Билет №1

1. Предмет биохимии. Место биохимии в системе наук о жизни. Иерархия структурно-функциональной организации живых систем.

Для живых систем характерно иерархическое усложнение организации. Выделяют несколько уровней организации живой материи.

1) В основе процессов жизнедеятельности лежат процессы превращения веществ, в результате которых образуются сложные молекулы — полисахариды, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Эти молекулы образуют сложные специфические комплексы, выполняющие все функции, свойственные живому. Они формируют молекулярный уровень организации живого. Однако любой такой комплекс сам по себе не является живым.

2) Все проявления живого мы наблюдаем на следующем, клеточном уровне. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого. Она служит основой роста, развития и размножения многоклеточных организмов. Она также является минимальной единицей живого, способной к самостоятельному существованию либо в виде одноклеточных организмов, либо в виде культивируемых клеток многоклеточных.

3) Все живое на земле существует в виде обособленных единиц — особей, которые формируют организменный уровень. В случае одноклеточных организмов особью является каждая отдельная клетка. У многоклеточных между клеточным и организменным уровнями формируются дополнительные уровни: тканевый и органный. Тканевый уровень формируется при объединении клеток одного или нескольких типов, выполняющих общую функцию. Органный уровень представлен сложными образованиями, выполняющими определенные функции и отделенными от других частей организма.

4) Следующий уровень — популяционно-видовой. Надорганизменные системы — популяции и виды — объединяют особей, имеющих сходное строение и дающих плодовитое потомство. Для популяции характерна также общность занимаемой территории, тогда как особи одного вида могут занимать разные территории, принадлежа разным популяциям. Вид представляет собой сумму популяций. На этом уровне осуществляются основные эволюционные процессы.

5) Биогеоценотический (экосистемный) уровень представляет собой результат взаимодействия популяций разных видов, проживающих на одной территории, и природных условий этой территории. Биогеоценозы представляют собой устойчивые исторически сложившиеся динамические сообщества. При этом они не являются полностью изолированными друг от друга.

6) В результате взаимодействия биоценозов формируется высший уровень организации живого на земле — биосферный. На этом уровне происходят круговороты веществ и энергии. Биосфера так же, как и биогеоценозы, представляет собой динамическую, постоянно изменяющуюся систему.

Процессы, характерные для различных уровней организации живой природы

Уровень организации

Процессы

молекулярный

объединение молекул в комплексы;

химические реакции;

хранение и запись генетической информации

клеточный

субклеточный

обмен веществ и энергии;

этап трансляции в биосинтезе белка;

рост и регенерация

организменный

тканевый
органный

дифференцировка клеток и тканей;

обмен веществ;

регуляция жизнедеятельности (поддержание гомеостаза);

раздражимость;

размножение

популяционно-видовой

взаимодействие между особями и популяциями внутри вида (!);

адаптация к окружающей среде;

эволюционные процессы

биогеоценотический

межвидовые взаимодействия;

круговороты веществ и энергии;

регуляция динамического равновесия компонентов биогеоценоза

биосферный

активное взаимодействие живого и неживого планеты;

биологический глобальный круговорот веществ и энергии

2. Уравнение скорости ферментативной реакции Михаэлиса – Ментен. Понятие фермент-субстратного комплекса, кинетические параметры ферментативной реакции (К_м и V_мах).

Уравне́ние Михаэ́лиса — Ме́нтен — основное уравнение ферментативной кинетики, описывает зависимость скорости реакции, катализируемой ферментом, от концентрации субстрата. Простейшая кинетическая схема, для которой справедливо уравнение Михаэлиса: E + S <--> ES --> E + P

Уравнение имеет вид:

$v={\frac {V_{m}S}{S+K_{M}}}$ ,

где

$V_{m}$ — максимальная скорость реакции, равная $k_{cat}E_{0}$ ;
$K_{M}$ — константа Михаэлиса. По определению, $K_{M}={\frac {k_{-1}+k_{2}}{k_{1}}}$ , где $k_{{-1}}$ есть константа скорости реакции распада фермент-субстратного комплекса на фермент и исходный субстрат, $k_{1}$ есть константа скорости реакции образования фермент-субстратного комплекса и $k_{2}$ есть константа скорости реакции распада фермент-субстратного комплекса на фермент и продукт (см. ниже вывод уравнения для скорости реакции). Константа Михаэлиса численно равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину от максимальной^[2];
$S$ — концентрация субстрата.

Вывод уравнения: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%9C%D0%B8%D1%85%D0%B0%D1%8D%D0%BB%D0%B8%D1%81%D0%B0_%E2%80%94_%D0%9C%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%BD

3. Биосинтез пуриновых нуклеотидов

http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/20-azotistye-osnovanija/78-sintez-purinov.html