Биохимическая генетика растений доклад

Обновлено: 05.07.2024

Цель и задачи дисциплины 4 Требования к формируемым компетенциям 4 Программа самостоятельной работы аспирантов Задания для самостоятельной работы 7 Перечень рекомендуемой литературы 15 Перечень информационных технологий 15 Цель и задачи дисциплины Цель изучения дисциплины - формирование у аспирантов системных представлений о взаимосвязи физиологических и биохимических процессов в растении, о влиянии на жизнедеятельность растений комплекса факторов внешней среды, умений применять теоретические знания к решению практических задач, связанных с управлением фитоценозами.

Виды и задачи профессиональной деятельности по дисциплине:

- научно-исследовательская деятельность в области биологических наук;

- преподавательская деятельность в области биологических наук.

Задачи дисциплины:

- дать современные представления о главных биохимических процессах в растениях;

- ознакомить аспирантов с влиянием регулируемых и нерегулируемых факторов внешней среды на основные биохимические процессы в растении;

- научить использовать теоретические знания по биохимии для оценки физиологического состояния растений.

Знания, умения и приобретенные компетенции будут использованы при проведении научно-исследовательской работы и подготовке диссертационной работы.

Требования к формируемым компетенциям Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

а) универсальные (УК):

способность к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях (УК-1);

способность проектировать и осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения с использованием знаний в области истории и философии науки (УК-2);

готовность участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-образовательных задач (УК-3);

способность планировать и решать задачи собственного профессионального и личностного развития (УК-5);

б) общепрофессиональные (ОПК):

способность самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий (ОПК-1);

в) профессиональные компетенции:

готовность грамотно применять методические основы выполнения полевых, лабораторных, биологических и экологических исследования при решении конкретных задач по физиологии растений с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, нести ответственность за качество работ и научную достоверность результатов (ПК1);

владеть современными биофизическими и биохимическими методами исследования растений и творчески использовать их для решения практических задач физиологии растений (ПК4).

Задания для самостоятельной работы Наименование Перечень теоретических вопросов и иных заданий разделов, тем по самостоятельной работе Изучите классификацию углеводов растений, опишите, какие функции выполняют отдельные типы углеводов в растении. Подготовьте доклад на тему «Строение, свойства и биоУглеводы логические функции сахарозы, мальтозы, лактозы, целлобиозы,

Подготовиться к обсуждению вопроса «Строение, свойства и функции фосфолипидов.

Изучите строение, свойства и функции нуклеотидов. Особо обратите внимание на состав важнейших пуриновых и пиримидиновых рибонуклеотидов и дезоксирибонуклеотидов и их фосНуклеотиды форнокислых производных и коферментных группировок. Опишите участие нуклеотидов в образовании нуклеиновых кислот.

Изучите основные метаболические циклы углеводов и их Метаболизм биологическую роль: пентозо-фосфатный и глиоксилатный.

Изучите современную классификацию ферментов и принРоль ципы регуляции ферментативных реакций на различных уровнях.

Дайте краткую характеристику основным классам вторичных метаболитов, изучите их значение для растений.

Основной формой самостоятельной работы является изучение рекомендуемой литературы, поиск необходимой информации в научных журналах, базах данных, в сети Интернет, анализ собранной информации и подготовка выступления на семинаре в виде доклада или в дискуссии.

Основной формой контроля самостоятельной работы является доклад на семинаре, участие в дискуссии докладу.

Доклад это краткое публичное устное изложение результатов индивидуальной учебно-исследовательской деятельности, имеет регламентированную структуру, содержание и оформление.

Доклады направлены на более глубокое самостоятельное изучение аспирантами лекционного материала или рассмотрения вопросов для дополнительного изучения.

Данный метод обучения используется в учебном процессе при проведении семинарских занятий. Его задачами являются:

1. Формирование умений самостоятельной работы студентов с источниками литературы, их систематизация;

2. Развитие навыков логического мышления;

3. Углубление теоретических знаний по проблеме исследования.

4. Развитие навыков изложения своих мыслей и идей перед аудиторией, умения уверенно пользоваться научной терминологией.

Доклад должен представлять аргументированное изложение определенной темы. Доклад должен быть структурирован (по главам, разделам, параграфам) и включать разделы: введение, основная часть, заключение. В ходе доклада должны быть сделаны ссылки на использованные источники. В зависимости от тематики доклада он может иметь мультимедийное сопровождение, в ходе доклада могут быть приведены иллюстрации, таблицы, схемы, макеты, документы и т. д. В ходе доклада может быть использована доска, флип-чарт для иллюстрации излагаемых тезисов.

Критериями оценки доклада являются: новизна и оригинальность материала, обоснованность выбора источников литературы, степень раскрытия сущности вопроса, соблюдения требований к изложению и оформлению.

обозначена проблема и обоснована её актуальность; сделан анализ различных точек зрения на рассматриваемую проблему и логично изложена собственная позиция; сформулированы выводы, тема раскрыта полностью, выдержан объём;

соблюдены требования к сопровождению доклада иллюстративным материалом.

Рекомендуемая тематика докладов по курсу

1. Классификация витаминов и их роль витаминов в обмене веществ организмов и их значение в питании человека и кормлении сельскохозяйственных животных

2. Биохимические основы молочнокислого, маслянокислого и пропионовокислого брожения и использование биохимических процессов брожения при переработке сельскохозяйственной продукции.

3. Роль ферментов в обмене веществ организмов, механизмы регуляции их действия и использование ферментов в биотехнологической промышленности

4. Строение, свойства и биологические функции сахарозы, мальтозы, лактозы, целлобиозы, -левулина, крахмала, гликогена, полифруктозидов, клетчатки, гемицеллюлоз, пектиновых веществ, камедей и слизей

5. Важнейшие представители стероидных липидов и их роль в организмах

6. Циклические нуклеотиды, их роль в клеточном метаболизме

7. Изменение содержания витаминов в онтогенезе растений и под влиянием условий выращивания

8. Биохимические процессы и ферменты спиртового брожения. Биохимические реакции образования побочных продуктов спиртового брожения – янтарной кислоты и сивушных масел

9. Биологическая роль производных оксибензой- ных и оксикоричных кислот (ванилин, оксикоричные спирты, кумарины) и их значение в формировании качества растительной продукции

10. Строение, свойства и биологические функции сесквитерпенов, дитерпенов, тритерпенов, тетратерпенов и политерпенов

11. Состав и строение гликоалкалоидов растений семейства паслёновых.

Действие гликоалкалоидов на организм человека.

12. Влияние природно-климатических условий, орошения, режима питания растений на накопление алкалоидов и гликозидов в растительных продуктах.

Заключительным контролем степени освоения дисциплины учебным планом предусмотрен зачет с оценкой.

Аминокислоты. Общие и специфические реакции функциональных групп 1.

Природные олигопептиды. Глютатион и его значение в обмене веществ.

Аминокислоты как составные части белков. Физические и химические 3.

свойства аминокислот. Незаменимые аминокислоты.

Углеводы. Классификация углеводов.

Наиболее широко распространенные в природе гексозы и пентозы и их 5.

свойства. Конформация моносахаридов.

Производные углеводов (гликозиды, амино-, фосфо- и сульфосахариды).

Жирные кислоты. Ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты. Нейтральные жиры и их свойства.

Фосфолипиды, гликолипиды и сульфолипиды. Полярность молекулы 8.

фосфатидов. Участие фосфатидов и других липидов в построении биологических мембран.

Воска и стероиды. Терпеноиды.

Пуриновые и пиримидиновые основания. Комплексообразующие свойства 10.

Витамины, коферменты и другие биологически активные соединения. Роль 11.

витаминов в питании животных и человека. Витамины как компоненты ферментов.

Динуклеотиды как коферменты.

Олигосахариды. Дисахариды: сахароза, мальтоза, лактоза их структура и 13.

свойства Полисахариды. Крахмал, гликоген, клетчатка и гемицеллюлозы, их структура и свойства.

Гетерополисахариды, гликозаминогликаны. Протеогликаны.

Типы нуклеиновых кислот. Роль нуклеиновых кислот в живом организме.

Структура ДНК. Принцип комплементарности азотистых оснований. Суперспирализация ДНК. Структура и функционирование хроматина. ДНК хлоропластов и митохондрий.

Структура рибонуклеиновых кислот. Типы РНК: ядерная, рибосомная, 18.

транспортная, м- РНК.

Метаболические цепи, сети и циклы. Обратимость биохимических процессов. Катаболические и анаболические процессы. Единство основных метаболических путей во всех живых системах.

Единицы активности ферментов. Стандартная единица, удельная и молекулярная активность. Активность и числа оборотов фермента. Критерии чистоты ферментных препаратов.

Двухкомпонентные и однокомпонентные ферменты. Химические механизмы ферментативного катализа.

Кофакторы в ферментативном катализе. Простетические группы и коферменты. Химическая природа коферментов. Значение металлов для действия ферментов.

Энергетическое сопряжение. Фосфорильный потенциал клетки. Нуклеозид 23.

ди- и трифосфаткиназы. Аденилаткиназная и креатинкиназная реакции.

Терминальное окисление. Механизмы активации кислорода.

Структура и компоненты дыхательной цепи. Митохондрия как энергетическая машина клетки.

Хемиосмотическая теория сопряжения окислительного фосфорилирования 26.

и тканевого дыхания.

Альтернативные функции биологического окисления. Термогенез, цитохром Р-450 и окислительная деструкция ксенобиотиков.

Активные формы кислорода, их образование и обезвреживание. Значение 28.

активных форм кислорода для функционирования клетки.

Основные этапы цикла Кальвина.

Углеводы и их ферментативные превращения. Роль фосфорной кислоты в 30.

процессах превращения углеводов в организме. Роль многоатомных спиртов в углеводном обмене.

Гликозиды и дубильные вещества, их свойства, ферментативные превращения и роль в пищевой промышленности.

Амилазы. Распространение в природе и характеристика отдельных амилаз.

Роль амилаз в промышленности и пищеварении. Взаимопревращения крахмала и сахарозы.

Биосинтез крахмала и гликогена.

Клетчатка и гемицеллюлозы ферментативные превращения и роль в пищевой промышленности. Гетерополисахариды, углеводы водорослей (агар, альгиновая кислота, каррагинан).

Общая характеристика процессов распада углеводов.

Гликолиз. Взаимосвязь процессов гликолиза, брожения и дыхания.

Спиртовое, молочнокислое, маслянокислое брожение. Основные и побочные продукты брожения.

Химизм анаэробного и аэробного распада углеводов.

Энергетическая эффективность гликолиза и брожения. Аэробный и анаэробный распад углеводов.

Механизм окисления пировиноградной кислоты.

Цикл трикарбоновых кислот. Энергетическая эффективность цикла.

Пентозофосфатный путь. Роль и основные этапы.

Глиоксилатный цикл. Роль и основные этапы.

Глюконеогенез. Растительное сырье и микробиологические процессы как 44.

источник пищевых органических кислот.

Ферментативный гидролиз жиров. Липазы, распространение в природе и 45.

характеристика. Липоксигеназы, их свойства, механизм действия и роль в пищевой промышленности.

Окислительный распад жирных кислот. Энергетическая эффективность 46.

распада жирных кислот. Роль карнитина, Коэнзима А, 4-фосфопантетеина в окислении жирных кислот.

Биосинтез жирных кислот. Синтаза жирных кислот. Биосинтез триглицеридов.

Эфирные масла и их превращение в растениях. Каучук и гутта.

Пути включения углерода, азота, серы и др. неорганических соединений в 49.

Ассимиляция молекулярного азота и нитратов. Нитрогеназа, нитратредуктаза и нитритредуктаза. Первичный синтез аминокислот у растительных организмов.

Заменимые и незаменимые аминокислоты. Пути повышения пищевой 51.

ценности растительных белков.

Кетокислоты как предшественники аминокислот. Прямое аминирование.

Переаминирование и другие пути превращения аминокислот.

Протеолитические ферменты — пептидгидролазы, общая характеристика и 53.

распространение в природе. Пепсин, трипсин, химотрипсин, папаин, сычужный фермент. Использование протеолитических ферментов в промышленности.

Биохимия распада аминокислот. Дезаминирование аминокислот. Роль аспарагина, глютамина и мочевины в обмене азота. Орнитиновый цикл.

Распад нуклеопротеинов. Нуклеазы. Синтез и распад пуриновых нуклеотидов.

Биосинтез нуклеиновых кислот и ДНК-полимеразы.

Транспортные РНК и их роль в процессе биосинтеза белка. Активация 57.

Единство процессов обмена веществ. Связь процессов катаболизма и анаболизма, энергетических и конструктивных процессов. Взаимосвязь между обменами белков, углеводов, жиров и липидов.

Способы регулирования метаболизма. Регулирование экспрессии генов.

Регулирование активности ферментов субстратом, продуктом и метаболитами.

Гормоны. Роль гормонов в регуляции биохимических процессов. Классификация гормонов. Тканевая и видовая специфичность рецепторов гормонов.

Механизм действия гормонов. Вторичные посредники (ц-АМФ, Са2+ и др.) 61.

Гормонзависимая химическая модификация белков, влияние гормонов на экспрессию генов.

Вопросы, выносимые на зачёт с оценкой, доводятся до сведения студентов не позднее, чем за месяц до сдачи экзамена.

Контрольные требования и задания соответствуют требуемому уровню усвоения дисциплины и отражают ее основное содержание.

Перечень рекомендуемой литературы для самостоятельной работы

1. Хелдт Г.-В. Биохимия растений. Изд-во Бином. 2011, 471 с.

2. Новиков Н.Н. Биохимия растений. – М.: КолосС, 2010, – 679 с.

3. Комов В.П. Биохимия: Учеб. для вузов / В.П. Комов, В.Н. Шведова. - М.:

Дрофа, 2004. - 640 с.

4. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 2002, – 528 с.

5. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. – М.:

Мир, 1991, – 453 с.

6. Запромётов М.Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растений. – М.: Наука, 1996, – 45 с.

7. Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. Биохимия зерна и хлебопродуктов. – СПб.: Гиорд, 2005, – 510 с.

8. Кислухина О.В. Витаминные комплексы из растительного сырья. – М.:

ДеЛи принт, 2004, – 308 с.

9. Кретович В.Л. Биохимия растений. – М.: Высшая школа, 1986, –503 с.

10. Надиров Н.К. Токоферолы и их использование в медицине и сельском хозяйстве. – М.: Наука, 1991, – 336 с.

11. Плешков Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений. – М.: Агропромиздат, 1987, – 494 с.

12. Румянцев Е.В., Антина Е.В., Чистяков Ю.В. Химические основы жизни.

– М.: КолосС, 2007, – 560 с.

13. Федулов Ю.П., Доценко К.А., Тосунов Я.К., Яковлев Б.В. Методическое указание к лабораторным занятиям по биохимии растений с основами теории для студентов агробиологических специальностей (бакалавриат), Краснодар, КубГАУ, - 2011. – 82 с.

Перечень информационных технологий

3. Научная электронная библиотека РФФИ (E-library).

5. Система научно-технической информации АПК России (СНТИ АПК).

6. Центральная научная сельскохозяйственная библиотека Российской академии сельскохозяйственных наук (ЦНСХБ РАН).

Электронно-библиотечные системы библиотеки Кубанского ГАУ

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Генетика является теоретической основой селекции. Так как именно знание законов генетики позволяет целенаправленно управлять появление мутаций, предсказывать результаты скрещивания, правильно проводить отбор гибридов. Современный период развития селекции начинается с формирования новой науки-генетики. Генетика-это наука, изучающая наследственность и изменчивость живых организмов(растения, животные, микроорганизмы, люди). Наследственность-это свойство всех живых организмов передавать определенные особенности из поколения в поколение. Изменчивость-это свойство всех живых организмов в процессе своей жизнедеятельности приобретать новые признаки. Изменчивость обусловлена мутациями и различными их комбинациями. Комбинация генов при их взаимодействии может привести к появлению новых признаков или к новому их сочетанию. Селекция-это наука о методах создания новых сортов растений, пород животных или их усовершенствовании . Селекция-это наиболее эффективное средство обеспечения устойчивых урожаев и высокой продуктивности сельскохозяйственных растений и животных. Потому что в случае селекции применяется искусственный отбор, благодаря которому в последующих видах возможно закрепить нужный признак. Все современные методы селекции основаны на принципах генетики.

К особенности селекции животных относят:

1) Для селекции животных характерно только половое размножение;

2) В основном, очень редкая смена поколений;

3) Количество особей в потомстве невелико;

4) Затруднительно выведение чистых линий, так как животные не способны к самооплодотворении.

Основоположником генетики является чешский учёный Грегор Иоганн Мендель(1822-1884). Открытые им закономерности наследования моногенных признаков стали первыми шагами к открытию современной генетики. Мендель поставил серию опытов на горохе, тем самым доказав и установив механизм наследования признаков у живых организмов, которые отличаются по одному признаку. В опытах с огородным горохом учёный показал, что признаки родительских растений при скрещивании не уничтожаются и не смешиваются. Они предаются либо в форме, характерной одному из родителей. Или промежуточной, которая может проявиться вновь в последующих поколениях. Его опыты также доказали, что гены-это материальные носители наследственности. И они различны для каждого. В селекционной работе используют следующие методы гибридизации: инбридинг(близкородственное скрещивание), аутбридинг(межпородное или межсортовое скрещивание) и отдалённую гибридизацию(скрещивание организмов, относящихся к разным видам и родам).

К задачи современной селекции относят:

1) повышение продуктивности организмов;

2) улучшение качества продукции (вкуса ,внешнего вида, химического состава);

3) улучшение хозяйственно-важных физиологических свойств (устойчивости к болезням и вредителям, отзывчивости на удобрения или корм).

Основы научных методов селекции в нашей стране заложил Н.И.Вавилов.

Основные методы селекционной работы это -гибридизация и отбор. Вавилов установил, что у родственных растений возникают мутационные изменения. Он также установил семь центров происхождения культурных растений и их диких сородичей

южно-азиатский или тропический-рис, сахарный тростник, цитрусовые, огурец, баклажан

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Биохимия как базовая составляющая современной биологии.

Биохимия как наука о веществах, входящих в состав живых организмов, и их превращениях.

Связь биохимии с другими дисциплинами.

Краткая история биохимии.

Основные достижения биологической химии.

1. Биохимия как наука о веществах, входящих в состав живых организмов, и их превращениях.

Биологическая химия – это наука, изучающая химическое строение и функцию веществ, входящих в состав живых организмов, и их превращения в процессе жизнедеятельности.

Совокупность этих превращений находится в постоянной взаимосвязи с окружающей средой и обеспечивает функционирование живых организмов в условиях сбалансированности процессов синтеза и распада веществ в клетках и тканях.

Главной задачей биохимии является определение основных закономерностей биохимических процессов, выяснение взаимосвязи между структурой и функциями биомолекул, участвующих в реакциях клеточного метаболизма.

Сфера биохимии столь же широка, как сама жизнь. Всюду, где существует жизнь, протекают различные химические процессы. Биохимия изучает химию живой природы в широком диапазоне: в микроорганизмах, растениях, насекомых, рыбах, птицах, низших и высших млекопитающих, и в частности в организме человека. При этом необходимо иметь ввиду, что, несмотря на определенные различия в химическом составе и обмене веществ тех или иных видов живых организмов, существует биохимическое единство всех форм жизни.

Биохимию можно разделить на:

а) структурную – изучает химическое строение биомолекул;

б) метаболическую – изучает обмен веществ и энергии;

в) функциональную – изучает взаимосвязь между химическими превращениями веществ в организме и их биологическими функциями.

Кроме того, выделяют ряд разделов биохимии и по объектам исследования – медицинская биохимия, фармацевтическая биохимия, биохимическая экология, биохимическая фармакология и др.

2. Связь биохимии с другими дисциплинами.

Фундаментальная биохимия является основой для многих наук биологического профиля. Например, биохимия нуклеиновых кислот лежит в основе генетики; физиология, наука о функционировании организма, очень сильно перекрывается с биохимией; в иммунологии находит применение большое число биохимических методов. Фармакология и фармация базируются на биохимии и физиологии – метаболизм большинства лекарств осуществляется в результате соответствующих ферментативных реакций. Различные яды влияют на биохимические реакции или процессы – эти вопросы составляют предмет токсикологии. В основе развития разных видов заболеваний лежит нарушение ряда биохимических процессов. Это обусловливает широкое использование биохимических подходов для изучения патогенеза различных заболеваний (например, воспалительные процессы, аллергические реакции, рак и др.). Успехи клеточной и генной инженерии в последние годы в значительной мере сблизили биохимию с зоологией и ботаникой.

3. Краткая история биохимии.

Как самостоятельная наука биохимия сформировалась на рубеже 19-20 в.в. До середины 19 в. биохимия существовала как раздел физиологии и называлась физиологической химией. Однако накопление фактического материала в области строения биологических молекул и структур, а также идентификация простейших метаболических процессов сыграли значительную роль в становлении биохимии как самостоятельной науки.

Изучение живой материи с химической стороны началось с того момента, когда возникла необходимость исследования составных частей живых организмов и совершающихся в них химических процессов в связи с запросами практической медицины и сельского хозяйства. Исследования средневековых алхимиков привели к накоплению большого фактического материала по природным органическим соединениям.

В 17-18 в.в. работали такие выдающиеся ученые как М.В. Ломоносов (1711-1765) и Антуан Лавуазье (1743-1794), открывшие закон сохранения материи (массы). А. Лавуазье внес важнейший вклад в развитие не только химии, но и в изучение биологических процессов. Он количественно исследовал и объяснил сущность дыхания, отметив роль кислорода в этом процессе (1772-1777). Одновременно им же, вместе с Пьером Лапласом (1749-1827), было показано, что процесс биологического окисления является и источником животной теплоты. Это открытие стимулировало исследования по энергетике метаболизма, в результате чего уже в начале 19 в. было определено количество тепла, выделяемого при сгорании 1 г. углеводов, жиров и белков.

Крупными событиями второй половины 18 в. стали исследования Рене Реомюра (1683-1757) и Ладзаро Спалланцани (1729-1799) по физиологии пищеварения. Эти исследователи впервые изучили действие желудочного сока животных на различные виды пищи (в основном мясо) и положили начало изучению ферментов пищеварительных соков. Однако, возникновение энзимологии (учения о ферментах) обычно связывают с именами Эдуарда Бухнера (1860-1917), который первым показал, что в водных экстрактах дрожжевых клеток находится набор ферментов, катализирующих превращение сахара в спирт, а также Пейена и Персо, впервые изучивших действие фермента амилазы на крахмал in vitro . Важную роль сыграли работы Джозефа Пристли (1733-1804; в 1771 г. Д. Пристли показал, что животные и растения изменяют состав окружающего воздуха противоположным образом) и Яна Ингенхауза (обнаружил, что растения выделяют кислород только на свету; в 1796 г. Ингенхауз дал общее уравнение фотосинтеза: СО₂ + Н₂О = Растительные ткани + О₂), открывших явление фотосинтеза.

Успехи биохимии с самого начала были неразрывно связаны с развитием органической химии. Толчком к развитию химии природных соединений явились исследования шведского химика Карла Шееле (1742-1786). Он выделил из живых организмов и описал свойства целого ряда органических кислот – молочной, винной, лимонной, щавелевой, яблочной.

Большое значение имели исследования Йенса Берцелиуса (1779-1848) и Юстуса Либиха (1803-1873), закончившиеся разработкой в начале 19 в. методов количественного элементарного анализа органических соединений.

Вслед за этим начались попытки синтезировать природные органические вещества:

в 1828 г. – синтезирована мочевина;

в 1844 г. – синтезирована уксусная кислота;

в 1850 г. – синтезированы жиры, а в 1861 г. – углеводы.

Это имело большое значение, так как была показана возможность синтеза in vitro ряда органических веществ, входящих в состав животных тканей или же являющихся конечными продуктами обмена.

Во второй половине 18 в. – начале 19 в. были проведены и другие важные исследования:

из мочевых камней была выделена мочевая кислота;

из желчи выделен холестерин;

из меда выделены глюкоза и фруктоза;

из листьев зеленых растений выделен пигмент хлорофилл;

в составе мышц был открыт креатин.

Во Франции в лаборатории Клода Бернара (1813-1878) в составе ткани печени был открыт гликоген (1857), изучены пути его образования и механизмы, регулирующие его расщепление.

В Германии в лаборатории Эмиля Фишера (1852-1919) были изучены структура и свойства белков, а также продуктов их гидролиза, кроме того, был проведен анализ аминокислот, жиров и липидов.

В 1836-1838 г.г. начали активно изучать процессы брожения после описания дрожжевых клеток (Ю. Либих, Л. Пастер, Э. Бухнер).

Подлинный расцвет биохимии наступил в 20 в. В самом начале его была экспериментально обоснована и сформулирована полипептидная теория строения белков (Э. Фишер, 1901-1902 г.г.). Расшифровывается первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура многих белков.

Блестящие работы Эрвина Чаргаффа (1905 г), Джеймса Уотсона (1928 г) и Френсиса Крика (1916 г) завершаются выяснением структуры ДНК. Устанавливается её роль в передаче наследственной информации. Расшифровывается РНК – аминокислотный код. Вводится понятие о молекулярных болезнях, связанных с определенными дефектами в структуре ДНК хромосомного аппарата клетки.

Фундаментальные исследования в области энзимологии, химии белков, липидов, углеводов, идентификация молекулярных механизмов основных обменных процессов, а также структуры и функций генома вывели биохимию на уровень основной количественной биологической науки.

4. Основные достижения биологической химии.

Биологическая химия изучает различные структуры, свойственные живым организмам и химические реакции, протекающие на клеточном и организменном уровнях. Основой жизни является совокупность химических реакций, обеспечивающих обмен веществ. Таким образом, биохимию можно считать основным языком всех биологических наук.

В настоящее время, как биологические структуры, так и обменные процессы, благодаря применению эффективных методов, изучены достаточно хорошо.

Можно суммировать основные достижения в области биохимии:

Определен химический состав клеток, тканей и целого организма. Выделены основные соединения, присутствующие в этих системах и установлена их структура.

Выяснены функции многих простых биомолекул. Установлены также функции наиболее сложных биомолекул. Центральное место среди всех этих открытий принадлежит установлению того факта, что ДНК – это генетический материал и содержащаяся в нем информация передается от ДНК информационной РНК, которая в свою очередь определяет последовательность аминокислот в белках. Поток информации исходно заключенной в ДНК можно представить в виде схемы:

ДНК РНК Белок

Выделены главные органеллы животных клеток, установлены их основные функции.

Показано, что почти все реакции, протекающие в клетках, катализируются ферментами; многие ферменты получены в чистом виде и изучены, выявлены общие принципы механизмов их действия.

Прослежены метаболические пути синтеза и распада основных простых и сложных биомолекул. Показано, что пути синтеза данного соединения в общем случае отличается от путей его распада.

Выяснены многие аспекты регуляции метаболизма.

В общих чертах установлено, каким образом клетки запасают и используют энергию.

Выяснены основные особенности строения и функции различных мембран, показано, что основными их компонентами являются белки и липиды.

Накоплено значительное количество данных о механизме действия основных гормонов.

Биохимическая генетика растений доклад

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ