Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 13
Текст из файла (страница 13)
С„рогтег К. К. 1пггобост!оп то )Ье Гше Бстпюшге о( Р1апт Се1Ь, Брппйег-Чег!ай, )Чев Уогй, 1970. Ьоеву А. б., уде)теттг Р. Се11 Бтгистиге апт) Гипстюп, Зд ет1., Нон, Нев Чог1т, 1979. Интересные книги небольшого обьема Ьина Б, Ь[(е: ТЬе Ьтпйтп(эйед Ехрептепт, БспЬпег'я, )Чев Уог1т, 1973. Лауреат Нобелевской премии в области молекулярной биологии делает обзор современной биологии н дает ей опенку. Матдийэв Ь. От(8(п о( Еийатуопс Се!!э, Ча!е Ып!теп!ту Ргеээ, )Чев Натеп, Сопи., 1970. Интересное развитие одной из существующих теорий.
?Ьотш 1.. ТЬе Мтев о[а Се11: Нонн о(а В[о1ойу )Чшсйет, Чйт)пй, Ытч Чогй, !974. Увлекательные очерки о жизни клеток, написанные признанным лидером в области биометрнческнх исследований. Некоторые статьи но спеииильным вопросам клеточной биотагии Ветр Н. Нов Вас!сна Битт!че, Бс!. Ат, 233, 36-44, Аийоят (! 975). Сарай(1 Д.А.
А Оупаппс Мтл1е! о! Се!1 Метбгапеэ, Бст. Ат., 230, 26-33, МагсЬ [1974!. Ерегйагт Т Е., Науея Т Ь. ТЬе Бсапптпй Нес!топ Мюгтжсоре, Бс!. Ат., 226, 54-69, Запиату (1972). Маыа В. ТЬе Сей Сус!е, Бст. Ат„230, 54-64, Зщшату (1974], Рогтет К. й., Тисйв .!. В. ТЬе Огоипт) БиЬпапсе о( тЬе Ь)ч[пй Се!1, Бей Ат„244, 56-67, Матей [1981). Бат1г Р. Нов Сгйа Мотгь Бст. Атп., 231, 44 — 63, ОстоЬег [1974!. 87оЬо1а [(.В. ТЬе йо!е о( М1сгошьи1еэ ш Се1! Бтгистите апт) Се!1 П!т!эюп, Атлет. Бст., 68, 290-298 (1980). Иемейт Н.К. Нов Ь(ч)пй Се!1э СЬапйе БЬаре, Бс(. Ат., 225. 76-85, Ос!обет (!97!). Вопросы и задачи Чтобы понять молекулярную логику клеток, мы должны научиться оценивать свойства и взаимодействие биомолекул как в качественном, лак н а количественном отношении. Мы должны также уметь анализировать сложные явления, происходящие в живой клетке, сваля ттн явления к самым простым компонентам и процессам, лежащим в их основе.
С этой целью в конце каждой главы приводится ряд задач, иллюстрирующих важные биохимические принципы. Одни зштачи имеют конкретные численные решения, характеризующие размеры молекул н клеток илн скорости биохимических ттроцтсов. Чтобы решить другие залачн, в которых эребуется проанализировать данную биохимическую структуру нлн процесс, необходимо применить основные биохимические принципы н немного подумать.
Некоторые задачи относительно просты и имеют однозначные решения, тогла как другие требуют более серьезного подхола. Решение задач -наилучший путь для прочного усвоения основ биохимии. Ниже перечислены книги, которые помогуг читателю ознакомиться с биохимическими задачами н приобрести навыки в их решении. Монтдоттту й., Бнелмт С. А. 1'тиапшацче РгоЫетпэ тп Вюсйеписа) Бстепсеэ, 2д ед Ггеетпап, Бап Ггапсйсо, 1976. ГЛ. 2, КЛГПСИ Беде! /. В(осйет!са1 Са(сц(а!!опз, 2д еб., %йеу, ]Чегч Уог(г, 1976. Особенно хороню освещены вопросы ферментатнвной кинетики. Игоод И'.В., И](лоп У.Н.. Вепбоы К.М..
Ноод Е. Е. В(оспып!зггу: А Ргойепж Арргоасй, 26 еб., Вещании, Меп1о Раг]г, СаЫ, 1981. В этой уникальной книге, охватывающей широкий круг проблем, рассмотрены основные разлелы биохимии и приведено большое число различных контрольных вопросов и задач с численными решениями. Основные разделы прелставлены прямерно в той же последовательности.
что и в данной книге. Ниже приведено несколько задач, относящихся к содержанию гл. 2. Их рецюние поможет читателю более четко уяснить геомезрические и численные соотношения, характеризующие структуру клеток и их функции. Для упрощения цитирования и обсуждения кюкдая задача имеет свое заглавие. 1. Малые размеры клеток и пх составных частей. Из данных, приведенных в табл. 2-2, приблизительно рассчитайте число а) клеток печени, б) митохондрий и в) молекул миоглобина, которые можно поместить в один слой на кончике булавки (диаметром 0,5 мм).
Предполагается, что все структуры имелот сферическую форму. Площадь круга равна лгз, где к=3,!4. 2. Число роопвореянык молекул, собврясои(ихся в самих мшких из известных клеток. Самыми мелкими из всех известных клеток являзотся микоплязмы "сферические клетки с диаметром около 0,33 мкм. Малые размеры позволяют микоплазмам легко проходить через фильтры, звлерживаюшие более крупные бактерии.
Один из видов микоплаэм Мусор!авто ровняло!ое. может вызывать первичную атипичную шзевмонию. а) Основным источником энергии для мико- плазм служит Еьглюкоза, ее концентрация внутри таких клеток составляет около 1,0 мМ. Рассчитайте число молекул глюкозы, содеряащихся в одной клетке. Число Авогадро (число молекул в 1 моле неиониэированного вещества) равно 6,02 1О". Объем сферы равен 413пгз.
б] Во внутриклеточной жидкости микоплазм содержится 03 г гексокиназы (мол. масса 100000) в 1 л. Рассчитайте молярную концентрацию гексокиназы — первого фермента в цепи реакций, приводящих к расщеплению глюкозы с образованием энергии. 3. Компоненты Е. сой. Клетки Е. сой имеют форму пилиндра высотой 2 мкм и диаметром 0.8 мкм.
Объем цилиндра вычисляется по формуле кглй, где Ь -высота цилиндра. а) Сколько весит одна клетка Е, сой, если ее плотность (главным образом за счет волы] равна в среднем 1,1 ггсмз? б) Толщина защитной клеточной стенки Е со!1 равна 10 нм. Какую долю (в процентах) обшего объема бактерии составляет клеточная стенка? в] Е.
сой быстро растет и рвзмнозкается благодаря тому, что в ее клетке присутствует около 15000 сферических частиц-рибосом (диаметр 18 нмй осуществляющих синтез белков. Какая часть общего объема клетки приходится на далю рибосом? 4, Генетическая инд?ормапия в ДНК Е. сой. Содержащаяся в ДНК генетическая информация закодирована линейной последовательностью ключевых слов, называемых кодонами. Каждый кодон представляет собой специфическую последовательность трех нуклеотидов (три пары нуклеотидов в двукцепочечной ДНК] и соответствует одному аминокислотному остатку в белке. ДНК Е, сой имеет очень болыпую молекулярную массу -примерно 2,5.
10в. Средняя молекулярная масса пары нуклеотидов равна 660, причем вклад каждой пары нуклеотидов в общую длину молекулы ДНК составляет 0,34 нм. а) Используя ззи данные, рзссчитайте длину молекулы ДНК Е. сой. Сравните длину молекулы ДНК с размерами клетки. Каким образом ей удается уместиться в клетке? б) Полсчитайте. чему равно максимальное число белков, которое может быть закодировано в молекуле ДНК Е сой, если предположитгь что белковая молекула Е.
сой состоит в среднем из 400 аминокислот? 5. Высокая скорость мвнюболизмо у бактерий. Бактерии характеризуются значительно более высокой скоростью метаболизма по сравнению с животными клетками. В идеальных условиях бактериальная клетка обычно вдвое увеличивается в размерах и делится кажлые 20 минут, гогов как животным клеткам для этого требуется примерно 24 ч. Из-за высокой скорости метаболизма бактериям необходимо иметь большую площадь поверхности по отношению к объему клетки. а] Почему максимальная скорость метаболизма должна зависеть от соотношения между поверхностью клетки и ее объемом? 6) Рассчитайте отношение площади поверхности клетки к ее объему у сферической бактерии Ныллвйа допоггйоеае (диаметром 0,5 мкм], вызывающей гонорею. Сравните полученное значение с отношением поверхности клетки к ее объему у шаровцдиой амебы- крупной зукариотическай клетки диаметром 150 мкм.
ЧАСТЪ 1. БИОМОЛЕКУЛЫ в) Оцените отношение площади поверхности тела к его объему у среднего человека весом 70 кг )представьте тело человека в виде сферы и набора цилиндров). Сравните полученное значение с отношением поверхности клетки к ее объему у бактерий. 6.
Сглраяыгия, абесиичиваюи)ая увеличение нлои)ади иоверхносмк климах. Некоторые клетки, функция которых состоит в поглощения питательных веществ из окружающей среды !например, клетки, выстилающие просвет тонкого кишечника или клетки корневых волосков растений), прекрасно приспособлены к выполнению своей роли благодаря тому, что плошадь их поверхности, соприкасающейся с питательными веществами, увеличена за счет микроворсинок. Предположим, что эпителиальная клетка, выстилаюшая просвет тонкого кишечника. имеет форму сферы (диаметром 20 мкм). Поскольку лишь часть клетки обращена в просвет кишечника, будем считать, что микроворсинки покрывают участок, площадь которого составляет 25т,' плошади поверхности клетки. Предположим также, что микроворсинки имеют форму цилиндров высотой 1,0 мкм и диаметром О,1 мкм и располагаются в виде регулярной решетки с расстоянием 0,2 мкм между центрами двух соседних мнкроворсинок.Площадь поверхности сферы равна О О О О О О'-.
О О О )и — 0.2 мкм — 31 1'исммииииии микриюриииик ии ииирмтии илм тииитки лиги. Исходя из этик данных, рассчитайте: а) число микроворсинок на покрьпом имн участке, б) площадь поверхности этого участка без микроворсинок, в) площадь поверхности участка с учетом микроворсинок, г) на сколько процентов увеличится поглощающая способность (определяемая отношением плошади поверхности клетки к ее объему) благодаря наличию микроворсннок7 ГЛАВА 3 СОСТАВ ЖИВОЙ МАТЕРИИ: БИОМОЛЕКУЛЫ Мы уже убедились в том, что животные и растения различных видов по химическому составу во многом сходны между собой. Например, все молекулы белков у всех видов живых организмов построены из одного и того же набора 20 различных аминокислот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
