- Ismertesd a víz jelentőségét az élő szervezetek szempontjából (oldószer, diszperziós közeg, különféle jelenségek alapja: hidratáció, szol-gél átalakulás, koaguláció, duzzadás, autoprotolízis, diffúzió és ozmózis; felületi feszültség, hőkapacitás, párolgáshő)!
- Válassz ki három heterociklusos vegyületet és ismertesd a jelentőségüket biológiai szempontból!
- Ismertesd a lipidek közös tulajdonságait valamint a biológiai szempontból fontos csoportjait (zsírok, viaszok, foszfatidok, terpénvázas- és szteránvázas lipidek)!
- Ismertesd a fehérjék felépítését és a peptidkötés kialakulását!
- Válassz ki három nukleotid-típusú vegyületet, ismertesd a felépítésüket és biológiai jelentőségüket!
- Hasonlítsd össze a keményítő, a glikogén és a cellulóz fizikai és kémiai sajátosságait (milyen monomerekből áll, milyen reakcióval lehet kimutatni, milyen a szerkezetük, oldódási tulajdonságaik, ízük, színük, stb.)!
A fenti feladatok közül válassz ki kettőt és ismertesd 10-10 percben! (Felkészülési idő nincs, hiszen otthon már kidolgoztad mindegyiket.) A másik 4 kidolgozott feladatot a következő alkalomra átnézem és átbeszéljük, ha valamelyikünk szükségét érzi ennek.
Tudáspróba (Ellenőrző kérdések az előző órai anyagokból)
- Milyen szempontok szerint csoportosíthatjuk az élő sejtek felépítésében részt vevő kémiai elemeket?
- Mi a szerepe az élő sejtek működésében a fluornak, a foszfornak, a jódnak, a kalciumnak és a kénnek?
- Mely biogén vegyületekben van jelentősége a másodlagos kötőerőknek, és miért?
- Miért fontos a sejt-elmélet és mi ennek a lényege?
- Ismertesd a kompartmentizáció folyamatának és az endoszimbionta-elméletnek a lényegét!
- Mit nevezünk puffer-rendszernek? Válassz ki egy – a sejtekben is megtalálható – puffer-rendszert és ismertesd a működésének lényegét!
- Vázlatosan ismertesd a sejtmembránok felépítésére kidolgozott három közismert modellt, a szendvics-, a pórusmembrán- és a folyékonymembrán-modellt! Hogyan vizsgálták ezeket a feltételezéseket, és milyen eredményeket kaptak?
- Sorold fel a sejtek belső membrán-rendszereit! Ezek közül milyen fontosabb feladatai vannak az endoplazmatikus retikulumnak?
- Ismertesd a sejtplazma felépítését, feladatait, illetve működését!
- Hogyan csoportosíthatjuk a csak a növényi sejtekre jellemző plasztiszokat (színtesteket)?
Rendelkezésre álló idő max. 30 perc. Az órán át nem nézett feladatok otthoni kidolgozása javasolt! A kidolgozott feladatokat az átvételt követő alkalomra átnézem, és értékelem :)
A mai óra anyaga:
1. A sejtek anyagcsere-folyamatai
1.1. Az anyagcsere általános jellemzése
1.2. A plazmamembrán transzport-folyamatai
1.2.1. Passzív transzport (szabad és közvetített)
1.2.2. Aktív transzport (ATP-függő és ion-függő)
1.2.3. A membránáthelyezéssel történő transzport (endo- és exocitózis, ill. fago- és pinocitózis)
1.2.4. A sejtek szekréciós működése
2. Az enzimek
2.1. A katalízis jelentősége
2.2. Az enzimek szerkezete és működése (prosztetikus-csoport, koenzim, aktív centrum, szubsztrát, specifitás – szubsztrátspecifitás és reakcióspecifitás, aktivátorok)
2.3. Az enzimhatások gátlása (inhibitorok, kompetitív és alloszterikus gátlás)
2.4. Az enzimek csoportosítása (szolubilis és partikulált enzimek, ill. oxidoreduktázok, transzferázok, hidrolázok, liázok, izomerázok, ligázok vagy szintetázok)
1. A sejtek anyagcsere-folyamatai
1.1. Az anyagcsere általános jellemzése
- Nyílt-, zárt- és izolált-rendszer.
- Dinamikus egyensúlyi állapot (az anyagcsere, az energiacsere és az információcsere folyamatos!)
- Az élőlények csoportosítása az energiaforrás (auto- és heterotrófok, ill. fotoauto- és kemoautotrófok), a szénforrás (auto- és heterotrófok), a hidrogénforrás (fotolito-, fotoorgano-, kemolito-, kemoorgano-trófok), valamint a végső elektron-felvevő jellege alapján
- Az intermedier anyagcsere (intermedierek, katabolizmus vagy disszimiláció, anabolizmus vagy asszimiláció, anyagcsere-hálózatok)
1.2. A plazmamembrán transzport-folyamatai
- Miért szükséges a transzport? (anyagcsere-folyamatokhoz szükséges anyagok felvétele, különböző sejttermékek leadása: felesleges végtermékek, illetve sejtcsoportok működéséhez nélkülözhetetlen produktumok)
- Szabad transzport vagy diffúzió
- Közvetített transzport vagy facilitált diffúzió (közvetítő-molekulák, integráns fehérjék, adszorpció és konformáció-változás, szelektivitás)
- Aktív transzport (szállító-rendszer és energiafelhasználás, ATP-hidrolízis, enzimaktivitás, anyagok koncentrálódása: pl. vékonybélhámsejtek, idegsejtek)
- Membránáthelyezéssel történő transzport (más sejtek, szerves anyagmaradványok, törmelékek, folyadékcseppek felvétele: adszorpció, betűrődés, leválás, vakuólum; fagocitózis és pinocitózis, illetve exocitózis; pl. neutrofil granulociták vagy monociták, illetve Golgi-produktivitás)
- Sejtek szekréciós működése (szekréció és exkréció; a szekrétum vagy termelt anyag csoportosítása: kémiai összetétel alapján és biológiai funkció alapján: pl. vizes oldat, fehérje, szteránvázas vegyület, enzim, szabályozó hatású anyag, vagy felesleges anyagcseretermék)
2. Enzimek
2.1. A katalízis jelentősége
- Sejtekben zajló kémiai folyamatokkal szemben támasztott követelmények (gyorsaság, specifikusság, szabályozottság)
- A kémiai reakciók (aktiválási energia, szabadenergia-változás, reakcióhő és folyamathő, Hess-tétele, a reakciók sebessége, a reakciók lejátszódásának feltételei)
- A kémiai reakciók sebességét befolyásoló tényezők (nyomás, hőmérséklet, a reagáló anyagok koncentrációja, katalizátorok)
- A megfordítható kémiai reakciók és a megfordítható folyamatok egyensúlyi állapotának kialakulása; a dinamikus egyensúly és a tömeghatás törvénye
- A kémiai egyensúly megzavarása és a legkisebb kényszer-elve (Le Chatelier-elv); a katalizátor hatása a megfordítható folyamatokra
2.2. Az enzimek szerkezete és működése
- A sejtek biokatalizátorai az enzimek (proteinek és proteidek; alkoholos erjesztés; Wilhelm Friedrich Kühne 1837 – 1900 = gör. En zym = „az élesztőben”; enzimek = „fermentek” → erjedés = fermentáció; ribozimok = enzimhatással rendelkező RNS-ek)
- Prosztetikus csoport ill. koenzimek → vitaminok és vitaminszármazékok
- Aktív-centrum-elmélet: Leonor Michaelis 1875–1949; szubsztrátkötő-hely, katalitikus hely; szubsztrát, végtermék, körfolyamat, Emil Fischer (1894): „kulcs a zárba” vagy az enzim idomul a szubsztráthoz
- Aktív-centrum két részből áll = szubsztrátspecifitás, reakcióspecifitás
- Enzimreakciók sebessége: telítési görbe
- Az enzim-hatás külső környezeti tényezői: pH-érték, közeg ionösszetétele (aktivátorok!), ionok koncentrációja, hőmérséklet
2.3. Enzimhatások gátlása
- Inhiborok = gátlók (kémiai anyagok)
- Kompetitív gátlás: az inhibitor kémiailag a szubsztráthoz hasonló szerkezetű (vetélkedés); szubsztrát koncentrációjának növelése = inhibitorhatás csökken
- Alloszterikus gátlás: az inhibitor szerkezete nem hasonlít a szubsztráthoz, valahol máshol kötődik = deformálja a fehérje szerkezetét, megváltozik az aktív centrum orientációja; szubsztrát koncentráció-jának növelése = NEM befolyásolható az inhibitorhatás!!!
2.4. Az enzimek csoportosítása
- Elhelyezkedésük alapján: szolubilis állapotban, a sejtekben kolloidálisan oldva, vagy sejtalkotók membránfelületeihez kötötten (partikulált enzimek) = szigorúan meghatározott sorrend = hatékonyság
- Működésük alapján: oxidoreduktázok (proton, elektron, hidrogén-átvitelt katalizálnak), transzferázok (molekularészletek, gyökök, atomcsoportok átvitele), hidrolázok (kovalens kötések hasítása vízzel), liázok (kettős kötés megszüntetése vagy kialakítása atomcsop.-ok kihasításával vagy beépít.), izomerázok (molekulán belüli átalakítások), ligázok vagy szintetázok (2 molekula 1-gyé)
Az órán át nem vett anyagrészek otthoni feldolgozása javasolt. Ez lesz a következő óra tudáspróbájának tárgya!
