Vücudumuzun herhangi bir hücresinde milyonlarca biyolojik madde dolaşmaktadır. kimyasal reaksiyonlar. Genellikle enerji gerektiren çeşitli enzimler tarafından katalize edilirler. Hücre bunu nereden alıyor? Ana enerji kaynaklarından biri olan ATP molekülünün yapısını düşünürsek bu soru cevaplanabilir.

ATP evrensel bir enerji kaynağıdır

ATP, adenozin trifosfat veya adenozin trifosfat anlamına gelir. Bu madde herhangi bir hücredeki en önemli iki enerji kaynağından biridir. ATP'nin yapısı ve biyolojik rol yakından bağlantılı. Biyokimyasal reaksiyonların çoğu yalnızca bir maddenin moleküllerinin katılımıyla meydana gelebilir, bu özellikle doğrudur, ancak ATP nadiren doğrudan reaksiyona dahil olur: herhangi bir işlemin gerçekleşmesi için, tam olarak adenozin trifosfatta bulunan enerjiye ihtiyaç vardır.

Maddenin moleküllerinin yapısı, fosfat grupları arasında oluşan bağların büyük miktarda enerji taşıyacak şekildedir. Bu nedenle bu tür bağlara makroerjik veya makroenerjetik (makro=çok, çok miktarda) adı da verilir. Terim ilk olarak bilim adamı F. Lipman tarafından tanıtıldı ve ayrıca bunları belirtmek için ̴ sembolünün kullanılmasını önerdi.

Hücrenin sabit bir adenosin trifosfat seviyesini koruması çok önemlidir. Bu özellikle kas hücreleri ve sinir lifleri için geçerlidir çünkü bunlar enerjiye en bağımlı olanlardır ve işlevlerini yerine getirmek için yüksek miktarda adenozin trifosfat gerektirirler.

ATP molekülünün yapısı

Adenozin trifosfat üç elementten oluşur: riboz, adenin ve kalıntılar

Riboz- pentoz grubuna ait bir karbonhidrat. Bu, ribozun bir döngü içinde yer alan 5 karbon atomu içerdiği anlamına gelir. Riboz, adenine 1. karbon atomundaki β-N-glikosidik bağ yoluyla bağlanır. Pentoza 5. karbon atomundaki fosforik asit kalıntıları da eklenir.

Adenin azotlu bir bazdır. Riboza hangi azotlu bazın bağlandığına bağlı olarak GTP (guanozin trifosfat), TTP (timidin trifosfat), CTP (sitidin trifosfat) ve UTP (üridin trifosfat) da ayırt edilir. Tüm bu maddeler yapı olarak adenozin trifosfata benzer ve yaklaşık olarak aynı işlevleri yerine getirir, ancak hücrede çok daha az yaygındırlar.

Fosforik asit kalıntıları. Riboza en fazla üç fosforik asit kalıntısı bağlanabilir. İki veya yalnızca bir tane varsa, maddeye ADP (difosfat) veya AMP (monofosfat) adı verilir. Makroenerjetik bağların oluştuğu fosfor kalıntıları arasında, kopmadan sonra 40 ila 60 kJ enerji açığa çıkar. İki bağ kırılırsa, 80, daha az sıklıkla - 120 kJ enerji açığa çıkar. Riboz ve fosfor kalıntısı arasındaki bağ koptuğunda yalnızca 13,8 kJ açığa çıkar, dolayısıyla trifosfat molekülünde yalnızca iki yüksek enerjili bağ vardır (P ̴ P ̴ P), ADP molekülünde ise bir (P ̴) vardır. P).

Bunlar ATP'nin yapısal özellikleridir. Fosforik asit kalıntıları arasında makroenerjetik bir bağ oluşması nedeniyle ATP'nin yapısı ve fonksiyonları birbirine bağlıdır.

ATP'nin yapısı ve molekülün biyolojik rolü. Adenozin trifosfatın ek fonksiyonları

ATP, enerjinin yanı sıra hücrede birçok başka işlevi de yerine getirebilir. Diğer nükleotid trifosfatlarla birlikte trifosfat, nükleik asitlerin yapımında rol oynar. Bu durumda ATP, GTP, TTP, CTP ve UTP azotlu bazların tedarikçileridir. Bu özellik işlemlerde ve transkripsiyonda kullanılır.

ATP ayrıca iyon kanallarının çalışması için de gereklidir. Örneğin Na-K kanalı, 3 sodyum molekülünü hücre dışına, 2 potasyum molekülünü hücre içine pompalar. Bu iyon akımı, zarın dış yüzeyinde pozitif yükü korumak için gereklidir ve kanal yalnızca adenozin trifosfatın yardımıyla işlev görebilir. Aynı durum proton ve kalsiyum kanalları için de geçerlidir.

ATP, ikinci haberci cAMP'nin (siklik adenozin monofosfat) öncüsüdür - cAMP yalnızca hücre zarı reseptörleri tarafından alınan sinyali iletmekle kalmaz, aynı zamanda allosterik bir efektördür. Allosterik efektörler enzimatik reaksiyonları hızlandıran veya yavaşlatan maddelerdir. Böylece siklik adenozin trifosfat, bakteri hücrelerinde laktozun parçalanmasını katalize eden bir enzimin sentezini inhibe eder.

Adenozin trifosfat molekülünün kendisi de allosterik bir efektör olabilir. Ayrıca, bu tür işlemlerde ADP, ATP'ye karşı bir antagonist görevi görür: eğer trifosfat reaksiyonu hızlandırırsa, difosfat onu inhibe eder ve bunun tersi de geçerlidir. Bunlar ATP'nin işlevleri ve yapısıdır.

ATP hücrede nasıl oluşur?

ATP'nin işlevleri ve yapısı, maddenin moleküllerinin hızla kullanılıp yok edilmesini sağlayacak şekildedir. Bu nedenle trifosfat sentezi hücrede enerji oluşumunda önemli bir süreçtir.

Adenozin trifosfatın sentezi için en önemli üç yöntem vardır:

1. Substrat fosforilasyonu.

2. Oksidatif fosforilasyon.

3. Fotofosforilasyon.

Substrat fosforilasyonu hücre sitoplazmasında meydana gelen çoklu reaksiyonlara dayanır. Bu reaksiyonlara glikoliz - anaerobik aşama denir.1 glikoliz döngüsü sonucunda 1 molekül glikozdan iki molekül sentezlenir, bunlar daha sonra enerji üretmek için kullanılır ve ayrıca iki ATP de sentezlenir.

• C6H1206 + 2ADP + 2Pn --> 2C3H403 + 2ATP + 4H.

Hücre solunumu

Oksidatif fosforilasyon, elektronların membran elektron taşıma zinciri boyunca aktarılmasıyla adenozin trifosfatın oluşmasıdır. Bu transferin bir sonucu olarak, zarın bir tarafında bir proton gradyanı oluşur ve ATP sentazın protein integral seti yardımıyla moleküller oluşturulur. İşlem mitokondriyal membranda gerçekleşir.

Mitokondride glikoliz ve oksidatif fosforilasyonun aşamalarının sırası genel süreç nefes alma denir. Sonrasında tam döngü Bir hücredeki 1 glikoz molekülünden 36 ATP molekülü oluşur.

Fotofosforilasyon

Fotofosforilasyon işlemi oksidatif fosforilasyonla aynıdır, tek farkı: fotofosforilasyon reaksiyonları ışığın etkisi altında hücrenin kloroplastlarında meydana gelir. ATP, yeşil bitkilerde, alglerde ve bazı bakterilerde ana enerji üretim süreci olan fotosentezin hafif aşamasında üretilir.

Fotosentez sırasında elektronlar aynı elektron taşıma zincirinden geçerek proton gradyanının oluşmasına neden olur. Membranın bir tarafındaki protonların konsantrasyonu ATP sentezinin kaynağıdır. Moleküllerin montajı ATP sentaz enzimi tarafından gerçekleştirilir.

Ortalama hücre, ağırlıkça %0,04 adenozin trifosfat içerir. Ancak en çok büyük önem kas hücrelerinde gözlendi: %0,2-0,5.

Bir hücrede yaklaşık 1 milyar ATP molekülü vardır.

Her molekül 1 dakikadan fazla yaşamaz.

Bir molekül adenozin trifosfat günde 2000-3000 kez yenilenir.

Toplamda insan vücudu günde 40 kg adenozin trifosfat sentezler ve herhangi bir zamanda ATP rezervi 250 g'dır.

Çözüm

ATP'nin yapısı ve moleküllerinin biyolojik rolü yakından ilişkilidir. Bu madde yaşam süreçlerinde önemli bir rol oynuyor çünkü fosfat kalıntıları arasındaki yüksek enerjili bağlar büyük miktarda enerji içeriyor. Adenozin trifosfat hücrede birçok işlevi yerine getirir ve bu nedenle maddenin sabit bir konsantrasyonunu korumak önemlidir. Biyokimyasal reaksiyonlarda bağların enerjisi sürekli kullanıldığından bozunma ve sentez yüksek hızda meydana gelir. Bu vücuttaki herhangi bir hücre için gerekli bir maddedir. Muhtemelen ATP'nin yapısı hakkında söylenebilecek tek şey budur.

Biyolojide ATP enerjinin kaynağı ve yaşamın temelidir. ATP - adenozin trifosfat - metabolik süreçlerde rol oynar ve düzenler biyokimyasal reaksiyonlar organizmada.

Bu nedir?

Kimya ATP'nin ne olduğunu anlamanıza yardımcı olacaktır. Kimyasal formül ATP molekülleri - C10H16N5O13P3. Adını bileşenlerine ayırırsanız tam adı hatırlamak kolaydır. Adenozin trifosfat veya adenozin trifosforik asit, üç bölümden oluşan bir nükleotiddir:

• adenin - purin azotlu bazı;
• riboz - pentozlarla ilgili bir monosakarit;
• üç fosforik asit kalıntısı.

Pirinç. 1. ATP molekülünün yapısı.

Daha ayrıntılı transkript ATP tabloda sunulmaktadır.

ATP ilk olarak 1929'da Harvard biyokimyacıları Subbarao, Lohman ve Fiske tarafından keşfedildi. 1941'de Alman biyokimyacı Fritz Lipmann, ATP'nin canlı bir organizma için enerji kaynağı olduğunu keşfetti.

Enerji üretimi

Fosfat grupları, kolayca yok edilebilen yüksek enerjili bağlarla birbirine bağlanır. Hidroliz sırasında (su ile etkileşim), fosfat grubunun bağları parçalanarak büyük miktarda enerji açığa çıkar ve ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüştürülür.

Geleneksel olarak kimyasal reaksiyon şöyle görünür:

EN İYİ 4 makalebununla birlikte okuyanlar

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + enerji

Pirinç. 2. ATP hidrolizi.

Açığa çıkan enerjinin bir kısmı (yaklaşık 40 kJ/mol) anabolizmaya (asimilasyon, plastik metabolizma) katılırken, bir kısmı da vücut ısısını korumak için ısı şeklinde dağılır. ADP'nin daha fazla hidrolizi ile başka bir fosfat grubu bölünerek enerji açığa çıkar ve AMP (adenozin monofosfat) oluşur. AMP hidrolize uğramaz.

ATP sentezi

ATP sitoplazmada, çekirdekte, kloroplastlarda ve mitokondride bulunur. Bir hayvan hücresinde ATP sentezi mitokondride ve bir bitki hücresinde mitokondri ve kloroplastlarda meydana gelir.

ATP, enerji harcanmasıyla ADP ve fosfattan oluşur. Bu işleme fosforilasyon denir:

ADP + H3PO4 + enerji → ATP + H2O

Pirinç. 3. ADP'den ATP oluşumu.

Bitki hücrelerinde fotosentez sırasında fosforilasyon meydana gelir ve buna fotofosforilasyon denir. Hayvanlarda bu süreç solunum sırasında meydana gelir ve oksidatif fosforilasyon olarak adlandırılır.

Hayvan hücrelerinde ATP sentezi, proteinlerin, yağların ve karbonhidratların parçalanması sırasında katabolizma (disimilasyon, enerji metabolizması) sürecinde meydana gelir.

Fonksiyonlar

ATP'nin tanımından bu molekülün enerji sağlama yeteneğine sahip olduğu açıktır. Adenozin trifosforik asit, enerjinin yanı sıra aşağıdaki görevleri de yerine getirir: diğer fonksiyonlar:

• nükleik asitlerin sentezi için bir malzemedir;
• enzimlerin bir parçasıdır ve kimyasal süreçleri düzenler, ilerlemelerini hızlandırır veya yavaşlatır;
• bir aracıdır - sinapslara (iki hücre zarı arasındaki temas yerleri) bir sinyal iletir.

Ne öğrendik?

10. sınıf biyoloji dersinde ATP - adenozin trifosforik asidin yapısını ve fonksiyonlarını öğrendik. ATP, adenin, riboz ve üç fosforik asit kalıntısından oluşur. Hidroliz sırasında organizmaların yaşamı için gerekli enerjiyi açığa çıkaran fosfat bağları kırılır.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.6. Alınan toplam puan: 621.

ATP ve diğer hücre bileşikleri(vitaminler)

Hücrenin biyoenerjetiğinde özellikle önemli bir rol, iki fosforik asit kalıntısının bağlandığı adenil nükleotid tarafından oynanır. Bu maddeye denir adenozin trifosforik asit(ATP).

Enerji, ATP molekülünün fosforik asit kalıntıları arasındaki kimyasal bağlarda depolanır ve organik fosfat parçalandığında açığa çıkar: ATP = ADP + P + E, burada P enzimdir, E açığa çıkan enerjidir. Bu reaksiyonda, ATP molekülünün geri kalanı ve organik fosfat olan adenozin difosforik asit (ADP) oluşur.

Tüm hücreler, biyosentez, hareket, ısı üretimi, sinir uyarıları, lüminesans (örneğin, ışıldayan bakterilerde), yani. tüm yaşam süreçleri için.

ATP evrensel bir biyolojik enerji akümülatörüdür. mitokondride (hücre içi organeller) sentezlenir.

Mitokondri böylece hücrede bir “enerji istasyonu” görevi görür. Bitki hücrelerinin kloroplastlarında ATP oluşumunun prensibi genellikle aynıdır - proton gradyanının kullanılması ve elektrokimyasal gradyan enerjisinin enerjiye dönüştürülmesi Kimyasal bağlar.

Güneşin ışık enerjisi ve tüketilen besinlerin içerdiği enerji ATP moleküllerinde depolanır. Hücredeki ATP arzı azdır. Yani kastaki ATP rezervi 20-30 kasılma için yeterlidir. Yoğun ancak kısa süreli çalışmalarda kaslar yalnızca içerdikleri ATP'nin parçalanması nedeniyle çalışır. İşi bitirdikten sonra kişi ağır nefes alır - bu süre zarfında karbonhidratlar ve diğer maddeler parçalanır (enerji birikir) ve hücrelerdeki ATP arzı protonlar tarafından yenilenir. Protonlar etki altında bu kanaldan geçer itici güç elektrokimyasal gradyan. Bu işlemin enerjisi, aynı protein komplekslerinde bulunan ve bir fosfat grubunu adenozin difosfata (ADP) bağlayabilen ve ATP sentezine yol açan bir enzim tarafından kullanılır.

Vitaminler: Vita - hayat.

Vitaminler - Vücudun normal metabolizması ve hayati fonksiyonları için küçük miktarlarda gerekli olan, vücutta sentezlenen veya gıdayla sağlanan biyolojik olarak aktif maddeler.

1911'de Polonyalı kimyager K. Funk, pirinç kepeğinden, yalnızca cilalı pirinç yiyen güvercinlerin felcini iyileştiren bir madde izole etti. Bu maddenin kimyasal analizi nitrojen içerdiğini gösterdi.

Funk, keşfettiği maddeye vitamin adını verdi ("vita" - hayat ve "amin" - nitrojen içeren kelimelerden).

Vitaminlerin biyolojik rolü metabolizma üzerindeki düzenli etkilerinde yatmaktadır. Vitaminler var katalitiközellikleri, yani vücutta meydana gelen kimyasal reaksiyonları uyarma yeteneği ve ayrıca enzimlerin oluşumuna ve işlevine aktif olarak katılma yeteneği. Vitaminler emilimi etkiler besinler, normal hücre büyümesine ve tüm organizmanın gelişmesine katkıda bulunur. Yapı ayrılmaz parça enzimler, vitaminler onların normal fonksiyonlarını ve aktivitelerini belirler. Dolayısıyla vücutta herhangi bir vitamin eksikliği metabolik süreçlerin bozulmasına yol açar.

Vitamin grupları:

GÜNLÜK VİTAMİN İHTİYACI

C - askorbik asit: 70 - 100 mg.

B - tiamin: 1,5 - 2,6 mg.

B - riboflavin: 1,8 - 3 mg.

A - retinol: 1,5 mg.

D - kalsiferol: çocuklar ve yetişkinler için 100 IU,

3 yıla kadar 400 IU.

E - tokoferol: 15 - 20 mg.

ATP, Adenosin Tri-Fosforik Asit'in kısaltmasıdır. Adenozin trifosfat adını da bulabilirsiniz. Bu, vücuttaki enerji alışverişinde büyük rol oynayan bir nükleoiddir. Adenozin Tri-Fosforik Asit evrensel kaynak Vücudun tüm biyokimyasal süreçlerine katılan enerji. Bu molekül 1929 yılında bilim adamı Karl Lohmann tarafından keşfedildi. Ve önemi 1941'de Fritz Lipmann tarafından doğrulandı.

ATP'nin yapısı ve formülü

ATP hakkında daha detaylı konuşursak o zaman bu, hareket enerjisi de dahil olmak üzere vücutta meydana gelen tüm süreçlere enerji sağlayan bir moleküldür. ATP molekülü parçalandığında kas lifi kasılır ve kasılmanın gerçekleşmesini sağlayacak enerji açığa çıkar. Adenozin trifosfat, canlı bir organizmada inozinden sentezlenir.

Adenozin trifosfatın vücuda enerji verebilmesi için birkaç aşamadan geçmesi gerekir. Öncelikle fosfatlardan biri özel bir koenzim kullanılarak ayrıştırılır. Her fosfat on kalori sağlar. İşlem enerji üretir ve ADP (adenosin difosfat) üretir.

Vücudun çalışması için daha fazla enerjiye ihtiyacı varsa daha sonra başka bir fosfat ayrılır. Daha sonra AMP (adenozin monofosfat) oluşur. Adenozin Trifosfat üretiminin ana kaynağı glikozdur; hücrede piruvat ve sitozole parçalanır. Adenozin trifosfat, miyozin proteinini içeren uzun liflere enerji verir. Kas hücrelerini oluşturan şey budur.

Vücudun dinlenme anlarında zincir devreye girer. ters taraf yani Adenozin Tri-Fosforik asit oluşur. Yine bu amaçlar için glikoz kullanılır. Oluşturulan Adenozin Trifosfat molekülleri gerekli olduğu anda yeniden kullanılacaktır. Enerjiye ihtiyaç duyulmadığında vücutta depolanır ve ihtiyaç duyulduğu anda serbest bırakılır.

ATP molekülü birkaç veya daha doğrusu üç bileşenden oluşur:

1. Riboz, DNA'nın temelini oluşturan beş karbonlu bir şekerdir.
2. Adenin, nitrojen ve karbonun birleşik atomlarıdır.
3. Trifosfat.

Adenosin trifosfat molekülünün tam merkezinde bir riboz molekülü bulunur ve onun kenarı, adenozin için ana olandır. Ribozun diğer tarafında üç fosfattan oluşan bir zincir bulunur.

ATP sistemleri

Aynı zamanda ATP rezervlerinin yalnızca ilk iki veya üç saniye için yeterli olacağını anlamalısınız. motor aktivitesi bundan sonra seviyesi düşer. Ancak aynı zamanda kas çalışması da ancak ATP yardımıyla gerçekleştirilebilir. Vücuttaki özel sistemler sayesinde sürekli yeni ATP molekülleri sentezlenir. Yeni moleküllerin dahil edilmesi yükün süresine bağlı olarak gerçekleşir.

ATP molekülleri üç ana biyokimyasal sistemi sentezler:

1. Fosfajen sistemi (kreatin fosfat).
2. Glikojen ve laktik asit sistemi.
3. Aerobik solunum.

Her birini ayrı ayrı ele alalım.

Fosfajen sistemi- Kaslar kısa süreli ama aşırı yoğun (yaklaşık 10 saniye) çalışıyorsa fosfaj sistemi kullanılacaktır. Bu durumda ADP, kreatin fosfata bağlanır. Bu sistem sayesinde sürekli sirkülasyon meydana gelir az miktarda Kas hücrelerinde adenozin trifosfat. Kas hücrelerinin kendisi de kreatin fosfat içerdiğinden, yüksek yoğunluklu kısa çalışmalardan sonra ATP seviyelerini eski haline getirmek için kullanılır. Ancak on saniye içinde kreatin fosfat seviyesi azalmaya başlar - bu enerji, kısa bir yarış veya vücut geliştirmede yoğun kuvvet antrenmanı için yeterlidir.

Glikojen ve laktik asit- vücuda bir öncekine göre daha yavaş enerji sağlar. Bir buçuk dakikalık yoğun çalışma için yeterli olabilecek ATP'yi sentezler. Bu süreçte kas hücrelerindeki glikoz, anaerobik metabolizma yoluyla laktik asite dönüştürülür.

Anaerobik durumda oksijen vücut tarafından kullanılmadığından, o zaman bu sistem Aerobik sistemdekiyle aynı şekilde enerji sağlar ancak zamandan tasarruf sağlar. Anaerobik modda kaslar son derece güçlü ve hızlı bir şekilde kasılır. Böyle bir sistem, dört yüz metrelik bir sprint koşmanıza veya spor salonunda daha uzun süreli yoğun bir egzersiz yapmanıza olanak sağlayabilir. Ancak uzun zamandır bu şekilde çalışmak laktik asit fazlalığına bağlı olarak ortaya çıkan kas ağrılarına izin vermeyecektir.

Aerobik solunum- antrenman iki dakikadan fazla sürerse bu sistem açılır. Daha sonra kaslar karbonhidratlardan, yağlardan ve proteinlerden adenozin trifosfat almaya başlar. Bu durumda ATP yavaş sentezlenir, ancak enerji uzun süre dayanır - fiziksel aktivite birkaç saat sürebilir. Bunun nedeni, glikozun engelsiz bir şekilde parçalanması, laktik asit anaerobik sürece müdahale ettiği için dışarıdan herhangi bir karşı tepkisinin olmamasıdır.

ATP'nin vücuttaki rolü

Önceki açıklamadan, adenosin trifosfatın vücuttaki ana rolünün, vücuttaki çok sayıda biyokimyasal süreç ve reaksiyon için enerji sağlamak olduğu açıktır. Canlılarda enerji tüketen süreçlerin çoğu ATP sayesinde gerçekleşir.

Ama bunun yanında ana işlev Adenosin trifosfat ayrıca başkalarını da gerçekleştirir:

ATP'nin insan vücudunda ve yaşamındaki rolü Sadece bilim adamları tarafından değil, aynı zamanda birçok sporcu ve vücut geliştiricisi tarafından da iyi bilinmektedir, çünkü anlayışı antrenmanın daha etkili olmasına ve yüklerin doğru şekilde hesaplanmasına yardımcı olmaktadır. Spor salonunda, sprintte ve diğer sporlarda kuvvet antrenmanı yapan kişiler için, hangi egzersizlerin bir anda yapılması gerektiğini anlamak çok önemlidir. Bu sayede istediğiniz vücut yapısını oluşturabilir, kas yapısını çalıştırabilir, fazla kiloları azaltabilir ve istediğiniz diğer sonuçlara ulaşabilirsiniz.

Devam. Bkz. No. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Fen derslerinde biyoloji dersleri

İleri planlama, 10. sınıf

Ders 19. ATP'nin kimyasal yapısı ve biyolojik rolü

Teçhizat: genel biyoloji ile ilgili tablolar, ATP molekülünün yapısının diyagramı, plastik ve enerji metabolizması arasındaki ilişkinin diyagramı.

I. Bilgi testi

Biyolojik bir dikte yapmak “Canlı maddenin organik bileşikleri”

Öğretmen sayıların altındaki özetleri okur, öğrenciler kendi versiyonlarının içeriğine uyan özetlerin numaralarını not defterlerine yazarlar.

Seçenek 1 – proteinler.
Seçenek 2 – karbonhidratlar.
Seçenek 3 – lipitler.
Seçenek 4 – nükleik asitler.

1. B saf formu sadece C, H, O atomlarından oluşur.

2. C, H, O atomlarının yanı sıra N ve genellikle S atomlarını da içerirler.

3. C, H, O atomlarının yanı sıra N ve P atomlarını da içerirler.

4. Nispeten küçük bir moleküler ağırlığa sahiptirler.

5. Molekül ağırlığı binlerce ila birkaç on ve yüzbinlerce dalton arasında olabilir.

6. Birkaç on ve yüz milyonlarca daltona kadar moleküler ağırlığa sahip en büyük organik bileşikler.

7. Maddenin monomer veya polimer olmasına bağlı olarak çok küçükten çok yükseğe kadar farklı molekül ağırlıklarına sahiptirler.

8. Monosakkaritlerden oluşur.

9. Amino asitlerden oluşur.

10. Nükleotidlerden oluşur.

11. esterler daha yüksek yağ asitleri.

12. Temel yapısal birim: “azot bazı-pentoz-fosforik asit kalıntısı.”

13. Temel yapı birimi: “amino asitler”.

14. Temel yapı birimi: “monosakkarit”.

15. Temel yapı birimi: “gliserol-yağ asidi.”

16. Polimer molekülleri aynı monomerlerden oluşur.

17. Polimer molekülleri benzer fakat tamamen aynı olmayan monomerlerden oluşur.

18. Polimer değillerdir.

19. Neredeyse yalnızca enerji, inşaat ve depolama işlevlerini yerine getirirler ve bazı durumlarda koruyucudurlar.

20. Enerji ve inşaatın yanı sıra katalitik, sinyalizasyon, taşıma, motor ve koruyucu işlevleri yerine getirirler;

21. Hücrenin ve organizmanın kalıtsal özelliklerini saklar ve iletirler.

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

II. Yeni materyal öğrenme

1. Adenozin trifosforik asidin yapısı

Canlılarda proteinler, nükleik asitler, yağlar ve karbonhidratların yanı sıra çok sayıda başka organik bileşik de sentezlenir. Bunlar arasında hücrenin biyoenerjetiğinde önemli bir rol oynanır. adenozin trifosforik asit (ATP). ATP tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. Hücrelerde adenozin trifosforik asit çoğunlukla tuzlar formunda bulunur. adenosin trifosfatlar. ATP miktarı dalgalanır ve ortalama %0,04'tür (bir hücrede ortalama 1 milyar ATP molekülü vardır). En büyük ATP miktarı iskelet kaslarında bulunur (%0,2-0,5).

ATP molekülü azotlu bir baz - adenin, bir pentoz - riboz ve üç fosforik asit kalıntısından oluşur; ATP özel bir adenil nükleotiddir. Diğer nükleotidlerden farklı olarak ATP bir değil üç fosforik asit kalıntısı içerir. ATP, makroerjik maddeleri, yani bağlarında büyük miktarda enerji içeren maddeleri ifade eder.

ATP molekülünün uzaysal modeli (A) ve yapısal formülü (B)

Fosforik asit kalıntısı, ATPaz enzimlerinin etkisi altında ATP'den ayrılır. ATP'nin terminal fosfat grubunu ayırma konusunda güçlü bir eğilimi vardır:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,

Çünkü bu, bitişik negatif yükler arasındaki enerji açısından uygun olmayan elektrostatik itmenin ortadan kalkmasına yol açar. Ortaya çıkan fosfat, su ile enerji açısından uygun hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle stabilize edilir. ADP + Fn sistemindeki yük dağılımı ATP'ye göre daha kararlı hale gelir. Bu reaksiyon 30,5 kJ açığa çıkarır (normal bir kovalent bağın kırılması 12 kJ açığa çıkar).

ATP'deki fosfor-oksijen bağının yüksek enerji "maliyetini" vurgulamak için genellikle ~ işaretiyle gösterilir ve makroenerjetik bağ olarak adlandırılır. Bir molekül fosforik asit çıkarıldığında ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüştürülür ve iki molekül fosforik asit çıkarılırsa ATP, AMP'ye (adenozin monofosforik asit) dönüştürülür. Üçüncü fosfatın bölünmesine yalnızca 13,8 kJ'lik bir salınım eşlik eder, böylece ATP molekülünde yalnızca iki gerçek yüksek enerjili bağ bulunur.

2. Hücrede ATP oluşumu

Hücredeki ATP arzı azdır. Örneğin bir kastaki ATP rezervi 20-30 kasılma için yeterlidir. Ancak bir kas saatlerce çalışıp binlerce kasılma üretebilir. Bu nedenle hücrede ATP'nin ADP'ye parçalanmasıyla birlikte ters sentezin de sürekli olarak gerçekleşmesi gerekir. Hücrelerde ATP sentezi için çeşitli yollar vardır. Onları tanıyalım.

1. Anaerobik fosforilasyon. Fosforilasyon, ADP ve düşük molekül ağırlıklı fosfattan (Pn) ATP sentezi işlemidir. Bu durumda Hakkında konuşuyoruz organik maddelerin oksijensiz oksidasyon süreçleri hakkında (örneğin, glikoliz, glikozun piruvik asite oksijensiz oksidasyonu sürecidir). Bu işlemler sırasında açığa çıkan enerjinin yaklaşık %40'ı (yaklaşık 200 kJ/mol glikoz) ATP sentezi için harcanır, geri kalanı ise ısı olarak dağılır:

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

2. Oksidatif fosforilasyon organik maddelerin oksijenle oksidasyon enerjisini kullanarak ATP sentezi işlemidir. Bu süreç 1930'ların başında keşfedildi. XX yüzyıl V.A. Engelhardt. Organik maddelerin oksidasyonunun oksijen süreçleri mitokondride meydana gelir. Bu durumda açığa çıkan enerjinin yaklaşık %55'i (yaklaşık 2600 kJ/mol glikoz) ATP'nin kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür ve %45'i ısı olarak dağılır.

Oksidatif fosforilasyon, anaerobik sentezden çok daha etkilidir: glikoliz işlemi sırasında, bir glikoz molekülünün parçalanması sırasında yalnızca 2 ATP molekülü sentezlenirse, oksidatif fosforilasyon sırasında 36 ATP molekülü oluşur.

3. Fotofosforilasyon– Enerji kullanarak ATP sentezi süreci Güneş ışığı. ATP sentezinin bu yolu yalnızca fotosentez yapabilen hücrelerin (yeşil bitkiler, siyanobakteriler) karakteristiğidir. Güneş ışığı kuantumunun enerjisi fotosentetikler tarafından kullanılır. ışık fazı ATP'yi sentezlemek için fotosentez.

3. ATP'nin biyolojik önemi

ATP, hücredeki metabolik süreçlerin merkezinde yer alır ve biyolojik sentez ile bozunma reaksiyonları arasında bir bağlantı oluşturur. ATP'nin bir hücredeki rolü bir pilin rolüyle karşılaştırılabilir, çünkü ATP'nin hidrolizi sırasında çeşitli hayati süreçler için gerekli enerji açığa çıkar ("deşarj") ve fosforilasyon sürecinde ("şarj") ATP yine enerji biriktirir.

ATP hidrolizi sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle hücrede ve vücutta hemen hemen tüm hayati süreçler meydana gelir: sinir uyarılarının iletimi, maddelerin biyosentezi, kas kasılmaları, maddelerin taşınması vb.

III. Bilginin pekiştirilmesi

Biyolojik sorunları çözmek

Görev 1. Hızlı koştuğumuz zaman hızlı nefes alırız ve terleme artar. Bu olayları açıklayın.

Sorun 2. Donan insanlar neden soğukta ayaklarını yere vurup zıplamaya başlıyor?

Görev 3. I. Ilf ve E. Petrov'un ünlü eseri “On İki Sandalye”de, birçokları arasında faydalı ipuçlarışunu da bulabilirsiniz: “Derin nefes alın, heyecanlandınız.” Bu tavsiyeyi vücutta meydana gelen enerji süreçleri açısından haklı çıkarmaya çalışın.

IV. Ev ödevi

Test ve test için hazırlanmaya başlayın (test sorularını dikte edin - bkz. ders 21).

Ders 20. “Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümündeki bilginin genelleştirilmesi

Teçhizat: genel biyoloji ile ilgili tablolar.

I. Bölüme ilişkin bilgilerin genelleştirilmesi

Öğrenciler sorularla (bireysel olarak) çalışır, ardından kontrol eder ve tartışır.

1. Karbon, kükürt, fosfor, azot, demir, manganez içeren organik bileşiklere örnekler verin.

2. İyonik bileşimine göre canlı bir hücreyi ölü bir hücreden nasıl ayırt edebilirsiniz?

3. Hücrede çözünmemiş halde hangi maddeler bulunur? Hangi organ ve dokuları içerirler?

4. İçerisinde yer alan makro besinlere örnekler verin aktif merkezler enzimler.

5. Hangi hormonlar mikro elementler içerir?

6. Halojenlerin insan vücudundaki rolü nedir?

7. Proteinlerin yapay polimerlerden farkı nedir?

8. Peptitlerin proteinlerden farkı nedir?

9. Hemoglobin'i oluşturan proteinin adı nedir? Kaç alt birimden oluşur?

10. Ribonükleaz nedir? Kaç aminoasit içerir? Yapay olarak ne zaman sentezlendi?

11. Enzimlerin olmadığı kimyasal reaksiyonların hızı neden düşüktür?

12. Proteinler aracılığıyla hangi maddeler taşınır? hücre zarı?

13. Antikorların antijenlerden farkı nedir? Aşılar antikor içerir mi?

14. Proteinler vücutta hangi maddelere ayrışır? Ne kadar enerji açığa çıkıyor? Amonyak nerede ve nasıl nötralize edilir?

15. Peptit hormonlarına bir örnek verin: Hücresel metabolizmanın düzenlenmesinde nasıl rol oynarlar?

16. Çay içtiğimiz şekerin yapısı nedir? Bu maddenin diğer üç eşanlamlısını biliyorsunuz?

17. Sütün içindeki yağ neden yüzeyde değil de süspansiyon şeklinde toplanıyor?

18. Somatik ve germ hücrelerinin çekirdeğindeki DNA'nın kütlesi nedir?

19. Bir kişi günde ne kadar ATP kullanıyor?

20. İnsanlar kıyafet yapmak için hangi proteinleri kullanıyor?

Pankreas ribonükleazının birincil yapısı (124 amino asit)

II. Ev ödevi.

"Yaşamın kimyasal organizasyonu" bölümünde test ve test için hazırlanmaya devam edin.

Ders 21. “Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümündeki test dersi

I. Sorular üzerinde sözlü sınav yapılması

1. Hücrenin temel bileşimi.

2. Organojenik elementlerin özellikleri.

3. Su molekülünün yapısı. Hidrojen bağı ve yaşamın “kimyasındaki” önemi.

4. Suyun özellikleri ve biyolojik fonksiyonları.

5. Hidrofilik ve hidrofobik maddeler.

6. Katyonlar ve biyolojik önemi.

7. Anyonlar ve biyolojik önemi.

8. Polimerler. Biyolojik polimerler. Periyodik ve periyodik olmayan polimerler arasındaki farklar.

9. Lipitlerin özellikleri, biyolojik fonksiyonları.

10. Yapısal özellikleriyle ayırt edilen karbonhidrat grupları.

11. Karbonhidratların biyolojik fonksiyonları.

12. Proteinlerin temel bileşimi. Amino asitler. Peptit oluşumu.

13. Proteinlerin birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapıları.

14. Proteinlerin biyolojik işlevi.

15. Enzimler ve biyolojik olmayan katalizörler arasındaki farklar.

16. Enzimlerin yapısı. Koenzimler.

17. Enzimlerin etki mekanizması.

18. Nükleik asitler. Nükleotidler ve yapıları. Polinükleotidlerin oluşumu.

19. E. Chargaff'ın Kuralları. Tamamlayıcılık ilkesi.

20. Çift sarmallı bir DNA molekülünün oluşumu ve spiralleşmesi.

21. Hücresel RNA sınıfları ve fonksiyonları.

22. DNA ve RNA arasındaki farklar.

23. DNA replikasyonu. Transkripsiyon.

24. ATP'nin yapısı ve biyolojik rolü.

25. Hücrede ATP oluşumu.

II. Ev ödevi

“Bölümde teste hazırlanmaya devam edin” Kimyasal organizasyon hayat."

Ders 22. “Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümündeki test dersi

I. Yazılı sınavın yapılması

seçenek 1

1. Üç tip amino asit vardır - A, B, C. Beş amino asitten oluşan polipeptit zincirlerinin kaç çeşidi oluşturulabilir. Lütfen bu seçenekleri belirtin. Bu polipeptitler aynı özelliklere sahip olacak mı? Neden?

2. Tüm canlılar esas olarak karbon bileşiklerinden oluşur ve karbonun analoğu, içeriği yerkabuğuÇok az organizmada bulunan karbondan 300 kat daha fazla. Bu gerçeği, bu elementlerin atomlarının yapısı ve özellikleri açısından açıklayınız.

3. Son üçüncü fosforik asit kalıntısında radyoaktif 32P ile işaretlenmiş ATP molekülleri bir hücreye, riboza en yakın birinci kalıntıda 32P ile işaretlenmiş ATP molekülleri diğer hücreye verildi. 5 dakika sonra her iki hücrede de 32P ile işaretlenmiş inorganik fosfat iyonunun içeriği ölçüldü. Nerede önemli ölçüde daha yüksek olacak?

4. Araştırmalar bu mRNA'nın toplam nükleotid sayısının %34'ünün guanin, %18'inin urasil, %28'inin sitozin ve %20'sinin adenin olduğunu göstermiştir. Belirtilen mRNA'nın bir kopyası olduğu çift sarmallı DNA'nın azotlu bazlarının yüzde bileşimini belirleyin.

seçenek 2

1. Yağlar, enerji metabolizmasında “birinci rezervi” oluşturur ve karbonhidrat rezervi tükendiğinde kullanılır. Ancak iskelet kaslarında glikoz ve yağ asitlerinin varlığında ikincisi daha büyük ölçüde kullanılır. Proteinler her zaman enerji kaynağı olarak ancak vücut aç kaldığında son çare olarak kullanılır. Bu gerçekleri açıklayın.

2. Ağır metal iyonları (cıva, kurşun vb.) ve arsenik, proteinlerin sülfit grupları tarafından kolayca bağlanır. Bu metallerin sülfitlerinin özelliklerini bilerek, bu metallerle birleştiğinde proteine ​​ne olacağını açıklayınız. Ağır metaller neden vücut için zehirdir?

3. A maddesinin B maddesine oksidasyon reaksiyonunda 60 kJ enerji açığa çıkar. Bu reaksiyonda maksimum kaç ATP molekülü sentezlenebilir? Geri kalan enerji nasıl kullanılacak?

4. Yapılan çalışmalar bu mRNA'nın toplam nükleotid sayısının %27'sinin guanin, %15'inin urasil, %18'inin sitozin ve %40'ının adenin olduğunu göstermiştir. Belirtilen mRNA'nın bir kopyası olduğu çift sarmallı DNA'nın azotlu bazlarının yüzde bileşimini belirleyin.

Devam edecek