АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Тема 1. Клетка

Читайте также:
  1. Аллергические реакции, развивающиеся по IV (опосредованному Т-клетками) типу гиперчувствительности
  2. Б) устьица окружены двумя околоустьичными клетками, расположенными латерально по отношению к замыкающим
  3. В клетках листа элодеи
  4. В) устьица окружены двумя околоустьичными клетками, смежные стенки которых перпендикулярны устьичной щели
  5. Гаплоидты клетка культуралары
  6. ГЛАДКОМЫШЕЧНАЯ КЛЕТКА
  7. Грудная клетка
  8. Грудная клетка
  9. Грудная клетка
  10. Грудная клетка и диафрагма
  11. Грудная клетка лошади.
  12. Диплоидный набор хромосом в соматических и гаплоидный в половых клетках. Митоз – деле-

Основы биохимии и молекулярной биологии

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Модуль 1. Статическая биохимия

Тема 1. Клетка

 

1. Внутриклеточная концентрация ферментов. Для того, чтобы приближенно определить фактическую концентрацию ферментов в бактериальной клетке, предположите, что в цитоплазме клетки содержится 1000 различных ферментов в равных концентрациях, и молекулярная масса каждого белка равна 100 г/моль. Также предположите, что бактериальная клетка имеет цилиндрическую форму (диаметр и высота которой равны 1,0*10-6 м и 2,0*10-6 м соответственно), цитоплазма (плотность равна 1,20 мг/мл) содержит 20% (по весу) растворимых белков, а растворимый белок полностью состоит из ферментов. Вычислите среднюю молярную концентрацию каждого фермента в данной гипотетической клетке.

2. Малые размеры клеток и их составных частей. Изданных, приведенных в таблице (Приложение 2), рассчитайте а) число клеток печени, б) митохондрий и в) миоглобина, которые можно поместить в один слой на кончике булавки диаметром 0,5 мм. Предполагается, что все структуры имеют сферическую форму. Площадь круга равна πr2, где π = 3,14.

3. Число растворенных молекул, содержащихся в самых мелких из всех известных клеток. Самыми мелкими из всех известных клеток являются микоплазмы – сферические клетки. диаметром ≈ 0,33 мкм.

а) Основным источником энергии для микоплазм служит D-глюкоза. Её концентрация внутри таких клеток составляет около 1,0 мМ. Рассчитайте число молекул глюкозы, содержащихся в одной такой клетке. Число Авогадро равно 6,02.1023. Объем сферы равен 4/3πr3.

б) Во внутриклеточной жидкости микоплазм содержится 10 г гексокиназы (мол. масса 100000) в 1 л. Рассчитайте молярную концентрацию гексокиназы – первого фермента в цепи реакций, приводящих к расщеплению глюкозы с образованием энергии.

 

4. Компоненты Е. соli. Клетка Е. соli имеют форму цилиндра высотой 2 мкм и диаметром 0,8 мкм. Объем цилиндра вычисляется по формуле πr2h, где h – высота цилиндра.

а) Сколько весит одна клетка Е. соli, если ее плотность (главным образом за счет воды) равна 1,1 г/см3.

б) Толщина защитной клеточной стенки Е. соli равна 10 нм. Какую долю от общего объема бактерий (в %) составляет клеточной стенка?



в) Е. соli быстро растет и размножается благодаря тому, что в её клетке присутствует около 15000 сферических частиц – рибосом (диаметр 18 нм), осуществляющих синтез белков. Какая часть общего объема клетки приходится на долю рибосом?

 

5. Генетическая информация в ДНК Е. соli. Содержащаяся в ДНК генетическая информация закодирована линейной последовательностью ключевых слов, называемых кодонами. Каждый кодон представляет собой специфическую последовательность, состоящую из трех нуклеотидов (три пары нуклеотидов в двухцепочечной ДНК) и соответствует одному аминокислотному остатку в молекуле белка. ДНК Е. соli имеет очень большую молекулярную массу – 2,5.109. Средняя молекулярная масса пары нуклеотидов равна 660, причем вклад каждой пары в общую длину молекулы составляет 0,34 нм.

а) Используя эти данные рассчитайте длину молекулы ДНК Е. соli. Сравните длину молекулы ДНК с размерами клетки. Каким образом ей удается уместиться в клетке?

б) Подсчитайте, чему равно максимальное число молекул белков, которое может быть закодировано в молекуле ДНК Е. соli, если предположить, что белковая молекула состоит в среднем из 400 аминокислот

6. Обмен веществ. Для изучения энергетического и массового баланса клеточных процессов необходимо знать, в какой последовательности осуществляются химические превращения и в каких участках клетки происходит каждое из них. (Детальные различные пути метаболизма – в последующих разделах). На основе данных приведенных на рис. ( Приложение 3), начертите схему образования основных биополимеров и высших структурных элементов клетки; стрелками укажите последовательность процессов и изменение мест их осуществления; считайте, что все структурные элементы клетки образуются из простых предшественников, например, О2, Н2О, NН4+ и глюкозы. В необходимых случаях укажите наличие (или отсутствие) пространственных ограничений для данных промежуточных продуктов метаболизма.

‡агрузка...

7. Эмпирическая формула клетки. Образец культуры предоставлен в химическую лабораторию для определения элементного состава биомассы. Вначале влагу образца испаряют, затем образец помещают в сушильный шкаф при температуре 150 °C, чтобы отделить оставшуюся влагу, и анализируют органическую часть остатка. Далее образец сжигают в муфельной печи при 550 °C и определяют вес золы. Зола содержит фосфор, серу, железо и другие неорганические элементы, содержащиеся в образце. Определите эмпирическую формулу клетки (СНxNyОz), если образец содержит по массе: 48.9 % C, 5.2 % H, 24.8 % О, 0,9.46 % N, и 9.2 % золы.

 

8. Трансмембранные белки. Белки, осуществляющие транспорт молекул или ионов через мембрану, часто классифицируются как трансмембранные белки. Такие белки имеют в своей структуре область, заключенную в липидном бислое мембраны, и области, обращенные внутрь клетки (в цитоплазму) и во внеклеточное пространство. Исходя из классификации аминокислот по полярности радикала, предположите, какие аминокислоты должны преобладать в различных участках данного трансмембранного протеина.

 

9.

 

10. Верно ли утверждение, что «клетка организма – это не просто вместилище органических и неорганических молекул, а настоящая живая лаборатория». Обоснуйте свой ответ и приведите основные процессы. Попробуйте ответить на этот вопрос сполна.

11. Для чего митохондриям и хлоропластам собственная генетическая система, тогда как другие органеллы, например, лизосомы и пероксисомы, ее не имеют?

 

 

12.

 

13.

 

14.

 

15.

(см. рис 12-17 в Приложении 4)

16.

(см. рис 12-18 в Приложении 4)

 

17.

(см. рис 12-2 в Приложении 4)

 

 

18.


1 | 2 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.009 сек.)