมัน,ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสการเชื่อมต่อ

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม:

1. โภชนาการประเภทออโตโทรฟิก - รวมถึงสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์จากอนินทรีย์เอง

ออโตโทรฟ 2 ประเภท:

การสังเคราะห์แสงคือออโตโทรฟที่ใช้พลังงานจากแสงแดด (พืช ไซยาโนแบคทีเรีย โปรโตซัว)

การสังเคราะห์ทางเคมีเป็นสิ่งมีชีวิตที่ใช้พลังงานของพันธะเคมี ประเภทนี้รวมถึงแบคทีเรียเกือบทั้งหมด (สารตรึงไนโตรเจน, แบคทีเรียซัลเฟอร์, แบคทีเรียเหล็ก)

การสังเคราะห์ทางเคมีถูกค้นพบโดย Vinogradov

การสังเคราะห์ทางเคมีเป็นวิธีการหนึ่งของสารอาหารออโตโทรฟิคซึ่งแหล่งพลังงานสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์คือปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารประกอบอนินทรีย์ ตัวเลือกในการรับพลังงานนี้ใช้โดยแบคทีเรียหรืออาร์เคียเท่านั้น

2. โภชนาการประเภทเฮเทอโรโทรฟิก - ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่กินสารประกอบอินทรีย์สำเร็จรูป

โซโพรไฟต์เป็นเฮเทอโรโทรฟที่กินเนื้อเยื่อหรือสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว (อีกา แร้ง ไฮยีน่า...)

การกินพืช - เฮเทอโรโทรฟที่กินสิ่งมีชีวิตในพืช (สัตว์กินพืช)

สัตว์กินเนื้อ (สัตว์กินเนื้อ) เป็นสัตว์ประเภทเฮเทอโรโทรฟที่จับและกินสิ่งมีชีวิตอื่น (แมลง)

สัตว์กินพืชทุกชนิด - กินพืชและอาหารสัตว์

3. โภชนาการประเภท Mixotrophic - รวมโภชนาการประเภท autotrophic และ heterotrophic (หยาดน้ำค้าง, ยูกลีนาสีเขียว)

การสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนในการก่อตัวของสารอนินทรีย์โดยใช้พลังงานของแสงแดด อวัยวะหลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือใบไม้เนื่องจากมีคลอโรพลาสต์มากที่สุดและรูปร่างของใบไม้เหมาะสมที่สุดในการรับแสงแดด

ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง:

1. ระยะแสง - ประกอบด้วย 2 กระบวนการหลัก: โฟโตไลซิสของน้ำและฟอสโฟรีเลชั่นแบบไม่เป็นวงจร

ไทลาคอยด์เป็นถุงเมมเบรนที่แบนซึ่งมีเม็ดสีคลอโรฟิลล์และพาหะอิเล็กตรอนชนิดพิเศษที่เรียกว่าไซโตโครมตั้งอยู่

มีระบบภาพถ่าย 2 ระบบที่อยู่บนไทลาคอยด์:

Photosystem 1 ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ a1 ซึ่งรับรู้ควอนตัมแสงที่มีความยาว 700 นาโนเมตร

Photosystem 2 ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ a2 ซึ่งรับรู้ควอนตัมแสงที่มีความยาว 680 นาโนเมตร

เมื่อควอนตัมแสงกระทบกับระบบภาพถ่าย 1 อิเล็กตรอนของคลอโรฟิลล์ a1 จะตื่นเต้นและถ่ายโอนไปยังกระบวนการ เช่น การสลายตัวของน้ำ กล่าวคือ น้ำจะถูกแบ่งออกเป็นไฮโดรเจนและหมู่ไฮดรอกโซ ไฮโดรเจนถูกใช้เพื่อลดสาร หมู่ไฮดรอกโซที่เกิดขึ้นจะสะสมและเปลี่ยนเป็นน้ำและออกซิเจนซึ่งออกจากเซลล์

เมื่อควอนตัมแสงกระทบกับระบบภาพถ่าย 2 อิเล็กตรอนของคลอโรฟิลล์จะตื่นเต้นภายใต้อิทธิพลของแสง และกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างจะถูกเติมเข้าไปในโมเลกุล ADP เนื่องจากพลังงาน ส่งผลให้เกิดโมเลกุล ATP

ระยะแสงเกิดขึ้นบนไทลาคอด ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของสารอินทรีย์

ระยะมืด - เกิดขึ้นในสโตรมา โดยไม่ขึ้นอยู่กับแสงแดด ในระหว่างปฏิกิริยาที่ซับซ้อน คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแปลงเป็นกลูโคสโดยใช้พลังงานที่สร้างขึ้น ปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่าวัฏจักรคาลวิน

รหัสพันธุกรรม

นี่เป็นลักษณะวิธีการของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดในการเข้ารหัสลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนโดยใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์

DNA สามารถมีเบสไนโตรเจนได้ 4 เบส:

อะดีนีน, กวานีน, ไทมีน, ไซโตซีน

DNA สามารถเข้ารหัสกรดอะมิโนได้ 64 ตัว

คุณสมบัติ:

1. ความเสื่อม - เพิ่มความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บและการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างการแบ่งเซลล์

2. ความจำเพาะ - 1 แฝดเข้ารหัสกรดอะมิโนเพียง 1 ตัวเสมอ

Genetic co เป็นสากลสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดตั้งแต่แบคทีเรียจนถึงมนุษย์

15. การถอดเสียงและการออกอากาศ

การสังเคราะห์โปรตีนประกอบด้วย 2 ขั้นตอน:

1. การถอดความคือการถอดความข้อมูลจากโมเลกุล DNA ไปยัง Messenger RNA

กระบวนการนี้เกิดขึ้นในนิวเคลียสโดยมีส่วนร่วมของเอนไซม์ RNA polymerase เอนไซม์นี้จะกำหนดจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการสังเคราะห์ จุดเริ่มต้นคือลำดับเฉพาะของนิวคลีโอไทด์ที่เรียกว่าโปรโมเตอร์ จุดสิ้นสุดยังเป็นลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่เรียกว่าเทอร์มิเนเตอร์

การถอดความเริ่มต้นด้วยการกำหนดส่วนของโมเลกุล DNA ที่จะคัดลอกข้อมูล

จากนั้นส่วนนี้จะคลี่คลายตามหลักการเสริมกันของสาย DNA หนึ่งเส้นและสร้าง RNA ของตัวส่งสาร หลังจากการสังเคราะห์ DNA เสร็จสิ้น มันก็จะบิดตัวอีกครั้ง

2. การแปลคือการแปลลำดับทูคลีโอไทด์ของ Messenger RNA ไปเป็นลำดับกรดอะมิโน

การถ่ายโอน RNA จะนำ Messenger RNA ไปยังไรโบโซม ที่นี่ Messenger RNA ถูกรวมเข้ากับหน่วยย่อยเล็ก ๆ ของไรโบโซม แต่มีเพียง 2 แฝดเท่านั้นที่พอดี ดังนั้นในระหว่างการสังเคราะห์ Messenger RNA จะย้ายเข้าไปในหน่วยย่อยขนาดใหญ่ การถ่ายโอน RNA จะมีกรดอะมิโนหากกรดอะมิโนเหมาะสม มันก็เป็น แยกออกจากทรานสเฟอร์ RNA และเกาะติดกับกรดอะมิโนอื่น ๆ ตามการเชื่อมต่อหลักการเปปไทด์

Transfer RNA จะออกจากไรโบโซม และ Transfer RNA ใหม่จะเข้าสู่หน่วยย่อยขนาดใหญ่

หากกรดอะมิโนไม่ตรงกับข้อมูลในหน่วยย่อยขนาดเล็กตามหลักการเสริมกัน ดังนั้นการขนส่ง RNA นี้กับกรดอะมิโนจะออกจากไรโบโซม

จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์โปรตีนระบุด้วยอะดีนีน ยูราซิล กวานีน และสิ้นสุดด้วยสต็อปคาโดน

เมื่อการสังเคราะห์โปรตีนสิ้นสุดลง โครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีนจะถูกแยกออกจากไรโบโซม และโปรตีนจะได้โครงสร้างที่ต้องการ

วงจรชีวิตของเซลล์

วัฏจักรของเซลล์คือช่วงเวลาของการดำรงอยู่ของเซลล์นับจากช่วงเวลาที่เซลล์ก่อตัวโดยการแบ่งเซลล์แม่จนกระทั่งมีการแบ่งตัวหรือตายไปเอง

เฟสระหว่างเฟสคือระยะในวงจรชีวิตระหว่างการแบ่งเซลล์สองส่วน โดดเด่นด้วยกระบวนการเมแทบอลิซึมที่ใช้งานอยู่ การสังเคราะห์โปรตีนและ RNA การสะสมของสารอาหารโดยเซลล์ การเจริญเติบโตและปริมาณที่เพิ่มขึ้น ในช่วงกลางของเฟส การจำลองดีเอ็นเอ (การจำลองแบบ) จะเกิดขึ้น เป็นผลให้แต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโมเลกุล DNA 2 โมเลกุลและประกอบด้วยโครมาทิดน้องสาวสองตัวซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยเซนโทรเมียร์และก่อตัวเป็นโครโมโซมหนึ่งอัน เซลล์เตรียมการแบ่งตัว ออร์แกเนลทั้งหมดเป็นสองเท่า ระยะเวลาของเฟสระหว่างเฟสขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ และโดยเฉลี่ยคิดเป็น 4/5 ของเวลาทั้งหมดของวงจรชีวิตของเซลล์ การแบ่งเซลล์. การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์ ความสามารถในการแบ่งตัวเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของชีวิตเซลล์ เมื่อเซลล์แบ่งตัว องค์ประกอบโครงสร้างทั้งหมดจะเพิ่มเป็นสองเท่า ส่งผลให้เกิดเซลล์ใหม่ 2 เซลล์ วิธีการแบ่งเซลล์ที่พบบ่อยที่สุดคือการแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส - การแบ่งเซลล์ทางอ้อม ไมโทซิสเป็นกระบวนการในการผลิตเซลล์ลูกสาวสองคนที่เหมือนกันกับเซลล์แม่ดั้งเดิม ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการต่ออายุเซลล์ในระหว่างกระบวนการชรา ไมโทซิสประกอบด้วยสี่ระยะตามลำดับ:

1. การทำนาย - การก่อตัวของโครโมโซมด้วยโครมาทิดสองตัวการทำลายเยื่อหุ้มนิวเคลียส

2.Metophase—การก่อตัวของสปินเดิล, โครโมโซมสั้นลง, การสร้างเซลล์เส้นศูนย์สูตร

3. Anaphase - การแยกโครมาทิดการเบี่ยงเบนไปที่เสาตามเส้นใยแกนหมุน

4. Telophase - การหายไปของแกนหมุน, การก่อตัวของเยื่อหุ้มนิวเคลียส, การคลายตัวของโครโมโซม

ไมโทซีส อะมิโทซิส

ไมโทซีสเป็นกระบวนการของการแบ่งเซลล์ร่างกายของยูคาริโอตทางอ้อม ซึ่งเป็นผลมาจากการที่สารพันธุกรรมถูกเพิ่มเป็นสองเท่าในขั้นแรกแล้วจึงกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาว เป็นวิธีหลักในการแบ่งเซลล์ยูคาริโอต ระยะเวลาของไมโทซิสในเซลล์สัตว์คือ 30-60 นาทีและในเซลล์พืช - 2-3 ชั่วโมง ประกอบด้วย 4 ขั้นตอนหลัก:

1. การพยากรณ์ - เริ่มต้นด้วยการแยกตัวของสายโซ่ DNA ไปยังโครโมโซม นิวคลีโอลีและเยื่อหุ้มนิวเคลียสจะถูกทำลาย โครโมโซมเริ่มลอยอย่างอิสระในไซโตพลาสซึม ในตอนท้ายของการพยากรณ์แกนหมุนจะเริ่มก่อตัว

2. เมตาเฟส - โครโมโซมเรียงตัวกันอย่างเคร่งครัดที่เส้นศูนย์สูตรในรูปแบบของแผ่นเมตาเฟส เกลียวสปินเดิลซึ่งก่อตัวเต็มที่แล้วผ่านเซนโทรเมียร์ของโครโมโซมเพื่อแบ่งโครโมโซมออกเป็น 2 โครมาทิด

3. แอนาเฟส - ที่นี่เส้นใยของสปินเดิลจะแยกและยืดออกไปยังขั้วต่างๆ ของโครมาทิด สปินเดิลฟิชชันเริ่มยุบตัว

4. Telophase ที่นี่ที่ขั้วของเซลล์ โครมาทิดจะกระจายตัวถูกปกคลุมไปด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส และการแบ่งตัวของไซโตพลาสซึมและตัวเซลล์เองก็เริ่มต้นขึ้น

อันเป็นผลมาจากการแบ่งเซลล์ทำให้เกิดเซลล์ซ้ำที่เหมือนกัน 2 เซลล์

Karyokenesis คือการแบ่งตัวของนิวเคลียร์

Cytokenesis คือการแบ่งตัวของไซโตพลาสซึมและตัวเซลล์เอง

Amitosis คือ การแบ่งนิวเคลียสโดยตรงทำให้เกิดการสร้างเซลล์ที่มีนิวเคลียส 2 ตัว ลักษณะนี้เป็นลักษณะของเซลล์กล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการจัดระบบการทำงานของเซลล์อย่างเต็มรูปแบบ

หากเซลล์แบ่งตัวกะทันหัน เซลล์ใหม่ก็จะมีชุดพันธุกรรมที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่งอาจนำไปสู่การตายหรือทำให้กลายเป็นเชื้อโรคได้

ไมโอซิส

เป็นการแบ่งเซลล์สืบพันธุ์ทางอ้อม ทำให้เกิดเซลล์ลูกเดี่ยว 4 เซลล์ที่มีสารพันธุกรรมต่างกัน นี่คือขั้นตอนหลักในการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

ความสำคัญทางชีวภาพของไมโอซิส:

1. ต้องขอบคุณไมโอซิสที่ทำให้เกิดเซลล์สืบพันธุ์ที่แตกต่างกันทางพันธุกรรม

2. รักษาความคงตัวของชุดโครโมโซมซ้ำในเซลล์ร่างกาย

3. เนื่องจากมีไมโอซิส 1 เซลล์จึงสร้างเซลล์ใหม่ 4 เซลล์

ไมโอซิสประกอบด้วย 2 แผนก:

การลดลง - ในระหว่างการแบ่งนี้จำนวนโครโมโซมจะลดลง

สมการ - ดำเนินไปในลักษณะเดียวกับไมโทซีส

เฟสระหว่างเฟสดำเนินไปในลักษณะเดียวกับไมโทซีส กล่าวคือ DNA จะเพิ่มเป็นสองเท่าในนิวเคลียสของเซลล์ที่กำลังแบ่งตัว

1 แผนกไมโอติก

Prophase เป็นระยะที่ซับซ้อนและยาวที่สุดของไมโอซิสเนื่องจากมีกระบวนการเพิ่มเติม 2 กระบวนการปรากฏที่นี่

1. การคอนจูเกชันเป็นวิธีการใกล้ชิดของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน ทำให้เกิดโครมาทิด 4 โครมาทิดรวมกันด้วย 1 เซนโทรเมียร์ และโครงสร้างดังกล่าวจะเรียกว่าไบวาเลนต์ จากนั้นการข้ามเกิดขึ้นระหว่างโครโมโซมที่รวมกันเป็นไบวาเลนต์

2- การข้าม - การแลกเปลี่ยนส่วนโครโมโซม จากกระบวนการเหล่านี้ จะมีการรวมตัวกันของยีน 1 ตัว

Metaphase - ที่นี่ที่เส้นศูนย์สูตรของเซลล์ bivalents ก่อตัวเป็นแผ่น metaphase ผ่าน centromeres ซึ่งเส้นใยของแกนหมุนก็ผ่านเช่นกัน

Anaphase - ต่างจากไมโทซิสตรงที่โครโมโซมทั้งหมดกระจายไปที่ขั้วของเซลล์ การรวมตัวกันของยีน 2 ตัวเกิดขึ้นที่นี่

Telophase - ในสัตว์และพืชบางชนิด โครโมโซมเริ่มคลายตัว ถูกปกคลุมไปด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่ขั้ว และแบ่งออกเป็น 2 เซลล์ (เฉพาะในสัตว์)

ในพืช หลังจากแอนนาเฟส คำทำนายที่ 2 จะเกิดขึ้นทันที

เฟสเป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์เท่านั้น ต่างจากเฟสของไมโทซิส ไม่มีข้อมูลทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้น

การแบ่งไมโอซิสส่วนที่ 2 ได้แก่ การพยากรณ์ เมตาเฟส เทโลเฟส แอนาเฟส ซึ่งดำเนินไปเหมือนกับไมโทซิส แต่มีโครโมโซมน้อยกว่า

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

นี่คือการสืบพันธุ์ประเภทหนึ่งที่มีลักษณะดังนี้:

2. มีผู้เข้าร่วม 1 คน

3. เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขอันเอื้ออำนวย

4. สิ่งมีชีวิตทั้งหมดออกมาเหมือนกัน

5. คงคุณสมบัติและลักษณะของสภาวะที่ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างเสถียร

ความสำคัญทางชีวภาพ:

1. จำเป็นสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่มีคุณสมบัติทางกายวิภาคเหมือนกัน

2. ในแง่วิวัฒนาการ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศไม่ได้ผลกำไร แต่ด้วยการสืบพันธุ์นี้ จำนวนบุคคลในประชากรเพิ่มขึ้นในเวลาอันสั้น

ประเภทของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ:

การแบ่งไมโทซิส - เกิดขึ้นเนื่องจากไมโทซีส (อะมีบา สาหร่าย แบคทีเรีย...)

การสร้างสปอร์จะดำเนินการผ่านสปอร์ ซึ่งเป็นเซลล์เฉพาะของเชื้อราและพืช หากสปอร์มีแฟลเจลลัม จะเรียกว่าซูสปอร์และเป็นลักษณะของสภาพแวดล้อมทางน้ำ (สปอร์ เชื้อรา ไลเคน)

humping - บนตัวแม่ผลพลอยได้เกิดขึ้น - ตา (มีนิวเคลียสของลูกสาว) ซึ่งบุคคลใหม่พัฒนาขึ้น ตาจะเติบโตและถึงขนาดของตัวแม่จากนั้นจึงแยกออกจากมัน (ไฮดรา, เชื้อรายีสต์, ดูด ซิลิเอต)

พืชผัก - ลักษณะของพืชหลายกลุ่ม โดยพืชชนิดใหม่จะพัฒนาจากโครงสร้างพิเศษหรือจากส่วนหนึ่งของพืชแม่

สัตว์หลายเซลล์บางชนิดมีการสืบพันธุ์ด้วยพืช (ฟองน้ำ ปลาดาว หนอนตัวแบน)

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ลักษณะเฉพาะ:

1.2 องค์กรเข้าร่วม

2.เซลล์สืบพันธุ์มีส่วนร่วม

3.เด็กมีความหลากหลาย

4. ในแง่วิวัฒนาการ ปรากฏช้ากว่าไม่อาศัยเพศ

5. เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

ความสำคัญทางชีวภาพ:

1. ลูกหลานจะปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้ดีขึ้นและมีชีวิตที่ดีขึ้น

2.สิ่งมีชีวิตใหม่เกิดขึ้น

กลไกการเกิดโรค (การสืบพันธุ์แบบบริสุทธิ์)

สิ่งมีชีวิตรุ่นลูกสาวพัฒนาจากไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์

ความหมายของการเกิดโรค:

1. การสืบพันธุ์เป็นไปได้ด้วยการสัมผัสสิ่งมีชีวิตต่างเพศที่หายาก

2. จำเป็นสำหรับการเพิ่มจำนวนประชากรที่มีอัตราการเสียชีวิตสูง

3. สำหรับจำนวนประชากรบางกลุ่มที่เพิ่มขึ้นตามฤดูกาล

1. Obligate (obligatory) - พบในประชากรที่มีเฉพาะเพศหญิงเท่านั้น (จิ้งจกหินคอเคเชี่ยน)

2. วงจร (ตามฤดูกาล) - ลักษณะของเพลี้ยอ่อนแพลงก์ตอนแดฟเนียพบในประชากรที่ตายอย่างบ้าคลั่งในบางฤดูกาล

3. ปัญญา (ไม่บังคับ) - พบได้ในแมลงสังคม ตัวผู้โผล่ออกมาจากไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ และแมลงคนงานก็โผล่ออกมาจากไข่ที่ปฏิสนธิ

การพัฒนาเซลล์สืบพันธุ์

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์

Gametes คือเซลล์เพศที่หลอมรวมกันเป็นไซโกตซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของสิ่งมีชีวิตใหม่

ความแตกต่างระหว่างเซลล์ร่างกายและเซลล์สืบพันธุ์:

เซลล์สืบพันธุ์ 1 ชุดมีโครโมโซมเดี่ยวและเซลล์โซมาติกมีโครโมโซมซ้ำ

2. เซลล์สืบพันธุ์ไม่แบ่งตัว แต่เซลล์ร่างกายแบ่งตัว

3.เซลล์สืบพันธุ์ โดยเฉพาะไข่ที่มีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ร่างกาย

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์คือการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ที่เกิดขึ้นในอวัยวะสืบพันธุ์ (รังไข่ อัณฑะ)

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์คือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งเกิดขึ้นในร่างกายของผู้หญิงและนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง (ไข่)

Spermatogenesis คือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งเกิดขึ้นในร่างกายของผู้ชายและนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย (สเปิร์ม)

การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ประกอบด้วยหลายขั้นตอน:

1. การสืบพันธุ์ - ที่นี่จากเซลล์สืบพันธุ์ปฐมภูมิซึ่งเรียกว่าสเปิร์มโทโกเนียและโอโกเนีย จำนวนเซลล์สืบพันธุ์ในอนาคตจะเพิ่มขึ้นผ่านไมโทซีส Spermatogonia สืบพันธุ์ตลอดระยะเวลาการสืบพันธุ์ในร่างกายชาย

ในร่างกายของสตรี ระยะที่ 1 เกิดขึ้นระหว่าง 2 ถึง 5 เดือนของพัฒนาการของมดลูก

2. การเจริญเติบโต - เซลล์สืบพันธุ์ปฐมภูมิมีขนาดเพิ่มขึ้นและกลายเป็นโอโอไซต์และเซลล์อสุจิลำดับที่หนึ่ง เซลล์เหล่านี้เกิดขึ้นในช่วงระหว่างเฟส ในระยะนี้ ไมโอซิสจะเริ่มต้นขึ้น

3. การสุก - เกิดขึ้นในสองส่วนต่อเนื่องกัน - การลดลงและสมการ อันเป็นผลมาจากการแบ่งไมโอซิสครั้งที่ 1 จะเกิดโอโอไซต์และเซลล์อสุจิลำดับที่สอง หลังจากการแบ่งไมโอซิสครั้งที่ 2 จะมีการสร้างอสุจิ 4 ตัวจากเซลล์อสุจิ

จากโอโอไซต์อันดับสองจะเกิดไข่ขนาดใหญ่ 1 ฟองและตัวลด 3 ตัว นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพลังงานและสารอาหารทั้งหมดมุ่งไปสู่การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ขนาดใหญ่ 1 เซลล์ และไม่มีความแข็งแรงเพียงพอสำหรับการสร้างเซลล์ที่เหลืออีก 3 เซลล์

ดังนั้น 3 ส่วนการลดขนาดในรหัสการทำซ้ำจึงถูกแบ่งออก

4. การก่อตัว - ในขั้นตอนนี้ สเปิร์ม ได้แก่ เซลล์สืบพันธุ์ที่ก่อตัวเต็มที่ จะเติบโต พัฒนา ได้รับแฟลเจลลัม และรูปร่างของเซลล์สืบพันธุ์ของตัวเต็มวัย อสุจิผลิตจากอสุจิ

อสุจิประกอบด้วยส่วนหัว คอ และหาง

ไข่มีลักษณะคล้ายกับเซลล์ร่างกาย แต่มีขนาดใหญ่กว่าและมีเยื่อหุ้มเพิ่มเติม

การปฏิสนธิ

เป็นกระบวนการหลอมรวมเซลล์สืบพันธุ์ทำให้เกิดไซโกต ซึ่งเป็นเซลล์แรกของสิ่งมีชีวิตใหม่

1. ภายนอก - ด้วยการปฏิสนธิประเภทนี้ตัวเมียจะเลื่อนการเล่นออกไปและตัวผู้จะรดน้ำด้วยน้ำอสุจิ ประเภทนี้เกิดขึ้นเฉพาะในสภาพแวดล้อมทางน้ำเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างการสืบพันธุ์แบบพิเศษ มีการผลิตสารพันธุกรรมจำนวนมาก และอัตราการรอดชีวิตของลูกหลานมีน้อยมาก

2. ภายใน - ประเภทนี้เซลล์สืบพันธุ์เพศชายจะอยู่ในระบบสืบพันธุ์เพศหญิง ประเภทนี้ต้องการโครงสร้างการสืบพันธุ์พิเศษ มีการผลิตสารพันธุกรรมน้อยลง อัตราการรอดชีวิตของลูกหลานเพิ่มขึ้น ทันทีที่เซลล์สืบพันธุ์เพศชายเข้าสู่ระบบสืบพันธุ์ของผู้หญิง พวกมันจะเคลื่อนที่เข้าหาไข่อย่างตั้งใจ เมื่อสเปิร์มตัวใดตัวหนึ่งเจาะเข้าไปในไข่ เยื่อหุ้มเซลล์ก็จะหนาแน่นขึ้นและทำให้อสุจิตัวอื่นไม่สามารถเข้าถึงได้ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความซ้ำซ้อนของสิ่งมีชีวิต

การปฏิสนธิสองครั้ง

ลักษณะเฉพาะสำหรับแองจิโอสเปิร์ม ในเกสรตัวผู้เซลล์สืบพันธุ์เพศชายหลักแบ่งโดยไมโอซิสสร้าง 4 ไมโครสปอร์ แต่ละไมโครสปอร์จะถูกแบ่งออกเป็น 2 เซลล์อีกครั้ง (พืชและกำเนิด)

เซลล์เหล่านี้ถูกปกคลุมไปด้วยเมมเบรนสองชั้น ก่อตัวเป็นเม็ดละอองเรณู

ในเกสรตัวเมีย 1 เมกาสปอร์เกิดขึ้นจากเซลล์ตัวเมียปฐมภูมิโดยไมโอซิส และเซลล์ 3 เซลล์จะตาย เมกะสปอร์ที่เกิดขึ้นยังคงแบ่งออกเป็น 2 เซลล์ โดย 1 เซลล์จะอยู่ตรงกลางของสปอร์ และ 2 เซลล์ลงไป

เม็ดละอองเกสรตกลงบนรอยมลทินของเกสรตัวเมีย เซลล์พืชจะงอก ก่อตัวเป็นท่อละอองเกสรไปที่รังไข่ เซลล์กำเนิดจะลงมาทางท่อนี้ และแบ่งออกเป็น 2 สเปิร์ม สเปิร์ม 1 ตัวปฏิสนธิกับเซลล์ส่วนกลางซึ่งเป็นจุดกำเนิดของเอนโดสเปิร์ม

อสุจิ 2 ตัวจะปฏิสนธิกับเซลล์ที่สองที่ตัวอ่อนพัฒนาขึ้น

กำเนิด

นี่คือการพัฒนาส่วนบุคคลของไซโกต (สิ่งมีชีวิต) จนกระทั่งมันตาย คำนี้ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2409 โดย Ernest Haeckel

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม otnogenesis ถูกควบคุมโดยระบบประสาทและต่อมไร้ท่อ

1. ตัวอ่อน - ชนิดนี้โผล่ออกมาจากเปลือกไข่ สิ่งมีชีวิตจะคงอยู่ในระยะตัวอ่อนเป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นจึงเกิดการเปลี่ยนแปลง (เปลี่ยนเป็นตัวเต็มวัย)

2. Oviparous - ด้วยการพัฒนาลักษณะนี้สิ่งมีชีวิตจะยังคงอยู่ในเยื่อหุ้มไข่เป็นเวลานานและไม่มีระยะตัวอ่อน

3. มดลูก - พัฒนาการของร่างกายเกิดขึ้นภายในร่างกายของมารดา

ระยะเวลาของการเกิดมะเร็ง:

1. ตัวอ่อน (มดลูก) ตั้งแต่ปฏิสนธิจนถึงเกิด

2. Postembryonic - ตั้งแต่เกิดจนตาย

ระยะตัวอ่อน

3 ขั้นตอนของการพัฒนา

1. การบด

เริ่มต้นไม่กี่ชั่วโมงหลังการปฏิสนธิ ที่นี่ไซโกตเริ่มแบ่งไมโตออกเป็น 2 เซลล์ (บลาสโตเมียร์) เซลล์เหล่านี้ไม่แยกออกและไม่เติบโต จากนั้นเซลล์เหล่านี้จะแบ่งตัวอีกครั้งและก่อตัวเป็น 4 เซลล์ และดำเนินต่อไปจนกระทั่งเกิดเซลล์ 32 เซลล์ จนกระทั่งเกิดมอรูลา - นี่คือเอ็มบริโอที่ประกอบด้วยเซลล์ขนาดเล็ก 32 เซลล์ที่มีลักษณะคล้ายราสเบอร์รี่และขนาดของไซโกต

โมรูลานี้จะลงมาตามท่อนำไข่เข้าไปในโพรงมดลูกและฝังเข้าไปในผนัง สิ่งนี้เกิดขึ้น 6 ชั่วโมงหลังการปฏิสนธิ

จากนั้นเซลล์มอรูลายังคงแบ่งตัวต่อไปและเกิดบลาสทูลา - นี่คือเอ็มบริโอที่ประกอบด้วยเซลล์หลายร้อยเซลล์ที่อยู่ใน 1 ชั้น บลาสทูลามีช่องและขนาดของมันจะเหมือนกับของไซโกต

2. ระบบทางเดินอาหาร

ประกอบด้วยบลาสตูลาและแกสทรูลา

บลาสทูลายังคงแบ่งตัวต่อไป และที่การแบ่งเซลล์ส่วนปลายด้านหนึ่งจะรุนแรงมากขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การรุกรานของเซลล์เหล่านี้เข้าไปในบลาสตูลานั่นคือ เกิดแกสทรูลาขึ้น

gastrula เป็นเอ็มบริโอสองชั้นที่มีปากหลัก ซึ่งในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสิ่งมีชีวิตระดับสูงจะกลายเป็นทวารหนักในระหว่างการพัฒนา และปากที่แท้จริงก็เกิดขึ้นที่ปลายอีกด้านหนึ่ง โพรงแกสทรูลาเป็นเซลล์ปฐมภูมิ

ชั้นนอกของเซลล์คือ ectoderm (ชั้นจมูก 1 ชั้น)

ชั้นในของเซลล์เป็นเอ็นโดเดิร์ม (แผ่นแพ็ค 2 แผ่น)

จากนั้น ระหว่างเอ็กโทเดิร์มและเอนโดเดิร์ม ชั้นจมูก 3 ชั้น (เมโซเดิร์ม) จะถูกสร้างขึ้นอย่างสมมาตรที่ปลายทั้งสองข้างของปากหลัก

3.การสร้างอวัยวะ

ในระยะนี้ เซลล์ประสาทจะเกิดขึ้น โดยชั้นนอกของเซลล์จะก่อตัวเป็นร่องที่ส่วนหลังของเอ็มบริโอ ซึ่งปิดและสร้างท่อประสาท ควบคู่ไปกับกระบวนการนี้ ท่อลำไส้จะถูกสร้างขึ้นจากเอ็นโดเดอร์ม และจากเมโซเดิร์มจะเกิดโนโทคอร์ดขึ้นมา ระบบประสาทและอวัยวะรับความรู้สึกตลอดจนเยื่อบุผิวศพและอนุพันธ์ของมัน (ผม, เล็บ) ถูกสร้างขึ้นจาก ectoderm

เอ็นโดเดิร์ม - สร้างระบบย่อยอาหารและต่อมย่อยอาหาร ระบบทางเดินหายใจ และต่อมไทรอยด์

4. เมโซเดิร์ม

ระบบกล้ามเนื้อและกระดูก ระบบไหลเวียนโลหิต ระบบขับถ่าย และระบบสืบพันธุ์เกิดขึ้น

ระยะหลังตัวอ่อน

การพัฒนาหลังตัวอ่อนสามารถทำได้สองวิธี:

ทางตรงและทางอ้อม: มีการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์

การพัฒนาโดยตรงเป็นเรื่องปกติสำหรับนก ปลา สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และมนุษย์ บุคคลใหม่เมื่อเกิดและโผล่ออกมาจากเปลือกไข่จะมีลักษณะคล้ายกับบุคคลที่โตเต็มวัย แต่มีขนาดเล็ก มีสัดส่วนต่างกัน มีระบบประสาทและระบบสืบพันธุ์ที่ยังไม่พัฒนา และจำนวนเต็มอาจแตกต่างกันด้วย

ในระหว่างการพัฒนาหลังเอ็มบริโอ ระบบประสาทและระบบสืบพันธุ์จะพัฒนาต่อไป การเปลี่ยนแปลงปกและร่างกายได้รับการฝึกอบรมและการศึกษา

การพัฒนาทางอ้อม - ด้วยประเภทนี้ ระยะตัวอ่อนจะมีอยู่ในการพัฒนาหลังตัวอ่อน ตัวอ่อนมีความคล้ายคลึงกับตัวเต็มวัยเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย เธอเติบโตอย่างเข้มข้น พัฒนา และกินอาหารได้มาก

ด้วยการพัฒนาทางอ้อมประเภทนี้สิ่งมีชีวิตที่โผล่ออกมาจากไข่จะผ่านระยะตัวอ่อนซึ่งจะกลายเป็นดักแด้และตัวอ่อนจะยุบตัวเป็นสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมดซึ่งจะสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ขึ้นมา บุคคลที่เป็นผู้ใหญ่ (อิมาโก) โผล่ออกมาจากดักแด้

ไข่ตัวอ่อนดักแด้อิมาโก

สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและแมลงบางชนิดพัฒนาไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สมบูรณ์

ที่นี่ไม่มีดักแด้และการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในช่วงระยะดักแด้

ไข่-ตัวอ่อน-ตัวเต็มวัย

26. ตำแหน่งของมนุษย์กับระบบของสัตว์โลก.

ชีววิทยา. ชีววิทยาทั่วไป ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 ระดับพื้นฐาน Sivoglazov Vladislav Ivanovich

16. การเผาผลาญและการแปลงพลังงาน การแลกเปลี่ยนพลังงาน

จดจำ!

เมแทบอลิซึมคืออะไร?

ประกอบด้วยกระบวนการที่สัมพันธ์กันสองกระบวนการอะไรบ้าง?

การสลายตัวของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ที่มาจากอาหารบริเวณใดในร่างกายมนุษย์

การเผาผลาญและพลังงานเงื่อนไขหลักสำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตคือการแลกเปลี่ยนสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อม ในแต่ละเซลล์กระบวนการที่ซับซ้อนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรักษาและรับรองการทำงานปกติของเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวม สังเคราะห์สารประกอบเชิงโมเลกุลสูงที่ซับซ้อน: โปรตีนถูกสร้างขึ้นจากกรดอะมิโน, โพลีแซ็กคาไรด์เกิดจากน้ำตาลเชิงเดี่ยวและกรดนิวคลีอิกเกิดจากนิวคลีโอไทด์ เซลล์แบ่งตัวและสร้างออร์แกเนลล์ใหม่ สารต่างๆ จะถูกขนส่งเข้าและเข้าเซลล์อย่างแข็งขัน แรงกระตุ้นไฟฟ้าจะถูกส่งไปตามเส้นใยประสาท, การหดตัวของกล้ามเนื้อ, การรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ - ทั้งหมดนี้รวมถึงกระบวนการอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในร่างกายต้องใช้พลังงาน พลังงานนี้เกิดจากการสลายสารอินทรีย์ ชุดปฏิกิริยาการแตกตัวของสารประกอบโมเลกุลสูงซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยและกักเก็บพลังงาน, เรียกว่า การเผาผลาญพลังงาน หรือ การแพร่กระจาย . พลังงานส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของสารประกอบที่ใช้พลังงานมากสากล - ATP

Adenosine triphosphoric acid (ATP) เป็นนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยฐานไนโตรเจน (adenine) น้ำตาลไรโบส และกรดฟอสฟอริก 3 ชนิดตกค้าง (รูปที่ 53) ATP เป็นโมเลกุลพลังงานหลักของเซลล์ ซึ่งเป็นตัวสะสมพลังงานชนิดหนึ่ง กระบวนการทั้งหมดในสิ่งมีชีวิตที่ต้องใช้พลังงานจะมาพร้อมกับการแปลงโมเลกุล ATP ให้เป็น ADP (กรดอะดีโนซีน ไดฟอสฟอริก) เมื่อกำจัดกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง พลังงานจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา - 40 กิโลจูล/โมล มีพันธะพลังงานสูงสองพันธะ (เรียกว่าพลังงานสูง) ในโมเลกุล ATP การฟื้นฟูโครงสร้าง ATP จาก ADP และกรดฟอสฟอริกเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียและมาพร้อมกับการดูดซับพลังงาน

การจัดหาสารอินทรีย์ที่ร่างกายใช้เพื่อให้ได้พลังงานจะต้องได้รับการเติมอย่างต่อเนื่องทั้งทางอาหาร เช่น ที่เกิดขึ้นในสัตว์ หรือผ่านการสังเคราะห์จากสารอนินทรีย์ (พืช) จำนวนทั้งสิ้นของกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพทั้งหมดที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเรียกว่า การแลกเปลี่ยนพลาสติก หรือ การดูดซึม . การแลกเปลี่ยนพลาสติกมักมาพร้อมกับการดูดซับพลังงานเสมอ กระบวนการหลักของเมแทบอลิซึมของพลาสติกคือการสังเคราะห์โปรตีน (§ 13) และการสังเคราะห์ด้วยแสง (§ 17)

ข้าว. 53. โครงสร้างของโมเลกุล ATP (เครื่องหมาย “~” หมายถึงพันธะพลังงานสูง)

ดังนั้นในระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนพลังงาน สารประกอบอินทรีย์จะถูกสลายและเก็บพลังงานไว้ และในระหว่างการแลกเปลี่ยนพลาสติก พลังงานจะถูกใช้ไปและสารอินทรีย์จะถูกสังเคราะห์ ปฏิกิริยาของพลังงานและการแลกเปลี่ยนพลาสติกเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก รวมกันเป็นกระบวนการเดียว - การเผาผลาญและพลังงาน , หรือ การเผาผลาญ . การเผาผลาญจะดำเนินการอย่างต่อเนื่องในทุกเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะ โดยรักษาความคงที่ของสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย - สภาวะสมดุล.

การแลกเปลี่ยนพลังงานสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกของเราต้องการออกซิเจนในการทำงาน สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่า แอโรบิก. เมแทบอลิซึมของพลังงานในแอโรบีเกิดขึ้นในสามขั้นตอน: ขั้นเตรียมการ, ปราศจากออกซิเจน และออกซิเจน เมื่อมีออกซิเจน สารอินทรีย์จะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ในระหว่างการหายใจเพื่อคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่พลังงานจำนวนมากถูกเก็บไว้

สิ่งมีชีวิตไร้ออกซิเจนสามารถดำรงอยู่ได้โดยปราศจากออกซิเจน สำหรับบางคน โดยทั่วไปแล้วออกซิเจนเป็นตัวทำลาย ดังนั้นพวกมันจึงอาศัยอยู่ในบริเวณที่ไม่มีออกซิเจนเลย เช่น สาเหตุของโรคบาดทะยัก ส่วนชนิดอื่นที่เรียกว่าแอนแอโรบีแบบปัญญาสามารถดำรงอยู่ได้ทั้งโดยไม่มีออกซิเจนและมีอยู่ด้วย การเผาผลาญพลังงานในสิ่งมีชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนเกิดขึ้นในสองขั้นตอน: ขั้นเตรียมการและไร้ออกซิเจน ดังนั้น สารอินทรีย์จะไม่ถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์และกักเก็บพลังงานได้น้อยกว่ามาก

พิจารณาการเผาผลาญพลังงานสามขั้นตอน (รูปที่ 54)

ขั้นตอนการเตรียมการ ระยะนี้เกิดขึ้นในทางเดินอาหารและในไลโซโซมของเซลล์ ที่นี่ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ย่อยอาหาร สารประกอบโมเลกุลสูงจะแตกตัวเป็นสารประกอบโมเลกุลต่ำที่เรียบง่าย: โปรตีน - เป็นกรดอะมิโน, โพลีแซ็กคาไรด์ - เป็นโมโนแซ็กคาไรด์, ไขมัน - เป็นกลีเซอรอลและกรดไขมัน พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้จะไม่ถูกกักเก็บ แต่จะกระจายไปเป็นความร้อน ร่างกายสามารถใช้สารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเตรียมการเพื่อสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ของตัวเองได้ เช่น เข้าสู่กระบวนการเมแทบอลิซึมของพลาสติก หรือถูกสลายต่อไปเพื่อกักเก็บพลังงาน

ข้าว. 54. ขั้นตอนของการเผาผลาญพลังงาน

ระยะปลอดออกซิเจน ขั้นตอนที่สองเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ซึ่งมีการสลายสารอินทรีย์อย่างง่ายเพิ่มเติม ร่างกายไม่ได้ใช้กรดอะมิโนที่เกิดขึ้นในระยะแรกและระยะต่อมาของการสลายตัว เนื่องจากร่างกายต้องการกรดอะมิโนเหล่านั้นเป็นวัสดุในการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนของมันเอง ดังนั้น โปรตีนจึงไม่ค่อยถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้พลังงาน โดยปกติก็ต่อเมื่อปริมาณสำรองที่เหลือ (คาร์โบไฮเดรตและไขมัน) หมดลงแล้วเท่านั้น โดยทั่วไปแล้วแหล่งพลังงานที่มีอยู่ในเซลล์มากที่สุดคือกลูโคส

กระบวนการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอนของการสลายกลูโคสโดยปราศจากออกซิเจนในขั้นตอนที่สองของการเผาผลาญพลังงานเรียกว่า ไกลโคไลซิส(จากภาษากรีก ไกลโคส– หวานและ สลาย– แยก)

จากผลของไกลโคไลซิส กลูโคสจะถูกแบ่งออกเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่เรียบง่ายกว่า (กลูโคส C 6 H 12 O 6 - กรดไพรูวิก C 3 H 4 O 3) สิ่งนี้จะปล่อยพลังงานออกมา โดย 60% ถูกกระจายไปเป็นความร้อน และ 40% ใช้สำหรับการสังเคราะห์ ATP เมื่อกลูโคสหนึ่งโมเลกุลถูกทำลาย จะเกิด ATP สองโมเลกุลและกรดไพรูวิกสองโมเลกุล ดังนั้นในระยะที่สองของการสลายตัว ร่างกายจึงเริ่มกักเก็บพลังงาน

ชะตากรรมต่อไปของกรดไพรูวิกขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของออกซิเจนในเซลล์ หากมีออกซิเจนกรดไพรูวิกจะเข้าสู่ไมโตคอนเดรียซึ่งจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์เป็น CO 2 และ H 2 O และขั้นตอนที่สามคือขั้นตอนที่สามของการเผาผลาญพลังงานของออกซิเจน (ดูด้านล่าง)

ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนจะเรียกว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งมักเรียกว่า การหมักในเซลล์ยีสต์ ในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์ กรดไพรูวิก (PVA) จะถูกแปลงเป็นเอทิลแอลกอฮอล์ (PVA? Ethyl Alcohol + CO 2)

ในระหว่างการหมักกรดแลกติก กรดแลกติกจะเกิดขึ้นจากพีวีซี กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงแต่ในแบคทีเรียกรดแลคติคเท่านั้น ในระหว่างการออกกำลังกายที่ต้องใช้กำลังมาก การขาดออกซิเจนเกิดขึ้นในเซลล์ของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของมนุษย์ ส่งผลให้เกิดกรดแลคติคสะสม ซึ่งทำให้เกิดความรู้สึกเหนื่อยล้า เจ็บปวด และบางครั้งก็เป็นตะคริวด้วย

เวทีออกซิเจน ในขั้นตอนที่สาม ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายกลูโคสโดยปราศจากออกซิเจนจะถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ สิ่งนี้จะปล่อยพลังงานจำนวนมากซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ใช้สำหรับการสังเคราะห์ ATP กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียและเรียกว่า การหายใจของเซลล์ในระหว่างการหายใจระดับเซลล์ ปฏิกิริยาออกซิเดชันของโมเลกุลพีวีซี 2 โมเลกุลจะปล่อยพลังงานที่ร่างกายเก็บไว้ในรูปของโมเลกุล ATP 36 โมเลกุล

ดังนั้นในกระบวนการเผาผลาญพลังงานด้วยการเกิดออกซิเดชันที่สมบูรณ์ของโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลต่อคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจะเกิดโมเลกุล ATP 38 โมเลกุล (2 โมเลกุลในกระบวนการไกลโคไลซิสและ 36 โมเลกุลในกระบวนการหายใจของเซลล์ในไมโตคอนเดรีย):

ค 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 38ADP + 38F 6CO 2? 6H 2 O + 38ATP

ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน ประสิทธิภาพการเผาผลาญพลังงานจะต่ำกว่ามาก - เพียง 2 โมเลกุล ATP ผลิตภัณฑ์จากการหมัก (เอทิลแอลกอฮอล์ กรดแลกติก กรดบิวริก) ยังคงรักษาพลังงานไว้ได้มากในพันธะเคมี กล่าวคือ เส้นทางของออกซิเจนในการสลายตัวจะได้ผลดีกว่า แต่ในอดีต การหมักเป็นกระบวนการที่เก่าแก่กว่า สามารถทำได้แม้ว่าจะไม่มีออกซิเจนอิสระในชั้นบรรยากาศของโลกโบราณก็ตาม

ทบทวนคำถามและการมอบหมายงาน

1. การสลายตัวคืออะไร? แสดงรายการขั้นตอน

2. บทบาทของ ATP ในการเผาผลาญของเซลล์คืออะไร?

3. โครงสร้างเซลล์ใดที่ทำการสังเคราะห์ ATP

4. อธิบายการเผาผลาญพลังงานในเซลล์โดยใช้ตัวอย่างการสลายกลูโคส

5. วาดแผนผังของกระบวนการสลาย โดยสรุปตัวเลือกที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่กล่าวถึงในข้อความของย่อหน้าในแผนภาพเดียว (รวมถึงการหมัก)

6. คำพ้องความหมายสำหรับคำว่า "dissimilation" และ "assimilation" คือคำว่า "catabolism" และ "anabolism" อธิบายที่มาของคำเหล่านี้

คิด! ทำมัน!

1. อธิบายว่าเหตุใดการรับประทานอาหารมากเกินไปจึงนำไปสู่โรคอ้วน

2. เหตุใดการแลกเปลี่ยนพลังงานจึงเกิดขึ้นไม่ได้หากไม่มีการแลกเปลี่ยนพลาสติก

3. ทำไมคุณถึงคิดว่าหลังจากออกกำลังกายอย่างหนัก เพื่อที่จะบรรเทาอาการปวดกล้ามเนื้อได้อย่างรวดเร็ว แนะนำให้อาบน้ำอุ่น เพราะเหตุใด

ทำงานกับคอมพิวเตอร์

อ้างถึงใบสมัครทางอิเล็กทรอนิกส์ ศึกษาเนื้อหาและทำงานที่ได้รับมอบหมายให้เสร็จสิ้น