Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 274
Текст из файла (страница 274)
цепей в фотосинглетических бактериях единственная фотосистена стала использовать энергию света для синтеза ЛгАРРН, необходимого для фиксации углерода. Последующее появление более сложных электрон транспортных цепеи цнанобактерий дало возможность использовать НРО в качестве электронного донора для образования ЖАРРН, а не значительно менее распространенные элекглронные доноры, необходимые другим бактериялс Это позволило жизни игироко распросгпраниться по Земле, и началось повторное накопление восстановленных органических молекул. Примерно 2 х 10" леал назад в атмосфере начал накаплггваться выделяемый цианобактериями при фотосинтезе Ог. Как только стало много органических молекул и Ог, электрон транспортные цепи приспособились к транспорту элек- Задачи 1343 тронов от?ч'АРН на Ога и во многих бактериях развился эффективный аэробный метаболизм.
Точно такие же аэробные механизмы действуют в настоящее время в митохондриях эукариот. Сейчас появляется все больше доказательств, что митохондрии и хлоропласты произошли от аэробных бактерий. Задачи Какие из этих утверждений соответствуют действительности? Объясните почему 14.1. Три дыхательных ферментных комплекса во внутренней мембране митохондрий существуют в структурно упорядоченных кластерах, что способствует правильному переносу электронов между комплексами.
14.2. Слабые липофильные кислоты, замыкая нормачьный ток протонов через внутреннюю мембрану, убирают протондвижущую силу, останавливают синтез АТР и блокируют электронный транспорт. 14.3. Мутации, наследуемые по менделевским законам, затрагивают ядерные гены; мутации, наследование которых нарушает менделевские законы, скорее всего, располагаются в геноме органелл.
Решите следующие задачи 14.4. В 60-х гг. Х1Х века Луи Пастер заметил, что если к анаэробной культуре дрожжей, растущей на глюкозе, добавить О,, скорость поглощения глюкозы падает. Объясните этот результат, известный как эффект Пастера. 14.5. В активно дышащих митохондриях печени РН матрикса примерно на половину единицы РН выше, чем РН цитозоля. Пусть РН цитозоля 7, а матрикс представляет собой сферу диаметром 1 мкм [ Ъ' = (4/3)кгз1. Рассчитайте общее число протонов в матриксе дышащей митохондрии печени. Если исходный РН матрикса был равен 7 (и равен РН цитозоля), сколько протонов должно было быть выкачано, чтобы РН матрикса стал равен 7,5 (разница в 0,5 единиц РН)? 14.6.
Сердечная мышца получает большую часть АТР, требующегося для поддержания непрерывных сокращений, посредством окислительного фосфорилирования. При окислении глюкозы до СО, сердечная мышца поглощает О со скоростью 10 мкмоль|мин на г ткани. Это покрывает затраты АТР на сокращение и поддерживает постоянную концентрацию АТР в ткани, равную 5 мкмоль|г. Сколько секунд понадобится сердцу для поглощения количества АТР, равного стационарному уровню? (При полном окислении одной молекулы глюкозы до СО.
синтезируется 30 АТР, 26 из которых образуется в результате окислительного фосфорилирования с использованием 12 пар электронов, переносимых й)АРН и ГАРН .) 14.7. Если выделенные митохондрии инкубировать с источником электронов, например сукцинатом, но без кислорода, электроны будут входить в дыхательную цепь, почти полностью восстанавливая все электронные переносчики. Если затем ввести кислород, переносчики окисляются с разной скоростью (рис. О!4.1). Как этот эксперимент позволяет определить последовательность электронных переносчиков в дыхательной цепи? В каком порядке они расположены? 14.8.
Разобщитель динитрофенол когда-то прописывали в качестве лекарства для потери веса. Как разобщитель окислительного фосфорилирования способствует похуданию? Почему его больше не прописывают? 13яФ часть Ф; Виууреиияя организация квитки тоо Е о я нБО й '3 х х Ф и Ф о Х о Ф о время Рис. С<1Я.1. Быстрый спектрофотометрический анализ скорости окисления злектронных переносчиков дыхательной цепи (зздзчз 14.71. Цитохромы о и аз различить невозможно, позтому они указаны кзк цитохром (а+ о ]. 14.9. Сколько энергии в видимом свете? Сколько энергии солнечный свет доставляет на Землю? Пасколько эффективно растения преобразуют свеговую энергию в энерппо химических связей? Ответы на эти вопросы очень важны для изучения фотосинтеза. Каждый квант или фотон несет энергию <ту, где Ь вЂ” постоянная Планка (1,58 х 1Оги ккал с.
фотон), а у — частота в с' '. Частота света равна г Х, где с -- скорость света (3,0 х 10'т нм с), а л -- длина волны в нм. Таким образом, энергия (Е) фотона равна Е=йу=Ьс Х. А. Рассчитайте энергию моля фотонов (6 х 1011 фотонов моль) при 400 нм (фиолетовый свет), 880 нм (красный) и 800 нм (ближний инфракрасный). Б. Яркий солнечный свет падает на Землю со скоростью, примерно равной 0,3 ккал с на квадратный метр. Для простоты расчетов примем, гго солнечный свет состоит из монохроматического света длиной волны 880 нм.
Сколько секунд понадобится для того, чтобы на квадратный метр попа.л моль фотонов? В. Если для фиксации одной молекулы СО. в форме углевода в оптимальных условиях требуется восемь фотонов (в настоящее время принятым значением явля. ется 8 — 1О фотонов), рассчитайте, сколько времени понадобится томату с плошадью листьев 1 квадратный метр синтезировать моль глюкозы из СО .
Пусть фотоны падают на листья со скоростью, рассчитанной в прошлом пункте, и пусть все фотоны поглощаются и используются для фиксации СОгг Г. Если для фиксации моля СО с образованием углеводорода требуется 112 ккал, 'моль, какова эффективность преобразования световой энергии в химиче- Литература 1З45 Рисунок С!14.2. Мозаичный лист Яосиьа горолссо с зелеными и желтыми пятнами !задача гад11, скую энергию после поглощения фотона? Снова примите, что для фиксации одной молекулы СОг требуется 8 фотонов красного света (680 нм). 14.10. Вспомнив знаменитый эксперимент Джозефа Пристли, в котором росток мяты спас жизнь мьппи в запечатанной камере, вы решаете провести аналопгчггый опыт, чтобы посмотреть, что будет с Сз.
и С растениями в изолированной среде. Вы помещаете растение кукурузы (С,) и герань (С ) в запечатанную пластиковую камеру с нормальньпч воздухом (300 частей на ьпсллион СО ), и сгавите камеру на подоконник в своей лаборатории. Что случится с растениями? Будут ли они конкури(ювать или сотрудничать? Если они будут конкурировгггь, кто победиг и почему? 14.11. Рассмотрите мозаичный лист на рис. О14.2. На нем много желтых пятен, окруженных зеленым, но нет зеленых пятен, окруженных желтым. Предложите свое объяснение этого явления.
ЛИТЮрогТурга Обитая Сгавег ЪЪ'.А. й Кпа(Е 1). В. (1990) Епегкту Тгапзс(псС!оп ш В!ст!ог!!са! МегпЬгапся А ТехСЬоо1с оЕ В!оепегпеС!сз. ЬЕеуу 'т'ог)с: 8рпппег ттег!а)с МаС!гетуз С. К., сап Но!бе К. Е. й АЬегп К. О. (2000) В!осйев!зггу, Згс1 ес1. 8ап Ггапс!зсо: Вест)ав!п Сшппнпйз. ЬЕ!сйоПз Е). Ст. й Гегйпятп 8.3. (2002) В!оепегйеПсз, Зп! ес). Е опс!оп: Аеас(епт!с Ргезз. !!4иптохондрии АЬга!тавз 3. Р., 1 ев1ге А. О., Е.пССег К. й Юайсег !.Е. (1994) 8(гпсспге ас 2.8А гегю1пбоп оЕ Г! АТРазе Егов Ьоайпе ЬеагС в!СосЬопс!па. Ха(иге 370: 621 — 628. Вегй Н.С. (2003) ТЬе гоСагу тпоСог оЕ ЬасСепа! Е!айеПа.
Аппп. Веи. Вгосйет. 72: 19 — 54. Воуег Р.О. (1997) ТЬе АТР зупСЬаяе -- а зр!епс)!с) гпо!есп!аг тпасЬгпе. Аппп. йео. Врос?гет. 66: 717 — 749. Егпвбег Е. й 5сйаСг О. (1981) М!Еосйопс!па: а Ь!згопса! геу!ету. У. СеП Вго1. 91: 227з — 255я Ггеу Т.С., Веп1сеп С.Чт. й Рег1сшз С.А. (2002) 1пз!пЬС шйо в!Сосйопс)па! зСгпсСпге апс! ЕппсС!оп Егов е!есСгоп СовойгарЬу. Вгосйгт.
Втор?гут. Асга. 1555: 196-203. РеЬау Реугоп!а Е, й Вгапс!ойп О. (2004) Ь!пс!еоС!с!е ехсйаппе ш пнСосЬопс1па: !пз!яЬС аС а гпо1есо!аг 1ете!. Сип. Ориг. 91гисб Вго1. 14: 420 — 425. Ме!ег Т., Ро!хег Р., Ейес1епсЬв К. еС а!. (2005) 8Спн:Спге оЕ Сйе гогот ппй оЕ Г Суре ЬЕа+ АТРазе Сгов ПуоЬасСег СагСапспз. 5'сгепге 308: 659 — 662. МгСсЬеП Р. (1961) Сопр1шп оЕ РЬозрЬогу!абоп Со е!есСгоп апс1 Ьус!гопеп Сгапв(ег Ьу а сЬев! ояпобс Суре оЕ весЬапгяп. Агагиге 191: 144 — 148. ЬЕ!сйоПЫ).О.
(2006) ТЬе !тЬуз!о!оп!са! ге1(п!аС!оп о1' шшопр!шй ргоСегпз. Вгосйгт. Втор?гуз. Асга. 1?57: 459 — 466. 1346 Часть!Ч. Внутренняя организация клетки КасЬег Е. й 31оес!сеп!ва ЪЧ. (1974) Кесопаб(вбоп о1 рвгр!е тетЬгапе чеяс!еа са(а!уг!вд ПКЬС-с1г!хеп ргоСов врСа1се апс! ас!епояпе СпрЬоарЬаСе 1опваВоп. 1. В1о1. С/гет. 249: 662 — 663. ЯагааСе М. (1999) ОхиЫп е РЬоарЬогу!абоп аС СЬе Вп с!е яес1е. Ясгепсе 283: 1488 †14. бсЬе11!ег !. Е. (1999) М!СосЬопс!па. Хе~ч Чоган'СЬ|сЬеаСег Ч(гПеу-1 !ах 8(ос1с Р., О(ЬЬопа С., АгесЬада 1.
еС а!. (2000) ТЬе гоСагу тесЬапып о1 АТР хупСЬахе. Сиги Орш. 5(гисй Вю1. 10: 672 — 679. 'сЧеЬег !. (2007) АТР аупСЬахе — йе аСгвсСвге о1 йе аСа(ог а(аПс. ТгепсВ Всосйет. 5'сг. 32: 53 — 56. Электрон-транспортные цепи и их протонные насосы ВешегС Н., Но!гп К. Н. й Мвпс1с Е. (1997) !гоп-ав!1вг с1ваСегя па(вге'а тос!в!аг, пш!С!рвгроае зСгвс(вгея Бсгепсе 277: 653 — 659. Веггу Е. А., Овегцоча-Косах М., Нпвсц 1 .5, й СгоКа АК. (2000) 8(гас!иге апс! Ьгпсбоп о1 суСосЬготе Ье согпр!ехея Аппи. Яео. ВшсВет. 69: 1005 — !075. Вгавс! М.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
