- •Учреждение образования
- •Управляемая самостоятельная работа № 3
- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1. Биологическая термодинамика как наука. Краткая история развития
- •Глава 2. Введение в обмен веществ и энергии
- •Глава 3. Основные положения и понятия теории термодинамики биологических систем
- •Глава 4. Дыхательная цепь митохондрий и комплексы с переносом заряда
- •Глава 5. Структура и функции конкретных компонентов дыхательной цепи
- •Заключение
- •Список используемых источников
Учреждение образования
”ПОЛЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ“
Факультет биотехнологический
Кафедра биохимии и биоинформатики
Управляемая самостоятельная работа № 3
на тему:
Основные понятия биохимической термодинамики. Принципы организации дыхательной цепи митохондрий
Студент 1 курса, гр.23БХ-1 |
|
Голуб Сергей Владимирович |
||
Биохимия |
(подпись) __________________2024 |
|||
|
|
|
|
Проверил
|
|
Аль Меселмани Моханад Али |
Доцент кафедры биохимии и биоинформатики |
(подпись) ___________________2024 |
ПИНСК 2024
Оглавление
Введение …………………………………………………………………………. 3
Глава 1. Биологическая термодинамика как наука. Краткая история развития биологической термодинамики ………………………………………………… 4
Глава 2. Введение в обмен веществ и энергии …………………………..……. 5
Глава 3. Основные положения и понятия теории термодинамики….………. 7
Глава 4. Дыхательная цепь митохондрий и комплексы с переносом заряда .. 9
Глава 5Структура и функции конкретных компонентов дыхательной цепи 11
Заключение …………………………………………………………………….. 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………... 13
Введение
Биохимическая термодинамика и принципы организации дыхательной цепи митохондрий являются ключевыми аспектами изучения процессов, происходящих в живых организмах. Биохимическая термодинамика определяет основные законы, регулирующие химические процессы в клетках, такие как энергетический и термодинамический баланс, а также эффективность использования энергии в организме.
Дыхательная цепь митохондрий, в свою очередь, является одним из ключевых механизмов, обеспечивающих клеткам необходимую энергию в виде АТФ. Она представляет собой сложную структуру белков и молекул, участвующих в электронном транспорте и фосфорилировании окислительного фосфорилирования.
В данной работе будут рассмотрены основные принципы биохимической термодинамики, такие как свободная энергия Гиббса, энтропия, энтальпия и их роль в клеточных процессах. Также будет проанализирована организация дыхательной цепи митохондрий, рассмотрены ключевые компоненты и механизмы ее функционирования. Данное исследование не только проложит путь к более глубокому пониманию важных биохимических процессов, но и может иметь значительное значение для развития новых методов лечения и профилактики различных заболеваний, связанных с нарушениями энергетического обмена в организме.
Глава 1. Биологическая термодинамика как наука. Краткая история развития
Биологическая термодинамика - это наука, объясняющая природу и общие законы термодинамических процессов, происходящих в живых организмах как неравновесных термодинамических системах, которые преобразуют энергию Солнца и пищи в другие виды энергии. Неравновесное термодинамическое состояние живых организмов обеспечивается непрерывным чередованием циклов контролируемых биохимических реакций, сопровождающихся выделением и поглощением энергии, что придает им свойства фенотипической адаптации и ряд других.
В развитии термодинамики в XIX–ХХ веках можно выделить несколько периодов:
В 1935 году была опубликована первая научная работа, посвященная термодинамике биологических систем - книга венгерско-российского биолога-теоретика Эрвина С. Бауэра (1890-1938) "Теоретическая биология". Э. Бауэр сформулировал "Универсальный закон биологии" в следующей редакции: "Все и только живые системы никогда не находятся в равновесии и выполняют постоянную работу за счет своей свободной энергии вопреки равновесию, требуемому законами физики и химии при существующих внешних условиях". Этот закон можно считать первым законом термодинамики биологических систем.
В 1957 году немецко-британский врач и биохимик Ханс Кребс и британо-американский биохимик Ханс Корнберг в книге "Преобразования энергии в живой материи" впервые описали термодинамику биохимических реакций. В своих работах Х. Кребс и Ханс Корнберг показали, как в живых клетках в результате биохимических реакций из пищи синтезируется аденозинтрифосфат (АТФ), который является основным источником энергии живых организмов (цикл Кребса–Корнберга).
В 2006 году израильско-российский ученый Борис Доброборский (1945) опубликовал книгу "Термодинамика биологических систем", в которой впервые были сформулированы общие принципы функционирования живых организмов с точки зрения неравновесной термодинамики и объяснены природа и свойства их основных физиологических функций.