النظر في المكونات الكيميائية الرئيسية للخلية ، والأساس الجزيئي للحفز الحيوي ، والتمثيل الغذائي ، والوراثة ، والمناعة ، وتنظيم الغدد الصم العصبية والاستقبال الضوئي. يتم النظر في بنية وخصائص أهم أنواع الجزيئات الحيوية فيما يتعلق بوظائفها البيولوجية.

ملامح المادة الحية. مستويات تنظيم الكائنات الحية. حجم وشكل الجزيئات الحيوية. التمثيل الغذائي والطاقة في النظم البيولوجية. الماء كعنصر من مكونات المادة الحية. التنظيم والتكاثر في النظم البيولوجية.

I. BIOMOLECULE

• I.1.1. أحماض أمينية.الخصائص الفيزيوكيميائية. الكيمياء المجسمة. أحماض أمينية بروتينية وغير بروتينية. الأحماض الأمينية القابلة للاستبدال والتي لا يمكن تعويضها. الأحماض الأمينية اللبنات الأساسية للبروتينات.
• I.1.2. الببتيدات.الهيكل والخصائص. الكيمياء المجسمة. تحديد مخلفات الأحماض الأمينية النهائية. تجزئة سلاسل الببتيد. التوليف الكيميائي والإنزيمي للببتيدات. تخليق الببتيد في الطور الصلب. مُصنِّع الببتيد الأوتوماتيكي. نظائرها الهيكلية للببتيدات الطبيعية.
• I.1.3. السناجب.الوزن الجزيئي وحجم وشكل جزيئات البروتين. طرق عزل البروتين. تصنيف البروتينات. أربعة مستويات من تنظيم بنية البروتين.

الهيكل الأساسي للبروتينات وطرق تحديدها. أجهزة التسلسل التلقائي. عائلات البروتين والتماثل التركيب الأساسي.

التركيب الثانوي للبروتينات وطرق تحديدها. رابطة الببتيد وتشكيل سلسلة عديد الببتيد. الأنواع الرئيسية للبروتينات الثانوية. دور الروابط الهيدروجينية.

البنية الثلاثية للبروتينات. تحليل حيود الأشعة السينية للبوليمرات الحيوية. البروتينات الكروية والليفية. التفاعلات الطاردة للماء. تمسخ وإعادة تكوين البروتينات كعمليات تعاونية. اتصالات الهياكل الثلاثية والأولية. هيكل ووظيفة الغلوبينات. ميوغلوبين. الهيموغلوبين. بروتينات بلازما الدم واستخدامها في الطب.

التركيب الرباعي للبروتينات قليلة القسيمات. طبيعة التفاعلات. العناصر المتفاعلة. الأهمية البيولوجية للتفاعلات قليلة القسيمات.

التعديل الكيميائي للبروتينات.

بروتينات بسيطة ومعقدة. أبوبروتينات ومجموعات تعويضية. نوكليو ، ليبو ، جلايكو ، كرومو ، فسفو ، بروتينات معدنية. فقر الدم المنجلي كمثال على "المرض الجزيئي". الجوهر الكيميائي للطفرات. اضطرابات التمثيل الغذائي الوراثي.

وظائف البروتينات في الجسم. الانزيمات. الهرمونات. نقل البروتينات. الأجسام المضادة. السموم الحيوية. مضادات حيوية. مثبطات الإنزيم والمنشطات. ناهضات ومناهضات المستقبلات. عناصر نظرية الحرائك الدوائية.

• أنا 2. السكريات الأحادية - السكريات القليلة - السكريات
• I.2.1 أهم عائلات السكريات الأحادية.الكيمياء المجسمة. تفاعلات كيميائية. مشتقات مهمة بيولوجيا من السكريات الأحادية.
• I.2.2. قلة السكريات.الهيكل والخصائص. أهم السكريات وثلاثي السكريات.
• I.2.3. السكريات.الهيكل والتصنيف والخصائص. الأهمية البيولوجية. السكريات الاحتياطية والهيكلية.
• I.3. نيوكليوسيدات - نيوكليوتيدات - أحماض نووية.
• I.3.1. هياكل النيوكليوسيدات.قواعد بيريميدين وبيورين. مكونات الكربوهيدرات. تكوين مركز الجليكوسيد. تفاعلات كيميائية.
• I.3.2. أحادي النوكليوتيدات.الهيكل والتسمية. تصنيف. الكيمياء المجسمة. الخواص الكيميائية. مشتقات مهمة بيولوجيا من أحاديات النوكليوتيدات. أحادي النوكليوتيدات كعناصر هيكلية للأحماض النووية.
• I.3.3. عديد النوكليوتيدات والأحماض النووية.التصنيف والتسمية. رابطة الفوسفوديستر. DNA و RNA. التركيب الأساسي للأحماض النووية. التسلسل. التحولات الكيميائية والإنزيمية لعديد النوكليوتيدات. التركيب الثانوي للأحماض النووية ، الحلزون المزدوج للحمض النووي. التفاعلات التكميلية وبين الكواكب للقواعد النووية. تعدد الأشكال الحلزون المزدوج للحمض النووي. التركيب الجزيئي للحمض النووي الريبي. هيكل الحمض الريبي النووي النقال.

التوليف الكيميائي والإنزيمي لعديد النوكليوتيدات. التوليف التلقائي للطور الصلب.

وظائف عديد النوكليوتيدات في الكائنات الحية. البروتينات النووية. الفيروسات والأمراض الفيروسية.

• أنا 4. الدهون - الفسفوليبيدات
• I.4.1. الدهون.الهيكل والتسمية والتصنيف. أسيل جليسريد محايد. الشمع. منشطات. تربين. البروستاجلاندين. ثرومبوكسانات.
• I.4.2. الفوسفوليبيد.الهيكل والتسمية والتصنيف. فوسفوجليسريد. التحولات الكيميائية للفوسفوليبيد. السفينغوليبيدات والجليكوليبيدات. المذيلات الدهنية. البروتينات الدهنية. المكونات الجزيئية للأغشية الحيوية ووظائف الأغشية الحيوية. جدران الخلايا البكتيرية. البنسلين والمضادات الحيوية ذات الصلة.
• م 5. الفيتامينات والعناصر الدقيقة.
• I.5.1. فيتامينات.التسمية والتصنيف. فيتامينات تذوب في الدهون وتذوب في الماء. الفيتامينات كمكونات للأنزيمات المساعدة. الثيامين. الريبوفلافين. نيكوتيناميد. حمض البانتوثنيك. البيريدوكسين والفوسفات البيريدوكسال. مناهضات الإنزيمات المعتمدة على الفوسفات مثل السموم والأدوية. إيزونيكوتينيل هيدرازيد في علاج مرض السل. البيوتين. حمض الفوليك. حمض دهني. كوبالامين. فيتامين سي. فيتامينات أ ، د ، هـ ، ك كمشتقات للأيزوبرين. الدور البيولوجي للفيتامينات. داء الفيتامينات (الاسقربوط ، الكساح ، البلاجرا ، فقر الدم ، البري بري) وعلاجها.
• أنا 5-2. العناصر الدقيقة.دور أيونات الحديد والنحاس والزنك والمنجنيز والكوبالت في العمليات البيولوجية. الكيمياء الحيوية وعلم السموم من السيلينيوم والبورون. الموليبدينوم والفاناديوم والنيكل كمكونات لبعض الإنزيمات. الأهمية البيولوجية للكالسيوم والكروم والقصدير وأيونات الألومنيوم. السيليكون كعنصر تتبع. الدور الخاص لأيونات الفلزات القلوية في النظم البيولوجية.

ثانيًا. التحليل البيولوجي

• II.1. الانزيمات.التسمية والتصنيف. طبيعة البروتين من الإنزيمات. المركز النشط. موقع ربط الركيزة. العوامل المساعدة للإنزيم. الإنزيمات المساعدة والمجموعات الاصطناعية. Holoenzyme و apoenzyme.
• II.2. الخصائص التحفيزية للإنزيمات.حركية تفاعلات التحفيز الأنزيمي. المخطط الحركي ومعادلة ميكايليس. الخواص الحركية الثابتة والمتحركة والاسترخاء. العمليات الأنزيمية التحفيز الذاتي. معدلات المراحل الابتدائية. حركية تعطيل وتمسخ الأنزيمات. الأفعال الأولية للتفاعلات الأنزيمية في إطار نظرية الحالة الانتقالية. خصوصية الركيزة من الإنزيمات. مثبطات تنافسية وغير تنافسية. آليات التفاعلات الأنزيمية. تنظيم نشاط الانزيم. تأثير أيونات الهيدروجين وأيونات المعادن. الاعتماد على الأس الهيدروجيني للتفاعلات الأنزيمية. اعتماد معدل التفاعل على درجة الحرارة. الانزيمات التنظيمية. إنزيمات ومعدلات خيفي. طليعة الإنزيمات. الإنزيمات. أنشطة الطفرات والإنزيم. الآليات الجزيئية لعمل الإنزيم. الهيدرولازات: البيبسين ، الكيموتريبسين ، الكربوكسيلاز ، البيروفوسفاتيز. استخدام الانزيمات ومثبطاتها في الطب. الانزيم الهندسي. مصادر الانزيمات. التعديل الكيميائي وتثبيت وتثبيت الإنزيمات والخلايا المجمدة.

ثالثا. التمثيل الغذائي

• ثالثا 1. التمثيل الغذائي والطاقة الحيوية.الأمن الديناميكي الحراري للعمليات الحيوية. التمثيل الغذائي كمجموعة من عمليات الابتنائية والتقويض. مصادر الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين للنشاط الحيوي للكائنات الحية. العمليات البرمائية. ذاتية التغذية وغيرية التغذية. مراحل التمثيل الغذائي. عدم هوية المسارات التقويضية والابتنائية. مستويات تنظيم التمثيل الغذائي. طريقة تسميات النظائر في دراسة التمثيل الغذائي.
• III.2. تحلل السكر ومراحله.التخمر والتنفس. التخمير الكحولي. أنواع أخرى من التخمير.
• ثالثا -3. دورة حمض الكربوكسيل.دورة الجيلوكسيلات. مسار الفوسفوجلوكونات. الفسفرة التأكسدية. سبب تسمم الزرنيخ. أكسدة الأحماض الدهنية. التحلل التأكسدي للأحماض الأمينية.
• ثالثا 4. التخليق الحيوي للكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية وأحاديات النيوكليوتيدات.إنزيم Thymidylate synthetase كهدف في العلاج الكيميائي للسرطان. البناء الضوئي.
• ثالثا -5. الطاقة الحيوية ودور ATP.توطين وخصائص ATP. طاقة قياسية خالية من التحلل المائي ATP. نظام أدينيلات. دور أيونات المغنيسيوم. طرق النقل الأنزيمي لمجموعات الفوسفات. دور اعبي التنس المحترفين والبيروفوسفات. آلية الفسفرة المؤكسدة والتمثيل الضوئي. عناصر الديناميكا الحرارية للأنظمة المفتوحة.
• ثالثا -6. كيمياء التثبيت البيولوجي للنيتروجين في الغلاف الجوي.نيتروجيناز. كائنات مثبتة للنيتروجين والزراعة.

رابعا. البوليمرات الحيوية والوراثة

• IV.1. الوظيفة الجينية للحمض النووي.الكروموسومات. بدائيات النوى وحقيقيات النوى. تكرار الحمض النووي. إنزيمات DNA التخليقية. النسخ: التخليق الحيوي للحمض النووي الريبي على الحمض النووي. إنزيمات النسخ. تنظيم التعبير الجيني أثناء بدء النسخ. عوامل التشغيل. العاملين. القامعات. المنشطات. إذاعة. الكود الجيني ووظائف الحمض الريبي النووي النقال. خصائص الكود الجيني. عناصر الترميز. تكوين ثلاثة توائم الترميز. تفاعلات Codon-Anticodon. تركيبة Aminoacyl-tRNA.
• IV.2. الريبوسومات والبروتينات الحيوية.هيكل الريبوسوم. التجمع الذاتي للريبوسوم. مراحل تخليق البروتين. المبادرة. استطالة. نهاية. طاقة تخليق البروتين الحيوي. تنظيم التخليق الحيوي للبروتين.
• IV.3. الهندسة الوراثية.عزل الجينات والحصول على (كدنا) تفاعل البلمرة المتسلسل. ثلاثة أبعاد. الآليات الجزيئية للطفرات. الطفرات الجينية وهندسة البروتين. عمليات الحذف والإدخال والانعكاس والاستبدال. الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية. الانترفيرون المعدل وراثيا وهرمون النمو والأنسولين. المشاكل البيئية والأخلاقية للهندسة الوراثية. الجينات وعلم الجينوم. الجينوم البشري.

V. الجوانب الجزيئية للفيزيولوجيا البشرية

• V.1. كيمياء التنفس.الهيموغلوبين كحامل للأكسجين. تفاعلات وحدات الهيموجلوبين الفرعية وتعاون عملية ربط الأكسجين. الهيموجلوبين المتحول وأمراض الدم.
• V.2. كيمياء المناعة.استجابة مناعية. هيكل الأجسام المضادة. المناعية. سلاسل ثقيلة وخفيفة. المناطق المتغيرة والثابتة. المستضدات. مجمعات الأجسام المضادة للمستضد. الخلايا الليمفاوية B و T. التكملة ومكوناتها. نقص المناعة. مشكلة الإيدز.
• V.3. كيمياء تنظيم الغدد الصم العصبية.الخلايا العصبية. المشابك. الناقلات العصبية. أستيل كولين وأسيتيل كولينستراز. مثبطات أستيل كولينستراز. كيمياء انتقال العصب. السموم العصبية. نيوروببتيد. إنكيفالين. الإندورفين. الببتيدات الأفيونية. الغدد الصماء والهرمونات. التركيب الكيميائي للهرمونات. هرمونات الستيرويد لقشرة الغدة الكظرية والغدد التناسلية. الأدرينالين والنوربينفرين. الإجراءات الجزيئية للهرمونات. نظام إنزيم أدينيلات. مستقبلات.
• V.4. كيمياء الرؤية.شبكية العين ومستقبلات الضوء. أصباغ بصرية. رودوبسين. أزمرة ضوئية للشبكية. لوميرودوبسين وميثارودوبسين. التحفيز الضوئي للنبض العصبي.
• خامسًا .5. كيمياء تقلص العضلات.الميوسين. أكتين. مركب الأكتوموسين. نشاط ATPase للميوسين. اقتران الإثارة والانكماش. دور أيونات المغنيسيوم والكالسيوم ومجموعات السلفهيدريل.
• V.6. كيمياء النقل عبر الغشاء النشط.هيكل ووظائف الأغشية الحيوية. أنظمة النقل النشطة مقابل تدرج التركيز. دور أيونات الصوديوم والبوتاسيوم. نظام ATPase. مضخة الصوديوم. النقل الفعال للأحماض الأمينية والسكريات.

“Rumyantsev E.V. وأسس كيميائية أخرى للحياة / E.V. روميانتسيف ، إي. أنتينا ، Yu.V. تشيستياكوف. - م: الكيمياء ، كولوس ، 2007. - 560 ص. المراجعين: رئيس. كافيه الأنزيم الكيميائي ، جامعة موسكو الحكومية. م. ... "

روميانتسيف إي. وإلخ.

أسس الحياة الكيميائية / E.V. روميانتسيف ، إي. أنتينا ، Yu.V. تشيستياكوف.

- م: الكيمياء ، كولوس ، 2007. - 560 ص.

المراجعين: رئيس. كافيه الأنزيم الكيميائي ، جامعة موسكو الحكومية. م. لومونوسوف

وثيقة. كيمياء. علوم ، أستاذ ، عضو مراسل. RAS S.D. فارفولومييف. رئيس مختبر. معهد

كيمياء الحلول RAS Dr. كيمياء. العلوم ، أ. ت. لوموف. قسم الكيمياء العامة والحيوية العضوية والبيولوجية في أكاديمية إيفانوفو الطبية الحكومية (رئيس القسم - دكتور في العلوم الطبية ، البروفيسور VB Slobodin) وصف منهجي للقضايا الرئيسية للكيمياء الحيوية الثابتة والديناميكية والوظيفية والصيدلانية والسريرية . مع الأخذ في الاعتبار أحدث الإنجازات في مجال علم الكيمياء الحيوية ، والمواد المتعلقة بالحفز الإنزيمي ، والفيتامينات ، والأحماض النووية ، والهرمونات ، وعمليات نقل المعلومات الوراثية في الكائنات الحية ، والطاقة الحيوية ، واستقلاب الفئات الرئيسية للمركبات الحيوية ، وتنظيم الغدد الصم العصبية من العمليات الكيميائية الحيوية ، وما إلى ذلك ، تم اختياره بعناية.بعض جوانب الصورة - والاستقبال الكيميائي ، والكيمياء الحيوية للجهاز العصبي والعضلي والجهاز المناعي ، وكذلك المجالات التطبيقية في علم الكيمياء الحيوية. الغرض من الكتاب المدرسي هو تشكيل أفكار المتخصصين في المستقبل حول الإنجازات الأساسية في دراسة الأسس الكيميائية للحياة وتطوير البحث في هذا المجال من المعرفة العلمية.

للطلاب وطلاب الدراسات العليا ومدرسي الجامعات الكيميائية في اتجاه "الكيمياء" ، وكذلك الجامعات البيولوجية والطبية وعلماء الكيمياء الحيوية وعلماء الأحياء والأطباء ومجموعة واسعة من القراء المهتمين بعمليات الحياة.

قائمة الاختصارات والرموز مقدمة مقدمة ب 1. تعد الكيمياء الحيوية من أهم مجالات العلوم الطبيعية الحديثة ب 2. الجوانب التاريخية لتطور الكيمياء الحيوية كعلم B.3. خصوصية النظم البيولوجية ب 4. التركيب الكيميائي للكائنات الحية ب 5. التنظيم الإنشائي والكيميائي للخلية الحية B.6. الأيض والطاقة في الكائنات الحية ب 7. أسئلة الاختبار الحجم والشكل والوزن الجزيئي للجزيئات الحيوية

القسم 1. المركبات الأساسية

الفصل 1. الأحماض الأمينية. الببتيدات. البروتينات تطوير أفكار حول المواد البروتينية 1.1.

الأحماض الأمينية 1.2.

الخواص الفيزيائية والكيميائية للأحماض الأمينية 1.3.

تكوين الأحماض الأمينية من الببتيدات والبروتينات 1.4.

التنظيم الهيكلي المكاني للببتيدات والبروتينات 1.5.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبروتينات ومحاليلها 1.6.

طرق عزل وتنقية البروتينات 1.7.

طرق تحديد الوزن الجزيئي للبروتينات 1.8.

الوظائف البيولوجية للبروتينات 1.9.

خصائص المجموعات الفردية للببتيدات والبروتينات 1.10.

1.10.1. الببتيدات الطبيعية 1.10.2. إلخ

- & nbsp– & nbsp–

الفصل 2. الانزيمات

2.1 علم الإنزيم

2.2 تصنيف وتسمية الإنزيمات

2.3 الطبيعة الكيميائية للإنزيمات

2.4 ميزات التحفيز الأنزيمي

2.5 آليات عمل الإنزيمات

2.6 الوصف الحركي للتفاعلات الأنزيمية

2.7 العوامل التي تؤثر على معدل التفاعلات الأنزيمية

2.8 تنظيم نشاط الانزيم

2.9. الأهمية البيولوجية للأنزيمات

2.10. استخدام الإنزيمات في الصناعة والطب والزراعة أسئلة الرقابة الفصل 3. الفيتامينات

- & nbsp– & nbsp–

الفصل 6

6.1 التركيب والوظائف البيولوجية للكربوهيدرات

6.2 السكريات الأحادية

6.3 قلة السكريات

6.4 أسئلة اختبار عديد السكاريد الفصل 7. الدهون

7.1 التركيب والوظائف البيولوجية للدهون

7.2 دهون بسيطة قابلة للتصبن

7.3. دهون معقدة قابلة للتصبن

7.4. أسئلة اختبار الدهون غير القابلة للتصبن الفصل 8. الأحماض النووية

- & nbsp– & nbsp–

القسم الثاني. الأيض والطاقة

الفصل 10. أساسيات الطاقة الحيوية. المسار العام للتقويض

10.1. مقدمة في التمثيل الغذائي والطاقة

10.2. أنظمة التمثيل الغذائي للكائنات الحية

10.3. أساسيات الطاقة الحيوية. إقران الطاقة 10.4. مركبات "عالية الطاقة"

10.5. الأكسدة البيولوجية

10.6. السلسلة التنفسية

10.7. فسفرة ADP. أكسدة الميتوكوندريا

10.8. أكسدة الميكروسومات

10.9. الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للكائنات الحية نتيجة تبادل الطاقة وإنتاج الحرارة

10.10. المسار العام للتقويض

10.11. توازن الكتلة الحيوية في التمثيل الغذائي

10.12. أسئلة اختبار طرق البحث الأيضية الفصل 11. التمثيل الغذائي للحمض النووي

11.1. الأساس الجزيئي للوراثة

11.2. التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات

11.3. التخليق الحيوي للحمض النووي (النسخ المتماثل)

11.4. التخليق الحيوي للحمض النووي الريبي (النسخ)

11.5. تقويض الأحماض النووية والنيوكليوتيدات

11.6. اضطرابات التمثيل الغذائي للنيوكليوتيدات أسئلة الاختبار الفصل 12. التمثيل الغذائي للبروتين والأحماض الأمينية

12.1. ديناميات البروتينات في الجسم

12.2. التثبيت البيولوجي للنيتروجين الجزيئي

12.3. التخليق الحيوي للبروتين (ترجمة)

12.4. القيمة الغذائية للبروتينات

12.5. التحلل المائي للبروتينات أثناء الهضم

12.6. ملامح تقويض الأحماض الأمينية

12.7. تقويض الهيكل الكربوني للأحماض الأمينية

12.8 تبادل الأمونيا

12.9 التخليق الحيوي للأحماض الأمينية غير الأساسية

12.10. ملامح تبادل المجموعات الاصطناعية من البروتينات المعقدة على سبيل المثال الهيموجلوبين

12.11. اضطرابات التمثيل الغذائي للبروتين أسئلة الاختبار الفصل 13. التمثيل الغذائي للكربوهيدرات

13.1. تحول الكربوهيدرات أثناء الهضم

13.2. تفعيل السكريات الأحادية

13.3. تبادل الجليكوجين

13.4. هدم الجلوكوز

13.5. الإيثانول والتمثيل الغذائي

13.6. مسار فوسفات البنتوز لأكسدة الكربوهيدرات

13.7 التخليق الحيوي للجلوكوز

13.8 الأمراض المرتبطة باضطرابات التمثيل الغذائي للكربوهيدرات

13.9 التمثيل الضوئي لأسئلة اختبار الكربوهيدرات الفصل 14. التمثيل الغذائي للدهون

- & nbsp– & nbsp–

أسئلة الرقابة الفصل 15. نقل المواد من خلال الأغشية الحيوية. تبادل المياه والمعادن

15.1. هيكل أغشية الخلايا

15.2. نقل المواد عبر الأغشية الحيوية

15.3. دور مستقبلات الأغشية الحيوية

15.4. الماء: الخصائص والوظائف البيولوجية

15.5. أسئلة مراقبة الصرف المعدني

القسم الثالث. القواعد الجزيئية من أهم الفسيولوجية

العمليات

الفصل السادس عشر

16.1. الجهاز العصبي وتنظيمه البنيوي والوظيفي

16.2. آلية حدوث وانتقال النبضات العصبية

16.3. الطبيعة الكيميائية وعمل الناقلات العصبية

16.4. الآليات الكيميائية للذاكرة

16.5. كيمياء الأحاسيس

16.6. ملامح الاتصال الكيميائي بين الكائنات الحية

16.7. تأثير المواد السامة على الجهاز العصبي أسئلة التحكم

- & nbsp– & nbsp–

الفصل الثامن عشر

18.1. التنظيم الهيكلي والوظيفي لجهاز المناعة

18.2. الطبيعة الكيميائية للأجسام المضادة

18.3. تفاعل المستضد والجسم المضاد

18.4. نظام كامل

18.5. الإنترفيرون

18.6. فصائل الدم

18.7. نقص المناعة. مشكلة أسئلة السيطرة على الإيدز

القسم الرابع. الجوانب التطبيقية للكيمياء الحيوية

الفصل التاسع عشر التكنولوجيا الحيوية

19.1. الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية أهم فروع الصناعة الحديثة

19.2. طرق الهندسة الوراثية

19.3. المنتجات النباتية والحيوانية المعدلة وراثيا

19.4. الجوانب المنهجية والأخلاقية لاستنساخ البشر

19.5. منتجات الهندسة الوراثية للطب والصيدلة

19.6. مشاكل وآفاق الهندسة الوراثية وأسئلة التحكم في التكنولوجيا الحيوية

الفصل 20

دور الكيمياء في حل مشاكل علم الصيدلة 20.1.

طرق الحصول على الأدوية 20.2.

تصنيف المواد الطبية 20.3.

ملامح التمثيل الغذائي للدواء 20.4.

انتقائية عمل الدواء 20.5.

20.6 خصائص المجموعات الكيميائية الرئيسية للمواد الطبية.

20.6.1. الأدوية القائمة على مشتقات البنزين 20.6.2. الأدوية القائمة على المركبات الحلقية غير المتجانسة 20.6.3. أسئلة اختبار المضادات الحيوية الفصل 21. أساسيات الكيمياء الحيوية السريرية

- & nbsp– & nbsp–

استنتاج ح 1. أصل الحياة. مفاهيم التطور البيوكيميائي Z.2. المنطق الجزيئي للأحياء Z.3. حائزو جائزة نوبل في الكيمياء الحيوية ومجالات العلوم ذات الصلة

- & nbsp– & nbsp–

تعتبر معرفة الطبيعة الحية والتنوع اللامتناهي لأشكالها مهمة عالمية للعلوم الطبيعية الحديثة. ستكون هذه المعرفة مستحيلة بدون التفاعل الوثيق بين علوم الطبيعة: الأحياء ، والكيمياء ، والفيزياء ، وما إلى ذلك. من المهم جدًا أن تحوّل علم الأحياء ، وعلم الكائنات الحية ، نظرًا لأنه يتضمن أساليب الكيمياء والفيزياء ، من وصف في العلم الدقيق الذي يجري البحث على المستوى الجزيئي ، أي وصلت دراسة العالم الحي إلى أعماقها. اكتسبت الكيمياء ، باعتبارها أداة قوية لدراسة وفهم العمليات التي تحدث في الكائنات الحية ، دورًا مهيمنًا في مجالات مختلفة من الحياة الحديثة: من استخدام المواد الكيميائية ضد الآفات النباتية إلى الأساليب المعقدة للتشخيص السريري. لذلك ، من المستحيل ببساطة تخيل كيميائي متخصص حديث بدون ثروة من المعرفة حول العمليات الجزيئية التي تكمن وراء الحياة.

يهدف المقرر الدراسي "أسس الحياة الكيميائية" إلى تكوين أفكار حديثة حول الإنجازات الأساسية في دراسة كيمياء العالم الحي: التركيب الكيميائي للكائنات الحية ، وخصائص الجزيئات الحيوية وخصائص تفاعلها ، والأسس الجزيئية للتحفيز الحيوي ، التمثيل الغذائي ، الوراثة ، التنظيم العصبي الهرموني ، المناعة ، الاستلام الضوئي والكيميائي وغيرها. وفي الوقت نفسه ، يجب أن تثير هذه الدورة ، وفقًا لقناعة أعمق للمؤلفين ، اهتمام أولئك الذين يدرسونها في معرفة الذات ، حيث أن الوعي نفسه كجزيء من العالم الحي يترك بصمة على نظرة المرء للعالم. يبدو لنا أنه من المهم ليس فقط تدريس الموضوع ، ولكن أيضًا غرس الإثارة والفضول والاهتمام في المتخصصين في المستقبل في هذا الموضوع الذي نختبره بأنفسنا. يتشكل هذا الاهتمام في المقام الأول نتيجة لإدخال الحقائق العلمية في الدورة الكلاسيكية للكيمياء الحيوية ، مما يعكس الإنجازات الأكثر قيمة للعلم الحديث في فهم الجوهر الجزيئي لعمليات الحياة.

كان لمؤلفي هذا الدليل هدفان رئيسيان: أولاً ، إعطاء المعلومات الأكثر عمومية (بعيدًا عن كونها شاملة!) حول الكيمياء الحيوية والتحدث عن الوضع الحالي لهذا العلم سريع التطور (مع التركيز الرئيسي على الكيمياء الحيوية البشرية) ؛ ثانيًا ، لا يقل أهمية ، عن تعزيز تنمية التفكير البحثي للطلاب في هذا المجال.

عند كتابة الدليل ، تم استخدام نهج منهجي لتقديم المادة ، والتي تم تشكيلها على مدار سنوات عديدة من تدريس مقرر "أسس الحياة الكيميائية" لطلاب قسم إيفانوفو في الكلية الكيميائية العليا التابعة لأكاديمية العلوم الروسية ، الذين يدرسون في اتجاه إعداد البكالوريوس والماجستير "كيمياء".

جميع المعلومات الواردة في هذا الدليل مقدمة في أربعة أقسام ، تشمل 21 فصلاً. المادة الأساسية للكتاب مسبوقة بـ "مقدمة" ، وتنتهي الدورة بـ "خاتمة").

يغطي "المقدمة" موضوع ومهام الكيمياء الحيوية ، وتاريخ موجز لتطورها ، والتركيب الكيميائي وهيكل الكائنات الحية ، وما إلى ذلك ، أي إنه استطرادا موجزا في علم الكيمياء الحيوية. القسم الأول - "المركبات الحيوية" (الفصول 1-9) - يحتوي على معلومات حول سمات التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية والكيميائية والوظائف البيولوجية للمركبات التي تنتمي إلى المجموعات الرئيسية للمواد النشطة بيولوجيًا:

الأحماض الأمينية ، الببتيدات ، البروتينات ، الإنزيمات ، الفيتامينات ، المعادن الحيوية ، رباعي البيرولات الخطية والخطية ، الكربوهيدرات ، الدهون ، الأحماض النووية والهرمونات. القسم الثاني - "الأيض والطاقة" (الفصول 10-15) - يتعامل مع الحالة الديناميكية للمواد في الكائنات الحية (أساسيات الطاقة الحيوية ، وعمليات نقل المعلومات الوراثية ، وتبادل المجموعات الرئيسية للجزيئات الحيوية - الأحماض الأمينية ، والبروتينات والكربوهيدرات والدهون والأملاح المعدنية والمياه). القسم الثالث - "الأساس الجزيئي لأهم العمليات الفسيولوجية" (الفصول 16-18) يعطي فكرة عن الجوانب الفيزيائية والكيميائية لعمل الجهاز العصبي والعضلي وجهاز المناعة في الجسم. القسم الرابع - "الجوانب التطبيقية للكيمياء الحيوية" (الفصول 19-21) - مخصص لتحليل المجالات التطبيقية الحديثة لعلوم الكيمياء الحيوية: الهندسة الوراثية والتقنيات الحيوية الأخرى ، الصيدلانية والكيمياء الحيوية السريرية. في "الخاتمة" جرت محاولة لتقديم المفاهيم الحديثة لأصل الحياة والتطور الكيميائي الحيوي ، لتوصيف المنطق الجزيئي للأحياء وصياغة الأهداف والغايات الرئيسية للكيمياء الحيوية في القرن الحادي والعشرين. بعد كل فصل ، يتم إعطاء أسئلة التحكم ، والعمل الذي يساهم في استيعاب الطلاب بشكل أفضل لمواد الانضباط.

في نهاية الكتاب ، وللتيسير ، تم توفير "قاموس موجز للمصطلحات البيوكيميائية" ، مما يسهل العثور على المواد الضرورية عند استخدام الدليل. الدليل ينتهي بببليوغرافيا. تم تقديم مساعدة لا تقدر بثمن في اختيار المواد عند كتابة الكتاب للمؤلفين من قبل الدوريات العلمية المحلية والأجنبية عن اتجاه الكيمياء الحيوية ("الكيمياء الحيوية" ، "الفيزياء الحيوية" ، "الكيمياء العضوية الحيوية" ، "البيولوجيا الجزيئية" ، إلخ).

من أجل وضوح واكتمال العرض التقديمي ، قدم المؤلفون للكتاب المدرسي عددًا كبيرًا من الصيغ والأشكال والمخططات والرسوم البيانية والجداول ، تم تطويرها جزئيًا من قبل أنفسهم ، واستعارت جزئيًا من مصادر أخرى ، ولكن تم تنقيحها أو تبسيطها.

Varfolomeev (Lomonosov Moscow State University) ، أ. ت. Lomova (معهد كيمياء حلول RAS) ، أ. في. سلوبودين وطاقم القسم الذي يرأسه (أكاديمية إيفانوفو الطبية الحكومية) - للحصول على تعليقات نقدية ونصائح قيمة حول تحسين جودة الدليل ، وكذلك لعائلاتهم وجميع من أحاطوا بنا بالعناية والاهتمام أثناء كتابة كتاب.

يدرك المؤلفون المسؤولية عن الأخطاء المحتملة في الحقائق أو في تفسيرها ، والتي قد تحدث في نص الدليل ، ويرجع ذلك أساسًا إلى التعقيد والغموض في تفسيرها من قبل العلم الحديث. سيتم قبول الملاحظات والتعليقات على الكتاب بامتنان وأخذها في الاعتبار في العمل المستقبلي.

أعمال مماثلة:

"ملاحظة توضيحية: تم تصميم البرنامج التعليمي العام الإضافي" Evrikum "لتوجيه العلوم الطبيعية لمدة عام واحد من الدراسة في مقدار 144 ساعة. يستهدف البرنامج تلاميذ المدارس في الصف التاسع. الصلة بالموضوع: اليوم ، تحظى مشاكل حالة البيئة الطبيعية باهتمام واهتمام متزايد ... "الصناعة" من 24 إلى 27 تشرين الأول (أكتوبر) 2016 المنتدى الدولي الثامن "الغابات والرجل" "الاستثمارات في التنمية المبتكرة والبيئة" 24-27 أكتوبر 2016 بإيجاز حول المعرض و ... "Galkina Maria Andreevna BIOMORPHOLOGICAL FEATURES OF THE INVASIVE BIDENS L. في الجزء الأوروبي من روسيا التخصص 03.02.01 - ملخص علم النبات أطروحة لدرجة المرشح للعلوم البيولوجية موسكو - 2014 ... "

"اللجنة الوطنية لأوكرانيا من قبل الميكانيكا النظرية والتطبيقية تاراس شيفتشينكو الجامعة الوطنية في كييف معهد الرياضيات التابع لأوكرانيا معهد ميكانيكا NAS في أوكرانيا معهد علم التحكم الآلي في ..."

"جامعة ولاية موردوفيان التي تم تسميتها بعد إن. ب. أوجاريفا لجنة الموارد الطبيعية لجمهورية موردوفيا جيوكولوجيا مستوطنات جمهورية موردوفيا في سارانسك دار النشر في جامعة موردوفيا (DOCT-9) DOCT (470.3)

2017 www.site - "مكتبة الكترونية مجانية - مواد الكترونية"

تم نشر مواد هذا الموقع للمراجعة ، وجميع الحقوق ملك لمؤلفيها.
إذا كنت لا توافق على نشر المواد الخاصة بك على هذا الموقع ، فيرجى الكتابة إلينا ، وسنزيلها في غضون يوم إلى يومي عمل.

لتضييق نطاق نتائج البحث ، يمكنك تحسين الاستعلام عن طريق تحديد الحقول للبحث فيها. قائمة الحقول معروضة أعلاه. علي سبيل المثال:

يمكنك البحث عبر عدة حقول في نفس الوقت:

العوامل المنطقية

المشغل الافتراضي هو و.
المشغل أو العامل ويعني أن المستند يجب أن يتطابق مع جميع العناصر في المجموعة:

البحث و التنمية

المشغل أو العامل أويعني أن المستند يجب أن يتطابق مع إحدى القيم الموجودة في المجموعة:

دراسة أوتطوير

المشغل أو العامل ليسباستثناء المستندات التي تحتوي على هذا العنصر:

دراسة ليستطوير

نوع البحث

عند كتابة استعلام ، يمكنك تحديد طريقة البحث عن العبارة. يتم دعم أربع طرق: البحث على أساس التشكل ، بدون التشكل ، البحث عن بادئة ، البحث عن عبارة.
بشكل افتراضي ، يعتمد البحث على التشكل.
للبحث بدون علم التشكل ، يكفي وضع علامة "الدولار" قبل الكلمات في العبارة:

$ دراسة $ تطوير

للبحث عن بادئة ، يجب وضع علامة النجمة بعد الاستعلام:

دراسة *

للبحث عن عبارة ، تحتاج إلى تضمين الاستعلام بين علامتي اقتباس:

" البحث والتطوير "

البحث عن طريق المرادفات

لتضمين مرادفات كلمة في نتائج البحث ، ضع علامة تجزئة " # "قبل كلمة أو قبل تعبير بين قوسين.
عند تطبيقها على كلمة واحدة ، سيتم العثور على ما يصل إلى ثلاثة مرادفات لها.
عند تطبيقه على تعبير بين قوسين ، سيتم إضافة مرادف لكل كلمة إذا تم العثور على واحدة.
غير متوافق مع عمليات البحث بدون مورفولوجيا أو بادئة أو عبارة.

# دراسة

التجمع

تستخدم الأقواس لتجميع عبارات البحث. يتيح لك هذا التحكم في المنطق المنطقي للطلب.
على سبيل المثال ، تحتاج إلى تقديم طلب: ابحث عن مستندات مؤلفها Ivanov أو Petrov ، والعنوان يحتوي على الكلمات بحث أو تطوير:

البحث التقريبي عن الكلمات

للبحث التقريبي ، تحتاج إلى وضع علامة التلدة " ~ "في نهاية إحدى الكلمات في عبارة. على سبيل المثال:

البروم ~

سيجد البحث كلمات مثل "برومين" و "روم" و "حفلة موسيقية" وما إلى ذلك.
يمكنك تحديد الحد الأقصى لعدد عمليات التحرير الممكنة اختياريًا: 0 أو 1 أو 2. على سبيل المثال:

البروم ~1

الافتراضي هو 2 تحرير.

معيار القرب

للبحث عن طريق القرب ، تحتاج إلى وضع علامة التلدة " ~ "في نهاية العبارة. على سبيل المثال ، للعثور على مستندات تحتوي على الكلمات" بحث وتطوير "في كلمتين ، استخدم الاستعلام التالي:

" البحث و التنمية "~2

أهمية التعبير

لتغيير أهمية التعبيرات الفردية في البحث ، استخدم العلامة " ^ "في نهاية التعبير ، ثم أشر إلى مستوى ملاءمة هذا التعبير بالنسبة إلى الآخرين.
كلما ارتفع المستوى ، كان التعبير المعطى أكثر صلة.
على سبيل المثال ، في هذا التعبير ، تعتبر كلمة "بحث" أكثر صلة بأربع مرات من كلمة "تطوير":

دراسة ^4 تطوير

المستوى الافتراضي هو 1. القيم الصالحة هي رقم حقيقي موجب.

البحث في غضون فترة

لتحديد الفاصل الزمني الذي يجب أن تكون فيه قيمة بعض الحقول ، يجب عليك تحديد قيم الحدود بين قوسين ، مفصولة بالمعامل ل.
سيتم إجراء فرز معجمي.

مثل هذا الاستعلام سيعيد النتائج مع المؤلف بدءًا من إيفانوف وانتهاءً بتروف ، لكن لن يتم تضمين إيفانوف وبيتروف في النتيجة.
لتضمين قيمة في فاصل زمني ، استخدم الأقواس المربعة. استخدم الأقواس المتعرجة للهروب من قيمة.

نسخة طبق الأصل

1 الوكالة الفيدرالية للتعليم Lomonosov أكاديمية موسكو الحكومية للتكنولوجيا الكيميائية الدقيقة M.V.Lomonosova قسم الكيمياء العضوية Borisova E.Ya. ، Kolobova T.P. ، Borisova N.Yu. الأساس الكيميائي للحياة (الجزء الأول)

2 LBC UDC Borisova E.Ya.، Kolobova T.P.، Borisova N.Yu. الأسس الكيميائية للحياة Textbook M. MITHT im. ام في لومونوسوف ، 2007 M.V. Lomonosov كوسيلة مساعدة في التدريس. نقاط البيع. 129/2007 هذا الكتاب المدرسي هو إضافة إلى الكتب المدرسية الموجودة حول الأسس الكيميائية للحياة والكيمياء الحيوية. وهو يعكس مسار المحاضرات لطلاب السنة الرابعة في تخصصات "أساسيات الكيمياء الحيوية" و "أسس الحياة الكيميائية". يعكس الوضع الحالي لتطور الكيمياء الحيوية ويأخذ في الاعتبار مهام تدريسها لإعداد البكالوريوس. أساسيات الكيمياء الحيوية هي تخصص إلزامي في برامج درجة البكالوريوس "التكنولوجيا الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية" وبرنامج درجة البكالوريوس "الكيمياء" ورابط مهم في نظام التخصصات الأساسية للملف الكيميائي ، مما يوفر التدريب المهني لأخصائي المستقبل. الغرض الرئيسي من الدليل هو تكوين معرفة منهجية حول التركيب والخصائص الكيميائية والتمثيل الغذائي للبروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون والمركبات النشطة بيولوجيًا. المراجع: أستاذ مشارك ، دكتوراه. خاريتونوفا أو في. MITHT لهم. إم في لومونوسوف ،

3 المحتويات الصفحة 1. مقدمة. المنطق الجزيئي للمادة الحية السمات المميزة لاستقلاب المادة الحية. التمثيل الغذائي. مسارات الأيض التقويضي والابتنائي تصنيف الكائنات الحية مصادر الطاقة وتحولها في الخلية الحية أنواع الخلايا الخلايا العناصر الرئيسية للخلية ودورها في حياة الكائنات نمو الخلايا وانقسامها البروتينات الأحماض الأمينية تصنيف الأحماض الأمينية الخصائص الفيزيائية من الأحماض الأمينية تخليق الأحماض الأمينية فصل الأحماض الأمينية الراسيمية الخواص الكيميائية - الأحماض الأمينية الببتيدات والبروتينات تخليق الببتيدات التركيب المكاني للببتيدات والبروتينات هيكل مجموعة الببتيد التركيب الأساسي وتسلسل الأحماض الأمينية التركيب الثانوي للبروتين العالي بنية البروتين الرباعي التركيب للبروتين تصنيف البروتينات الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبروتينات 77 3

4 1. المنطق الجزيئي للمادة الحية 1.1. السمات المميزة للمادة الحية في ظل مفهوم "الحياة" يقصد معظم العلماء عملية وجود أنظمة معقدة تتكون من جزيئات عضوية كبيرة يمكنها التكاثر والحفاظ على وجودها نتيجة تبادل الطاقة والمادة مع البيئة. جميع الكائنات الحية مبنية من الجزيئات. إذا تم عزل هذه الجزيئات ودراستها في حالة منعزلة ، فيتبين أنها تخضع لجميع القوانين الفيزيائية والكيميائية التي تحدد سلوك المادة غير الحية. ومع ذلك ، فإن الكائنات الحية لها خصائص غير عادية غائبة في تراكمات المواد غير الحية: 1. البيئة غير الحية (التربة ، الماء ، الصخور) عادة ما تمثل خلائط غير منتظمة من المركبات الكيميائية البسيطة نسبيًا ، تتميز بتنظيم هيكلي ضعيف للغاية. بالنسبة للكائنات الحية ، تعقيد الهيكل والمستوى العالي من التنظيم. 2. كل مكون من مكونات الكائن الحي له غرض خاص ويؤدي وظيفة محددة بدقة. هذا لا ينطبق فقط على الهياكل داخل الخلايا (على سبيل المثال ، النواة أو غشاء الخلية) ، ولكن أيضًا بالنسبة للمكونات الكيميائية الفردية للخلية ، والدهون ، والبروتينات ، والأحماض النووية. لذلك ، في حالة الكائنات الحية ، فإن مسألة وظيفة كل جزيء مناسبة تمامًا. في الوقت نفسه ، فإن مثل هذا السؤال فيما يتعلق بالجزيئات التي تشكل مواد غير حية سيكون غير مناسب وببساطة لا معنى له. 3. من السمات المهمة للكائنات الحية قدرتها على الاستخراج من البيئة وتحويل الطاقة التي يتم إنفاقها على بناء والحفاظ على التنظيم الهيكلي المعقد الذي يميز الكائنات الحية ، وتستخدم مواد البداية البسيطة كمواد خام. لا تتمتع المادة الجامدة بهذه القدرة على استخدام الطاقة الخارجية للحفاظ على بنيتها الخاصة. على العكس من ذلك ، عندما يمتص نظام غير حي الطاقة الخارجية ، مثل الضوء أو الحرارة ، فإنه ينتقل عادةً إلى حالة تتميز بدرجة أقل من النظام. 4. إن أكثر خصائص الكائنات الحية إثارة للدهشة هي قدرتها على إعادة إنتاج نفسها بدقة ، أي للإنتاج في غضون 4

5 أجيال عديدة من الأشكال المتشابهة في الكتلة والحجم والبنية الداخلية. تختلف الكائنات الحية اختلافًا كبيرًا عن البيئة التي تعيش فيها من حيث التركيب الكيميائي. تم العثور على أكثر من 60 عنصرًا كيميائيًا في الكائنات الحية التي تشكل الكتلة الحيوية للأرض. من بينها ، مجموعة من العناصر الموجودة في تكوين أي كائن حي ، بغض النظر عن الأنواع ومستوى تنظيم هذا الأخير ، يتم تمييزها بشروط. وتشمل C و N و H و S و P و Na و K و Ca و Mg و Zn و Fe و Mn و Cu و Co و Mo و B و V و I و Cl. تلعب العناصر الستة الأولى ، التي تسمى الكائنات العضوية ، دورًا استثنائيًا في النظم الحيوية ، حيث يتم استخدامها لبناء أهم المركبات التي تشكل أساس المادة الحية - البروتينات ، والأحماض النووية ، والكربوهيدرات ، والدهون ، وما إلى ذلك. العناصر الموجودة في جسم الإنسان 97.3٪. من هؤلاء: C 21.0 ؛ ح 9.7 ؛ حوالي 62.4 ؛ ن 3.1 ؛ P 0.95 و S 0.16٪. في المادة الجامدة ، هذه العناصر أقل شيوعًا. في الغلاف الجوي وفي قشرة الأرض ، تحدث فقط في شكل مركبات غير عضوية بسيطة ومستقرة وتفتقر إلى الطاقة ، مثل ، على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين الجزيئي والكربونات والنترات. تسمى العناصر العشرة التالية "معادن الحياة" وهي مهمة جدًا للحفاظ على الهيكل والنشاط الوظيفي للبوليمرات الحيوية. تبلغ حصتهم في الجسم 2.4٪. تكون جميع "معادن الحياة" في الكائنات الحية في شكل كاتيونات حرة أو أيونات معقدة مرتبطة بأجناس حيوية. في شكل الكاتيونات الحرة يوجد فقط الصوديوم والبوتاسيوم ، توجد كاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في كل من الحالات الحرة والمربوطة (في شكل معقدات أو مركبات غير قابلة للذوبان في الماء). تعتبر الكاتيونات الموجودة في "معادن الحياة" الأخرى جزءًا أساسيًا من المركبات الحيوية للجسم ، والتي يختلف ثباتها على نطاق واسع. لا تحدث بقية العناصر الموجودة في الكتلة الحيوية بشكل منهجي في الطبيعة الحية ، ولم يتم توضيح أهميتها البيولوجية في كثير من الحالات. تلعب الكائنات العضوية دورًا مهمًا في ظواهر الحياة بسبب مجموعة معقدة من الصفات الخاصة. تتميز الكائنات العضوية بتنوع استثنائي من الروابط الكيميائية التي تشكلها ، والتي تحدد تنوع الجزيئات الحيوية في الكائنات الحية. نتيجة لذلك ، يتفوق الكربون ، على سبيل المثال ، على السيليكون من حيث عدد وتنوع المركبات الممكنة ذات الخصائص الفريدة. تكمن الصفة الثانية في حقيقة أن ذرات العناصر المذكورة ، باختلاف أحجامها الصغيرة ، تشكل جزيئات كثيفة نسبيًا مع أدنى مسافات بين الذرية. هذه الجزيئات أكثر مقاومة لعمل مادة كيميائية معينة 5

6 وكلاء. وأخيرًا ، الجودة الثالثة متأصلة بشكل رئيسي في P و S ، وفقط إلى حد صغير في N ، وتتلخص في ظهور مركبات معينة على أساس هذه العناصر ، والتي يؤدي انهيارها إلى إطلاق كمية متزايدة من الطاقة تستخدم لعمليات الحياة. وأخيرًا ، تشكل الكائنات العضوية بشكل أساسي مركبات قابلة للذوبان في الماء ، مما يساهم في تركيزها في الكائنات الحية التي تحتوي على أكثر من 60٪ ماء. وفقًا للمحتوى الكمي في المادة الحية ، يتم تقسيم العناصر إلى ثلاث فئات: العناصر الكبيرة ، التي يتجاوز تركيزها 0.001٪ (، C ، H ، Ca ، N ، P ، S ، Mg ، Na ، Cl ، Fe) ، العناصر الدقيقة ، نسبتها من 0.001 إلى 0.٪ (Mn ، Zn ، Cu ، B ، Mo ، Co وغيرها الكثير) وعناصر فائقة الصغر ، لا يتجاوز محتواها 0.٪ (Hg ، Au ، U ، Ra ، إلخ. .). من بين المغذيات الكبيرة ، تحتوي الكتلة الحيوية على O و C و N و Ca بأكبر كمية. من بين هؤلاء ، يتم تمثيل O و Ca فقط على نطاق واسع في قشرة الأرض. تم العثور على العديد من العناصر الموجودة في الغلاف الصخري بكميات كبيرة (Si ، Al ، Fe ، إلخ) في العالم العضوي بتركيزات منخفضة نسبيًا. تتمثل الوظيفة الرئيسية للمغذيات الكبيرة في بناء الأنسجة والحفاظ على التناضحي ، والكهارل المائي ، والتوازن الحمضي القاعدي ، والاختزال ، والروابط المعدنية ، أي الحفاظ على الحالة الداخلية الطبيعية للجسم. العناصر النزرة هي جزء من الإنزيمات والهرمونات والفيتامينات وغيرها من المركبات النشطة بيولوجيًا ، بشكل أساسي كعوامل معقدة أو منشطات لعملية التمثيل الغذائي. يتم توزيع العناصر النزرة بشكل غير متساو بين الأنسجة والأعضاء. توجد معظم العناصر النزرة في أنسجة الكبد بتركيزات قصوى ، لذلك يعتبر الكبد مستودعًا للعناصر النزرة. تظهر بعض العناصر النزرة تقاربًا خاصًا لأنسجة معينة. على سبيل المثال ، لوحظ وجود زيادة في محتوى اليود في الغدة الدرقية ، والفلورايد في مينا الأسنان ، والزنك في البنكرياس ، والموليبدينوم في الكلى ، والباريوم في شبكية العين ، والسترونشيوم في العظام ، والمنغنيز ، والبروم ، والكروم في الغدة النخامية . يخضع المحتوى الكمي للعناصر النزرة في جسم الإنسان لتقلبات كبيرة ويعتمد على عدد من الظروف: العمر والجنس والوقت من السنة واليوم وظروف العمل وما إلى ذلك. يمكن أن تكون التغييرات في توزيع العناصر النزرة بين أنسجة الجسم بمثابة اختبار تشخيصي والتنبؤ بمرض معين ، ويمكن أيضًا استخدامها في الفحص الطبي الشرعي. مع المسار الطبيعي للعمليات الفسيولوجية في الجسم ، يتم الحفاظ على مستوى معين من تشبع الأنسجة بالعناصر الدقيقة ، أي التوازن الجزئي. حفظ 6

7 مستويات مثلى من العناصر النزرة في الجسم تشارك الهرمونات. مستويات عنصر التتبع تحت أو فوق هذا المستوى تؤدي إلى عواقب وخيمة على صحة الإنسان. بين التركيب الأولي للكائنات الحية والبيئة ، يمكن تتبع بعض العلاقات ، مما يشير إلى وحدة الطبيعة الحية وغير الحية. لذلك ، على سبيل المثال ، تشكل العناصر التي تتشكل بسهولة مركبات غازية وقابلة للذوبان في الماء الجزء الأكبر من المحيط الحيوي (C ، N ، P ، S) ، على الرغم من أن محتواها صغير نسبيًا في قشرة الأرض. يتم توزيع العناصر التي لا تعطي مركبات قابلة للذوبان في الماء على نطاق واسع في طبيعة غير عضوية ، وتوجد بكميات صغيرة في الكائنات الحية (Si ، Fe ، Al). تم إنشاء علاقة معينة بين الدور البيولوجي للعناصر ومكانها في النظام الدوري لمندليف: المحتوى الكمي للعناصر الكيميائية في الجسم يتناسب عكسياً مع أرقامها التسلسلية. تم بناء العالم العضوي بشكل أساسي من العناصر الخفيفة. في الغالبية العظمى من الحالات ، عند الانتقال من العناصر الخفيفة إلى العناصر الثقيلة داخل نفس المجموعة الفرعية ، تزداد سمية العناصر ، وبالتوازي مع ذلك ، ينخفض ​​محتواها في الكائنات الحية (Zn ، Cd ، Hg). تتبادل عناصر بعض المجموعات الفرعية بعضها البعض في الكائنات البيولوجية (Ca ، Sr ، Ba). وبالتالي ، فإن الأهمية الحاسمة في استخدام عناصر كيميائية معينة من قبل الكائنات الحية ترتبط بتوافرها للكائنات في البيئة ، وكذلك قدرة الكائنات الحية على امتصاصها وتركيزها بشكل انتقائي. من وجهة نظر الكيمياء ، يتم تقليل الانتقاء الطبيعي للعناصر إلى اختيار العناصر القادرة على تكوين روابط كيميائية قابلة للتغير من ناحية ، وقوية بدرجة كافية من ناحية أخرى. كما ذكرنا سابقًا ، توجد العديد من العناصر الكلية والصغرى التي تشكل المادة الحية في الأخير في شكل مركبات كيميائية مختلفة. معظم المكونات الكيميائية للكائنات الحية عبارة عن مركبات عضوية يكون فيها الكربون والنيتروجين في صورة مهدرجة. تنشأ جميع الجزيئات الحيوية العضوية في نهاية المطاف من سلائف بسيطة للغاية ذات وزن جزيئي منخفض مشتقة من البيئة ، وهي ثاني أكسيد الكربون والماء والنيتروجين الجوي. يتم تحويل هذه السلائف على التوالي من خلال سلسلة من المنتجات الوسيطة إلى جزيئات حيوية ذات وزن جزيئي متزايد ، والتي تلعب دور اللبنات الأساسية ، أي إلى مركبات عضوية ذات وزن جزيئي متوسط. 7

8 بعد ذلك ، ترتبط وحدات البناء هذه ببعضها البعض عن طريق الروابط التساهمية ، وتشكل جزيئات كبيرة ذات وزن جزيئي مرتفع نسبيًا. على سبيل المثال ، الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية التي تتكون منها البروتينات ؛ أحادي النوكليوتيدات هي اللبنات الأساسية للأحماض النووية ، والسكريات الأحادية هي اللبنات الأساسية للسكريات المتعددة ، والأحماض الدهنية هي اللبنات الأساسية لمعظم الدهون. تتمتع الجزيئات البسيطة القليلة التي تلعب دور اللبنات الأساسية للجزيئات الكبيرة بميزة أخرى رائعة. يؤدي كل منهم عادة عدة وظائف في الخلايا. وبالتالي ، فإن الأحماض الأمينية لا تعمل فقط كوحدات بناء لجزيئات البروتين ، ولكن أيضًا كسلائف للهرمونات ، والقلويدات ، والبورفين ، والأصباغ ، والعديد من الجزيئات الحيوية الأخرى ، ولا تستخدم أحاديات النيوكليوتيدات فقط كوحدات بناء للأحماض النووية ، ولكن أيضًا كأنزيمات مساعدة و مواد تخزين الطاقة. لذلك ، يبدو من المحتمل جدًا أن الجزيئات الحيوية لبنة البناء قد تم اختيارها أثناء التطور لقدرتها على أداء وظائف متعددة وليس وظيفة واحدة. لا تحتوي الكائنات الحية في حالتها الطبيعية على مركبات لا تعمل ، على الرغم من وجود جزيئات حيوية لا تزال وظائفها غير معروفة. في المستوى التالي ، الأعلى من التنظيم ، تتحد الجزيئات الكبيرة التي تنتمي إلى مجموعات مختلفة مع بعضها البعض ، وتشكل مجمعات فوق الجزيئات. على سبيل المثال ، البروتينات الدهنية عبارة عن معقدات من الدهون والبروتينات ، أو الريبوسومات عبارة عن مجمعات من الأحماض النووية والبروتينات. في المجمعات فوق الجزيئية ، لا ترتبط الجزيئات الكبيرة المكونة لها ببعضها البعض باستخدام الروابط التساهمية ؛ يتم "تماسكها" بواسطة قوى غير تساهمية ضعيفة للتفاعلات الأيونية ، والروابط الهيدروجينية ، والتفاعلات الكارهة للماء ، وقوى فان دير فال. ومع ذلك ، فإن الارتباط غير التساهمي للجزيئات الكبيرة في المجمعات فوق الجزيئية محدد للغاية ، وكقاعدة عامة ، مستقر للغاية بسبب "التركيب" الهندسي الدقيق أو تكامل الأجزاء الفردية للمجمع. على أعلى مستوى من التنظيم في التسلسل الهرمي للهيكل الخلوي ، يتم دمج العديد من المجمعات فوق الجزيئية في عضيات (نوى ، ميتوكوندريا ، صانعات خضراء) أو في أجسام وشوائب أخرى (الجسيمات الحالة ، الأجسام الدقيقة والفجوات). لقد ثبت أن المكونات المختلفة لجميع هذه الهياكل يتم دمجها أيضًا بشكل أساسي من خلال التفاعلات غير التساهمية. من بين جميع الجزيئات الكبيرة في الكائنات الحية ، تعتبر البروتينات أكثر شيوعًا ، وهذا صحيح بالنسبة لجميع أنواع الخلايا. اتضح أن الأنواع الأربعة الرئيسية من الجزيئات البيولوجية موجودة في 8 مختلفة

9 خلايا بنفس النسب تقريبًا ، باستثناء الأجزاء "غير الحية" من الكائنات الحية - الهيكل العظمي الخارجي ، والمكونات المعدنية للعظام ، والتكوينات خارج الخلية (الشعر ، والريش) ، وكذلك المواد الاحتياطية الخاملة ، مثل النشا وسمين. تبين أيضًا أن وظائف الفئات الأربع الرئيسية للجزيئات الحيوية في جميع الخلايا متطابقة. وبالتالي ، فإن الوظيفة العالمية للأحماض النووية هي تخزين المعلومات الجينية ونقلها. البروتينات هي منتجات مباشرة ، بالإضافة إلى أنها "منفذة" لعمل الجينات ، والتي تحتوي على معلومات وراثية. تتمتع معظم البروتينات بنشاط تحفيزي محدد وتعمل كأنزيمات ؛ تعمل البروتينات المتبقية كعناصر هيكلية. تؤدي السكريات وظيفتين رئيسيتين. يعمل بعضها (على سبيل المثال ، النشا) كشكل يتم فيه تخزين "الوقود" الضروري لحياة الخلية ، بينما يشكل البعض الآخر (على سبيل المثال ، السليلوز) مكونات هيكلية خارج الخلية. أما بالنسبة للدهون ، فهي تعمل ، أولاً ، كمكونات هيكلية رئيسية للأغشية ، وثانيًا ، كشكل احتياطي من "الوقود" الغني بالطاقة. من كل ما قيل ، يتضح أنه على الرغم من كل التعقيدات في التنظيم الجزيئي للخلية ، فإنها تتميز بالبساطة الأولية ، نظرًا لأن الآلاف من الجزيئات الكبيرة المختلفة مبنية من أنواع قليلة من جزيئات البناء البسيطة. من الواضح أن ثبات كل نوع من الكائنات الحية محفوظ بسبب وجود مجموعته الخاصة فقط من الأحماض والبروتينات النووية. يكمن مبدأ الاقتصاد الجزيئي تحت التنوع الوظيفي لبنات بناء الجزيئات. ربما تحتوي الخلايا الحية على أقل عدد من أنواع أبسط الجزيئات الممكنة ، وهو ما يكفي لضمان الشكل المناسب لوجودها في ظل ظروف بيئية معينة ، أي خصوصية الأنواع. الأنواع الرئيسية للمركبات التي تتكون منها الكائنات الحية هي: البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون (الدهون والمواد الشبيهة بالدهون) والماء والأملاح المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على الهيدروكربونات والكحول والأحماض الكربوكسيلية وأحماض الكيتو والأحماض الأمينية والأمينات والألدهيدات والكيتونات ومركبات أخرى في تكوين الكائنات الحية بكميات صغيرة. في بعض أنواع الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة ، تتراكم هذه المواد بكميات كبيرة ويمكن أن تكون بمثابة خاصية منهجية. تم العثور على الزيوت الأساسية والقلويات والعفص فقط في النباتات. لتنظيم التمثيل الغذائي في جميع الكائنات الحية ، توجد الهرمونات والإنزيمات والفيتامينات والمضادات الحيوية بكميات صغيرة. كثير من 9 المذكورة

10 مركبات لها تأثيرات فسيولوجية قوية وتعمل كمسرعات أو إبطاء لعمليات الحياة. يتم تجميعها أحيانًا معًا تحت اسم المركبات النشطة بيولوجيًا ، على الرغم من أنها متنوعة جدًا كيميائيًا. من بين المركبات التي تتكون منها الكائنات الحية ، من المعتاد التمييز بين المواد البلاستيكية ومواد الطاقة. تعمل المواد البلاستيكية كمواد بناء في تكوين الهياكل والخلايا والأنسجة داخل الخلايا. وهي عبارة عن بروتينات وأحماض نووية وبعض أنواع الدهون والكربوهيدرات عالية الوزن الجزيئي. تعمل مواد الطاقة كموردين للطاقة لعمليات الحياة. وتشمل هذه الوزن الجزيئي المنخفض (الكربوهيدرات) وبعض الكربوهيدرات ذات الوزن الجزيئي المرتفع (الجليكوجين والنشا) ومجموعات معينة من الدهون (الدهون بشكل أساسي) الأيض. التمثيل الغذائي. المسارات التقويضية والابتنائية لعملية التمثيل الغذائي تسمى مجموعة من التحولات للمواد في عملية الحياة ، والتي تعكس علاقة الكائن الحي بالبيئة الخارجية ، عملية التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي. الأيض عبارة عن مجموعة معقدة من العديد من العمليات الكيميائية الحيوية وثيقة الصلة (الأكسدة ، والاختزال ، والانقسام ، والجمع بين الجزيئات ، ونقل المجموعات بين الجزيئات ، وما إلى ذلك) ، وربط ممثلي جميع فئات المركبات الطبيعية النشطة بيولوجيًا في نظام واحد. التمثيل الغذائي هو عملية متكاملة للغاية وموجهة نحو الهدف وتتضمن عددًا من الأنظمة متعددة الإنزيمات. الدور الرائد في هذه التحولات ينتمي إلى البروتينات. بسبب الوظيفة التحفيزية لبروتينات الإنزيم ، يتم إجراء عمليات التحلل والتخليق الحيوي. بمساعدة الأحماض النووية ، يتم إنشاء خصوصية الأنواع في التخليق الحيوي لأهم البوليمرات الحيوية. نتيجة لعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون ، يتم تجديد احتياطيات ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) (الشكل 1.1) ، وهو مانح عالمي للطاقة للتحولات الكيميائية ، باستمرار. تسمى المواد التي تتشكل في خلايا وأنسجة وأعضاء النباتات والحيوانات في عملية التمثيل الغذائي بالمستقلبات. المستقلبات هي مواد توجد بشكل طبيعي في الجسم. تسمى المواد ذات الأصل الطبيعي والاصطناعي ، والتي تشبه في تركيبها المستقلبات والدخول في منافسة معها في العمليات الكيميائية الحيوية ، مضادات الأيض. 10

11 H 2 N N N N N CH 2 --P - P - P-H H H H H H H شكل 1.1. يؤدي التمثيل الغذائي لحمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) أربع وظائف محددة: أ) استخراج الطاقة من البيئة (في شكل طاقة كيميائية من المواد العضوية أو في شكل طاقة من ضوء الشمس) ؛ ب) تحويل المواد الخارجية إلى "لبنات بناء" ، أي سلائف المكونات الجزيئية للخلية ؛ ج) تجميع البروتينات والأحماض النووية والدهون والمكونات الخلوية الأخرى من هذه اللبنات ؛ د) تدمير تلك الجزيئات الحيوية التي "نجحت" ولم تعد ضرورية لأداء وظائف محددة مختلفة لخلية معينة. إن الترابط والترابط بين التحولات الكيميائية الحيوية ، وإمكانية الانتقال من فئة واحدة من المركبات العضوية إلى فئة أخرى هي سمات مميزة لعملية التمثيل الغذائي. المسار العام للعمليات الكيميائية الحيوية في الجسم ، الذي تنظمه عوامل داخلية وخارجية ، هو كل واحد لا ينفصل ، والجسم هو نظام ذاتي التنظيم يحافظ على وجوده من خلال التمثيل الغذائي. يتكون التمثيل الغذائي (التمثيل الغذائي) للخلية الحية بشكل أساسي من مسارين من التفاعلات: تقويضي وابتنائي. تسلسل التفاعلات الأيضية متشابهة في جميع الأشكال الحية. المسارات التقويضية (الهدم) هي عمليات التدهور والتشوه. هذا هو الانهيار الأنزيمي لجزيئات الطعام الكبيرة نسبيًا (الكربوهيدرات والدهون والبروتينات) ، والذي يتم إجراؤه بشكل أساسي بسبب تفاعلات الأكسدة. أثناء الأكسدة ، تنقسم الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر. في هذه الحالة ، يتم تحرير الطاقة الحرة ، والتي يتم تخزينها في شكل طاقة روابط فوسفات من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). يمكن بعد ذلك استخدام الطاقة المخزنة في عمليات الحياة. يتضمن تقويض معظم العناصر الغذائية ثلاث خطوات رئيسية. في المرحلة الأولى ، يتم تقسيم المكونات ذات الوزن الجزيئي العالي إلى كتل بنائية. البروتينات ، على سبيل المثال ، تنقسم إلى أحماض أمينية ، والسكريات المتعددة إلى سداسي أو خماسي ، والدهون إلى أحماض دهنية ، والجليسرين ومكونات أخرى. أحد عشر

12 في المرحلة الثانية (المرحلة الأولى من التبادل الوسيط) ، يتم تحويل عدد كبير من المنتجات المتكونة في المرحلة الأولى إلى جزيئات أبسط ، وعدد أنواعها صغير نسبيًا. لذلك ، السداسيات ، البنتوز ، والجليسرول ، التي تتفكك ، يتم تحويلها أولاً إلى جلسيرالديهيد -3 فوسفات ، ثم تنقسم إلى مجموعة أسيتيل ، والتي تعد جزءًا من أنزيم أسيتيل أنزيم أ (أسيتيل كوا) ، وهو غير بروتيني مكون من إنزيم معقد مسؤول عن التحفيز. NH 2 CH 3 -CS- (CH 2 CH 2 NH-C) 2 -CH-C-CH 2 - (- P) 2 - CH 2 H CH 3 CH 3 Acetyl coenzyme A HHHPHNNHHHH يتم أيضًا إعطاء عشرين نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة عند انقسام عدد قليل من المنتجات النهائية ، وهي أحماض أسيتيل كوا ، وكيتوغلوتاريك ، وسكسينيك ، وفوماريك ، وأوكسالواسيتيك. في المرحلة الثالثة (المرحلة الأخيرة من التبادل الوسيط) ، تتأكسد المنتجات المتكونة في المرحلة الثانية إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. مسارات الابتنائية (الابتنائية) هي عمليات التوليف والاستيعاب. هذا هو التوليف الأنزيمي لمكونات خلوية كبيرة نسبيًا (على سبيل المثال ، السكريات والأحماض النووية والبروتينات أو الدهون) من السلائف البسيطة. نظرًا لحقيقة أن العمليات الابتنائية تؤدي إلى زيادة حجم الجزيئات وإلى تعقيد بنيتها ، ترتبط هذه العمليات بانخفاض الانتروبيا واستهلاك الطاقة المجانية ، والتي يتم توفيرها في شكل طاقة روابط فوسفات ATP. يتكون الابتنائية أيضًا من ثلاث مراحل ، والمركبات التي تشكلت في المرحلة الثالثة من الهدم هي المواد الأولية في عملية الابتنائية. أي أن المرحلة الثالثة من الهدم هي في نفس الوقت المرحلة الأولى من الابتنائية. يبدأ تخليق البروتين ، على سبيل المثال ، في هذه المرحلة بأحماض ألفا كيتو ، وهي سلائف للأحماض الأمينية ألفا. في المرحلة الثانية من التمثيل الغذائي ، يتم تحويل أحماض الكيتو بواسطة الأحماض الأمينية الأخرى إلى الأحماض الأمينية المطلوبة حاليًا للجسم ، وفي المرحلة الثالثة ، N N 12

13 مرحلة نهائية من الأحماض الأمينية تتحد وتشكل سلاسل ببتيدية ، تتكون من عدد كبير من الأحماض الأمينية المختلفة. عادة لا تتطابق مسارات الهدم والتمثيل الغذائي. من المعروف ، على سبيل المثال ، أن 12 إنزيمًا تشارك في عملية تقسيم الجليكوجين إلى حمض اللاكتيك ، كل منها يحفز مرحلة منفصلة من هذه العملية. عملية الابتنائية المقابلة ، أي يستخدم تخليق الجليكوجين من حمض اللاكتيك 9 مراحل إنزيمية فقط من التوليف ، والتي تمثل انعكاسًا لمراحل التقويض المقابلة ؛ يتم استبدال الخطوات الثلاث المفقودة بتفاعلات أنزيمية مختلفة تمامًا تُستخدم فقط في التخليق الحيوي. على الرغم من حقيقة أن المسارات التقويضية والابتنائية ليست متطابقة ، إلا أنها مرتبطة بمرحلة ثالثة مشتركة - ما يسمى بالمسارات المركزية أو البرمائية (من "الأمفي" اليونانية على حد سواء). يتكون كل من الهدم والابتناء من عمليتين متزامنتين ومترابطتين ، يمكن اعتبار كل منهما على حدة. أحدها هو تسلسل التفاعلات الأنزيمية التي تؤدي إلى تدمير أو تخليق العمود الفقري التساهمي لجزيء حيوي معين ، على التوالي. في هذه الحالة ، يتم تشكيل المستقلبات. يتم الجمع بين سلسلة التحولات الكاملة تحت اسم التمثيل الغذائي الوسيط. العملية الثانية هي تحويل الطاقة المصاحب لكل تفاعل من التفاعلات الأنزيمية للتمثيل الغذائي الوسيط. في بعض مراحل الهدم ، يتم تخزين الطاقة الكيميائية للأيضات (عادة في شكل طاقة رابطة الفوسفات) ، وفي مراحل معينة من التمثيل الغذائي يتم استهلاكها. يسمى هذا الجانب من عملية التمثيل الغذائي باقتران الطاقة. التمثيل الغذائي الوسيط واقتران الطاقة مفاهيم مترابطة ومترابطة. يتم إجراء العلاقة بين الابتنائية والتقويض على ثلاثة مستويات: 1. على مستوى مصادر الطاقة (يمكن أن تكون منتجات الهدم هي الركائز الأولية للتفاعلات الابتنائية) ؛ 2. على مستوى الطاقة (الهدم ينتج ATP ومركبات أخرى عالية الطاقة ؛ عمليات الابتنائية تستهلكها) ؛ 3. على مستوى المعادلات المختزلة (التفاعلات المؤكسدة للتقويض ، تقليل الأيض) المحدد لعملية التمثيل الغذائي للكائن الحي هو تنسيق التفاعلات في الزمان والمكان ، والذي يهدف إلى تحقيق هدف واحد - التجديد الذاتي ، والحفاظ على الذات من نظام حي (كائن حي ، خلية). يتم ترجمة العمليات البيوكيميائية المنفصلة في أجزاء معينة من الخلية. العديد من الأغشية تقسم الخلية إلى مقصورات 13

14 مقصورة. في الخلية ، في وقت واحد ، دون التدخل مع بعضها البعض ، بسبب الفصل المكاني (التقسيم) ، تحدث تفاعلات كيميائية حيوية مختلفة ، غالبًا ذات طبيعة معاكسة. على سبيل المثال ، يتم تحفيز أكسدة الأحماض الدهنية إلى الأسيتات بواسطة مجموعة من الإنزيمات المترجمة في الميتوكوندريا ، بينما يتم توليف الأحماض الدهنية من الأسيتات بواسطة مجموعة أخرى من الإنزيمات المترجمة في السيتوبلازم. بسبب التوطين المختلف ، يمكن أن تحدث العمليات التقويضية والابتنائية المقابلة في الخلية في وقت واحد وبشكل مستقل عن بعضها البعض. هذا هو التنسيق المكاني للتفاعلات البيوكيميائية. التوقيت مهم. تستمر العمليات البيوكيميائية المنفصلة في تسلسل زمني محدد بدقة ، وتشكل سلاسل طويلة من التفاعلات المترابطة. يستمر تحلل الكربوهيدرات في 11 مرحلة ، يتبعها بدقة واحدة تلو الأخرى. في الوقت نفسه ، تخلق المرحلة السابقة الظروف لتنفيذ المرحلة التالية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكائن الحي هو نظام ثابت مفتوح ذاتي التنظيم. نظام مفتوح لأن الجسم يتبادل المغذيات والطاقة بشكل مستمر ومستمر مع البيئة الخارجية. في الوقت نفسه ، فإن معدل نقل المواد والطاقة من البيئة إلى النظام يتوافق تمامًا مع معدل نقل المواد والطاقة من النظام ، أي أنه نظام ثابت. ومن ثم ، فإن سمة التوازن للكائن الحي هي ثبات تكوين البيئة الداخلية للكائن الحي ، واستقرار واستقرار المعلمات الكيميائية الحيوية. على سبيل المثال ، درجة حموضة الدم = ، محتوى الجلوكوز حوالي 5 ملم لتر (90 مجم / 100 مل). إذا تغيرت الظروف البيئية ، فإن معدل التفاعلات الفردية في الجسم يتغير ، وبالتالي تتغير التركيزات الثابتة للمواد. ثم تدخل الآليات الحساسة للخلية الحية حيز التنفيذ ، والتي تكتشف التحولات في التركيزات وتعوضها ، وتعيدها إلى وضعها الطبيعي. هناك تنظيم ذاتي. وبالتالي ، فإن ثبات المعلمات الكيميائية الحيوية للكائن الحي ليس ثابتًا ، سلبيًا ، ولكنه ديناميكي. تصنيف الكائنات الحية يتم تقسيم خلايا جميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض ، اعتمادًا على مصادر الكربون المستخدمة للحياة ، إلى مجموعتين رئيسيتين : كائنات ذاتية التغذية ("إطعام أنفسهم") وغيرية التغذية ("تأكل على حساب الآخرين"). يمكن لخلايا الكائنات ذاتية التغذية أن تستخدم ثاني أكسيد الكربون كمصدر وحيد للكربون ، حيث يمكنها بناء كل ما لديها من 14

15 مكونًا كربونيًا. خلايا الكائنات غيرية التغذية غير قادرة على استيعاب ثاني أكسيد الكربون ويجب أن تحصل على الكربون في شكل مركبات عضوية مختزلة معقدة إلى حد ما ، مثل الجلوكوز. تتمتع الكائنات ذاتية التغذية بالقدرة على الوجود المستقل ، في حين أن الكائنات غيرية التغذية ، مع حاجتها إلى أشكال معينة من مركبات الكربون ، يجب أن تستخدم نفايات الكائنات الحية الأخرى. جميع الكائنات الحية الضوئية وبعض البكتيريا ذاتية التغذية ؛ الحيوانات العليا ومعظم الكائنات الحية الدقيقة هي كائنات غيرية التغذية. الميزة الثانية على أساس تصنيف الكائنات الحية هي علاقتها بمصادر الطاقة. الكائنات التي تستخدم خلاياها الضوء كمصدر للطاقة تسمى التغذية الضوئية ، والكائنات الحية التي تتلقى خلاياها الطاقة نتيجة لتفاعلات الأكسدة والاختزال تسمى التغذية الكيميائية. تنقسم كلتا الفئتين بدورهما إلى مجموعات اعتمادًا على طبيعة مانحي الإلكترون الذي يستخدمونه لتوليد الطاقة. المواد الكيميائية ، التي يمكن فيها للجزيئات العضوية المعقدة فقط (على سبيل المثال ، الجلوكوز) أن تعمل كمانحين للإلكترون ، تسمى التغذية العضوية الكيميائية. الكائنات الحية التي يمكنها استخدام جزيئات الهيدروجين أو الكبريت أو أي مركبات غير عضوية بسيطة ، مثل كبريتيد الهيدروجين والأمونيا ، كمانحين للإلكترون ، هي كيميائيات كيميائية (من الكلمة اليونانية "lithos" - حجر). الغالبية العظمى من الكائنات الحية إما ضوئية أو كيميائية عضوية. تغطي المجموعتان الأخريان أنواعًا قليلة نسبيًا. ومع ذلك ، فإن هذه الأنواع القليلة موزعة على نطاق واسع في الطبيعة. يلعب بعضها دورًا مهمًا للغاية في المحيط الحيوي. هذه ، على وجه الخصوص ، هي الكائنات الحية الدقيقة في التربة التي تثبت النيتروجين الجزيئي وتؤكسد الأمونيا إلى نترات. تنقسم المواد الكيميائية العضوية ، التي تسمى في الغالب غيرية التغذية ، إلى فئتين كبيرتين: الهوائية واللاهوائية. بينما تستخدم الأيروبس الأكسجين الجزيئي كمستقبل نهائي للإلكترون ، تستخدم اللاهوائية بعض المواد الأخرى. يمكن أن توجد العديد من الخلايا في كل من الظروف الهوائية واللاهوائية ، أي يمكن استخدام الأكسجين أو المواد العضوية كمتقبل للإلكترون. تسمى هذه الخلايا اللاهوائية الاختيارية. معظم الخلايا غيرية التغذية ، وخاصة خلايا الكائنات الحية العليا ، هي خلايا لاهوائية اختيارية. عندما يتوفر الأكسجين ، فإنهم يستخدمونه. ترتبط جميع الكائنات الحية في الطبيعة بطريقة أو بأخرى ببعضها البعض من حيث التغذية. بالنظر إلى المحيط الحيوي ككل ، يمكن للمرء أن يرى ذلك 15

16 خلية ضوئية وغيرية التغذية تغذي بعضها البعض. تشكل المادة السابقة مواد عضوية ، مثل الجلوكوز ، من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، وتطلق الأكسجين في العملية ؛ يستخدم الأخير الأكسجين والجلوكوز الذي تنتجه الخلايا الضوئية ويعيد ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى الغلاف الجوي. ترتبط دورة الكربون في المحيط الحيوي بدورة الطاقة. يتم استخدام الطاقة الشمسية ، التي يتم تحويلها أثناء عملية التمثيل الضوئي إلى طاقة كيميائية للجلوكوز وغيره من منتجات الامتصاص الضوئي ، من قبل الكائنات غيرية التغذية لتلبية احتياجاتها من الطاقة. وبالتالي ، فإن ضوء الشمس هو في النهاية مصدر الطاقة لجميع الخلايا ، ذاتية التغذية وغير ذاتية التغذية. يُطلق على الاعتماد المتبادل لجميع الكائنات الحية في الطبيعة فيما يتعلق بالتغذية اسم مصادر الطاقة التخليقية والتحول في الخلية الحية. تحدث التفاعلات الكيميائية الحيوية عادةً في ظل ظروف متساوية الضغط. في ظل هذه الظروف ، تتميز حالة الطاقة في النظام بالمحتوى الحراري ، ويكون مقياس اضطراب النظام هو نتاج الانتروبيا ودرجة حرارة هذا النظام. الوظيفة التي تأخذ في الاعتبار كل من هذه الخصائص وميول تغييرها أثناء العمليات العفوية هي طاقة جيبس ​​G ، والتي تسمى أيضًا الجهد المتساوي الضغط أو الطاقة الحرة: G = H - TS مثل غيرها من المعلمات والوظائف الديناميكية الحرارية التي تميز حالة النظام ، يتم تحديد التغيير في طاقة جيبس ​​في نتيجة أي عملية فقط من خلال الحالة النهائية والأولية للنظام ، بغض النظر عن مسار العملية: G p \ u003d G النهائي G تفاعلات كيميائية حيوية أولية مصحوبة يُطلق على انخفاض طاقة جيبس ​​(G p 0) التفاعلات الخارجية ، ويمكن أن تحدث تلقائيًا وبشكل لا رجعة فيه. كلما زادت قيمة طاقة جيبس ​​لنظام كيميائي حيوي في الحالة الأولية (G init) مقارنة بقيمته في الحالة النهائية (G final) ، زاد التقارب الكيميائي بين الكواشف في النظام قيد الدراسة ، أي تفاعلهم. التفاعلات الكيميائية الحيوية المصحوبة بزيادة في طاقة جيبس ​​تسمى إندرجونيك (G p 0) ، وهي مستحيلة بدون مصدر طاقة خارجي. لكي تحدث مثل هذه التفاعلات ، يلزم توفير مصدر ثابت للطاقة. 16

17 في الأنظمة الحية ، تحدث تفاعلات endergonic بسبب اقترانها بتفاعلات مفرطة الطاقة. مثل هذا الاقتران ممكن فقط إذا كان كلا التفاعلين لهما وسيط شائع وفي جميع مراحل التفاعلات المترافقة ، تتميز العملية الكلية بقيمة سالبة لطاقة جيبس ​​(G ref.r 0). تحصل الخلايا غيرية التغذية على الطاقة اللازمة بشكل أساسي بسبب أكسدة الطعام ، وبالنسبة للخلايا ذاتية التغذية (أولية التغذية) ، غالبًا ما يكون ضوء الشمس مصدر الطاقة. يتم نقل الطاقة المستقبلة بواسطة خلايا معينة بكفاءة جيدة إلى حد ما (40٪) إلى طاقة كيميائية بسبب التوليف فيها (ATP). هذا المركب ، كما ذكرنا سابقًا ، يؤدي وظيفة مُراكم الطاقة ، لأنه عندما يتفاعل مع الماء ، أي تتشكل أحماض التحلل المائي والأدينوزين ثنائي الفوسفوريك (ADP) وأحماض الفوسفوريك (P) ويتم إطلاق الطاقة. ATP + H 2 O ADP + F ATP + 2H 2 O AMP + F + F G G لذلك ، يُطلق على ATP مركب عالي الطاقة ، ورابطة P-O-P التي تنكسر أثناء التحلل المائي هي طاقة عالية. كما هو معروف ، فإن كسر أي رابطة (بما في ذلك الماكرو) يتطلب دائمًا إنفاق الطاقة. في حالة التحلل المائي لـ ATP ، بالإضافة إلى عملية كسر الرابطة بين مجموعات الفوسفات ، والتي من أجلها G 0 ، توجد عمليات ترطيب ، وأزمرة ، وتحييد المنتجات المتكونة أثناء التحلل المائي. نتيجة لكل هذه العمليات ، يكون للتغيير الكلي في طاقة جيبس ​​قيمة سالبة. وبالتالي ، فإن كسر الرابطة نفسها ليس هو ما ينتج عنه طاقة كبيرة ، ولكن الطاقة الناتجة عن تحللها المائي. وبالتالي ، يعمل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات في الخلايا كمنتج وسيط يزود الجسم بالطاقة اللازمة لحدوث عمليات إندرجونيك الحيوية: تخليق المستقلبات (العمل الكيميائي) ، تقلص العضلات (العمل الميكانيكي) ، نقل مادة عبر الأغشية ضد تدرج التركيز (النقل النشط) ونقل المعلومات (على وجه الخصوص ، لنقل النبضات العصبية). جنبا إلى جنب مع ATP في الكائنات الحية ، هناك مركبات كبيرة فعالة أخرى ، ويرافق التحلل المائي منها إطلاق المزيد من الطاقة. بمساعدة هذه المركبات ، يتم تصنيع ATP من ADP. P = P = -30.5 كيلوجول / مول -61.0 كيلوجول / مول 17

18 وهكذا ، فإن المركبات الفسفورية هي المصدر الداخلي للطاقة في الأنظمة الحية ؛ تفاعلها مع الركائز الحيوية ، بما في ذلك الماء ، يطلق الطاقة. نتيجة لاقتران هذه التفاعلات مع الآخرين (endergonic) ، تحدث عمليات endergonic الضرورية في الخلية. 2. الخلية 2.1. أنواع الخلاياالخلية هي نظام حي أولي ، وهي أساس التركيب والنشاط الحيوي لجميع الكائنات الحية. اعتمادًا على نوع الخلية ، تنقسم الكائنات الحية إلى نوعين: بدائية النواة وحقيقية النواة. تشمل الكائنات بدائية النواة البكتيريا والبكتيريا الزرقاء ، وجميع الكائنات الحية الأخرى من الكائنات الأولية أحادية الخلية إلى النباتات والحيوانات متعددة الخلايا حقيقية النواة (الجدول 2.1). مقارنة الجدول للكائنات بدائية النواة وحقيقية النواة. بدائيات النوى eubacteria archaebacteria الكائنات حقيقيات النوى الفطريات نباتات الحيوانات الكائنات الحية تشكل عضيات أحادية الخلية أو أحادية الخلية متعددة الخلايا ، هيكل خلوي ، جهاز انقسام الخلية موجود ، معقد ، لا يوجد DNA متخصص صغير ، دائري ، كبير ، في نواة الخلية ، لا يدخلون ، بلازميدات العديد من الإنترونات RNA: التوليف والنضج البسيط ، مركب في السيتوبلازم ، في النواة البروتينات: تخليق ومعالجة بسيطة ومعقدة ، مرتبطة بتوليف الحمض النووي الريبي في السيتوبلازم وتجويف إعادة التمثيل الغذائي اللاهوائي أو الهوائية ، في الغالب الهوائية بسهولة إعادة التنظيم

19 لا توجد أشكال مختلفة من الالتقام الخلوي وإخراج الخلايا لخلايا الكائنات الحية لهذين النوعين خصائص أساسية مشتركة: لها أنظمة التمثيل الغذائي الأساسية المماثلة ، وأنظمة نقل المعلومات الجينية (النسخ طبقًا لمبدأ المصفوفة) ، وإمدادات الطاقة ، وما إلى ذلك. الخلافات بينهما. أولاً ، في الخلايا بدائية النواة ، لا يتم تجميع جزيئات الحمض النووي التي تحدد الخصائص الوراثية للكائنات الحية في شكل نواة الخلية ، والتي تتميز بالخلايا حقيقية النواة. ثانيًا ، تفتقر الخلايا بدائية النواة إلى العديد من الهياكل الخاصة داخل الخلايا ، والتي تسمى عضيات الخلية ، والتي تتميز بالخلايا حقيقية النواة. الخلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من حيث التنظيم ؛ يمكن أن تتخصص على نطاق واسع جدًا وتكون جزءًا من كائنات متعددة الخلايا. في هيكلها وخصائصها الكيميائية الحيوية الأساسية ، فإن الخلايا المختلفة للكائنات حقيقية النواة متشابهة جدًا ، مما يشير إلى وحدة أصلها في فجر ظهور العالم الحي. هناك ما لا يقل عن 200 نوع مختلف من الخلايا في جسم الإنسان وحده. لذلك ، لا يمكن إعطاء مخطط الخلية الحية إلا بشكل مبسط للغاية. يتم تنظيم الخلية حقيقية النواة بواسطة نظام من الأغشية. في الخارج ، يكون مقيدًا بغشاء البلازما - فيلم رقيق ، سمكه حوالي 10 نانومتر ، بروتين دهني. يمتلئ الحجم الداخلي للخلية بالسيتوبلازم الذي يحتوي على العديد من المكونات القابلة للذوبان. ينقسم السيتوبلازم إلى مقصورات محددة جيدًا محاطة بأغشية داخل الخلايا تسمى عضيات الخلية. نشأت العضيات الخلوية في عملية التطور للحفاظ على الخصائص الرئيسية لخلية التكاثر الذاتي ، والتبادل المستمر للمادة والطاقة مع البيئة الخارجية ، وعزلها الهيكلي (الخلية) عن البيئة الخارجية. توفر العضيات الخلوية تدفقًا منسقًا ومنظمًا لعمليات التفاعل الرئيسية اللازمة للتعبير المستمر عن الوظائف الحيوية. العضيات الخلوية التالية مهمة لوجود كائن حي: النواة ، الميتوكوندريا ، الشبكة الإندوبلازمية ، الريبوسومات ، الجسيمات الحالة والأجسام الدقيقة (الشكل 2.1). 19

20 جهاز جولجي 6٪ 1 نواة 6٪ 1 شبكة إندوبلازمية خشنة 9٪ 1 ميتوكوندريا 22٪ ~ 2000 بيروكسيسوم 1٪ 400 رقم لكل خلية µm غشاء بلازما ليسوسوم 1٪ 300 إندوسوم 1٪ 200 ريبوسوم سيتوبلازم 54٪ 1 جزء من خلايا الحجم الشكل هيكل الخلية الحية. في منتصف الخلية ، تكون النواة موضعية ، محاطة بغشاء مزدوج مع مسام. يوجد داخل النواة أنوية. الغشاء النووي الخارجي هو جزء من الشبكة الإندوبلازمية المرتبطة بمركب جولجي. توجد الريبوسومات على سطح الشبكة الإندوبلازمية. الهياكل البيضاوية محاطة بغشاء مزدوج ، الجزء الداخلي الذي يشكل كرستاي - الميتوكوندريا. تُحاط الليزوزومات بطبقة غشاء واحدة. تحتوي على إنزيمات محللة للماء ، معظمها غير نشطة مثل الإنزيمات الأولية. في الكائنات أحادية الخلية ، تكون مسؤولة عن هضم المواد التي تدخل الخلية. في الكائنات الحية الأعلى ، تشارك الجسيمات الحالة في تدهور الخلايا التي توقفت عن أداء وظائفها. الميكروسومات (بيروكسيسومات) أصغر من الجسيمات الحالة. تحتوي على أكسيدات تحفز أكسدة المركبات الغريبة على الخلية وبالتالي يجب إزالتها منها (على سبيل المثال ، الأدوية والمركبات العطرية وما إلى ذلك). الخلية محاطة بغشاء بلازمي ، تم بناؤه بطريقة تجعل من الممكن في أماكن معينة نقل المركبات مباشرة من الفضاء خارج الخلية إلى النواة. لا تفصل أغشية الخلايا الكائن الحي (الخلية) عن البيئة فحسب ، بل تشارك أيضًا في تكوين أجزاء معينة من الخلية (التقسيمات الوظيفية). إنها بمثابة عنصر هيكلي لجميع الخلايا 20

21 عضيات وتشارك في عمل معظمها. يمكن أن تصل كتلة الأغشية إلى 80٪ من كتلة الخلية. يُطلق على الفراغ بين العضيات ، المملوء بتعليق غرواني غني بالبروتينات (الإنزيمات) ، العصارة الخلوية. يتميز غشاء البلازما الذي يحيط بمحتويات الخلية والسيتوبلازم والنواة من جميع الجوانب بخصائص مهمة جدًا: فهو يحد من حرية حركة المواد من الخلية إلى الخارج والعكس صحيح ويمرر المواد والجزيئات بشكل انتقائي ، وبالتالي يحافظ على ثبات تكوين وخصائص السيتوبلازم الخلوي. يحتوي الغشاء على إنزيمات وأنظمة مهمة للنقل النشط لأيونات Na + و K +. بالإضافة إلى ذلك ، توجد معقدات بروتينية خاصة (مستقبلات) على غشاء البلازما ، والتي "تتعرف" على المواد وتختارها وتنقلها ، بمساعدة بروتينات أخرى (ناقلات) ، إلى داخل الخلية أو خارجها. يتكون غشاء البلازما من بروتينات (محيطية ومتكاملة) مدمجة في طبقة ثنائية من الدهون. البروتينات المتكاملة هي بروتين سكري في الطبيعة ، أي أنها تتكون من مكونات كربوهيدرات وبروتينية. جزء N-terminal الخاص بهم هو جزء من طبقة الفسفوليبيد الداخلية ، حيث يخترق جزء من سلسلة الببتيد الغنية بالأحماض الأمينية غير القطبية (في شكل حلزوني) ، وتدخل سلاسلها الجانبية في العديد من الاتصالات الكارهة للماء مع سلاسل الفسفوليبيد الأليفاتية. يمكن ربط سلاسل البروتين قليلة السكاريد المتكاملة بسلسلة ببتيد البروتين المتكاملة على السطح الخارجي لغشاء البلازما. عادة ما يكون حمض N-acetylneuraminic في نهاية سلسلة oligosaccharide ، مما يعطيها شحنة سالبة. تضفي السكريات القلة خصائص خاصة على سطح الخلية ، مما يسمح لها بالتعرف على خلايا نفس العضو أو خلايا من نوع آخر (الاستضداد ، تثبيط التلامس). تشكل السكريات قليلة السكاريد طبقة على سطح الخلية تسمى glycocalyx. CH 3 CNH CH H H H H H H CH 2 H N-acetylneuraminic acid 21

22 الهياكل المترجمة على سطح الخلية تمنع الاتصال الوثيق بين الخلايا. هذا يؤدي إلى حقيقة أن هناك مساحة ضيقة إلى حد ما مليئة بالسائل تظهر بين الخلايا. الاسم الشائع لمثل هذه الأماكن في عضو أو كائن حي هو الفضاء بين الخلايا. يُطلق على مجموع جميع الأحجام داخل الخلايا اسم الفضاء داخل الخلايا. الميتوكوندريا. لكي تؤدي الخلايا وظائف مختلفة ، فإنها تحتاج إلى طاقة. مصدر داخلي مهم للطاقة هو جزيء ATP ، والذي يتكون بشكل أساسي في هياكل بيضاوية خاصة - الميتوكوندريا (من الكلمات اليونانية ميتوس خيط وكوندريون - حبوب ، حبوب). تظهر الطاقة اللازمة لتخليق ATP نتيجة للأكسدة التدريجية للركائز المحتوية على الهيدروجين (السكريات ، الدهون ، الأحماض الأمينية) في السلسلة التنفسية تحت تأثير الأكسجين. إنزيمات نقل الإلكترون هي جزء من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يدخل الأكسجين إلى الميتوكوندريا عن طريق الانتشار. يتم نقل ناتج نشاط الميتوكوندريا (ATP) بسبب عمليات الانتقال من مكان تكوينه إلى الفضاء خارج الميتوكوندريا ، حيث يتم استخدامه. من أجل ضمان النقل السريع لـ ATP ، يتم توطين الميتوكوندريا بالقرب من الهياكل حيث تحدث العمليات التي تستهلك الطاقة (على سبيل المثال ، بالقرب من العناصر المشاركة في عملية الانكماش). بالإضافة إلى ذلك ، يحدث عدد من التفاعلات الكيميائية في الميتوكوندريا ، ونتيجة لذلك يتم تصنيع المركبات الجزيئية المنخفضة اللازمة للخلية. يحد الميتوكوندريا بغشاءين. ينظم الغشاء الخارجي تدفق المواد داخل وخارج الميتوكوندريا. يشكل الغشاء الداخلي طيات (كرستاي) تواجه داخل الميتوكوندريا. يوجد داخل الميتوكوندريا ما يسمى بالمصفوفة التي تحتوي على إنزيمات مختلفة وأيونات الكالسيوم والمغنيسيوم والحمض النووي وريبوزومات الميتوكوندريا. عدد الميتوكوندريا في الخلية ليس ثابتًا. يمكن أن تحدث زيادة في عددها بسبب نمو وتجزئة الميتوكوندريا الأصلية. تستخدم الخلايا البروتينات لتشكيل الميتوكوندريا. يتم تصنيع بعضها في الميتوكوندريا نفسها ، والبعض الآخر في السيتوبلازم. النواة هي أهم مكون في الخلية حقيقية النواة ، حيث يتركز الجزء الأكبر من المادة الوراثية. النواة ضرورية لنمو الخلايا وتكاثرها. يتم فصله عن باقي الخلية بغشاء يتكون من أغشية نووية داخلية وخارجية. إذا تم فصل الجزء الرئيسي من السيتوبلازم تجريبيًا عن النواة ، فيمكن أن توجد هذه الكتلة السيتوبلازمية (السيتوبلازم) بدون نواة لبضعة أيام فقط. في نفس الوقت 22

النواة ، المحاطة بأضيق حافة من السيتوبلازم (karyoplast) ، تحتفظ تمامًا بقابليتها للحياة وتستعيد تدريجياً الحجم الطبيعي للسيتوبلازم. ومع ذلك ، فإن بعض الخلايا الخاصة ، مثل كريات الدم الحمراء في الثدييات ، تعمل لفترة طويلة بدون نواة. كما أنه محروم من الصفائح الدموية والصفائح الدموية التي تتشكل على شكل شظايا من السيتوبلازم للخلايا الكبيرة للخلايا العملاقة. تمتلك الحيوانات المنوية نواة ، لكنها غير نشطة تمامًا. تحدث عمليتان مهمتان في النواة. أولها تخليق المادة الجينية ، حيث تتضاعف كمية الحمض النووي في النواة. هذه العملية ضرورية حتى أثناء الانقسام الخلوي اللاحق (الانقسام) تظهر نفس الكمية من المادة الجينية في خليتين ابنتيتين. العملية الثانية هي النسخ ، أي إنتاج جميع أنواع جزيئات الحمض النووي الريبي ، التي تهاجر إلى السيتوبلازم ، وتوفر تركيب البروتينات اللازمة لحياة الخلية. تتكون النوى الأكثر تباينًا من نفس المكونات ، أي لديك خطة بناء مشتركة. يوجد في النواة: غشاء نووي وكروموسومات ونواة وعصير نووي. كل مكون نووي له هيكله الخاص وتكوينه ووظائفه. يشتمل الغشاء النووي على غشاءين يقعان على مسافة ما من بعضهما البعض. يسمى الفراغ بين أغشية الغلاف النووي بالفضاء المحيط بالنواة. يحتوي الغلاف النووي على فتحات مسامية. لكنها ليست شاملة ، ولكنها مليئة بتركيبات بروتينية خاصة تسمى مجمع المسام النووي. من خلال المسام ، تخرج جزيئات الحمض النووي الريبي من النواة إلى السيتوبلازم ، وتتحرك البروتينات نحوها في النواة. تضمن أغشية الغلاف النووي نفسها انتشار المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض في كلا الاتجاهين. تظهر النواة بوضوح في نوى الخلايا الحية. له مظهر عجل ذو شكل دائري أو غير منتظم ويبرز بوضوح على خلفية نواة متجانسة إلى حد ما. النواة عبارة عن تكوين يحدث في النواة على تلك الكروموسومات التي تشارك في تخليق ريبوسومات الحمض النووي الريبي. تسمى منطقة الكروموسوم التي تشكل النواة بالمنظم النووي. في النواة ، لا يحدث تخليق الحمض النووي الريبي فحسب ، بل يحدث أيضًا تجميع الجسيمات الفرعية للريبوسوم. يمكن أن يختلف عدد النوى وأحجامها. الكروموسومات هي عناصر هيكلية لنواة خلية حقيقية النواة تحتوي على DNA ، والتي تحتوي على المعلومات الوراثية للكائن الحي. إنها ملطخة بشدة بأصباغ خاصة ، ولهذا أطلق عليها العالم الألماني دبليو فالداير في عام 1888 اسم الكروموسومات (من الكلمات اليونانية croma color and soma body). غالبًا ما يشار إلى الكروموسوم أيضًا باسم 23

24 DNA دائري للبكتيريا ، على الرغم من اختلاف تركيبها عن الكروموسومات حقيقية النواة. يمكن تكديس الحمض النووي في تكوين الكروموسومات بكثافات مختلفة ، اعتمادًا على نشاطها الوظيفي ومرحلة دورة الخلية. في هذا الصدد ، يتم تمييز حالتين من الكروموسومات: الطور البيني والانقسام. تتشكل الكروموسومات الانقسامية في الخلية أثناء الانقسام ، أي انقسام الخلية. هذه كروموسومات غير عاملة ، وجزيئات الحمض النووي فيها متراصة بإحكام شديد. بسبب هذا الانضغاط للكروموسومات الانقسامية ، يتم ضمان التوزيع المنتظم للمادة الوراثية بين الخلايا الوليدة أثناء الانقسام. تسمى الطور البيني الكروموسومات (الكروماتين) ، وهي سمة من سمات مرحلة الطور البيني لدورة الخلية ، أي في الفترة الفاصلة بين الانقسام. على عكس الانقسامية ، فهذه كروموسومات عاملة: فهي تشارك في عمليات النسخ والنسخ المتماثل. يتم تعبئة الحمض النووي فيها بشكل أقل كثافة من الكروموسومات الانقسامية. بالإضافة إلى الحمض النووي ، تحتوي الكروموسومات أيضًا على نوعين من البروتينات: الهيستونات (ذات الخصائص الأساسية) والبروتينات غير الهيستونية (ذات الخصائص الحمضية) ، وكذلك الحمض النووي الريبي. لا يوجد سوى 5 أنواع من الهستونات ، وهناك المزيد من البروتينات غير الهيستون (حوالي مائة). ترتبط البروتينات ارتباطًا وثيقًا بجزيئات الحمض النووي وتشكل ما يسمى بمركب deoxyribonucleoprotein (DNP). ربما تحدد البروتينات الطي الرئيسي للحمض النووي في الكروموسوم ، وتشارك في تكاثر الكروموسومات وتنظيم النسخ. تحتوي معظم خلايا كل نوع من الحيوانات والنباتات على مجموعتها المزدوجة الدائمة (ثنائية الصبغية) من الكروموسومات ، أو النمط النووي ، والتي تتكون من مجموعتين فرديتين (أحادي الصبغيات) تم تلقيها من الأب والأم. يتميز بعدد وحجم وشكل معين من الكروموسومات الانقسامية. يختلف عدد الكروموسومات في أنواع مختلفة من الكائنات الحية. الريبوسومات ، polysomes. هذه هي أصغر الجزيئات داخل الخلايا التي تقوم بعملية التخليق الحيوي للبروتين. في الوقت نفسه ، يتم إعادة إنتاج هيكله الأساسي بدقة مطلقة - يجد كل حمض أميني مكانه في سلسلة البولي ببتيد. تحتوي كل خلية على عشرات الآلاف إلى ملايين الريبوسومات. لذا ، فإن عدد الريبوسومات في الخلية البكتيرية يصل إلى 10 4 ، وهو موجود في الخلية الحيوانية ، ويتكون من نصف حمض الريبونوكلييك (RNA) ونصف البروتين تقريبًا. في الخلايا حقيقية النواة ، يحدث تخليق RNA الريبوسوم وربط بروتينات الريبوسوم بها في النواة. بعد ذلك ، تخرج الريبوسومات النهائية من النواة إلى السيتوبلازم ، حيث تؤدي وظائفها. الريبوسومات والأشكال المتعددة هي كروية وتوجد في السيتوبلازم إما في حالة حرة أو مرتبطة بالأغشية 24

1. تشمل الكائنات ذاتية التغذية 1) المخاط 2) الخميرة 3) البنسليوم 4) الكلوريلا الموضوع "استقلاب الطاقة" 2. في عملية كثرة الخلايا ، يحدث الامتصاص 1) السائل 2) الغازات 3) المواد الصلبة 4) الكتل

الصف العاشر: الانغماس في الأحياء 3 الموضوع: استقلاب الطاقة. 1. يتم إطلاق أكبر قدر من الطاقة أثناء تكسير الجزيئات 1) البروتينات 2) الدهون 3) الكربوهيدرات 4) الأحماض النووية 2. في حالة خالية من الأكسجين

درس علم الأحياء في الصف التاسع موضوع الدرس "استقلاب الخلية" مدرس الأحياء MBOU "المدرسة الثانوية 2" من فئة التأهيل الأول Kolikova Natalia Borisovna أهداف الدرس: تعريف الطلاب بمفهوم "التمثيل الغذائي"

بنك الوظائف. الغمر 1 الصف التاسع 1. أي من أحكام نظرية الخلية تم إدخالها إلى العلم بواسطة R. Virchow؟ 1) تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا 2) كل خلية تأتي من خلية أخرى 3) كل خلية معينة

بنك الوظائف. الانغماس 1 الصف العاشر 1. أي من أحكام نظرية الخلية تم إدخالها إلى العلم بواسطة R. Virchow؟ 1) تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا 2) كل خلية تأتي من خلية أخرى 3) كل خلية

محاضرة 1

التمثيل الغذائي. تبادل البلاستيك والطاقة. Zonova Natalia Borisovna ، مدرس علم الأحياء MBOU SOSH 38 ، أعلى فئة مبرمج لعناصر المحتوى ومتطلبات مستوى رمز التدريب الخاص بالتخرج

ميزات الأيض في الكائنات الدقيقة الأيض ، أو التمثيل الغذائي ، هو مجموعة من عمليات التحلل والتوليف التي تضمن الحفاظ على الكائن الحي ونموه وتكاثره. التمثيل الغذائي له جانبان:

تبادل الطاقة الخلية نظام مفتوح. التوازن الداخلي الخلية عبارة عن نظام مفتوح ، ويتم التمثيل الغذائي فقط إذا كانت الخلية تتلقى جميع المواد التي تحتاجها من البيئة.

التمثيل الغذائي وتحويل الطاقة في الخلية الخيار 1 الجزء 1 الإجابة على المهام من 1 إلى 25 هي رقم واحد يتوافق مع عدد الإجابة الصحيحة 1. مجموعة تفاعلات التخليق الحيوي التي تحدث

الموضوع: "هيكل الخلايا حقيقية النواة". اختر إجابة واحدة صحيحة. أ 1. لا توجد ميتوكوندريا في خلايا 1) القلاع 2) المكورات العنقودية 3) الكارب الصليبي 4) الطحالب A2. 1) المركب يشارك في إزالة منتجات التخليق الحيوي من الخلية

1. تشمل المغذيات الكبيرة المقدار ما يلي: BLOCK 2 Cell كنظام بيولوجي. 1) أكسجين ، كربون ، هيدروجين ، نيتروجين 2) أكسجين ، حديد ، ذهب 3) كربون ، هيدروجين ، بورون 4) سيلينيوم ، نيتروجين ، أكسجين 1) 2. عضوي ،

مقدمة في التمثيل الغذائي والطاقة يشمل النشاط الحيوي للكائنات ما يلي: أ) التمثيل الغذائي والطاقة ؛ ب) نقل المعلومات الجينية. ج) آليات التنظيم. انتهاك أي ارتباط يؤدي إلى علم الأمراض.

1. تصنف البكتيريا الآزوتية على أنها 1) مواد كيميائية 2) صور ضوئية 3) نباتات نباتية 4) مواد غير متجانسة موضوع "التمثيل الضوئي" 2. يتم تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية في الخلايا 1) صور ضوئية

موضوع "التبادل البلاستيكي" 1. 1) الفطريات 2) السرخس 3) الطحالب 4) تتغذى الطحالب على المواد العضوية الجاهزة 2. تتغذى الكائنات الحية على المواد العضوية الجاهزة 1) التغذية الذاتية 2) الكائنات غيرية التغذية 3)

العمل الرقابي للنصف الأول من العام بالصف العاشر. الخيار 1. الجزء 1 A1. تشمل بدائيات النوى 1) النباتات 2) الحيوانات 3) الفطريات 4) البكتيريا والبكتيريا الزرقاء أ 2. مبدأ التكامل هو الأساس

التحضير لامتحان علم الأحياء Energy exchange Walter S.Zh. محاضر أول بقسم EGTO BOU DPO "IROOO" يمكن تقسيم عملية تبادل الطاقة إلى ثلاث مراحل: في المرحلة الأولى ،

مواد للتحضير 10.2kl. علم الأحياء P3 بنية الخلية حقيقية النواة. "المهمة 1 يتم تصنيع الإنزيمات التي تكسر الدهون والبروتينات والكربوهيدرات: على الجسيمات الحالة على الريبوسومات في مجمع جولجي 4) في الفجوات

1 خلية ، دورة حياتها (الاختيار من متعدد) الإجابات على المهام هي كلمة أو عبارة أو رقم أو سلسلة من الكلمات والأرقام. اكتب إجابتك بدون مسافات أو فاصلات أو غيرها

الكيمياء الحيوية. الدرس 2. الموضوع: المسارات الأيضية. غالبًا ما يُفهم التمثيل الغذائي الوسيط على أنه مجموع التفاعلات الأنزيمية التي تحدث في الخلية. مثل هذا التعريف ليس بشكل عام

الفصل الأول. أساسيات علم الخلايا D / C: 6،7،8 الموضوع: "التركيب الكيميائي للخلية. المواد غير العضوية للخلية "المهام: 1. وصف التركيب الكيميائي للخلية: مجموعات العناصر التي تتكون منها الخلية.

الدرس 3. الموضوع: بيولوجيا الخلية. تدفق المواد والطاقة في الخلية "" 200 جم الغرض من الدرس: دراسة السمات المميزة للخلايا المؤيدة وحقيقية النواة ؛ دراسة الأنظمة الابتنائية والتقويضية للخلية ؛

اختبار علم الأحياء هيكل الخلية الدرجة 9 1. يتكون الغشاء البيولوجي من 1) الدهون والبروتينات 2) البروتينات والكربوهيدرات 3) الأحماض النووية والبروتينات 4) الدهون والكربوهيدرات 2. البيئة الداخلية شبه اللزجة للخلية

الموضوع 1. التركيب الكيميائي للخلية مهام الجزء أ اختر إجابة واحدة هي الأكثر صحة 1. قم بتسمية المركبات العضوية الموجودة في الخلية بأكبر كمية (بالنسبة المئوية

المؤسسة التعليمية للميزانية الحكومية للتعليم المهني الثانوي "كلية كوششيفسكي الطبية" التابعة لوزارة الصحة في إقليم كراسنودار المهام في نموذج اختبار وفقًا لـ

1 خلية ، دورة حياتها (المقابلة) الإجابات على المهام هي كلمة أو عبارة أو رقم أو سلسلة من الكلمات والأرقام. اكتب إجابتك بدون مسافات أو فاصلات أو غيرها

جامعة نوفوسيبيرسك التربوية الحكومية معهد العلوم الطبيعية والاجتماعية والاقتصادية قسم علم الحيوان وطرق تدريس علم الأحياء أسئلة للامتحان في مجال الانضباط "علم وعلم الأحياء

اختبار حول موضوع "الخلية" _اختبارات التدريب_ 9 الصف 1. ما هي العضيات الخلوية التي يمكن رؤيتها في المجهر الضوئي المدرسي؟ 1) الجسيمات الحالة 2) الريبوسومات 3) مركز الخلية 4) البلاستيدات الخضراء 2. تشابه البنية

تحتوي جميع الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة على 1) ميتوكوندريا ونواة 2) فجوات ومركب جولجي 3) غشاء نووي وبلاستيدات خضراء 4) غشاء بلازما وريبوزومات في عملية كثرة الخلايا ،

Järve Russian Gymnasium Preparation for the State Exam in BiOLOGY الموضوع: "استقلاب الطاقة والبلاستيك في الخلايا" الخيار الأول 1. انظر في الشكل. 1. اسم مراحل التخليق الحيوي للبروتين (الأول والثاني)

موضوع الدرس: "استقلاب البلاستيك والطاقة". الغرض من الدرس: تكوين المفاهيم: التمثيل الغذائي ، التمثيل الغذائي للبلاستيك واستقلاب الطاقة. المهام: تربوية: لتكوين معرفة نظرية عن البلاستيك

مدرس الأحياء MBOU "مدرسة Gatchinskaya الثانوية 9 مع دراسة متعمقة للمواد الفردية" Guskova S.A. 2017 المستوى الخلوي لتنظيم الحياة 1 تتكون أجسام جميع الكائنات الحية من خلايا. اجساد الاغلبية

بنك المهام الصف 9 علم الأحياء P2 الملف الشخصي المهمة 1 التخليق الحيوي للبروتين الهيكل الثانوي لجزيء البروتين له شكل ...

O ، H ، C ، N + S ، P - العناصر الكبيرة Na ، K ، Mg ، Ca ، Cl - العناصر الدقيقة Fe ، Zn ، Cu ، Co ، Mn ، I ، Se العناصر النزرة تمثيل العناصر الكلية في مجموعات مختلفة من الجزيئات الكبيرة السكريات ( الكربوهيدرات)

علم الأحياء الصف 10. العرض التوضيحي 2 (90 دقيقة) 1 عمل موضوعي تشخيصي 2 استعدادًا للامتحان في علم الأحياء حول موضوع "علم الأحياء العام" تعليمات لأداء العمل لإجراء التشخيص

المهام المؤجلة (30) أدخل المصطلحات المفقودة من القائمة المقترحة في النص "DNA" باستخدام الأرقام الخاصة بذلك. اكتب في النص أرقام الإجابات المحددة ، ثم التسلسل الناتج

النواة وهيكلها ووظائفها. استخدم براون مصطلح النواة نفسها لأول مرة في عام 1833 للإشارة إلى الهياكل الكروية الدائمة في الخلايا النباتية. في وقت لاحق ، تم وصف نفس الهيكل في جميع الخلايا

مقدمة المحتويات. الجزء الأول مقدمة. موضوع بيولوجيا الخلية الفصل الأول. نظرية الخلية الخلية هي الوحدة الأولية للخلية الحية. الخلية هي نظام واحد من الوحدات الوظيفية المترافقة.

درجة علم الأحياء 0. نسخة تجريبية (90 دقيقة) علم الأحياء الصف 0. إصدار تجريبي (90 دقيقة) عمل مواضيعي تشخيصي استعدادًا لامتحان في علم الأحياء حول موضوع "علم الأحياء العام"

1 في جزيء DNA ، يكون عدد النيوكليوتيدات مع الجوانين 30٪ من الإجمالي. ما هي النسبة المئوية للنيوكليوتيدات مع الأدينين الموجودة في هذا الجزيء؟ وفقًا لمبدأ التكامل A = T ، G = C. إذا كانت الكمية

الاستيعاب والتفكك. التمثيل الغذائي. (ملخص لدرس في علم الأحياء للصف التاسع) موراتوفا غولناز راوشانوفنا مدرس الأحياء والكيمياء MBOU "مدرسة نيجنيبيشيفسكايا الثانوية" منطقة زينسكي

في الهياكل الأساسية للخلايا الحيوية ونظرياتها المختصرة لاختبار المعرفة لأعضاء الحيوانات والخلايا النباتية

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي المعهد التعليمي لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي "جامعة ولاية ألتاي التقنية

55. في الشكل ، قم بتوقيع المكونات الهيكلية الرئيسية للنواة. 56. املأ الجدول. هيكل ووظائف الهياكل الخلوية الهيكل السمات الهيكلية الوظيفة Nucleus 5 7 ^. املأ الجدول. هيكل

أجهزة الإملاء المصطلحي للنباتات المزهرة. 1 جزء من جسم الكائن الحي يؤدي وظيفة معينة ... 2 يحتفظ النبات في التربة .. 3 تتشكل العديد من الجذور المتفرعة. 4 في الجذر

التركيب الخلوي للكائنات الحية تصنيف الكائنات الحية (وفقًا لمستوى تنظيم الخلية) الكائنات الحية الأشكال غير الخلوية الأشكال الخلوية الفيروسات ، العاثيات بدائيات النوى حقيقيات النوى الخصائص المقارنة

الدور البيولوجي لتفاعلات الأكسدة والاختزال تتمثل إحدى سمات الإجمالي البيولوجي في طبيعتها متعددة المراحل. يمرون بسلسلة من الخطوات الوسيطة لتشكيل العديد من المحتوي على الأكسجين

المحاضرة 1. الموضوع: تنظيم تدفق المادة والطاقة في الخلية الخلية هي الوحدة الهيكلية والوظيفية والوراثية الأساسية للكائن الحي. فيه (النواة والسيتوبلازم) كلها وراثية

الأحماض النووية الأحماض النووية ودورها في نشاط الخلية تم اكتشاف الأحماض النووية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر بواسطة عالم الكيمياء الحيوية السويسري فريدريش ميشر فريدريش ميشر.

طاقة الخلية ATP ADP + F ATP AMP + F F F + F kJ / mol 32.23 (30.5) F 36.0 33.4 أفضل مصدر معروف للطاقة في الخلية هو ATP. هناك نوعان من الروابط الكبيرة في جزيء ATP. يحتوي جزيء ATP على نوعين من الجزيئات

1 الموضوع: أساسيات الكيمياء الحيوية المهمة 1. "الأحماض الأمينية. تشكيل ثنائي الببتيد "1. ما هو مبين في الشكل بالأرقام 1 5؟ 2. ما هي المجموعات الوظيفية للأحماض الأمينية التي توفر الخصائص الأساسية؟ حامض؟

الفيزياء الحيوية لعمليات الغشاء في الخلية دراسات الفيزياء الحيوية للأغشية: بنية الأغشية البيولوجية نقل المواد عبر الأغشية توليد وانتشار نبضة عصبية عمليات الاستقبال والتحويل

تاريخ الدرس (رقم أسبوع الدراسة) اسم أقسام وموضوعات الدروس وأشكال وموضوعات التحكم عدد الساعات I. الكائن كنظام بيولوجي. 5 ساعات 1 1 أسبوع الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا 2 أساسية

درس P / p 1. (1) 2. (2) التخطيط الموضوعي للتقويم في علم الأحياء الصف العاشر (70 ساعة ، ساعتان في الأسبوع) موضوع التاريخ الخصائص العملية لحقائق خطة الأنشطة الرئيسية وطلاب المختبر

مؤسسة البلدية التعليمية للتعليم الثانوي مدرسة 45 ، LIPETSK فتح درس في 9A فئة على علم الأحياء حول الموضوع: "تقسيم الخلية" مدرس علم الأحياء NATALYA ANATOLYEVNA IOSIFOVA.

المحاضرة 2 التركيب الكيميائي للمادة الحية ، الروابط الكيميائية التي لها أهمية كبيرة لتفاعل "الجزيئات البيولوجية". الأحماض الأمينية وخصائصها وتصنيفها. رابطة الببتيد ، خصائصها.