Фотосинтез - образование глюкозы.

Световая фаза

1.квант (фотон) света улавливается антенными молекулами, передается на реакционный центр, фотосистемы № 2, №1, оттуда выбиваются по два электрона. Электроны фотосистемы № 2, повысив свой энергетический уровень идут на хинон (который гасит флуоресценцию) и передает их на электронно-транспортную цепь. (около 10 переносчиков: пластохинон, цитохромы, пластоцианин ) В результате передачи электронов, происходит синтез АТФ, а электроны, выбитые из фотосистемы № 2, восполняют электроны, выбитые из хлорофилла фотосистемы № 1.

2. Электроны фотосистемы № 1 улавливаются железосерным белком, передаются на ферредоксин, оттуда на переносчик NADФ+.

3. Под действием света вода распадается на атомы водорода и кислорода(фотолиз воды). Хлорофилл фотосистемы № 2 отнимает недостающие ему электроны у водородов воды. Оставшиеся протоны подхватываются переносчиком NADФ+, соединяются там с электронами и получается соединение NADФН2, которое идёт в строму (на темновую фазу).

4. свободный кислород диффундирует из клетки.

Итог световой фазы: Образуется АТФ и водород, которые идут в темновую фазу-кислород диффундирует из листьев.
Нажмите для просмотра модели фотосинтеза, сделанной во flash.

Темновая фаза

На второй стадии фотосинтеза химическая энергия, запасённая в световых реакциях используется для восстановления углерода. Углерод поставляется в виде СО2 через устьица листеьв и стеблей. Восстановление углерода происходит в строме хлоропласта в цикле реакций, которые известны как цикл Кальвина. Исходное (или конечное) соединение цикла Кальвина пятиуглеродный сахар, рибулозо-1, 5 бисфосфат (РБФ). Процесс начинается, когда СО2 входит в цикл и фиксируется на РБФ. На схеме показан результат шести циклов. Шесть оборотов цикла дают шестиуглеродный сахар - глюкозу, при этом затрачивается 18 АТФ и 12 NADFН2

Цикл Кальвина

Биосинтез белка - образование белка. В ядре происходит транскрипция ДНК и получается информационная РНК (и-РНК), в которой зашифрована информация о конкретном белке. и-РНК поступает в цитоплазму(трансляция), и на неё нанизывается рибосома. К рибосоме из цитоплазмы подходят транспортные РНК с аминокислотами (Тип аминокислоты зависит от кода нуклеотидов на вершине т-РНК - антикодона). т-РНК подходят в активный центр рибосомы, если кодон и антикодон совпадают по принципу комплементарности, то между аминокислотами образуется пептидная связь, 1 из т-РНК отсоединяясь от и-РНК, уходит, рибосома делает скачок на следующий триплет и в активный центр рибосомы подходит следующая т-РНК. И так до тех пор, пока не будет собрана вся пептидная цепочка.

Всё это можно просмотреть на мдели.

1-подготовительный.
В пищевой системе белки распадаются до аминокислот, жиры до жирных кислот и глицерина, углеводы до глюкозы. В результате образуется энергия, которая рассеивается в виде тепла.
2-гликолиз.
Происходит в цитоплазме, это анаэробный этап. Одна молекула глюкозы превращается в две молекулы пирувата. Общий итог запасания энергии по 2 молекулы АТФ и NАDН2.
С6Н12О6+2NAD+2AДФ+2Ф » 2С3Н4О3+2NADH2+2ATФ
3-кислородное расщепление
В матриксе митохондрий пируват превращается в ацетил-кофермент А, который является универсальным т.к. в него способны превращаться и аминокислоты, и жиры - они тоже могут быть использованы в энергетическом обмене. Ацетил-кофермент А идет в цикл трикарбоновых кислот в результате которого образуется углекислый газ, H2O и запасается энергия в виде АТФ, NADH2 и ФАDH2 (у жиров), но организмам нужна энергия в виде макроэнергетических связей АТФ. Следующую стадию ЭО называют окислительное фосфорилирование: переносчик NADH2 переносит водороды из матрикса на наружную сторону внутренней мембраны, при этом протоны водорода прокачиваются, а электроны остаются внутри мембраны; специальные переносчики (цитохромы) передают электроны с одного края мембраны на другой из-за чего, те постепенно, порциями отдают энергию (в результате чего запасается 3 молекулы АТФ на каждые 2Н), а затем предаются на кислород, находящийся в матриксе, на внутренней стороне внутренней мембраны, таким образом возникает разность потенциалов, т.к. разные стороны мембраны заряжены противоположно. По достижению критического значения разности потенциалов протоны водорода могут протиснуться внутрь митохондрии через специальные каналы-белки при этом образуется АТФ. Протоны водорода и кислород с электронами, соединяясь, образуют воду.
Нажмите для просмотра модели окислительного фосфорилирования.

Итог: Молекула глюкозы окисляется и получается СО2, Н2О и энергия, которая преобразуется в енергию 38 молекул АТФ.

Репликация - удвоение ДНК.

Репликация проходит в 3 этапа:
1)Фермент разрывает водородные связи в ДНК и она начинает разматываться
2)Сразу после этого к размотанным частям ДНК начинают подходить и соединяться (по принципу комплементароности) нуклеотиды, образуя вторую цепочку спирали.
3)Две дочерние днк закручиваются в спираль.

В результате репликации от одной материнской ДНК получаются две совершенно одинаковые дочерние( иначе если по каким-то причинам произойдёт нарушение порядка, то получится мутация Днк). В каждой дочерней ДНК одна половина нуклеотидов от материнской ДНК(чёрная на рисунке) и другая дочерняя(красная).

Транскрипция - переписывание информации Днк .

Специальный фермент полимераза подбирает по принципу комплементарности нуклеотиды и соединяет их в единую цепочку. Если в нити ДНК стоит Тимин, то полимераза включает в цепь и-РНК Аденин, если стоит Гуанин - включает Цитозин, если Аденин - то включает Урацил (в РНК нет Тимина).

по длине каждая из молекул и-РНК короче ДНК в сотни раз, т.к. она переписывает только некоторые участки цепи( гены), необходимые для выполнения одной функции

Анимированная модель