우리 몸의 어떤 세포에도 수백만 개의 생물학적 물질이 흐릅니다. 화학 반응. 그들은 종종 에너지를 필요로 하는 다양한 효소에 의해 촉매됩니다. 세포는 그것을 어디서 얻나요? 이 질문은 주요 에너지원 중 하나인 ATP 분자의 구조를 고려하면 답할 수 있습니다.

ATP는 보편적인 에너지원이다

ATP는 아데노신 삼인산 또는 아데노신 삼인산을 의미합니다. 이 물질은 모든 세포에서 가장 중요한 두 가지 에너지원 중 하나입니다. ATP의 구조와 생물학적 역할밀접하게 연결되어 있습니다. 대부분의 생화학 반응은 물질 분자의 참여에 의해서만 발생할 수 있으며 특히 그렇습니다.그러나 ATP가 반응에 직접적으로 관여하는 경우는 거의 없습니다. 어떤 과정이 일어나기 위해서는 정확히 아데노신 삼인산에 포함된 에너지가 필요합니다.

물질 분자의 구조는 인산염 그룹 사이에 형성된 결합이 엄청난 양의 에너지를 전달하도록 되어 있습니다. 따라서 이러한 결합을 거대에너지(macroergic) 또는 거대에너지(macro=많은, 많은 양)라고도 합니다. 이 용어는 과학자 F. Lipman에 의해 처음 소개되었으며 기호 ̴를 사용하여 지정하도록 제안했습니다.

세포가 아데노신 삼인산의 일정한 수준을 유지하는 것은 매우 중요합니다. 이는 특히 근육 세포와 신경 섬유에 해당됩니다. 왜냐하면 근육 세포와 신경 섬유는 에너지 의존도가 가장 높고 기능을 수행하기 위해 높은 함량의 아데노신 삼인산이 필요하기 때문입니다.

ATP 분자의 구조

아데노신 삼인산은 리보스, 아데닌 및 잔기의 세 가지 요소로 구성됩니다.

리보스- 오탄당 그룹에 속하는 탄수화물. 이는 리보스가 5개의 탄소 원자를 포함하고 있으며 순환으로 둘러싸여 있음을 의미합니다. 리보스는 첫 번째 탄소 원자의 β-N-글리코시드 결합을 통해 아데닌에 연결됩니다. 5번째 탄소 원자의 인산 잔기도 오탄당에 첨가됩니다.

아데닌은 질소 염기입니다.리보스에 어떤 질소 염기가 결합되어 있는지에 따라 GTP(구아노신 삼인산), TTP(티미딘 삼인산), CTP(시티딘 삼인산) 및 UTP(우리딘 삼인산)도 구별됩니다. 이 모든 물질은 구조가 아데노신 삼인산과 유사하고 거의 동일한 기능을 수행하지만 세포에서는 훨씬 덜 일반적입니다.

인산 잔류물. 최대 3개의 인산 잔기가 리보스에 부착될 수 있습니다. 두 개 또는 하나만 있는 경우 해당 물질을 ADP(이인산) 또는 AMP(일인산)라고 합니다. 거대 에너지 결합이 체결되는 것은 인 잔류물 사이이며, 파열 후 40~60 kJ의 에너지가 방출됩니다. 두 개의 결합이 끊어지면 80, 덜 자주 - 120kJ의 에너지가 방출됩니다. 리보스와 인 잔기 사이의 결합이 끊어지면 13.8 kJ만 방출되므로 삼인산 분자에는 고에너지 결합이 2개(P̴P̴P)만 있고, ADP 분자에는 1개(P̴) 피).

이것이 ATP의 구조적 특징입니다. 인산 잔기 사이에 거대 에너지 결합이 형성된다는 사실로 인해 ATP의 구조와 기능이 서로 연결됩니다.

ATP의 구조와 분자의 생물학적 역할. 아데노신 삼인산의 추가 기능

에너지 외에도 ATP는 세포에서 다른 많은 기능을 수행할 수 있습니다. 다른 뉴클레오티드 삼인산염과 함께 삼인산염은 핵산 구성에 관여합니다. 이 경우 ATP, GTP, TTP, CTP 및 UTP는 질소 염기 공급업체입니다. 이 속성은 프로세스 및 전사에 사용됩니다.

ATP는 이온 채널의 기능에도 필요합니다. 예를 들어, Na-K 채널은 3개의 나트륨 분자를 세포 밖으로 펌핑하고 2개의 칼륨 분자를 세포 안으로 펌핑합니다. 이 이온 전류는 막 외부 표면의 양전하를 유지하는 데 필요하며 아데노신 삼인산의 도움으로만 채널 기능을 수행할 수 있습니다. 양성자와 칼슘 채널에도 동일하게 적용됩니다.

ATP는 두 번째 전달자 cAMP(환형 아데노신 모노포스페이트)의 전구체입니다. cAMP는 세포막 수용체에 의해 수신된 신호를 전달할 뿐만 아니라 알로스테릭 효과기이기도 합니다. 알로스테릭 이펙터는 효소 반응 속도를 높이거나 늦추는 물질입니다. 따라서 고리형 아데노신 삼인산은 박테리아 세포에서 유당 분해를 촉매하는 효소의 합성을 억제합니다.

아데노신 삼인산 분자 자체도 알로스테릭 효과기일 수 있습니다. 또한 이러한 과정에서 ADP는 ATP에 대한 길항제 역할을 합니다. 삼인산염이 반응을 가속화하면 이인산염이 이를 억제하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이것이 ATP의 기능과 구조입니다.

ATP는 세포에서 어떻게 형성됩니까?

ATP의 기능과 구조는 물질의 분자가 빠르게 사용되고 파괴되는 것과 같습니다. 따라서 삼인산 합성은 세포 내 에너지 형성에 중요한 과정입니다.

아데노신 삼인산 합성에는 세 가지 가장 중요한 방법이 있습니다.

1. 기질 인산화.

2. 산화적 인산화.

3. 광인산화.

기질 인산화는 세포질에서 발생하는 여러 반응을 기반으로 합니다. 이러한 반응을 해당과정-혐기성 단계라고 하며, 1주기의 해당과정의 결과로 포도당 1분자에서 2분자가 합성되고, 이는 에너지를 생산하는 데 사용되며, 2개의 ATP도 합성됩니다.

• C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn --> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

세포호흡

산화적 인산화는 막 전자 전달 사슬을 따라 전자를 전달하여 아데노신 삼인산을 형성하는 것입니다. 이러한 전달의 결과로 막의 한쪽 면에 양성자 구배가 형성되고 ATP 합성효소의 단백질 통합 세트의 도움으로 분자가 만들어집니다. 이 과정은 미토콘드리아 막에서 발생합니다.

미토콘드리아의 해당과정과 산화적 인산화 단계의 순서는 다음과 같습니다. 일반적인 과정호흡이라고. 후에 전체주기세포 내 1개의 포도당 분자에서 36개의 ATP 분자가 형성됩니다.

광인산화

광인산화 과정은 단 한 가지 차이점만 제외하면 산화적 인산화와 동일합니다. 광인산화 반응은 빛의 영향을 받아 세포의 엽록체에서 발생합니다. ATP는 녹색 식물, 조류 및 일부 박테리아의 주요 에너지 생산 과정인 광합성의 명기 단계에서 생산됩니다.

광합성 동안 전자는 동일한 전자 전달 사슬을 통과하여 양성자 구배를 형성합니다. 막 한쪽의 양성자 농도가 ATP 합성의 원천이 됩니다. 분자의 조립은 ATP 합성효소에 의해 수행됩니다.

평균 세포에는 중량 기준으로 0.04%의 아데노신 삼인산이 포함되어 있습니다. 그러나 가장 큰 중요성근육 세포에서 관찰됨: 0.2-0.5%.

세포에는 약 10억 개의 ATP 분자가 있습니다.

각 분자의 수명은 1분을 넘지 않습니다.

아데노신 삼인산 한 분자는 하루에 2000~3000번 재생됩니다.

전체적으로 인체는 하루에 40kg의 아데노신 삼인산을 합성하며 언제든지 ATP 보유량은 250g입니다.

결론

ATP의 구조와 그 분자의 생물학적 역할은 밀접하게 관련되어 있습니다. 인산염 잔기 사이의 고에너지 결합에는 엄청난 양의 에너지가 포함되어 있기 때문에 이 물질은 생명 과정에서 중요한 역할을 합니다. 아데노신 삼인산은 세포에서 많은 기능을 수행하므로 물질의 농도를 일정하게 유지하는 것이 중요합니다. 결합 에너지는 생화학 반응에 지속적으로 사용되기 때문에 붕괴와 합성은 빠른 속도로 발생합니다. 이것은 신체의 모든 세포에 필수적인 물질입니다. 이것이 아마도 ATP의 구조에 관해 말할 수 있는 전부일 것입니다.

생물학에서 ATP는 에너지의 원천이자 생명의 기초입니다. ATP(아데노신 삼인산)는 대사 과정에 관여하고 조절합니다. 생화학 반응유기체에서.

이게 뭔가요?

화학은 ATP가 무엇인지 이해하는 데 도움이 됩니다. 화학식 ATP 분자 - C10H16N5O13P3. 전체 이름을 구성 요소로 분해하면 전체 이름을 기억하는 것이 쉽습니다. 아데노신 삼인산 또는 아데노신 삼인산은 세 부분으로 구성된 뉴클레오티드입니다.

• 아데닌 - 퓨린 질소 염기;
• 리보스 - 오탄당과 관련된 단당류;
• 세 개의 인산 잔기.

쌀. 1. ATP 분자의 구조.

더 자세한 성적표 ATP가 표에 나와 있습니다.

ATP는 1929년 하버드 생화학자인 Subbarao, Lohman 및 Fiske에 의해 처음 발견되었습니다. 1941년 독일의 생화학자 프리츠 리프만(Fritz Lipmann)은 ATP가 생명체의 에너지원임을 발견했습니다.

에너지 생성

인산염 그룹은 쉽게 파괴되는 고에너지 결합으로 서로 연결되어 있습니다. 가수분해(물과의 상호작용) 중에 인산기의 결합이 분해되어 많은 양의 에너지가 방출되고 ATP는 ADP(아데노신 이인산)로 변환됩니다.

일반적으로 화학 반응은 다음과 같습니다.

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ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 에너지

쌀. 2. ATP 가수분해.

방출된 에너지의 일부(약 40 kJ/mol)는 동화작용(동화작용, 소성 대사)에 관여하고, 일부는 체온을 유지하기 위해 열의 형태로 소산됩니다. ADP가 추가로 가수분해되면서 또 다른 인산염 그룹이 분리되어 에너지를 방출하고 AMP(아데노신 일인산)를 형성합니다. AMP는 가수분해되지 않습니다.

ATP 합성

ATP는 세포질, 핵, 엽록체, 미토콘드리아에 위치합니다. 동물 세포의 ATP 합성은 미토콘드리아와 식물 세포 - 미토콘드리아와 엽록체에서 발생합니다.

ATP는 에너지를 소비하면서 ADP와 인산염으로 형성됩니다. 이 과정을 인산화라고 합니다.

ADP + H3PO4 + 에너지 → ATP + H2O

쌀. 3. ADP로부터 ATP의 형성.

식물 세포에서는 광합성 중에 인산화가 일어나며 이를 광인산화라고 합니다. 동물에서는 이 과정이 호흡 중에 발생하며 이를 산화적 인산화라고 합니다.

동물세포에서는 단백질, 지방, 탄수화물이 분해되는 이화작용(동화작용, 에너지 대사) 과정에서 ATP 합성이 일어난다.

기능

ATP의 정의로부터 이 분자가 에너지를 제공할 수 있다는 것은 분명합니다. 에너지 외에도 아데노신 삼인산은 다른 기능:

• 핵산 합성에 사용되는 물질입니다.
• 효소의 일부이며 화학 과정을 조절하여 진행을 가속화하거나 늦춥니다.
• 중재자입니다 - 시냅스(두 세포막 사이의 접촉 장소)에 신호를 전달합니다.

우리는 무엇을 배웠나요?

10학년 생물학 수업에서 우리는 ATP(아데노신 삼인산)의 구조와 기능에 대해 배웠습니다. ATP는 아데닌, 리보스 및 3개의 인산 잔기로 구성됩니다. 가수분해 중에 인산염 결합이 끊어져 유기체의 생명에 필요한 에너지가 방출됩니다.

주제에 대한 테스트

보고서 평가

평균 평점: 4.6. 받은 총 평점: 621.

ATP 및 기타 세포 화합물(비타민)

세포의 생물에너지학에서 특히 중요한 역할은 두 개의 인산 잔기가 부착된 아데닐 뉴클레오티드에 의해 수행됩니다. 이 물질은 아데노신 삼인산(ATP).

에너지는 유기 인산염이 분해될 때 방출되는 ATP 분자의 인산 잔기 사이의 화학 결합에 저장됩니다. ATP = ADP + P + E, 여기서 P는 효소이고 E는 방출된 에너지입니다. 이 반응에서 ATP 분자와 유기 인산염의 나머지 부분인 아데노신 이인산(ADP)이 형성됩니다.

모든 세포는 생합성, 이동, 열 생성, 신경 자극, 발광(예: 발광 박테리아) 과정에 ATP 에너지를 사용합니다. 모든 삶의 과정에 대해.

ATP는 보편적인 생물학적 에너지 축적기입니다. 미토콘드리아(세포내 소기관)에서 합성됩니다.

따라서 미토콘드리아는 세포에서 "에너지 스테이션" 역할을 합니다. 식물 세포의 엽록체에서 ATP 형성 원리는 일반적으로 동일합니다. 양성자 구배를 사용하고 전기 화학적 구배의 에너지를 에너지로 변환하는 것입니다. 화학 접착제.

태양의 빛 에너지와 섭취된 음식에 포함된 에너지는 ATP 분자에 저장됩니다. 세포 내 ATP 공급은 적습니다. 따라서 근육의 ATP 예비량은 20-30회 수축에 충분합니다. 강렬하지만 단기적인 작업을 통해 근육은 근육에 포함된 ATP의 분해로 인해 독점적으로 작동합니다. 작업을 마친 후 사람은 심호흡을합니다. 이 기간 동안 탄수화물 및 기타 물질이 분해되고 (에너지가 축적됨) 양성자에 의해 세포의 ATP 공급이 회복됩니다. 양성자는 영향을 받아 이 채널을 통과합니다. 추진력전기화학적 구배. 이 과정의 에너지는 동일한 단백질 복합체에 포함되어 있고 인산기를 아데노신 이인산(ADP)에 부착하여 ATP를 합성할 수 있는 효소에 의해 사용됩니다.

비타민 : Vita - 생명.

비타민 - 체내에서 합성되거나 음식과 함께 공급되는 생물학적 활성 물질로, 신체의 정상적인 신진대사와 필수 기능에 소량이 필요합니다.

1911년 폴란드의 화학자 K. Funk는 쌀겨에서 백미만 먹은 비둘기의 마비를 치료하는 물질을 분리했습니다. 이 물질에 대한 화학적 분석 결과, 질소가 포함되어 있는 것으로 나타났습니다.

Funk는 그가 발견한 물질을 비타민이라고 불렀습니다(“vita”(생명)와 “amine”이라는 단어에서 질소를 함유함.

비타민의 생물학적 역할신진대사에 대한 규칙적인 효과에 있습니다. 비타민에는 촉매속성, 즉 신체에서 일어나는 화학 반응을 자극하고 효소의 형성과 기능에 적극적으로 참여하는 능력입니다. 비타민 흡수에 영향을 미치다영양소는 정상적인 세포 성장과 전체 유기체의 발달에 기여합니다. 존재 중요한 부분효소, 비타민은 정상적인 기능과 활동을 결정합니다. 따라서 신체에 비타민이 부족하면 대사 과정이 중단됩니다.

비타민 그룹:

비타민 일일 요구량

C - 아스코르브산: 70 - 100 mg.

B - 티아민: 1.5 - 2.6 mg.

B - 리보플라빈: 1.8 - 3 mg.

A - 레티놀: 1.5mg.

D - 칼시페롤: 어린이 및 성인용 100 IU,

최대 3년 400IU.

E - 토코페롤: 15 - 20 mg.

ATP는 Adenosine Tri-Phosphoric Acid의 약어입니다. 아데노신 삼인산이라는 이름도 찾을 수 있습니다. 이것은 신체의 에너지 교환에 큰 역할을 하는 핵양체입니다. 아데노신 삼인산은 범용 소스신체의 모든 생화학적 과정에 참여하는 에너지. 이 분자는 1929년 과학자 칼 로만(Karl Lohmann)에 의해 발견되었습니다. 그리고 그 중요성은 1941년 프리츠 리프만(Fritz Lipmann)에 의해 확인되었습니다.

ATP의 구조와 공식

ATP에 대해 좀 더 자세히 이야기하자면, 그러면 이것은 운동 에너지를 포함하여 신체에서 일어나는 모든 과정에 에너지를 제공하는 분자입니다. ATP 분자가 분해되면 근섬유가 수축하여 수축이 일어나도록 하는 에너지가 방출됩니다. 아데노신 삼인산은 살아있는 유기체의 이노신으로부터 합성됩니다.

신체에 에너지를 공급하기 위해서는 아데노신 삼인산이 여러 단계를 거쳐야 합니다. 먼저, 특수 보조효소를 사용하여 인산염 중 하나를 분리합니다. 각 인산염은 10칼로리를 제공합니다. 이 과정에서 에너지가 생성되고 ADP(아데노신 이인산)가 생성됩니다.

신체가 기능하기 위해 더 많은 에너지가 필요한 경우, 또 다른 인산염이 분리됩니다. 그러면 AMP(아데노신 모노포스페이트)가 형성됩니다. 아데노신 삼인산의 주요 생산원은 포도당이며, 세포에서는 피루브산과 세포질로 분해됩니다. 아데노신 삼인산은 미오신 단백질을 포함하는 긴 섬유에 에너지를 공급합니다. 근육세포를 형성하는 것입니다.

몸이 쉬고 있는 순간, 체인은 반대쪽즉, 아데노신 삼인산이 형성됩니다. 다시 말하지만, 포도당은 이러한 목적으로 사용됩니다. 생성된 아데노신 삼인산 분자는 필요한 즉시 재사용됩니다. 에너지가 필요하지 않을 때는 체내에 저장되었다가 필요할 때 즉시 방출됩니다.

ATP 분자는 여러 가지 또는 오히려 세 가지 구성 요소로 구성됩니다.

1. 리보스는 DNA의 기초를 형성하는 5탄소 설탕입니다.
2. 아데닌은 질소와 탄소가 결합된 원자입니다.
3. 삼인산.

아데노신 삼인산 분자의 중심에는 리보스 분자가 있고 그 가장자리는 아데노신의 주요 분자입니다. 리보스의 반대편에는 세 개의 인산염 사슬이 있습니다.

ATP 시스템

동시에 ATP 예비량은 처음 2~3초 동안만 충분하다는 점을 이해해야 합니다. 운동 활동, 그 이후에는 레벨이 감소합니다. 그러나 동시에 근육 활동은 ATP의 도움을 통해서만 수행될 수 있습니다. 신체의 특수 시스템 덕분에 새로운 ATP 분자가 지속적으로 합성됩니다. 새로운 분자의 포함은 하중 지속 시간에 따라 발생합니다.

ATP 분자는 세 가지 주요 생화학 시스템을 합성합니다.

1. 포스파겐 시스템(크레아틴 인산염).
2. 글리코겐과 젖산 시스템.
3. 호기성 호흡.

각각을 개별적으로 고려해 봅시다.

포스파겐 시스템- 근육이 짧은 시간 동안 작동하지만 극도로 강렬하게(약 10초) 작동하는 경우 포스파겐 시스템이 사용됩니다. 이 경우 ADP는 크레아틴 인산염에 결합합니다. 이 시스템 덕분에 지속적인 순환이 발생합니다. 소량근육 세포의 아데노신 삼인산. 근육 세포 자체에도 크레아틴 인산염이 포함되어 있기 때문에 고강도 단시간 운동 후 ATP 수준을 회복하는 데 사용됩니다. 그러나 10초 이내에 크레아틴 인산염 수치가 감소하기 시작합니다. 이 에너지는 짧은 경주나 보디빌딩의 강렬한 근력 훈련에 충분합니다.

글리코겐과 젖산- 이전보다 천천히 몸에 에너지를 공급합니다. 1분 30초의 강렬한 작업에 충분한 ATP를 합성합니다. 이 과정에서 근육세포의 포도당은 혐기성 대사를 통해 젖산으로 형성됩니다.

혐기성 상태에서는 신체가 산소를 사용하지 않기 때문에 이 시스템유산소 시스템과 동일한 방식으로 에너지를 제공하지만 시간이 절약됩니다. 무산소 모드에서는 근육이 매우 강력하고 빠르게 수축됩니다. 이러한 시스템을 사용하면 400미터 스프린트를 실행하거나 체육관에서 더 길고 강렬한 운동을 할 수 있습니다. 하지만 오랫동안이런 식으로 작업하면 과도한 젖산으로 인해 나타나는 근육통이 발생하지 않습니다.

호기성 호흡- 운동이 2분 이상 지속되면 이 시스템이 켜집니다. 그런 다음 근육은 탄수화물, 지방 및 단백질로부터 아데노신 삼인산을 받기 시작합니다. 이 경우 ATP는 천천히 합성되지만 에너지는 오랫동안 지속됩니다. 신체 활동은 몇 시간 동안 지속될 수 있습니다. 이것은 포도당이 장애물 없이 분해되고, 젖산이 혐기성 과정을 방해하기 때문에 외부로부터 어떠한 반작용도 없기 때문에 발생합니다.

신체에서 ATP의 역할

이전 설명에서 신체 내 아데노신 삼인산의 주요 역할은 신체의 모든 수많은 생화학적 과정과 반응에 에너지를 제공하는 것임이 분명합니다. 생명체에서 대부분의 에너지 소비 과정은 ATP 덕분에 발생합니다.

하지만 이 외에도 주요 기능, 아데노신 삼인산은 또한 다른 기능도 수행합니다.

인체와 생명에서 ATP의 역할과학자들뿐만 아니라 많은 운동선수와 보디빌더들에게도 잘 알려져 있습니다. 그 이해는 훈련을 더욱 효과적으로 만들고 부하를 정확하게 계산하는 데 도움이 되기 때문입니다. 체육관, 단거리 달리기 및 기타 스포츠에서 근력 운동을 하는 사람들에게는 어떤 운동을 한 번에 수행해야 하는지 이해하는 것이 매우 중요합니다. 덕분에 원하는 신체 구조를 형성하고, 근육 구조를 운동하고, 과체중을 줄이고, 다른 원하는 결과를 얻을 수 있습니다.

계속. 2005년 11, 12, 13, 14, 15, 16호 참조

과학 수업의 생물학 수업

고급 계획, 10학년

강의 19. ATP의 화학적 구조와 생물학적 역할

장비:일반 생물학에 관한 표, ATP 분자 구조 다이어그램, 플라스틱과 에너지 대사 사이의 관계 다이어그램.

I. 지식 테스트

생물학적 구술 "생물체의 유기 화합물" 실시

교사는 숫자로 된 초록을 읽고, 학생들은 자신의 버전 내용과 일치하는 초록의 번호를 노트에 적습니다.

옵션 1 - 단백질.
옵션 2 - 탄수화물.
옵션 3 – 지질.
옵션 4 – 핵산.

1. ㄴ 순수한 형태 C, H, O 원자로만 구성됩니다.

2. C, H, O 원자 외에도 N 및 일반적으로 S 원자를 포함합니다.

3. C, H, O 원자 외에도 N 및 P 원자를 포함합니다.

4. 비교적 작은 분자량을 가지고 있습니다.

5. 분자량은 수천에서 수만, 수십만 달톤까지 가능합니다.

6. 분자량이 수천만, 수억 달톤에 달하는 가장 큰 유기 화합물입니다.

7. 물질이 단량체인지 중합체인지에 따라 매우 작은 것부터 매우 높은 것까지 분자량이 다릅니다.

8. 단당류로 구성되어 있습니다.

9. 아미노산으로 구성되어 있습니다.

10. 뉴클레오티드로 구성됩니다.

11. 아르 에스테르더 높은 지방산.

12. 기본구조단위: “질소염기-5탄당-인산잔기”

13. 기본구조단위: “아미노산”.

14. 기본구조단위: “단당류”.

15. 기본 구조 단위: “글리세롤-지방산”

16. 고분자 분자는 동일한 단량체로 구성됩니다.

17. 고분자 분자는 유사하지만 완전히 동일하지는 않은 단량체로 구성됩니다.

18. 그것들은 폴리머가 아니다.

19. 거의 독점적으로 에너지, 건설 및 저장 기능을 수행하며 경우에 따라 보호 기능도 수행합니다.

20. 에너지 및 건설 외에도 촉매, 신호, 운송, 모터 및 보호 기능을 수행합니다.

21. 세포와 유기체의 유전적 특성을 저장하고 전달합니다.

옵션 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
옵션 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
옵션 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
옵션 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. 새로운 자료를 학습

1. 아데노신 삼인산의 구조

단백질, 핵산, 지방 및 탄수화물 외에도 수많은 다른 유기 화합물이 생명체에서 합성됩니다. 그중에서도 세포의 생체에너지가 중요한 역할을 합니다. 아데노신 삼인산(ATP). ATP는 모든 식물과 동물 세포에서 발견됩니다. 세포에서 아데노신 삼인산은 염 형태로 가장 흔히 존재합니다. 아데노신 삼인산. ATP의 양은 변동하며 평균 0.04%입니다(평균적으로 세포에는 약 10억 개의 ATP 분자가 있습니다). 가장 위대한 ATP의 양골격근에서 발견됩니다(0.2~0.5%).

ATP 분자는 질소 염기 - 아데닌, 오탄당 - 리보스 및 3개의 인산 잔기로 구성됩니다. ATP는 특별한 아데닐 뉴클레오티드입니다. 다른 뉴클레오티드와 달리 ATP에는 하나가 아닌 세 개의 인산 잔기가 포함되어 있습니다. ATP는 거대 물질, 즉 결합에 많은 양의 에너지를 포함하는 물질을 말합니다.

ATP 분자의 공간 모델(A) 및 구조식(B)

인산 잔기는 ATPase 효소의 작용으로 ATP에서 절단됩니다. ATP는 말단 인산염 그룹을 분리하려는 강한 경향이 있습니다.

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30.5 kJ + Fn,

왜냐하면 이로 인해 인접한 음전하 사이의 에너지적으로 불리한 정전기 반발력이 사라집니다. 생성된 인산염은 물과 에너지적으로 유리한 수소 결합이 형성되어 안정화됩니다. ADP + Fn 시스템의 전하 분포는 ATP보다 더 안정적입니다. 이 반응에서는 30.5kJ가 방출됩니다(정상적인 공유 결합이 끊어지면 12kJ가 방출됩니다).

ATP에서 인-산소 결합의 높은 에너지 "비용"을 강조하기 위해 일반적으로 기호 ~로 표시하고 거대에너지 결합이라고 합니다. 인산 한 분자가 제거되면 ATP는 ADP(adenosine diphosphoric acid)로 전환되고, 인산 두 분자가 제거되면 ATP는 AMP(adenosine monophosphoric acid)로 전환됩니다. 세 번째 인산염의 분해에는 단지 13.8kJ만 방출되므로 ATP 분자에는 실제 고에너지 결합이 2개만 존재합니다.

2. 세포 내 ATP 형성

세포 내 ATP 공급은 적습니다. 예를 들어, 근육의 ATP 보유량은 20~30회 수축에 충분합니다. 그러나 근육은 몇 시간 동안 작동하고 수천 번의 수축을 일으킬 수 있습니다. 그러므로 ATP가 ADP로 분해됨에 따라 세포 내에서는 역합성이 지속적으로 일어나야 합니다. 세포에서 ATP 합성에는 여러 가지 경로가 있습니다. 그들을 알아봅시다.

1. 혐기성 인산화.인산화는 ADP와 저분자량 인산염(Pn)으로부터 ATP를 합성하는 과정입니다. 이 경우 우리 얘기 중이야유기 물질의 무산소 산화 과정에 대해 (예를 들어 해당 분해는 포도당을 피루브산으로 무산소 산화시키는 과정입니다). 이러한 과정에서 방출되는 에너지(약 200kJ/mol 포도당)의 약 40%는 ATP 합성에 소비되고 나머지는 열로 소산됩니다.

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn ––> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

2. 산화적 인산화산소로 유기물질을 산화시키는 에너지를 이용하여 ATP를 합성하는 과정이다. 이 과정은 1930년대 초에 발견되었습니다. XX세기 V.A. 엥겔하르트. 유기 물질의 산화 과정은 미토콘드리아에서 발생합니다. 이 경우 방출된 에너지(약 2600kJ/mol 포도당)의 약 55%는 ATP의 화학 결합 에너지로 변환되고, 45%는 열로 소산됩니다.

산화적 인산화는 혐기성 합성보다 훨씬 효과적입니다. 해당 과정에서 포도당 분자가 분해되는 동안 2개의 ATP 분자만 합성되면 산화적 인산화 중에 36개의 ATP 분자가 형성됩니다.

3. 광인산화– 에너지를 이용하여 ATP를 합성하는 과정 햇빛. 이러한 ATP 합성 경로는 광합성이 가능한 세포(녹색 식물, 시아노박테리아)에만 특징적입니다. 햇빛 양자의 에너지는 광합성에 사용됩니다. 가벼운 단계 ATP를 합성하는 광합성.

3. ATP의 생물학적 중요성

ATP는 세포 내 대사 과정의 중심에 있으며 생물학적 합성과 부패 반응 사이의 연결 고리입니다. 세포에서 ATP의 역할은 ATP가 가수분해되는 동안 다양한 필수 과정에 필요한 에너지가 방출(“방전”)되고 인산화(“충전”) 과정에서 ATP가 방출되기 때문에 배터리의 역할과 비교할 수 있습니다. 다시 에너지를 축적합니다.

ATP 가수분해 중에 방출되는 에너지로 인해 신경 자극 전달, 물질 생합성, 근육 수축, 물질 운반 등 세포와 신체의 거의 모든 중요한 과정이 발생합니다.

III. 지식의 통합

생물학적 문제 해결

작업 1. 빨리 달리면 호흡이 빨라지고 땀이 많이 납니다. 이러한 현상을 설명해보세요.

문제 2. 얼어붙은 사람들은 왜 추위에 구르며 뛰기 시작하는가?

작업 3. I. Ilf와 E. Petrov의 유명한 작품 "The Twelve Chairs"에서 유용한 팁또한 다음과 같은 내용도 찾을 수 있습니다. “심호흡하세요. 흥분됩니다.” 신체에서 일어나는 에너지 과정의 관점에서 이 조언을 정당화하려고 노력하십시오.

IV. 숙제

시험 및 시험 준비를 시작하십시오 (시험 문제 지시 - 21과 참조).

20과. "생명의 화학적 조직"섹션의 지식 일반화

장비:일반 생물학에 관한 표.

I. 섹션 지식의 일반화

학생들은 질문을 (개별적으로) 처리한 후 확인하고 토론합니다.

1. 탄소, 황, 인, 질소, 철, 망간을 포함한 유기 화합물의 예를 들어보십시오.

2. 이온 구성을 기준으로 살아있는 세포와 죽은 세포를 어떻게 구별할 수 있습니까?

3. 세포에는 어떤 물질이 용해되지 않은 상태로 발견됩니까? 어떤 장기와 조직이 들어있나요?

4. 다음에 포함된 다량 영양소의 예를 들어보십시오. 활성 센터효소.

5. 어떤 호르몬에 미량원소가 포함되어 있나요?

6. 인체에서 할로겐의 역할은 무엇입니까?

7. 단백질은 인공 고분자와 어떻게 다른가요?

8. 펩타이드는 단백질과 어떻게 다른가요?

9. 헤모글로빈을 구성하는 단백질의 이름은 무엇입니까? 몇 개의 하위 단위로 구성되어 있습니까?

10. 리보뉴클레아제란 무엇입니까? 얼마나 많은 아미노산이 포함되어 있습니까? 언제 인공적으로 합성되었나요?

11. 효소가 없으면 화학반응 속도가 낮은 이유는 무엇입니까?

12. 단백질에 의해 운반되는 물질은 무엇입니까? 세포막?

13. 항체는 항원과 어떻게 다릅니까? 백신에는 항체가 포함되어 있나요?

14. 단백질은 체내에서 어떤 물질로 분해됩니까? 얼마나 많은 에너지가 방출됩니까? 암모니아는 어디에서 어떻게 중화되나요?

15. 펩타이드 호르몬의 예를 들어보십시오. 세포 대사 조절에 어떻게 관여합니까?

16. 우리가 차를 마시는 데 사용되는 설탕의 구조는 무엇입니까? 이 물질에 대한 다른 세 가지 동의어를 알고 있습니까?

17. 우유의 지방은 왜 표면에 쌓이지 않고 현탁액 형태로 쌓이나요?

18. 체세포와 생식세포의 핵에 있는 DNA의 질량은 얼마입니까?

19. 한 사람이 하루에 얼마나 많은 ATP를 사용합니까?

20. 사람들은 옷을 만들기 위해 어떤 단백질을 사용합니까?

췌장 리보뉴클레아제의 1차 구조(124개 아미노산)

II. 숙제.

계속해서 시험 준비를 하고 "생명의 화학적 조직" 섹션에서 시험해 보세요.

레슨 21. "생명의 화학적 조직"섹션에 대한 테스트 레슨

I. 문제에 대한 구술시험 실시

1. 세포의 기본 구성.

2. 유기성분의 특성.

3. 물 분자의 구조. 생명의 "화학"에서 수소 결합과 그 중요성.

4. 물의 성질과 생물학적 기능.

5. 친수성 및 소수성 물질.

6. 양이온과 그 생물학적 중요성.

7. 음이온과 그 생물학적 중요성.

8. 폴리머. 생물학적 고분자. 주기적 폴리머와 비주기적 폴리머의 차이점

9. 지질의 성질, 생물학적 기능.

10. 구조적 특징으로 구별되는 탄수화물 그룹.

11. 탄수화물의 생물학적 기능.

12. 단백질의 기본 구성. 아미노산. 펩타이드 형성.

13. 단백질의 1차, 2차, 3차, 4차 구조.

14. 단백질의 생물학적 기능.

15. 효소와 비생물학적 촉매의 차이점.

16. 효소의 구조. 보조효소.

17. 효소의 작용 메커니즘.

18. 핵산. 뉴클레오티드와 그 구조. 폴리뉴클레오티드의 형성.

19. E. Chargaff의 규칙. 보완성의 원리.

20. 이중 가닥 DNA 분자의 형성과 나선형화.

21. 세포 RNA의 종류와 그 기능.

22. DNA와 RNA의 차이점.

23. DNA 복제. 전사.

24. ATP의 구조와 생물학적 역할.

25. 세포에서 ATP의 형성.

II. 숙제

"섹션에서 계속해서 시험 준비를 하세요. 화학 조직삶."

수업 22. "생명의 화학적 조직"섹션에 대한 테스트 수업

I. 필기시험 실시

옵션 1

1. 아미노산에는 A, B, C 세 가지 유형이 있습니다. 5개의 아미노산으로 구성된 폴리펩티드 사슬의 변이체는 몇 개나 만들어질 수 있습니까? 해당 옵션을 표시해 주세요. 이 폴리펩티드는 동일한 특성을 갖습니까? 왜?

2. 모든 생명체는 주로 탄소 화합물로 구성되어 있으며 탄소의 유사체는 실리콘이며 그 함량은 지각탄소보다 300배 더 많으며 극소수의 유기체에서만 발견됩니다. 이 사실을 이러한 원소의 원자 구조와 특성으로 설명하십시오.

3. 마지막에 방사성 32P로 표지된 ATP 분자, 세 번째 인산 잔기가 한 세포에 도입되고, 리보스와 가장 가까운 첫 번째 잔기에 32P로 표지된 ATP 분자가 다른 세포에 도입되었습니다. 5분 후, 두 세포 모두에서 32P로 표지된 무기 인산염 이온의 함량을 측정하였다. 어디에서 훨씬 더 높아질까요?

4. 연구에 따르면 이 mRNA의 총 뉴클레오티드 수 중 34%는 구아닌, 18%는 우라실, 28%는 시토신, 20%는 아데닌인 것으로 나타났습니다. 표시된 mRNA가 복사본인 이중 가닥 DNA의 질소 염기 구성 비율을 결정합니다.

옵션 2

1. 지방은 에너지 대사의 "첫 번째 예비"를 구성하며 예비 탄수화물이 고갈될 때 사용됩니다. 그러나 골격근에서는 포도당과 지방산이 존재하는 경우 후자가 더 많이 사용됩니다. 단백질은 항상 신체가 굶주릴 때 최후의 수단으로만 에너지원으로 사용됩니다. 이러한 사실을 설명하십시오.

2. 중금속(수은, 납 등) 및 비소 이온은 단백질의 황화물 그룹과 쉽게 결합합니다. 이러한 금속의 황화물 특성을 알고 이러한 금속과 결합하면 단백질에 어떤 일이 일어나는지 설명하십시오. 중금속이 왜 몸에 독이 되나요?

3. 물질 A가 물질 B로 산화되는 반응에서 60 kJ의 에너지가 방출된다. 이 반응에서 최대로 몇 개의 ATP 분자가 합성될 수 있습니까? 나머지 에너지는 어떻게 사용되나요?

4. 연구에 따르면 이 mRNA의 총 뉴클레오티드 수 중 27%는 구아닌, 15%는 우라실, 18%는 시토신, 40%는 아데닌인 것으로 나타났습니다. 표시된 mRNA가 복사본인 이중 가닥 DNA의 질소 염기 구성 비율을 결정합니다.

계속됩니다