Биофизика пәнінен дәрістер

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 100 бет
Таңдаулыға:

13. Лекция мәтіні

Лекция 1

Кіріспе. Биофизика пәні және оның мәселелері.

Биофизика ғылымының дамуы. Биофизиканың әдістері және бөлімдері.

Жоспары:

Биофизика пәні және биофизика ғылымының дамуы.
Организмдегі физикалық процестер және биологиялық жүйелердегі зерттеу әдістемелері.
Биофизиканың әдістері және бөлімдері.
Биофизиканың химиялық негізі

1. Биофизика пәні және биофизика ғылымының дамуы. Биофизика- физикамен, химиямен, математикамен, экологиямен, морфологиямен, физиологиямен тығыз байланыста дамып келе жатқан және қалыпты жағдай мен эндогенді, экзогенді факторлардың әсерінде болатын биологиялық жүйелердің молекулярлық және физико-химиялық касиеттерін зерттейтін биологиялық ғылым. Организмге тән кейбір қасиеттер табиғатта кездеспейді. Басқа жаратылыстану ғылымдарымен тығыз байланыста болса да, биофизиканың өз заңдылықтары мен әдістері бар.

Биофизика ғылымының дамуына М. В. Волькенштейн, Л. А. Блюменфельд, Ю. М. Романовский, Н. В. Степанова, Д. С. Чернавский, В. С. Маркин, Ю. А. Чизмаджева ресей ғалымдары өз үлестерін қосқан. Қазақстанда биофизикалық зерттеу жұмыстарының дамуына Инюшин В. М., Тулеуханов С. Т., Абдрахитова А. К. . сияқты отандық ғалымдардың жұмыстары зор роль атқарады.

2. Организмдегі физикалық процестер және биологиялық жүйелердегі зерттеу әдістемелері.

Биофизика идеялары мен әдістері биологиялық процестерді макромолекулалық және клеткалық деңгейде кең қолданып қана қоймайды, ол сондай-ақ популяциялық деңгейге де таралады. Биофизикада пайдаланатын әдістерге әртүрлі оптикалық әдістер, спектроскопия, электрометриялық әдістер, микроэлектродты техника әдістері, хемилюминесценция, лазерлі спектроскопия, нысаналы атомдар әдісі жатады. Биофизикалық зерттеулер нәтижесі бірінші реттік молекулалық механизмдерді биологиялық процестердің ерекшеліктерімен тікелей байланыстырған жағдайда маңызды роль алады. Осы себептен биофизика фундаментальді биологиялық пәндер физиология мен биохимиямен, экология мен генетикамен тығыз байланысты.

Организмге физикалық факторлардың әсері.

Организмге сыртқы орта факторларының әсері (температура, рН, заттардың концентрациясы) организмнің структуралы- функционалды ұйыдасуында молекула ішіндегі өзгерістер жылдамдығының константасын өзгерте отырып, жүйенің тұрақтылығын бұзады. Осы себептен базалық математикалық модельдерде берілген структуралық элементтердің физикалық арақатынасын түсіндіру үшін өте көп жұмыс атқару қажет. Бұл сұрақ, яғни біртұтас молекулярлы-кинетикалық сипаттаудың дамуы қазіргі кездегі биофизиканың даму перспективаларының бірі болып табылады. Сонымен, қазіргі биофизика даму сатысы бастапқы теориялық түсініктерді биологиялық жүйелерде молекулалық деңгейде түсіндіру болып табылады.

Биофизиканың дамуына және оның биологияға, медицинаға енуіне биологиядағы өзіндік теориялық базалар құрылу нәтижесі себебін тигізді.

Биофизика хх-шы ғасырдың ғылымы. Бірақ хх-шы ғасырға дейін биофизика міндеттері шешілмеді деп айтуға болмайды. Мысалы Максвелл түрлі түсті көру теориясын, ал Гельмгольц нерв импульснің таралу жылдамдығын өлшеді. Міне осындай мысалдарды өте көп келтіруге болады. Бірақта тек қазіргі уақытта ғана биофизика организмнің физикалық қасиеті және оларға физикалы әсер етуінен (жарық, дыбыс, электр) іргелі (фундаментальды) мәселелерге - тұқым қуалаушылыққа және өзгерушілікке, онтогенез, филогенез, метоболизм және биоэнергетиканы зерттеуге көшті. Бұл биологияның және биохимияның қарқынды даму нәтижесінде мүмкін болды.

Соңғы жылдары ғалымдардың назары биофизикаға ауып отыр. Оның басты себебі табиғат заңдарының өлі табиғатқа да, тірі табиғатқа да ортақ екенін білдіретін болса, екінші жағынан физиканың жетістіктері биология мен медицинада кеңінен қолданылуында болып отыр. Биофизика дегеніміз әр түрлі сатыдағы биологиялық жүйелерде болып жатқан физикалық және химиялық процестерді зерттейтін ғылым.

Биофизиканың зерттейтін обьектісі биологиялық материалдар, яғни тірі организмдер. Олай болса, физиканың өлі табиғат үшін ашылған заңдарын өзгеріссіз тірі организмге қолдануға болмайды. Оның себебі тірі организм -биологиялық жүйе, үнемі динамикалық қозғалыста болады және гетерогендік әртекті жүйе болып саналады. Атап айтқанда биологиялық жүйе өзін-өзі басқаратын болғандықтан, бұған тән кейбір қасиеттер өлі табиғатта кездеспейді. Биофизиканың қалыптасуына ат салысушы ғалымдардың бірі профессор Б. Н. Тарусовтың айтуы бойынша биофизика дегеніміз биологиялық жүйелердің физикалық химиясы және химиялық физикасы екен.

1961 жылы Стокгольмде өткен 1-халықаралық биофизикалық конгресте биофизиканы мынандай салаларға бөлу ұсынылды:

молекула биофизикасы. Бұл сала организмді түзетін биологиялық молекулалардың құрылысы мен физикалық қасиеттерін қарастырады;
клетка биофизикасы. Бұл сала клетканың ультрақұрылысың оның физикалық және химиялық ерекшеліктерін және клетканың өтімділігің биоэлектрлік потенциалын қарастырады;
күрделі жүйе биофизикасы (немесе басқару және реттеу процесінің биофизикасы) . Бұл сала организмдегі басқару жүйесінің ішкі байланысын зерттеу және оның модулін жасау, олардың физикалық табиғатын анықтау мәселелерімен айналысады.

Сонымен қатар биофизика организмге деген физикалық факторлар әсерін, иондалған сәуленің биологиялық әсерін (радиобиология), көз оптикасын, қозғалыс, тыныс алу, иіс сезу, есіту, қан айналыс органдарының жұмыс әрекетін қамтиды.

Мысалы адамдар, жануарлар үнемі механикалық қозғалыста болады. Оларды механикалық қозғалысқа түсіретін бұлшық ет болып саналады. Атап айтқанда бұлшық еттің жиырылуынан адамдар мен жануарлар механикалық қозғалысқа түседі. Бұлшық еттің жиырылуы адамдар мен жануарлар денесіне қажетті жылуды қамтамасыз ететін болса, әрі қарай химиялық энергияны бірден механикалық жұмысқа айналдыратын құрал болып саналады. Бұл кезде химиялық энергия жылулық немесе электр энергиясына емес, бірден механикалық энергияға айналады.

Биофизиканың міндетті өмірдегі құбылыстарды тану болып табылады. Физиканың бір бөлігі бола отырып, биофизика биологиядан бөлінбейді. Биофизика биологиямен, химиямен, физикамен, молекулалық биологиямен өте тығыз байланысты. Қазіргі заманғы биофизика бірқатар биологиялық құбылыстарды түсіндірудегі ірі жетістіктерге жетіп отыр. Соның ішінде біз биологиялы функцианалды молекуланың құрылысы және қасиеті жөнінде, клеткалы құрылымның әсер ету механизмі және қасиеті жөнінде; мынадай мембраналар, биоэнергетикалық органоидтар, механохимиялық жүйелер жөнінде таныс болдық. Биологиялық процестердің физика-математикалық моделдері жете зерттеліп, дамытылды. Термодинамика, информация теориясына, автоматты реттеу теориясына негізделген өмір құбылыстарындағы жалпы теориялық тәсілдер жүзеге асырылды. Алғаш рет энергияның сақталу заның, термодинамиканың негізін қалаған Майер, Джоул және Гельмгольц деген ғалымдар. Майер тірі организмдерді, адамдарды бақылау нәтижесінде өзінің теориясын ұсынды.

Жиырлатын (сократительный) жүйелердің механикалық-химиялық табиғатын 1939 жылы бұлшық ет талшықтарының белогын -миозинді зерттеген Энгельгард және Любимовпен ашқан.

1945 жылы Шредингер биофизика және молекулярлы биологияның дамуына елеулі әсер еткен «физиканың көз қарасы бойынша өмір деген не » кітап жазды. Бұл кітапта бірқатар маңызды мәселелер қарастырылды. Соның біріншісі өмірдің термодинамикалық негізі. Шредингер организм «теріс энтропиямен қоректенеді» деді. Бұл тұтас алғанда биосфера және организмдер бөлінбеген, бірақ қоршаған ортамен және заттармен және энергиямен алмастырылған ашық жүйелер екенін білдіреді. Ашық жүйелердегі тепе-теңсіздік күй қоршаған ортадағы энтропиямен сақталынады.

Екінші мәселе жалпы организмнің құрылымды ерекшеліктері. Шредингер бойынша организм апериодты кристалл болып табылады. Яғни қатты денеге ұқсас, жоғарғы тәртіпке салынған жүйе, бірақ клетка, молекула, атомдардың орналасуындағы периодтылықтан айырылған деп сипатталады. Мұндай пікір (пайымдау) клетка және биологиялық макромолекулалар (белок, нуклеин қышқылдар) организмдер құрылысы үшін орынды. Информация теориясы негізінде өмір құбылысының қарастыруда апериодты кристалл жөніндегі түсінік маңызды екенін көруге болады.

Үшінші мәселе биологиялық құбылыстың квантты механика заңына сәйкестілігі. Тимофеев-Ресовский, Дельбрюк және Шредингер жүргізген радиобиологиялық зерттеулер нәтижесін талқылай отырып, радиациалы мутагенездің квантты табиғаты болатынын атап өтті. Биологияда квантты механиканы қолдану жаңалық емес, себебі организмдер негізінде макроскопиялы (көзбен көруге болады) болады.

Тірі организм ашық, өзін реттеуші, өзі өндіретін және геторегенді жүйені дамытушы ретінде және маңызды функциональды заттар биополимерлер белоктар және нуклеин қышқылдарды құралады. Организм тарихи жүйе, ол филогенетикалық эволюцияның даму нәтижесі және өзі зиготадан кәрілікке және өлімге дейінгі онтогенетикалы даму жолын өтеді.

Тірі табиғатын негізгі ерекшеліктері оның шексіз әр түрлігіне байланысты. Қазіргі уақытта әр түрлі тірі организмдердің 3•10 ⁶ дейін түрлері белгілі. Әр түрлі көп клеткалы өсімдіктер немесе омыртқасыз жануарлар санға жеткіз өте көп болады. Жерде екі бірдей организмдер болмайды. Бұны өте кең аралықта жүзеге асатын генетикалық өзгергіштігімен және ортамен өзара әрекеттесудің әртүрлігімен түсіндіріледі. Дарвиндік эволюциясы өзгергіштікпен, шексіз жеке организмдермен байланысты.

Өлі табиғата жағдай басқаша болады. Әр түрлі атомдар саны, изотоптарды санағанда бірнеше мыңдардан құралады. Қазіргі кезде 10 ² дейін элементарлы бөліктері белгілі. Бірақта бұндай әр түрлілік тұқымқуалаушылықтың жоқтығынан өлі табиғатын даму үшін маңызды мәнге ие болмайды.

Ашық жүйенің стационарлы күйі тепе-теңсіз және тұрақты немесе тұрақсыз болу мүмкін. Бірқатар факторлар биологиялық жүйелердің тепе-теңсіз екенін дәлелдейді. Биологиялы дамуы жүйенің тепе-теңсіз жағдайда ғана болуы мүмкін. Динамикалық қайтымсыз процесстер жай өзгеретін немесе тіпті өзгермей қалатын біріккен (ұйымдасқан) құрылымдар ішінде жүреді. Бұл молекулярлыдан бастап, барлық биологиялық құрылымдар үшін орындалады.

Биологиялық құрылымның пайда болуын екі сатымен көрсетуге болады: құрайтын элементердің биосинтезі (макромолекула, клетка) және олардан ұйымдасқан (біріккен) жүйелерді жинау. Жинақтау процессі едәуір дәрежеде термодинамикалық бақылауда болады, яғни молекулярлы деңгейде жүйе ен аз химиялық потенциалды күйге ұмтылады.

Биологияда біз термодинамикалық және кинетикалық құбылыстадың күрделі комплекстерімен кездесеміз. Термодинамикалық және кинетикалық айырмашылығы химиялық реакциялардың өтуімен сипатталады. Реакция жүруі мүмкін, егер ол тек қана бос энергия төменденуімен бірге жүрсе, ∆G<0. Егер жүйелердің бастапқы және соңғы күйі жоғарғы активациалы барьермен (кедергі) бөлінсе, Аррениус заңына сәйкес, реакцияның жылдамдық константасы тең:

k=Aexp(-E _а /RT)

А-экспоненциальды көбейткіш, R-газ тұрақтылығы, Т-абсолютті температура. E _а -активациялық барьер. Сондықтанда тепе-теңсіз күйді жоғарғы барьермен қорғалған тепе-теңдік ретінде қарастыруға болады. Мысалы, Н ₂ және О ₂ қоспасынан тұратын, тізбекті реакция кезінде сірінке жалынымен жарылатын шытырлауық газ, бірақ тұрақты, яғни активациясы (активтілігі) болмаған жағдайда квази тепе-теңдікте болады.

Биофизиканың әдістері және бөлімдері.

Тірі табиғат, тірі организмдер көп сатылы күрделі жүйелер болып табылады. Биофизика және биология үлкен және кіші молекулалар, клеткалы органоидтар, клеткалар, ткандер, органдар, организмдер, популяция, бисфералармен айналысады.

Биофизика шартты түрде үш салаларға бөлінеді: молекулярлы биофизика, клеткалы биофизика, күрделі жүйенің биофизикасы. Осы үш саланың әдістерін және құрамын сипаттайық.

Молекулярлы биофизика биологиялы функциональды молекуланың физика-химиялық қасиеттерін, құрылысын және ен алдымен биополимерлер - белок және нуклеин қышқылдарын зерттейді. Молекулярлы физиканың міндеті биологиялы функциональды молекулаға жауапты болатын физикалық механизмдерді шешу болып табылады. Мысалы белок-ферменттің каталитикалық активтілігіне. Молекулярлы биофизика биофизиканың ең дамыған саласы болып саналады. Ол молекулярлы биологиядан және химиядан бөлінбейді. Осы саладағы ең үлкен жетістіктер клеткалар және организмдерге қарағанда молекулаларды (күрделі белок молекуласы) зерттеу болып саналады. Молекулярлы биофизика бір жағынан биология, химия пәндерге (биохимия, молекулярлы биология, биоорганикалы және бионеорганикалы химия), екінші жағынан кіші және үлкен молекулалы физикасына сүйенеді.

Молекулярлы биофизиканың басты міндеттері молекуланың құрылысы және оның функционалдылығы болғандықтан, ол молекуланың тепе-теңдік қасиетін қарастырады. Молекулярлы биофизиканың теориялық аппараты (құралы) - тепе-теңдік термодинамикасы, статикалық механика және молекула, химия жөнінде болғандықтан квантық механика болып табылады. Биологиялы функциональды молекуланы (биологиялық молекула) экспериментті зерттеу үшін көптеген физикалық әдістер қолданылады. Біріншіден макромолекула физикасында қолданатын әдістер: олардың молекулярлы массасын, көлемін және формасын анықтау үшін ультрацентрифугадағы седиментация, зерттелетін заттардың ертіндісін рентген сәулесі, жарықты шашырату арқылы анықтайды. Екінші рентген сәулесінен бастап және радиожиілікті сәулеленумен аяқталатын заттардың жарықпен әрекеттесуіне негізделген молекуланың құрылысын зерттеу әдістері. Оптика және спектроскопия әдістеріне рентген құрылымды анализ, γ-резонансты спектроскопия, электронды және тербеліс спектрлер, яғни ультракүлгіндегі люминесценция және жұтылу спектрлері және көрінетін областарда инфрақызыл спектрлері жатады.

Өте бағалы информацияны ядролы және электронды парамагнитті резонанс (ЯМР және ЭПР) береді. Үшіншіден биологиялы макромолекуланың өзгеруін (айналуын) зерттеу үшін қолданатын калориметрия әдіс. Сонында белок және нуклеин қышқылдарын электронды микроскопия арқылы зерттеледі.

Осы әдістерді қолдану биологияға тән болып табылады. Молекулярлы физика клетканың функционалдығын және ткандік жүйенің құрылысын зерттейтін клетка биофизикасына ауысады. Оның басты міндетті биологиялық мембрана және биоэнергетикалық процестердің физикасын зерттеумен байланысты. Клетка биофизикасы нерв импульснің таралуын және генерациясын зерттейді, механика-химиялық процессін (соның ішінде, бұлшық еттін жиырылуы), фотобиологиялық құбылысты (фотосинтез, көру) зерттейді.

Биофизиканың химиялық негізі

Тірі клетка, тірі организм өте күрделі химиялық машина болып саналады. Олар метоболизмнің нәтижесінде қоршаған ортаға заттардың бөлінуі және сырттан түсетін, заттардың химиялық өзгеруі арқасында тіршілік етеді. Биология және биофизика химиямен тығыз байланысты.

Ешқандай физикалық әдістер өз бетінше күрделі молекуланың құрылысын химиялық зерттеулерсіз анықтай алмайды. Осы мәселелерді заттардың құрылысын және оның химиялық реакциялардағы өзгерулерін химия шешеді. Тірі организмдегі химиялық реакциялардың жүруі, биологиялық молекуланың қасиеті және құрылысы жөніндегі биохимия ғылымы тәуелсіз дами бастады. Биохимия күрделі метоболизмді түсіндіруде (ұғындыру) үлкен жетістіктерге жетті. Физикамен одақтас болған биохимиядан негізгі биологиялық құбылыстарды, ен алдымен тұқым қуалауды түсіндіретін физика-химиялықпен айналысатын молекулярлы биология дамыды. Құрамында металл атомдары болатын биологиялық молекуланы зерттейтін биоорганикалық химия, ал сосын бионеорганикалық химия пайда болды.

Биологиялық молекуланың химиясының негізі ерекшеліктерін атап көрсетейік:

Тірі жүйе міндетті түрде химиялық гетерогенді.
Тірі табиғат химиялық құрылыммен сипатталады. Негізгі химиялық механизмдер және негізгі заттар барлық тірі табиғата бір тұтас. Барлық ақуыздар жиырма аминқышқылдардан, барлық нуклеин қышқылдар төрт нуклеотидтерден құралады. Бір және сол атомды құрылымдар барлық организмдерде болады. Биохимиялық процестер іргелі және ұқсас (біртекті) болып келеді.
Организмнің және клеткалардың қасиеті және құрылысы, ақуыздарды синтездеуге генетикалық ақпаратын беретін, яғни заң шығаруға ие болатын нуклеин қышқылдармен (ДНК және РНК) басқарылады. Ақуыздар өз кезегінде орындаушы болып келеді, өйткені клеткадағы бір де бір химиялық реакциялар арнай ферменттер қатысуынсыз жүрмейді.
Биохимиялық процесстер және биологиялық молекулалар эволюцианың даму нәтижесі болып табылады. Химияны зерттегенде биологиялық дамуды міндетті түрде ескеру керек.
Өмір дәлділікпен және жекелікпен сипатталады. Молекуланың құрылысындағы айырмашылық, мысалы метил және этил топтарының арасындағы айырмашылық химияда маңызды мәнеге ие болмайды, ал биологияда өте маңызды (этил спиртті С2Н5ОН мастық күйге, ал метил спиртті СН3ОН соқырлыққа әкеледі) . Биологиялық молекула және макромолекулалар қатаң түрде белгілі құрылысқа және құрылымға ие болады.
Организмдегі химиялық реакциялар метаболизмнің көп сатылы процестеріндегі тура және қайтымды байланыстармен реттелген сияқты, клеткалы және клетка ішілік мембраналармен жүзеге асатын компартментация әсерінен реакцияның кеңістіктік бөлінуімен реттеледі.

Электролиттер

Организмдер көптеген иондардан органикалық және неорганикалық катиондар және аниондардан, ақуыздардағы амин қышқылдар қалдықтарының негіздік және қышқылдық топтардан және нуклеин қышқылдарындағы нуклеотидтерден құралады. Иондардың электролиттік диссоциациясы олардың сулы ортасымен анықталады. Электролиттік теориясы физикалық химия курсында баяндалады.

Бренстед теориясы бойынша қышқыл дегеніміз протон бөлініп шығатын молекула, ал негіз протонды қосып алатын молекула.

Н ₂ О Н ⁺ + ОН ^- реакциясындағы су қышқыл болады және

Н ₂ О+Н ⁺ Н ₃ О ⁺ реакциясында негіз болады (оксония ионы) . Су өте әлсіз электролит, оның диссоциация константасы аз болады. 25°С-та судың [Н ⁺ ] [ОН ^- ] =K[Н ₂ О] = 10 ^-14 моль ² /л ²

Өйткені [Н ⁺ ] = [ОН ^- ], судағы сутегі иондардың концентрациясы 10 ^-7 моль/л құрайды. Бұл шаманы ондық логарифмен рН-пен белгілейміз. Су үшін, яғни нейтралды орта үшін, рН=7. Сәйкес қышқыл үшін рН<7, ал негіз үшін рН>7.

Биологиялық электролиттер әдетте әлсіз, яғни олар аз диссоциацияланады. Кейбір қышқылдардың диссоциациясын қарастырайық НА Н ⁺ + А ^- . Диссоциация константасы, яғни бұл реакцияның тепе-теңдік константасы К тең

К = а _Н а _А

а _НА

а _Н =а _А және а _НА ертіндідегі сәйкесті заттардың активтілігі. Ертіндідегі активтілік молярлы концентрацияға тең. Сондықтан

[Н ⁺ ] ² =К [НА], рК=lgK белгілейміз, рН=½(pKlg[HA] ) . Судағы әлсіз қышқылдың ионизация дәрежесі

α= [A‾] ≈ [Н ⁺ ] = √ К

[A‾] +[HA] [HA] [HA] .

Негізгі биохимиялық процестер

Биологиялық молекулалар биологиялық эволюцияның дамуы кезінде пайда болатын әртүрлі организмдердің тіршілік әрекетінің процестеріне қатысады. Үлкен және кіші биологиялық молекулалар биосинтез, метоболизм және биоэнергетиканы қамтамасыз етеді. Нуклеин қышқылдар ақуыздардың биосинтезіне жауапты. Осыдан олар «заң шығарушы» қызметін атқаратынын көруге болады. Өз кезегінде «орындаушылар» ақуыздар барлық биохимиялық процестерге катализатор-фермент ретінде міндетті түрде қатысады.

Биосинтезді және метаболизмді жүзеге асыру үшін клеткалардағы химиялық түрде жиналған қажетті энергия, көбінесе АТФ болып саналады. Метоболиттік биоэнергетикалық процестердің өзіндік нәтижесі АДФ және неорганикалық фосфаттан АТФ-ты синтездеуге ие болады. Бұл тыныс алу және ащу процестерінде жүреді. Оттегінің қатысуымен өтетін метоболиттік процестер (ен алдымен тыныс алу кезіндегі тотығып фосфорилдену) аноэробты процестерге қарағанда біршама аз және эволюциясы кеш анықталған. Оттегі қатысуынсыз азық заттарындағы органикалық молекула толық жануы (тотығу) мүмкін емес. Оған қарамастан осы күнгі анаэробтық клетканың қасиеті көрсеткендей және олар өмір сүру үшін қажетті энергияны тотығу-тотықсыздану процестері жүру кезінде алынады. Аэробты жүйеде сутегі акцептор (тотықтыру) ретінде О ₂ , ал анаэробтыда басқа заттар болады. Оттегінсіз (О ₂ ) тотығу екі ашу жолымен жүзеге асады. Гликолиз және спирттік ашу. Гликолиз үш көміртегінен тұратын екі молекула пируватқа (пирожүзім қышқылы) дейін гексозаның (глюкоза) көп сатылы ыдырауы кезінде жүреді. Осы жолда НАД-тың екі молекулалары НАД-қа дейін тотықсызданады және АДФ-тың екі молекулалары фосфорилденіп АТФ-тың екі молекуласы алынады. Қайтымды реакция әсерінен НАД·H НАД+H пируваттан лактат (сүт қышқылы) алынады. Спирттік ашу кезінде пируваттан этил спиртті алынады. Қосымша СО ₂ бөлінеді. Реакцияда:

С ₆ Н ₁₂ О ₆ +4НАД +2АДФ-2Ф 2Н ₃ С·CO·COOH+4НАД·Н+2АТФ,

пируват

2Н ₃ С·CO·COOH+4НАД·Н 2Н ₃ С·CН (OH) ·COOH+ 4НАД,

лактат

2Н ₃ С·CO·COOH+4НАД·Н 2С ₂ Н ₅ ОН +2СО ₂ +4НАД

Судың ыдырауы және СО ₂ бөлінуімен жүретін пентозофосфат деп аталатын гликолиттік және спирттік ашу қосымша саты болып табылады.

Сыртқы ортада СО ₂ болғандықтан фотосинтез жүру мүмкіндігіне ие болды. Алғашқы бактериалды фотосинтез, ал сосын жасыл өсімдік фотосинтезі 3-2·10 ⁹ (3-2миллион) жыл бұрын дамыған. Фотосинтез жарықтың жұтылуынан және оның энергиясы биологиялық молекулалардың химиялық энергиясына айналуынан тұрады. Бұл үшін жарықты сіңіретін (жұтатын) қосылыс қажет болды. Соның бірі порфиринді циклдерден тұратын хлорофилл және цитохромдар. Кванттық жарықтың жұтылу нәтижесінде хлорофилдегі электрондар жүйесі жоғарғы деңгейдегі энергияға ауысады. Әр қарай электрондарды тасмалдайтын тізбек жұмыс істейді, оның негізгі қатысушылар тотығу-тотықсыздану ферменттері цитохромдар болып табылады. Алғашқыда хлорофилдегі жиналған энергия қоры биологиялық тиімді түрге АТФ және НАДФ-ке бөлінеді. Фотофосфорилдену жүреді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.