Caracteristicile adaptării biochimice. Adaptarea organismelor la condițiile de viață

Vederi generale despre mecanismele biochimice

Adaptarea organismelor vii la mediu

Există 3 tipuri de mecanisme de adaptare:

1. Adaptarea componentelor macromoleculare ale celulelor sau fluidelor corporale.

Există 2 tipuri de astfel de dispozitive:

- modificarea cantității(concentrații) de tipuri deja existente de macromolecule, cum ar fi enzimele;

- formarea de noi tipuri de macromolecule, de exemplu, noi izoenzime care înlocuiesc macromoleculele existente anterior.

2. Adaptarea micromediului în care funcţionează macromoleculele. De exemplu, proprietățile osmotice ale mediului sau compoziția substanțelor dizolvate se modifică.

3. Adaptare la nivel funcțional. În acest caz, modificarea eficienței sistemelor macromoleculare, în special a enzimelor, nu este asociată cu o modificare a numărului de macromolecule prezente în celulă sau a tipurilor acestora. În acest caz, adaptarea este asigurată printr-o schimbare în utilizarea sistemelor macromoleculare deja existente în conformitate cu nevoile locale actuale pentru o anumită activitate. Aceasta se realizează la nivelul reglării metabolice prin creșterea sau scăderea activității enzimatice.

Modificări adaptive ale sistemelor enzimatice

Există două funcții principale ale enzimelor: catalitică și reglatoare.

Motive pentru necesitatea implementării adaptării prin schimbarea setului de enzime sau a concentrației acestora:

1. o schimbare a nevoilor organismului atunci când mediul se schimbă sau trecerea la o nouă etapă de dezvoltare;

2. modificări ale factorilor fizici de mediu (temperatură, presiune etc.);

3. schimbare factori chimici mediu.

Adaptări la nivel de micromediu ale macromoleculelor

· Importanta osmoreglarii.

· Selectarea anumitor tipuri de substanțe dizolvate ca „efectori osmotici”.

· Importanța mediului lipidic al macromoleculelor.

· Asigurarea valorii pH-ului.

Cu reglarea adecvată a micromediului macromoleculelor pentru a adapta organismul la schimbări mediu extern poate să nu necesite nicio modificare în macromoleculele în sine.

Adaptarea prin modificarea activității metabolice

Această adaptare poate fi un răspuns la:

1. modificări ale nevoilor energetice;

2. modificarea aportului de oxigen;

3. expunerea la factorii asociați cu migrația și înfometarea;

4. schimbare condiţiile fizice mediu;

5. modificarea statusului hormonal.

Rata de adaptare biochimică

Cu cât este mai mult timp acordat schimbărilor adaptative, cu atât este mai mare alegerea posibilelor mecanisme de adaptare.

Adaptarea genetică se întâmplă de-a lungul mai multor generații. Mutațiile apar în genele reglatoare, substituții de aminoacizi cu formarea de noi izoenzime și apariția de noi molecule.

Exemplu: apariția polipeptidei glicoproteice „antigel” la peștii osoși marini care trăiesc printre gheață.

FEDERAȚIA RUSĂ

MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI ŞTIINŢEI

Instituție de învățământ de stat

UNIVERSITATEA DE STAT TYUMEN

„CONFIRM”:

I. o. prorector-şef

_______________________

__________ _____________ 2011

ADAPTARE BIOCHIMICĂ

Complex educațional și metodologic. Program de lucru

pentru studenții postuniversitari ai specialității(03.01.04 Biochimie)

normă întreagă și forme de corespondență antrenament

„pregătit pentru publicare”:

„______”___________2011

Luat în considerare la o ședință a Departamentului de Anatomie și Fiziologie a Oamenilor și a Animalelor " 24 » mai 2011 Protocolul nr. 11.

Îndeplinește cerințele de conținut, structură și design.

Volumul 9 pagini.

Cap departament ______________________________//

Considerat la o ședință a comitetului de învățământ al Direcției de Biologie a IMENIT

« 30 » mai 2011 Protocolul nr. 2

FGT corespunde structurii principalului program educațional profesional de studii postuniversitare învăţământul profesional(studii postuniversitare)

„ACORD”:

Președintele Comitetului Educațional _________________________________/

« 30 » mai 2011

„ACORD”:

Început departament postuniversitar

și studii doctorale___________

„______”______2011

FEDERAȚIA RUSĂ

MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI ŞTIINŢEI

Instituție de învățământ de stat

studii profesionale superioare

UNIVERSITATEA DE STAT TYUMEN

Institutul de Matematică, Științe ale Naturii și Tehnologii Informaționale

Catedra de Anatomie și Fiziologia Omului și a Animalelor

ADAPTARE BIOCHIMICĂ

Complex educațional și metodologic. Program de lucru

pentru absolvenții specialității 03.01.04 Biochimie

Tyumen universitate de stat

Adaptare Kyrov Complex educațional și metodologic. Program de lucru pentru absolvenții specialității 01/03/04 Biochimie. Tyumen, 2011, 9 pagini.

Programul de lucru este întocmit în conformitate cu FGT la structura principalului profesionist program educațional educație profesională postuniversitară (studii postuniversitare).

EDITOR RESPONSABIL: , Doctor în Științe Medicale, Profesor, șef al Departamentului de Anatomie și Fiziologie a Oamenilor și a Animalelor

© Universitatea de Stat Tyumen, 2011.

Complex educațional și metodologic. Programul de lucru include următoarele secțiuni:

1. Notă explicativă:

1.1. Scopurile si obiectivele disciplinei

Scop: Studierea bazelor adaptării proceselor metabolice la nivel molecular.

Obiective: studierea conceptelor de bază asociate adaptării la nivel molecular, discutarea modalităților de adaptare a organismului la diverse condiții de viață, studierea metodelor de evaluare a schimbărilor adaptative

1.2. Locul disciplinei în structura POO.

O disciplină specială într-o ramură a științei și specialității științifice.

Conținuturile disciplinei: activitatea enzimatică în timpul modificărilor adaptative ale metabolismului, aspecte biochimice ale adaptării la diverse condiții de mediu, stres și sisteme de transport celular.

Biochimie, Fundamente de enzimologie, Transportul membranar, Reglarea proceselor metabolice.

Ca cunoștințe prealabile pentru stăpânirea acestei discipline, aveți nevoie de: fiziologie umană, biochimie și biologie moleculară.

1.3. Cerințe pentru rezultatele stăpânirii disciplinei:

Ca urmare a stăpânirii disciplinei, studentul trebuie:

Înțelegerea de bază a strategiei de adaptare biochimică și variabilitate enzimatică, concepte de bază ale adaptării metabolice

Hibernare din cauza modificărilor factorilor de mediu. Mecanisme de termoreglare a organismului. Anhidrobioza. Hibernare. Oprirea metabolismului activ. Diapauză la insecte. Rolul lipidelor în timpul hibernării. Încetinirea ciclurilor de descompunere a substanțelor în timpul hibernării. Hibernarea mamiferelor mici și mari. Adaptarea la temperatura animalelor homoterme. Adaptarea la temperatură la animalele poikiloterme.

Modalități de a elimina produsele de carie din organism. Rolul sistemului imunitar în menținerea activității unui organism de adaptare. Animale cu amoniu. Modificarea ciclului ureei. Adaptarea în procesul ontogenezei. Adaptarea la traiul in solutii apoase. Adaptare la adâncurile mării.

Adaptarea biochimică: mecanisme și strategii.

1. Strategie de adaptare biochimică pe termen lung.

2. Strategia de adaptare biochimică pe termen scurt.

Metabolismul celular. Adaptarea enzimelor la modificările metabolice

1. Adaptarea cantitativă a enzimei.

2. Adaptarea calitativă a enzimei.

3. Metaboliți intermediari și echivalenți reducători.

Adaptarea la activitatea fizică. Stresul și sistemele de transport celular.

1. Transportul pasiv și activ în timpul adaptării

2. Sistem colinergic când se schimbă condițiile de mediu

Adaptarea la regimul de oxigen și scufundări

1. Condiții de hipoxie și metabolism energetic.

2. Adaptarea căilor aerobe și anaerobe pentru descompunerea metaboliților.

Sistemul respirator sub modificări ale factorilor de mediu. Mecanisme de termoreglare a organismului.

1. Proteine ​​crioprotectoare.

2. Hibernarea la animale

3. Mecanisme de termoreglare

Sistem de detoxifiere corporală. Sistemul imunitar și influențele mediului.

2. Discuție științifică „Detoxifierea organismului ca mecanism de protecție”

8. Suport educațional și metodologic munca independenta studenți absolvenți. Instrumente de evaluare pentru monitorizarea continuă a progresului, certificare intermediară pe baza rezultatelor stăpânirii disciplinei.

Tabelul 3

Tipuri de muncă independentă desfășurată de studenți atunci când studiază disciplina și monitorizează implementarea acestora

Tip de muncă independentă

Activitățile elevilor în timpul acestui tip de muncă independentă

Metoda de evaluare

Aprofundarea și sistematizarea cunoștințelor dobândite folosind literatura de bază

Se presupune că, pe măsură ce studenții stăpânesc materialul, studiază în mod independent notele de curs, precum și secțiunile recomandate ale literaturii de bază și suplimentare.

răspuns la seminar

Pregătirea pentru un seminar pe această temă

Pe măsură ce materialul de curs este stăpânit, cunoștințele teoretice ale studenților sunt monitorizate pe anumite subiecte ale disciplinei prezentate în secțiune planificare tematică. Studenții se pregătesc în mod independent pentru seminar folosind materiale de curs, literatură de bază și suplimentară.

răspuns la seminar

Introducere în conținut surse electronice(pe subiect)

Elevii se pregătesc independent pentru seminar folosind materiale din surse electronice.

răspuns la seminar

Pregatirea prezentarilor

În pregătirea pentru seminar, studenții pregătesc în mod independent diapozitive folosind software-ul adecvat pentru a acoperi mai pe deplin problemele seminarului.

răspuns la seminar

Pregătirea rezumatelor

Subiectul include pregătirea independentă de către studenți a eseurilor care acoperă diverse aspecte ale subiectului.

Pregătire pentru discuția științifică „Detoxifierea organismului ca mecanism de protecție”

Subiectul include o discuție despre evaluarea mecanismelor de detoxifiere.

răspuns la seminar

Exemple de subiecte pentru eseuri și teste:

1. Adaptare aerobă la activitatea fizică.

2. Adaptarea anaerobă la activitatea fizică.

3. Substraturi energetice în condiţii de adaptare.

4. Adaptarea sistemelor de transport celular pasiv

5. Adaptarea sistemelor active de transport celular.

6. Modificări enzimatice în căile de descompunere a substraturilor energetice.

7. Reglarea metabolismului în timpul activității fizice.

Întrebări pentru testare:

1. Mecanisme și strategii de bază de adaptare biochimică.

2. Adaptarea enzimelor la sarcinile metabolice.

3. Adaptarea la activitate fizică scurtă, de mare intensitate.

4. Adaptarea la activitatea fizică de lungă durată.

5. Adaptare în condiții anoxice.

6. Adaptarea la temperatura animalelor homoterme.

7. Adaptarea la temperatură a animalelor poikiloterme.

8. Adaptarea sistemelor colinergice.

9. Stresul. Eșecul mecanismelor de adaptare.

10. Influența antrenamentului aerobic și anaerob asupra activității fizice.

11. Adaptarea la scufundări.

12. Oprirea metabolismului activ. Rolul hibernării.

13. Adaptarea în procesul ontogenezei.

14. Adaptarea la traiul in solutii apoase.

15. Adaptarea la adâncurile mării.

16. Crioprotecție.

17. Detoxifierea organismului.

18. Adaptarea sistemelor de transport celular

9. Tehnologii educaționale.

La implementarea diferitelor tipuri de activități educaționale în timpul dezvoltării disciplinei, se folosesc următoarele tipuri de tehnologii educaționale:

Mijloace de predare multimedia:

În cadrul cursului, studenților li se arată diapozitive animate și clipuri video pentru o acoperire mai completă a materialului. În timpul auto-studiu Pentru orele de seminar, studenții dezvoltă diapozitive folosind software-ul PowerPoint pentru a acoperi mai pe deplin materialul prezentat.

Programe și echipamente specializate:

La pregătirea și susținerea unui curs de curs, se folosesc programe de pachete Microsoft Office ("MO PowerPoint, Windows Media Player, Internet Explorer"), acest software este folosit și de studenți în timpul muncii independente.

Tehnologii interactive:

Discuții în timpul seminariilor

Discuție științifică pe tema „Detoxifierea organismului ca mecanism de protecție”

10. Suport educațional, metodologic și informațional al disciplinei.

10.1. Literatura de baza:

1. Enzimologie Varfolomeev. M: Academia, 20 de ani.

2. , Şvedova. M: Dropia. 20 de ani.

3. Biochimie umană 2t. M: Pace. 20 de ani.

4. Somero J. Adaptare biochimică. M: Pace. 19s.

5. Zimnitsky, în mecanismele biochimice de adaptare a organismului. – M.: Globus, 2004. – 240 p.

6. . Bazele biochimice ale chimiei biologic substanțe active. Tutorial. BINOM. 20 de ani.

7. Publicații în revista „Membrane biologice” 2005-prezent. V.

8. Publicaţii în revista „Biochimie” 2005 – prezent. V.

9. Publicații în revista „Evolutionary Physiology and Biochemistry” 2005-prezent. V.

10.2. Lectură suplimentară:

1. Enzimologie Plakunov. M.: Logos, 20 p.

2. Reglarea activității enzimatice. M.: Mir, 19 p.

3. Enzimele Kurganov. M. Nauka, 19с.

4. Procesele Rozanov și corectarea lor în condiții extreme. Kiev: Zdorovya, 19с.

5. Enzimologie chimică. / Ed. , K. Martinek. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 19 p.

6. Probleme de adaptare biochimică / Sub. ed. M: Medicină. 19s.

7. , Pshennikov la situații stresante și activitate fizică. M: Medicină. 19s.

10.3. Softwareși resurse de internet:

11. Mijloace tehnice și suport logistic al disciplinei.

Disciplina este asigurată de prezentări computerizate întocmite de autor. Facultatea are 4 săli multimedia pentru susținerea prelegerilor. Sala de laborator este dotată cu echipamente și reactivi pentru efectuarea cercetărilor practice biochimice.

Adaptarea este un set de procese din organism care îi modelează rezistența la condițiile de existență schimbate. În funcție de nivelul reacțiilor adaptative, se pot distinge adaptarea fiziologică (sistemică) și biochimică (celulară).

Adaptarea fiziologică este asociată cu restructurarea funcțiilor sistemice ale corpului (de exemplu, circulația sângelui, respirația, sistemul nervos etc.), permițând menținerea constantă a mediului intern al organismului și facilitarea activității organelor și țesuturilor, îmbunătățind aprovizionarea acestora cu nutrienți și oxigen, accelerând eliminarea deșeurilor.

Celulele, fiind parte a organismului, au propriile mecanisme de restructurare a metabolismului, bazate pe modificări în cursul biologic. reactii chimiceîn interiorul celulelor.

Cele două tipuri de adaptare sunt strâns legate între ele și permit organismului să se adapteze la condiții nefavorabile.

Adaptarea este asociată cu reglarea, deoarece metabolismul poate fi direcționat în direcția corectă numai cu ajutorul unui sistem de reglatori extracelulari. Adaptarea și reglarea biochimică pot fi imediate și pe termen lung.

Adaptarea urgentă este asociată cu o restructurare rapidă a metabolismului care apare la începutul unei situații critice. Mai mult, toate modificările metabolismului sunt cauzate de includerea unor mecanisme urgente de reglare a metabolismului celular, și anume efectul stimulilor neuro-hormonali asupra permeabilității. membranele celulareși activitatea enzimatică.

Dacă adaptarea imediată vizează supraviețuirea celulei, atunci adaptarea pe termen lung are ca scop păstrarea viabilității acesteia în condiții nefavorabile. În timpul adaptării pe termen lung, restructurarea metabolismului se datorează includerii unor mecanisme de reglare pe termen lung, adică. influența stimulilor neurohormonali asupra sintezei enzimelor și a altor proteine ​​funcționale care asigură un alt tip de metabolism corespunzător condițiilor modificate.

Dacă din anumite motive reglarea neurohormonală este perturbată, atunci organismul nu se poate adapta la condițiile de mediu predominante pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce se manifestă sub formă de boli de adaptare și aclimatizare.


1. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimie biologică. - M.: Medicină, 1999.

2. Hoffman E. Biochimie dinamică. - M.: Medicină, 1971.

3. Goodman M., Morehouse F. Molecule organice în acțiune. M.: Mir, 1977

4. LeningerA. Biochimie. - M.: Mir, 1986.

5. Murray R., Grenner D., Mace P., Roduel V. Human biochemistry. M.: Mir, 1993.

6. Nikolaev A.Ya. Chimie biologică. - M.: facultate 1989.

7. Nikolaev L.A. Chimia vieții. - M.: Educație, 1973.

8. Strayer L. Biochimie. În 3 vol. - M.: Mir, 1984.

9. Stroev E.A. Chimie biologică. - M.: Liceu, 1986.

10. White A., Hendler F., Smith E. et al. Fundamentele biochimiei. - M. Mir, 1981.

11. Filippovici Yu.B. Fundamentele biochimiei. - M.: Agar, 1999.

Adaptarea organismelor la temperatură. Organismele vii, de-a lungul evoluției lungi, au dezvoltat o varietate de adaptări care le permit să regleze metabolismul atunci când temperatura ambientală se schimbă. Aceasta se realizează: 1) diverse modificări biochimice și fiziologice în organism, care includ modificări ale concentrației și activității enzimelor, deshidratare, scăderea punctului de îngheț al soluțiilor corporale etc.; 2) menținerea temperaturii corpului la un nivel de temperatură mai stabil decât temperatura habitatului, ceea ce permite menținerea cursului reacțiilor biochimice care s-a dezvoltat pentru o anumită specie [...]

Adaptari la temperatura. Plantele, nevertebratele și vertebratele inferioare - pești, amfibieni și reptile - nu au capacitatea de a menține orice temperatură specifică a corpului. Ele depind mai mult de căldura venită din exterior decât de căldura generată în procesele metabolice. Mai mult decât atât, pe întreaga gamă de modificări, temperatura corpului diferă puțin (la nivel de zecimi sau nu mai mult de 1-2°) de temperatura ambiantă. Aceste organisme pot fi desemnate ca ectoterme, adică. supus temperaturii exterioare. Unii dintre ei au o capacitate limitată de stabilizare termică pe termen scurt din cauza căldurii reacțiilor biochimice și a activității musculare intense. Dar numai endotermele adevărate - păsările și mamiferele - pot menține o temperatură constantă ridicată a corpului cu schimbări semnificative ale temperaturii mediului. Au mijloacele de a regla eficient transferul de căldură și producția de căldură în organism. În unele dintre ele, mecanismele corespunzătoare ajung la putere și perfecțiune ridicate. Astfel, vulpea arctică, bufnița polară și gâsca albă tolerează cu ușurință frigul extrem fără o scădere a temperaturii corpului și menținând în același timp o diferență de temperatură între corp și mediu de 100° sau mai mult. Datorită grosimii grăsimii subcutanate și particularităților circulației sanguine periferice, multe pinipede și balene sunt adaptate excelent la sejururi de lungă durată în apă cu gheață.[...]

Descompunerea biochimică a unei anumite substanțe depinde de o serie de factori chimici și fizici, cum ar fi prezența diferitelor grupe funcționale în moleculă, dimensiunea moleculei și structura acesteia, solubilitatea substanței, izomerizarea, polimerizarea, formarea a produselor intermediare și interacțiunea lor etc. Această descompunere este determinată și de factori biologici - complexitatea metabolismului în microorganisme, variabilitatea tulpinilor bacteriene, influența mediului și durata adaptării microbilor etc. Mecanismul de adaptarea este încă necunoscută. Momentul și limitele de adaptare ale microorganismelor sunt diferite - de la câteva ore la 200 de zile sau mai mult.[...]

Modificări biochimice. Este bine cunoscut faptul că schimbările de temperatură au un impact semnificativ asupra ratei reacțiilor metabolice și asupra ratei metabolice generale. O creștere a temperaturii în intervalul tolerant duce la o creștere a intensității metabolismului, iar o scădere a temperaturii duce la o scădere a acesteia. Între timp, procesele metabolice de bază din organism trebuie menținute la un anumit nivel, care poate varia doar în limite destul de înguste, altfel apar tulburări de homeostazie metabolică incompatibile cu viața. Trebuie subliniat în special faptul că pentru cursul normal al proceselor metabolice, atât nivelul schimbărilor de temperatură viitoare, cât și viteza lor sunt importante. O scădere a temperaturii brusc exprimată și cu evoluție rapidă poate duce la o astfel de încetinire a proceselor metabolice, încât nu mai este capabilă să asigure cursul normal al proceselor de viață de bază. O modificare a temperaturii care este comparabilă ca severitate și viteză, dar opusă ca direcție, adică o creștere, poate duce, de asemenea, la o astfel de creștere a intensității proceselor metabolice, încât este dificil sau imposibil să se furnizeze oxigen. Toate acestea au confruntat peștii și alte animale ectoterme cu nevoia de a dezvolta diverse mecanisme de control al intensității proceselor metabolice, asigurând menținerea nivelului activității metabolice în relativă independență față de temperatura ambientală. Un rol cheie îl au enzimele - catalizatori pentru nenumărate reacții chimice, a căror totalitate alcătuiește metabolismul. Deoarece aproape toate reacțiile celulare sunt catalizate de enzime, reglarea metabolismului se reduce la reglarea tipului și intensității funcțiilor enzimatice.[...]

Adaptarea la temperaturi stabile este însoțită la animalele poikiloterme de modificări compensatorii ale nivelului metabolismului, care normalizează funcțiile vitale în regimurile de temperatură corespunzătoare. Astfel de adaptări sunt relevate prin compararea speciilor strâns înrudite, a populațiilor geografice ale aceleiași specii și a stărilor sezoniere ale indivizilor aceleiași populații. Model general schimbările metabolice adaptative este că animalele adaptate la temperaturi mai scăzute au un nivel metabolic mai ridicat decât cele adaptate la temperaturi mai ridicate (Fig. 4.8). Acest lucru este valabil pentru ambele nivel general schimb, deci vorbesc despre reacții biochimice individuale. S-a demonstrat, de exemplu, că nivelul și reactivitatea la schimbările de temperatură ale activității amilitice a extractului de pancreas de broaște diferă în diferitele populații geografice ale acestei specii. Dacă activitatea la 35°C este considerată 100%, atunci la 5°C activitatea la broaște din populația peninsulei Yamal va fi de 53,7, iar în populația de la periferia Ekaterinburgului - doar 35%.[... ]

Adaptarea (adaptarea) sau aducerea corpului în conformitate cu mediul (despre apa purificată) determină o creștere bruscă a intensității și eficienței epurării biochimice. Adaptarea este deosebit de importantă în acele cazuri în care substratul care se purifică este o nouă substanță sintetică care anterior nu exista în natură. Uneori, adaptarea durează câteva luni. Timpul de adaptare poate fi redus dacă însămânțarea este efectuată cu microfloră care a fost deja adaptată în prealabil. Capacitatea microorganismelor de a oxida substanțele organice este determinată de activitatea enzimelor lor, fiecare dintre acestea catalizează selectiv o reacție. setul de sisteme enzimatice depinde de reziduul și concentrația impurităților apei uzate, iar viteza de formare a enzimelor depinde de activitatea fiziologică a microorganismelor.[...]

În oxidarea biochimică a arenelor, presiunea parțială a oxigenului oxidant joacă un rol semnificativ. Creșterea presiunii până la o anumită limită (în funcție de compoziția biocenozei) duce la o creștere a vitezei de reacție. În acest caz, viteza procesului este limitată de solubilitatea oxigenului în faza apoasă și de adaptarea microorganismelor. În comparație cu alte microorganisme, Nocardia corallina, N. orasa, N. actinomorpha se adaptează mai ușor decât altele la presiunea crescută a gazului oxidant.[...]

Adaptarea cenozelor microbiene la poluarea industrială se bazează pe o varietate de mecanisme biologice, eterogen genetic. Microbii destructori, de ale căror proprietăți biochimice depinde capacitatea oxidativă a biocenozei, se pot modifica fie fenotipic, dobândind temporar capacitatea de a fermenta anumiți compuși, fie genotipic - cu formarea de noi forme de microbi în care capacitatea de a sintetiza o nouă enzimă este fixat ereditar. Mecanismele de reglementare asigură coordonarea corespunzătoare a activității metabolice a sistemelor enzimatice individuale, previn formarea excesivă de enzime, produse intermediare și finale și permit bacteriilor să utilizeze enzimele individuale în mod economic și rapid. chimicale. Această armonie uimitoare a metabolismului celular este una dintre cele mai interesante probleme relațiile asociative ale microbilor.[...]

Substanțele dizolvate în apă se oxidează mai repede decât în ​​stare dispersată. Prezența grupărilor funcționale favorizează oxidarea biologică, iar atomul de carbon terțiar o agravează. Prezența unei legături duble în unele cazuri facilitează descompunerea biologică a compusului.[...]

Adaptarea fiziologică și biochimică a unei persoane la zgomot este imposibilă.[...]

Adaptarea fiziologică și biochimică a unei persoane la zgomot este imposibilă. Zgomotul puternic este un drog fizic pentru oameni. Zgomotul muzical de 120-130 decibeli (dB) este comparabil cu o lovitură de fulger sau cu decolarea unui avion cu reacție (100 dB).[...]

În lucrare este prezentată posibilitatea distrugerii biochimice a clorofosului prin nămol activat la o concentrație a acestuia din urmă în intervalul 25-500 mg/dm3. Adaptarea preliminară a microflorei a făcut posibilă intensificarea semnificativă a acestui proces.[...]

Pentru studiul activității biochimice a nămolului obținut atât dintr-o cultură, cât și dintr-un amestec de culturi, au fost efectuate o serie de experimente. Procedura experimentală a fost după cum urmează. Nămolul activat de o anumită concentrație a fost introdus într-un microaerator care conținea 1 litru de apă uzată industrială sterilă, lichidul de nămol a fost aerat pentru diferite perioade de timp, apoi aerarea a fost oprită; dupa 30 min. După decantare, lichidul a fost sifonat și utilizat pentru analize chimice, iar nămolul activat a fost umplut cu apă uzată proaspătă. În unele cazuri, același nămol activ a fost folosit fără adaptare prealabilă pentru tratarea apelor uzate cu o compoziție diferită.[...]

Ponderea componentei biochimice în adaptarea instantanee la temperatură este aparent mai mică decât a componentei fiziologice, deoarece este mai ușor pentru organism să evite condițiile de temperatură nefavorabile decât să recurgă la „pornirea” mecanismelor biochimice. Este o altă chestiune când vorbim de schimbări graduale și mai degrabă pe termen lung (zile, săptămâni, luni), să zicem, schimbări sezoniere ale regimului de temperatură al unui rezervor sau poluarea termică a acestuia. Aici, alături de modificările fiziologice și biochimice, acestea ies în prim-plan, asigurând restabilirea activității funcționale și funcționarea normală a organismului la un nou regim de temperatură prin compensarea intensității metabolismului (aclimatizarea metabolică). Deoarece intensitatea principalelor procese metabolice care furnizează organismului energie și materiale de „construcție” (formarea de substanțe intermediare; sinteza acizi nucleici, proteinele, lipidele și carbohidrații), necesare vieții normale, sunt determinate de enzime, în măsura în care enzimele capătă un rol decisiv în adaptarea biochimică la condițiile de temperatură în continuă schimbare.[...]

Deoarece toate procesele biochimice au loc cu participarea enzimelor, la admitere materie organică Cu o compoziție chimică și o structură diferite, activitatea vitală a microorganismelor poate fi complet perturbată din cauza efectelor toxice sau adaptarea (adaptarea) microorganismelor la condițiile modificate poate avea loc într-o perioadă de timp. Consecința acestui lucru este producerea de noi enzime, sub influența cărora începe să se descompună un nou tip de poluare organică. În funcție de natura chimică a poluării, concentrația acesteia, numărul de microorganisme, rata de reproducere a acestora și alți factori externi, perioada de adaptare poate dura de la câteva zile până la câteva luni.[...]

În lipsa instalațiilor de epurare biochimică, nămolul de râu prelevat sub deversarea apelor uzate (aproximativ la o distanță de 0,5 km) sau apele uzate menajere, a căror microfloră trebuie adaptată în prealabil, pot fi folosite pentru infecție. Pentru a adapta microflora, apele uzate menajere sunt diluate apa de la robinet la o oxidabilitate bicromat egală cu 50-60 mg O g/l, iar deșeurile de producție se adaugă la acesta într-o astfel de cantitate încât oxidabilitatea bicromat a amestecului să fie egală cu 100-150 mg O g/l. Soluția se pune într-un termostat la 30°C sau se păstrează la temperatura camerei. După 2 zile, lichidul devine tulbure, uneori apare o peliculă pe suprafața sa, ceea ce indică dezvoltarea abundentă a microflorei (se recomandă verificarea la microscop). Când oxidarea dicromatului scade cu 50-60%, se adaugă din nou apă din deșeurile de producție și după 2-3 zile se filtrează lichidul cu microflora adaptată, procedând așa cum este descris mai sus.[...]

Determinarea DBO a apelor uzate tratate biochimic. Apele uzate care au fost supuse epurării biochimice în instalații corespunzătoare au câteva caracteristici care trebuie subliniate. Valorile BOD ale unor astfel de ape sunt deloc neglijabile, iar în timpul determinării, numai compușii greu de oxidat („duri din punct de vedere biochimic”) sunt oxidați biochimic cu oxigen. Prin urmare, curba care arată creșterea BOD în timp (pe zi) este relativ plată (rata de oxidare este nesemnificativă). În aceste condiții, este deosebit de important să se folosească microfloră adaptată pentru a nu supraextinde procesul, iar adaptarea microflorei introduse trebuie efectuată pe această apă care a suferit purificare biochimică, și nu pe apa netratată. Aceste ape conțin o mulțime de nitriți și, prin urmare, este necesară îndepărtarea acestora din urmă cu acid sulfamic sau azidă de sodiu. Excesul de acid sulfamic nu va dăuna, deoarece se descompune fără a forma substanțe oxidante.[...]

Adaptările fiziologice se manifestă, de exemplu, în caracteristicile ansamblului enzimatic din tubul digestiv al animalelor, determinate de compoziția alimentelor. Astfel, o cămilă este capabilă să-și satisfacă nevoile de umiditate prin oxidarea biochimică a propriei grăsimi.[...]

Adaptări fiziologice. Căldura produsă de organismele vii ca produs secundar al reacțiilor biochimice poate servi drept sursă de creștere a temperaturii corpului lor. Prin urmare, multe organisme, folosind procese fiziologice, își pot modifica temperatura corpului în anumite limite. Această abilitate se numește termoreglare.[...]

O până la +100 C, deoarece reacțiile biochimice din celule au loc în soluții apoase. Acest lucru, însă, nu este în întregime adevărat. Principalii factori care determină limitele de temperatură ale activității vieții active sau păstrarea viabilității organismelor sunt stabilitatea temperaturii proteinelor, membranelor celulare și a altor complexe macromoleculare ale celulei, precum și echilibrul reacțiilor biochimice în procesele de metabolism celular. . Proteinele sunt biopolimeri complecși, a căror activitate funcțională depinde de structura spațială a moleculei, care este susținută de multe legături - puternice (covalente și ionice) și slabe, inclusiv hidrogen, sensibile la temperatură. La temperaturi scăzute, aceste conexiuni sunt stabile, prin urmare adaptarea la viață la temperaturi apropiate de zero se realizează în principal prin deplasarea temperaturii optime a activității enzimatice și coordonarea acesteia în întregul complex de enzime și mecanisme de reglare.[...]

În fine, o altă modalitate de adaptare biochimică este producerea de enzime omoloage, care se caracterizează printr-o independență mai mult sau mai puțin pronunțată față de schimbările de temperatură în intervalul tolerant pentru specie. Un exemplu izbitor al acestui tip de adaptare este oferit de piruvat kinaza Gilichthys mirabilis (Fig. 16), a cărei capacitate de a lega fosfoenol-piruvat (substrat) este practic independentă de temperatură într-un interval destul de semnificativ. Acesta este un exemplu de producere a unei enzime euriterme, care diferă semnificativ în gradul de dependență de temperatură a K în comparație cu izoenzimele stenoterme ale piruvat kinazei de păstrăv curcubeu.[...]

Calculul oricăror instalații pentru tratarea biochimică a apelor uzate industriale se realizează pe baza cererii biochimice complete de oxigen. Valoarea BOD5 nu oferă nicio indicație asupra necesarului de oxigen, deoarece depinde de gradul de adaptare a microbilor la compușii conținuti în apa uzată, de numărul de microbi luați pentru infectare și de diluția adoptată. Astfel, BOD5 1 mg dintr-o substanță, conform diverșilor autori, variază pentru formaldehidă de la 0,33 la 1,1; pentru acetaldehidă de la 0,66 la 0,91; pentru furfural de la 0,28 la 0,77; pentru alcool metilic de la 0,12 la 0,96; pentru acid acetic de la 0,34 la 0,77. În tabel 44 oferă date despre necesarul total de oxigen biochimic pentru un număr de compuși organici, obținută de specialiști interni.[...]

Strategia și modalitățile specifice de adaptare biochimică la factorii de mediu în continuă fluctuație, inclusiv factorul de temperatură, sunt discutate în detaliu în excelenta monografie a lui P. Hochachka și J. Prin urmare, ne vom limita doar la rezumat idei de bază și date faptice care indică importanța critică a fundamentelor biochimice ale adaptării la temperatură a peștilor.[...]

Strategia de adaptare biochimică.[...]

Influența substanțelor toxice organice asupra proceselor biochimice este foarte diversă. Multe dintre ele servesc ca sursă de carbon pentru microorganisme, drept urmare pot fi procesate la concentrații semnificative în medii purificate. ape uzate. Cu toate acestea, procesul de oxidare biochimică a acestora decurge lent, mai ales la începutul său; Pe măsură ce microorganismele se adaptează, intensitatea procesului crește și după o anumită perioadă de timp atinge valoarea maximă. Durata perioadei de adaptare depinde de tipul de substanțe toxice și de concentrația acestora; de obicei durează până la două luni și doar uneori mai mult.[...]

Iritanții sunt factori care provoacă modificări biochimice și fiziologice (adaptări).[...]

Schema tehnologică considerată a instalațiilor de epurare biochimică este cea mai simplă din punct de vedere al designului hardware, cu toate acestea, este recomandabil să o utilizați numai dacă apa uzată industrială are o compoziție stabilă și parametrii de bază constanți: debit, pH, temperatură, conținut de poluanți, compozitia poluantilor. Practica exploatării instalațiilor de epurare la întreprinderile chimice a arătat că cel mai adesea apele uzate industriale au o compoziție variabilă, ceea ce destabiliza modul tehnologic de funcționare al instalațiilor de epurare, afectează negativ nămolul activ și împiedică adaptarea acestuia la poluanți. Prin urmare, este mai indicat să se utilizeze o schemă tehnologică a instalațiilor de epurare cu o medie preliminară a apelor uzate industriale care intră în acestea (Fig. 4.5).[...]

Mecanismele moleculare de adaptare la temperatură includ modificări în primar structuri enzimatice, cu folosind mecanisme fundamentale precum activarea genelor, transcripția, translația și asamblarea de noi variante de enzime (izoenzime), modificări ale concentrațiilor izoenzimelor individuale adaptate la anumite temperaturi, modificări ale proprietăților cinetice ale unei enzime date, modificări ale cofactorilor și ale micromediului în care funcționează enzimele, modificări conformaționale conducând la apariția unor izoenzime „instantanee” sau funcționale. Alegerea strategiei și a mecanismelor specifice de adaptare biochimică a peștilor este determinată în primul rând de viteza de apariție și durata schimbărilor de temperatură, precum și de mediul și mediul speciei. caracteristici de vârstă peşte.[...]

În timpul punerii în funcțiune a instalațiilor de epurare biochimică, este obligatorie adaptarea (adaptarea) treptată a microorganismelor din nămol activ la oxidarea contaminanților din apele uzate.[...]

Lucrul oxidativ al rezervorului de aerare nr. 1. Experimentele privind tratarea biochimică a apelor uzate, de regulă, încep cu purificarea concentrațiilor scăzute de materie organică pentru a adapta microflora nămolului la poluanți specifici. Obținerea unor rezultate durabile de curățare vă permite să schimbați modul de funcționare al structurii.[...]

Potrivit cercetărilor lui Mills, pentru optimizarea proceselor de tratare biochimică, o creștere a concentrației de nămol activ trebuie combinată cu termobioza. Termobioza este funcționarea și, în consecință, adaptarea microorganismelor la temperaturi de peste 30 ° C, atunci când procesele termofile încep să domine în metabolismul microorganismelor, însoțite, în special, de creștere accelerată, oxidare biochimică accelerată a contaminanților și creșterea nivelului enzimatic. activitate. Dintre termofilele din nămolul compactat au predominat microorganismele termotolerante (Pseudomonas, Bacterium, Sarcina). Cu acest raport - aproximativ 1: 800, termofilele euritermale joacă un rol subordonat în oxidarea biochimică a poluării industriale [...]

Baza dezvoltării metodelor de tratare biochimică a apelor uzate în două și mai multe etape este ideea cultivării nămolurilor activate adaptate oxidării la stațiile de epurare. grupuri separate contaminanți organici. Se crede că cu cât adaptarea (specializarea) nămolului activ la un anumit tip de poluare este mai apropiată, cu atât procesul de tratare biochimică este mai reușit. Una dintre modalitățile de implementare inginerească a acestei idei este crearea unui tratament biochimic pas cu pas, în fiecare etapă în care funcționează o anumită cultură de nămol activ. Este clar că, cu cât diferența dintre ratele de oxidare biochimică a componentelor individuale ale apei uzate este mai mare, cu atât concentrațiile inițiale ale acestora sunt mai mari, cu atât este mai eficientă utilizarea unei scheme de tratare în trepte.[...]

S-a stabilit că odată cu creșterea temperaturii apei uzate, viteza reacției biochimice crește. Cu toate acestea, în practică se menține între 20-30 °C. Depășirea temperaturii specificate poate duce la moartea microorganismelor La temperaturi mai scăzute, viteza de purificare scade, procesul de adaptare a microbilor la noile tipuri de poluare încetinește, iar procesele de nitrificare, floculare și sedimentare a nămolului activat. Creșterea temperaturii în limite optime accelerează procesul de descompunere a substanțelor organice de 2-3 ori. Pe măsură ce temperatura apei uzate crește, solubilitatea oxigenului scade, prin urmare, pentru a menține concentrația necesară în apă, este necesară o aerare mai intensă.[...]

În apa care conține poluare menajeră, în lipsa adaptării prealabile a florei bacteriene, emulgatorul STEC la concentrații de 10-30 mg/l a determinat o creștere nesemnificativă, iar la o concentrație de 100 mg/l - o scădere ușoară a oxigenului biochimic. consum. Prelucrarea statistică a rezultatelor a două serii paralele de experimente (5 experimente pe serie) - unul martor și unul care experimentează influența STEC la o concentrație de 5 mg/l - nu a evidențiat diferențe semnificative între valorile MIC calculate în serie la diferite perioade ale experimentului (experimentul a fost efectuat timp de 20 de zile).[...]

Pentru fiecare debit specific, nămolul activ trebuie adaptat treptat. Prin adaptarea yalului și asigurarea raportului necesar dintre bacterii și protozoare, crește eficiența tratamentului biochimic, iar creșterea excesului de nămol activ scade. Chiar și după adaptare, substanțele nocive conținute în apele uzate pot fi în concentrații peste limită și pot avea un efect toxic asupra microorganismelor din nămol.[...]

Monografia examinează o gamă largă de probleme privind polimorfismul biochimic determinat genetic la om. Prezentat eseu istoric studierea variabilității genetice și biochimice în populații și analizarea propriilor rezultate ale studierii polimorfismului biochimic pentru un număr semnificativ de sisteme genetice de enzime și alte proteine ​​din sânge. Au fost întocmite hărți genogeografice care extind semnificativ imaginea diferențierii genetice și antropologice pe teritoriul URSS. Conține informații noi despre formarea grupurilor etnice și a tipurilor antropologice din Asia de Nord și teritoriile adiacente în spațiu și timp. Datele despre adaptarea evolutivă umană la nivel biochimic sunt analizate critic. Se face o evaluare a unuia dintre cei mai importanți factori ai dinamicii genetice - rata procesului de mutație în unele populații din URSS.[...]

Componentele permanente ale apelor uzate municipale sunt surfactanți. În ceea ce privește oxidarea biochimică, ele sunt împărțite în „moale” și „dure”. Surfactanții duri practic nu sunt supuși oxidării biochimice. Capacitatea surfactanților la oxidare biochimică este determinată de acestea structura chimica. Surfactanții anionici alchil sulfații cu un lanț normal de hidrocarburi sunt ușor supuși oxidării biochimice. Agenții tensioactivi care au un lanț hidrocarburic ramificat care conține un inel benzenic și agenții tensioactivi neionici sunt cei mai rezistenți la oxidarea biochimică. Capacitatea de a oxida biochimic surfactanții poate fi crescută prin adaptarea microorganismelor, care ar trebui să înceapă cu introducerea unor cantități mici de surfactanți (aproximativ 5 mg/l).

Eterogenitatea ridicată structurală și funcțională însoțitoare a hemoglobinei de pește este unul dintre cele mai importante mecanisme biochimice de adaptare largă la o gamă diversă de factori în schimbare, atât în ​​mediul intern, cât și în cel extern. Prezența în organism a hemoglobinei complexe, multicomponente, fiecare având propriile condiții optime de funcționare, crește capacitatea sa reactivă de a atașa și elibera oxigenul, adică contribuie în cele din urmă la furnizarea optimă de oxigen a organismului în diferite condiții fiziologice și în continuă schimbare. condiţiile de mediu.[ ..]

Compoziția apelor uzate industriale este variată. Foarte des, substanțele conținute în apele uzate încetinesc foarte mult procesul de oxidare biochimică și uneori au un efect toxic. Cu toate acestea, se știe că microorganismele se pot adapta (adapta) la diverși compuși, inclusiv la cei toxici. La determinarea necesarului biochimic de oxigen al apelor uzate industriale, adaptarea preliminară a microflorei este de o importanță decisivă. Este nevoie de ceva timp pentru a se adapta.[...]

O altă reacție adaptativă importantă care apare în timpul deficienței de oxigen pe termen lung sau scurt în mediu, dar deja la nivel biochimic (molecular) - aceasta este o schimbare a afinității hemoglobinei pentru oxigen. La începutul acestui secol, A. Krogh și I. Leitsch au arătat că adaptarea peștilor la un conținut scăzut de oxigen se realizează prin creșterea afinității hemoglobinei pentru oxigen. Comparând cantitatea de tensiune de oxigen din apă necesară pentru semisaturarea sângelui la peștii sedentari de apă dulce (crap, anghilă), care se găsesc adesea cu deficiență de oxigen în habitatele naturale, cu păstrăvii oxifili foarte mobili, au descoperit că la peștii sedentari acest lucru valoarea este de 3-5 ori mai mică decât cea a persoanelor foarte mobile. Aceeași dependență a fost evidențiată la compararea a două specii de pești marini care diferă ca nivel de activitate - lipa de fund și cod pelagic, însă în acest caz diferențele au ajuns doar la o valoare dublă (Fig. 18) ■ Cercetările acestui plan au fost continuate pe peștii marini. de R. Root , care a ajuns la concluzia că sângele peștilor foarte activi are o capacitate de oxigen crescută în comparație cu sângele peștilor cu activitate scăzută. Potrivit unui număr de experți, gradul de afinitate al hemoglobinei pentru oxigen este cel mai important factor, care determină nivelul rezistenței peștilor la deficiența de oxigen. S-a dezvăluit că există o legătură între valorile P o și P95 din sânge și nivelul de prag și critic /e02 (Fig. 19) pentru multe specii de pești marini și de apă dulce aparținând grupurilor ecologice de diferite niveluri de activitate.[...]

Rezumând datele experimentale prezentate în acest capitol, este necesar să recunoaștem că peștii au mecanisme fiziologice și biochimice extrem de eficiente de adaptare la deficiența de oxigen pe termen lung sau de scurtă durată din mediu (hipoxie exogenă) sau care rezultă din munca musculară intensă și alte conditii. situatii stresante(hipoxie endogenă).[...]

În rezervoarele cu diferențe mari de temperatură, a căror amplitudine atinge câteva zeci de grade, trăiesc peștii euritermici. Dacă adaptarea peștilor stenotermici se bazează pe comportament și alegerea activă a habitatelor, atunci adaptarea peștilor euritermici se bazează pe mecanisme biochimice profunde (modificări ale concentrației enzimelor, activitatea lor, greutatea specifică a izoformelor individuale ale unei anumite enzime) . Izoenzimele calde” prezintă afinitate mare pentru substraturi la temperaturi apropiate de „gama superioară” pentru o anumită specie (aproximativ 15-20°C) și o pierd rapid la temperaturi scăzute (aproximativ 10°C și mai jos). izoenzimele la rece izoenzimele leagă cel mai bine substratul la temperaturi mai mici de 10°C și la temperaturi ridicate arată mai puțină afinitate pentru el decât variantele „termice”.[...]

Dacă ai citit cu atenție cele trei capitole anterioare, probabil ai observat că atunci când organismul se adaptează la schimbările din diverse condiții de mediu, se observă adesea modificări unidirecționale și destul de proporționale ale acelorași parametri biochimici. Se pare că adaptarea organismului la orice factor de mediu îl poate ajuta să se adapteze la alți factori și să crească rezistența la aceștia. Acest fenomen se numește adaptare încrucișată. În primul rând, să ne uităm la fapte și apoi să încercăm să înțelegem baza moleculara adaptarea încrucișată a unei persoane și a acesteia semnificație practică.[ ...]

Ideile ecologice despre procesele evolutive în populații, numite microevoluție de N.V. Timofeev-Resovsky, au fost dezvoltate în mare măsură de școala de ecologisti din Ural sub conducerea lui S.S. Schwartz. Conform acestor idei, procesul microevolutiv parcurge următoarele etape: 1) apariţia modificărilor morfologice ale populaţiei în timpul adaptării la condiţiile specifice de viaţă; 2) acumularea ulterioară a modificărilor fiziologice; 3) modificări biochimice în organism și, în consecință, modificări ale informațiilor genetice; 4) formarea de noi subspecii; 5) formarea de noi specii.[...]

Mulți pești de fund din lacurile adânci, care trăiesc în ape complet dezoxigenate sau cu o deficiență semnificativă de oxigen, peștii din mlaștini tropicale sau din lacurile de mică adâncime, înghețate, se confruntă în mod constant cu o deficiență acută de oxigen și au fost nevoiți să îmbunătățească capacitățile metabolismului anaerob pe parcursul evoluţia lor îndelungată. În aceste condiții, mecanismele de adaptare biochimică la nivel molecular ies în prim-plan, deoarece numai ele pot asigura supraviețuirea pe termen lung a peștilor în condiții atât de extreme precum deficitul constant de oxigen sau chiar absența pe termen scurt.

Atunci când se stabilește concentrația maximă admisă a unei substanțe nocive în aerul unei zone de lucru, cel mai important și responsabil pas este determinarea concentrației minime efective (de prag) (MC) într-un experiment (cronic) pe termen lung. Șobolanii albi sunt folosiți ca animale de experiment. De obicei, se studiază rezultatele expunerii la concentrații de 2-3 ori, cu ajutorul cărora se stabilesc concentrația subprag (maxim ineficient) și pragul (minim eficient) (ASC și PC) în funcție de indicatori funcționali, biochimici și alți indicatori. Instalat ca rezultat experiment pe termen lung concentrațiile subprag și prag permit identificarea caracteristicilor efectelor substanțelor nocive și a caracteristicilor adaptării animalelor la acest efect. Luând în considerare caracteristicile identificate, valorile MPC sunt selectate. Trecerea la acestea se face prin înmulțirea concentrațiilor de prag cu un factor de siguranță, a cărui valoare depinde de toxicitatea substanței și variază de la 3 la 20.[...]

În conformitate cu conceptele moderne, principalul mecanism de reglare a proceselor metabolice este o modificare a activității enzimelor individuale sau a sistemelor enzimatice care asigură cursul normal al metabolismului. La rândul său, reglarea activității enzimatice se realizează în trei moduri principale: 1) modificarea activității enzimelor (strategia de „modulație”); 2) modificarea concentrațiilor de enzime (strategie „cantitativă”); 3) schimbarea setului de enzime (strategie „calitativă”). Ponderea fiecăruia dintre aceste mecanisme de adaptare biochimică în dezvoltarea a trei forme temporare de compensare a efectelor temperaturii: imediată, întârziată și pe termen lung nu este aceeași.[...]

Fiziologii fac distincție între tipurile individuale de rezistență: rezistență la îngheț și frig, rezistență la căldură și secetă, rezistență la salinitate și boli. Dar numărul de tipuri de rezistență este în creștere: rezistența la gaze (03, B02, Ш4), rezistența la metale grele (mercur, cupru, cadmiu etc.), erbicidele, hidrocarburile și alți factori artificiali au „părut”. Dacă dezvoltăm acest principiu „factorial” de clasificare a rezistenței, putem ajunge la existența rezistenței la temperaturi individuale (-25? -5° +40? +50°) sau la diferite concentrații de agenți chimici. Din punct de vedere al mecanismelor specifice de rezistență, este necesar să se caute multe căi individuale de adaptare în celulă. Această sarcină ni se pare prea dificilă și, în general, nerealistă. Este greu de imaginat că o celulă are rezistență specifică la o substanță pe care o are conditii naturale Nu l-am văzut până acum. Probabil că este mai rațional să pornim de la poziția că mecanismele de răspuns ale unui sistem viu la influențele externe au fost supuse evoluției. selecția naturalăși prin urmare strategia biochimică de adaptare celulară ar trebui să fie mai uniformă și mai rațională. Prin urmare, este mai rezonabil să se considere anumite tipuri de stabilitate ca manifestări particulare ale principiilor generale de fiabilitate a unui sistem viu (Grodzinsky, 1983).

Adaptarea este un set de procese din organism care îi modelează rezistența la condițiile de existență schimbate. În funcție de nivelul reacțiilor adaptative, se pot distinge adaptarea fiziologică (sistemică) și biochimică (celulară).

Adaptarea fiziologică este asociată cu restructurarea activității funcțiilor sistemice ale organismului (de exemplu, circulația sângelui, respirația, sistemul nervos etc.), ceea ce permite menținerea constantă a mediului intern al corpului și facilitarea activității organelor. și țesuturi, îmbunătățind aportul lor de nutrienți și oxigen, accelerând eliminarea deșeurilor.

Celulele, fiind parte a organismului, au propriile mecanisme de restructurare a metabolismului, bazate pe modificări în cursul reacțiilor biochimice din interiorul celulelor.

Cele două tipuri de adaptare sunt strâns legate între ele și permit organismului să se adapteze la condiții nefavorabile.

Adaptarea este asociată cu reglarea, deoarece metabolismul poate fi direcționat în direcția corectă numai cu ajutorul unui sistem de reglatori extracelulari. Adaptarea și reglarea biochimică pot fi imediate și pe termen lung.

Adaptarea urgentă este asociată cu o restructurare rapidă a metabolismului care apare la începutul unei situații critice. Mai mult, toate modificările metabolismului sunt cauzate de includerea unor mecanisme urgente de reglare a metabolismului celular, și anume efectul stimulilor neuro-hormonali asupra permeabilității membranelor celulare și a activității enzimatice.

Dacă adaptarea imediată vizează supraviețuirea celulei, atunci adaptarea pe termen lung are ca scop păstrarea viabilității acesteia în condiții nefavorabile. În timpul adaptării pe termen lung, restructurarea metabolismului se datorează includerii unor mecanisme de reglare pe termen lung, adică. influența stimulilor neurohormonali asupra sintezei enzimelor și a altor proteine ​​funcționale care asigură un alt tip de metabolism corespunzător condițiilor modificate.

Dacă din anumite motive reglarea neurohormonală este perturbată, atunci organismul nu se poate adapta la condițiile de mediu predominante pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce se manifestă sub formă de boli de adaptare și aclimatizare.

1. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimie biologică. - M.: Medicină, 1999.

2. Hoffman E. Biochimie dinamică. - M.: Medicină, 1971.

3. Goodman M., Morehouse F. Molecule organice în acțiune. M.: Mir, 1977

4. LeningerA. Biochimie. - M.: Mir, 1986.

5. Murray R., Grenner D., Mace P., Roduel V. Human biochemistry. M.: Mir, 1993.

6. Nikolaev A.Ya. Chimie biologică. - M.: Liceu 1989.

7. Nikolaev L.A. Chimia vieții. - M.: Educație, 1973.

8. Strayer L. Biochimie. În 3 vol. - M.: Mir, 1984.

9. Stroev E.A. Chimie biologică. - M.: Liceu, 1986.

10. White A., Hendler F., Smith E. et al. Fundamentele biochimiei. - M. Mir, 1981.

11. Filippovici Yu.B. Fundamentele biochimiei. - M.: Agar, 1999.

Prefaţă

Introducere

Subiectul și sarcinile biochimiei

Metode de cercetare

Semne de bază ale materiei vii

Capitolul 1. COMPOZIȚIA CHIMĂ A ORGANISMELOR

Capitolul 2. STRUCTURA ŞI PROPRIETĂŢILE PROTEINELOR

2.1.

Rolul proteinelor în construcția materiei vii.

Determinarea proteinelor

2.2.

Compoziția elementară a proteinelor. Conținutul de proteine ​​în organe și țesuturi

2.3.

Compoziția de aminoacizi a proteinelor

2.4.

Proprietățile acido-bazice ale aminoacizilor

2.5.

Stereochimia aminoacizilor

2.6.

Structura proteinei 2.7. Niveluri de organizare structurală a proteinelor

2.10. Structura primară a proteinelor Niveluri de organizare structurală a proteinelor

Structura secundară a proteinelor

Structura terțiară a proteinelor

Structura cuaternară a proteinelor

2.12.

Metode de izolare și purificare a proteinelor

Metode de selecție

Purificarea proteinelor, evaluarea omogenității proteinelor

2.13.

Clasificarea proteinelor

Capitolul 3. GLUCIZI

3.1.

Conceptul de carbohidrați și clasificarea lor

3.2.

Monozaharide

Proprietățile optice ale monozaharidelor

3.4. Structura monozaharidelor

3. 3 Reacții de bază ale monozaharidelor

Reacții care implică o grupare carbonil

Reacții care implică grupări hidroxil

Carbohidrați complecși

4.1. Oligozaharide Polizaharide

4.2. 3.5. Funcțiile biologice ale carbohidraților

Capitolul 4. ACIZI NUCLEICI

Caracteristici generale

acizi nucleici

Compoziția chimică

și structura acizilor nucleici

4.3.

Niveluri de organizare structurală a acizilor nucleici

Structura primară a acizilor nucleici

Structura secundară a ADN-ului

5. 4. Structura secundară a ARN-ului Structura terțiară a ARN-ului și ADN-ului

Capitolul 5. LIPIDE

5 1. Caracteristici generale și clasificarea lipidelor

6.2. 5.2. Monomeri lipidici

5.3.

Lipide multicomponente

Funcții biologice

lipide

Capitolul 6. ENZIME

6.1.

Metode de izolare și purificare a enzimelor

Natură chimică

și structura enzimei

6.Z.

Cofactori enzimatici

Ioni metalici ca cofactori enzimatici

Coenzime

6.4.

Mecanismul de acțiune al enzimelor

6.5.

Proprietățile enzimelor

6. 6. Specificitatea acţiunii enzimelor

7.7.

Factori care afectează viteza catalizei enzimatice

Efectul temperaturii asupra activității enzimelor

Efectul pH-ului asupra activității enzimelor

Efectul concentrațiilor de substrat și enzime asupra vitezei de reacție enzimatică

Dependența vitezei de reacție de timp

6.8.

Reglarea activității enzimelor

Activarea enzimatică

Inhibarea enzimatică

Reglarea alosterică a acțiunii enzimelor

6.9.

Determinarea activității enzimatice

6.10.

Nomenclatura și clasificarea enzimelor

6.11.

Localizarea enzimelor în organism și celule

6.12.

Aplicarea enzimelor

Capitolul 7. VITAMINE

7.1.

Conceptul de vitamine

7.2.

Clasificarea vitaminelor

Capitolul 9. OXIDAREA BIOLOGICĂ

9.1.

Esența oxidării biologice

9.2.

Lanțul respirator

9.3.

Fosforilarea oxidativă

10.3. Capitolul 10. METABOLISMUL GLUCILOR

10.1.

Digestia carbohidraților

10.2.

Metabolismul glucozei

Biosinteza glicogenului

10.4.

Defalcarea glicogenului

10.5.

Glicoliză anaerobă

10.6.

Defalcarea aerobă a glucozei

10.7.

Ciclul pentozei fosfat

10.8.

Biosinteza glucozei (gluconeogeneza)

10.10.

Reglarea metabolismului carbohidraților

Capitolul 11. METABOLISMUL LIPIDELOR

11.1.

Digestia lipidelor

11.2.

Metabolismul glicerolului

11.3.

Metabolismul acizilor grași

11.4.

Biosinteza grăsimilor

11.5.

Reglarea metabolismului lipidelor

Capitolul 12. METABOLISMUL ACIZILOR NUCLEICI

12.1.

Căile de dezintegrare a ARN-ului și ADN-ului

12.2.

Descompunerea bazelor purinice și pirimidinice

12.3.

Biosinteza nucleotidelor

12.4.

Biosinteza acizilor nucleici

12.5.

Calea informațiilor de la genotip la fenotip

Capitolul 13. METABOLISMUL PROTEINELOR

13.1.

Conceptul de metabolism proteic

13.2.

Digestia proteinelor alimentare și descompunerea proteinelor tisulare

13.3.

Metabolismul aminoacizilor

13.4.

Eliminarea amoniacului din organism.

Ciclul ornitinei

13.5.

Sinteza aminoacizilor

13.6.

Biosinteza proteinelor (traducere)

Articole înrudite

2024 liveps.ru. Teme și probleme gata făcute în chimie și biologie.