ATP i druga organska jedinjenja ćelije. ATP i druga organska jedinjenja
Masti, polisaharidi i nukleinske kiseline, postoji nekoliko hiljada drugih organskih jedinjenja. Mogu se uslovno podijeliti na krajnje i međuproizvode biosinteze i raspadanja.
Krajnji produkti biosinteze su organska jedinjenja koja igraju samostalnu ulogu u organizmu ili služe kao monomeri za sintezu biopolimera. Među krajnjim proizvodima biosinteze su aminokiseline, od kojih se proteini sintetiziraju u stanicama; nukleotidi - monomeri iz kojih se sintetiziraju nukleinske kiseline (RNA i DNK); glukoze, koja služi kao monomer za sintezu glikogena, škroba, celuloze.
Put do sinteze svakog od konačnih proizvoda leži kroz niz intermedijarnih spojeva. Mnoge tvari podliježu enzimskom cijepanju i razgradnji u stanicama.
Razmotrimo neka konačna organska jedinjenja.
adenozin fosforne kiseline. Adenil nukleotid, za koji su vezana još dva ostatka fosforne kiseline, igra posebno važnu ulogu u bioenergetici ćelije. Ova supstanca se zove adenozin trifosfat (ATP). U hemijskim vezama između ostataka fosforne kiseline molekule ATP-a pohranjuje se energija (E), koja se oslobađa kada se fosfat eliminiše:
ATP - ADP+P+E
Ova reakcija proizvodi adenozin difosfornu kiselinu (ADP) i fosfornu kiselinu (fosfat, F).
Sve stanice koriste energiju ATP-a za procese biosinteze, kretanja, proizvodnje topline, prijenosa nervnih impulsa, luminescencije (npr. kod luminiscentnih bakterija), odnosno za sve životne procese.
ATP je univerzalni akumulator biološke energije. Svjetlosna energija Sunca i energija sadržana u konzumiranoj hrani pohranjeni su u molekulima ATP-a.
Regulatorne i signalne supstance. Krajnji produkti biosinteze su supstance koje igraju važnu ulogu u regulaciji fizioloških procesa i razvoju organizma. To uključuje mnoge životinjske hormone. Pored proteinskih hormona, koji se pominju u § 4, poznati su hormoni neproteinske prirode. Neki od njih reguliraju sadržaj iona natrijuma i vode u tijelu životinja, drugi osiguravaju pubertet i igraju važnu ulogu u reprodukciji životinja. Hormoni anksioznosti ili stresa (na primjer, adrenalin) u uvjetima stresa povećavaju oslobađanje glukoze u krv, što u konačnici dovodi do povećanja sinteze ATP-a i aktivnog korištenja energije koju tijelo skladišti.
Insekti proizvode niz posebnih mirisnih tvari koje djeluju kao signali koji obavještavaju o prisutnosti hrane, o opasnosti, privlačeći ženke mužjacima (i obrnuto).
Biljke imaju svoje hormone. Pod utjecajem određenih hormona, sazrijevanje biljaka se značajno ubrzava, a njihova produktivnost se povećava.
Biljke proizvode stotine različitih hlapljivih i neisparljivih spojeva koji privlače insekte koji nose polen; odbijaju ili truju insekte koji se hrane biljkama; ponekad potiskuju razvoj biljaka drugih vrsta koje rastu u blizini i nadmeću se za minerale u tlu.
Vitamini. Vitamini su krajnji produkti biosinteze. To uključuje vitalne spojeve koje organizmi ove vrste nisu u stanju sami sintetizirati, već ih moraju primiti u gotovom obliku izvana. Na primjer, vitamin C (askorbinska kiselina) sintetizira se u stanicama većine životinja, kao iu stanicama biljaka i mikroorganizama. Ćelije ljudi, velikih majmuna, zamoraca i nekih vrsta slepih miševa izgubile su sposobnost sintetiziranja askorbinske kiseline. Stoga je vitamin samo za ljude i životinje sa liste. Vitamin PP (nikotinska kiselina) ne sintetiziraju životinje, ali ga sintetiziraju sve biljke i mnoge bakterije.
Većina poznatih vitamina u ćeliji postaju komponente enzima i učestvuju u biohemijskim reakcijama.
Dnevna ljudska potreba za svakim vitaminom je nekoliko mikrograma. Potreban je samo vitamin C u količini od oko 100 mg dnevno.
Nedostatak niza vitamina u ljudskom i životinjskom tijelu dovodi do poremećaja rada enzima i uzrok je teških bolesti - beri-beri. Na primjer, nedostatak vitamina C je uzrok ozbiljne bolesti - skorbut, uz nedostatak vitamina D, kod djece se razvija rahitis.
Adenozin trifosforna kiselina - ATP
Nukleotidi su strukturna osnova za niz organskih supstanci važnih za život, na primjer, makroergijska jedinjenja.
ATP je univerzalni izvor energije u svim ćelijama. adenozin trifosforna kiselina ili adenozin trifosfat.
ATP se nalazi u citoplazmi, mitohondrijima, plastidima i ćelijskim jezgrama i najčešći je i univerzalni izvor energije za većinu biohemijskih reakcija koje se odvijaju u ćeliji.
ATP daje energiju za sve ćelijske funkcije: mehanički rad, biosintezu supstanci, diobu itd. U prosjeku, sadržaj ATP-a u ćeliji iznosi oko 0,05% njene mase, ali u onim ćelijama gdje su troškovi ATP-a visoki (na primjer, u ćelijama jetre, prugastim mišićima), njegov sadržaj može doseći i do 0,5%.
Struktura ATP-a
ATP je nukleotid koji se sastoji od azotne baze - adenina, riboze ugljikohidrata i tri ostatka fosforne kiseline, od kojih dva pohranjuju veliku količinu energije.
Veza između ostataka fosforne kiseline naziva se makroergijski(označeno je simbolom ~ ), budući da se prilikom kidanja oslobađa skoro 4 puta više energije nego kada se druge hemijske veze pocepaju.
ATP je nestabilna struktura i kada se odvoji jedan ostatak fosforne kiseline, ATP prelazi u adenozin difosfat (ADP) oslobađajući 40 kJ energije.
Ostali derivati nukleotida
Posebnu grupu derivata nukleotida čine nosači vodika. Molekularni i atomski vodonik ima visoku hemijsku aktivnost i oslobađa se ili apsorbuje tokom različitih biohemijskih procesa. Jedan od najčešće korištenih nosača vodika je nikotinamid dinukleotid fosfat(NADP).
NADP molekul je sposoban da veže dva atoma ili jedan molekul slobodnog vodika, pretvarajući se u redukovani oblik NADP H 2
. U ovom obliku, vodonik se može koristiti u raznim biohemijskim reakcijama.
Nukleotidi takođe mogu učestvovati u regulaciji oksidativnih procesa u ćeliji.
vitamini
Vitamini (od lat. vita- život) - složena bioorganska jedinjenja, apsolutno neophodna u malim količinama za normalno funkcionisanje živih organizama. Vitamini se razlikuju od ostalih organskih supstanci po tome što se ne koriste kao izvor energije ili građevinski materijal. Neke vitamine organizmi mogu sami sintetizirati (na primjer, bakterije su u stanju sintetizirati gotovo sve vitamine), drugi vitamini ulaze u organizam s hranom.
Vitamini se obično označavaju slovima latinične abecede. Moderna klasifikacija vitamina temelji se na njihovoj sposobnosti da se otapaju u vodi i mastima (dijele se u dvije grupe: rastvorljiv u vodi(B 1 , B 2 , B 5 , B 6 , B 12 , PP , C) i rastvorljiv u mastima(A, D, E, K)).
Vitamini su uključeni u gotovo sve biohemijske i fiziološke procese koji zajedno čine metabolizam. I nedostatak i višak vitamina mogu dovesti do ozbiljnog oštećenja mnogih fizioloških funkcija u tijelu.
"Organska vuna" - Set za novorođenče. Držite bebu u udobnoj toplini i ne ometajte kretanje. Energija vune slična je energiji majke. Upija vlagu. Visina 86, 1-2 godine Jastučići za grudi. Organic & Natural™ odjeća za bebe od organske vune: nježna i meka. Delikatna vuna i vanjski šav ne iritiraju bebinu kožu.
"Lekcije iz organske hemije" - kvalitativne i kvantitativne činjenice. Termin "organske supstance" u nauku je uveo J.J. Berzelius 1807. Fosfor. M. Berthelot sintetiše masti (1854). Klasifikacija organskih supstanci. A.M. Butlerov sintetiše zašećerenu supstancu (1861). Pitanja. A. Kolbe sintetiše sirćetnu kiselinu (1845).
"Evolucija organskog svijeta" - Ljudska trtica. Hoatzin je moderna ptica, po nekim osobinama slična arheopteriksu. Internet izvori. Evolucija. Echidna. Kazuar je australijski noj. Platypus. Nakon što ste proučili materijal teme „Dokazi evolucije organskog svijeta“, trebali biste biti u stanju: Dokazi o evoluciji organskog svijeta. Prutvirai Patil, 11, je iz sela Sanglivadi u indijskoj državi Maharaštra.
"Organske supstance ćelije" - Hvala na pažnji. Koje su funkcije ugljikohidrata i lipida? Organske supstance koje čine ćeliju. Zaključak. Lipidi. Navedite funkcije proteina. Konsolidacija. Napravite zaključak. Pregledajte domaći. Naučite novu temu. Ugljikohidrati se sastoje od atoma ugljika i molekula vode. Koje se organske supstance nalaze u ćelijama?
"Spike joints" - igle se koriste za jačanje zglobova. Koso dleto za fino tokarenje je naoštreno sa obe strane. Radni dio svrdla ima oblik klina pod uglom od 35°. Ovisno o vrsti ljepila, proizvod se drži u komprimiranom stanju do 24 sata.Dlijeto je dizajnirano za prorezivanje gnijezda i očiju. Karakterističan element oblikovanih dijelova su fileti.
"Biološki aktivna jedinjenja" - Svetska proizvodnja esencijalnih masti i ulja. Latanoprost (Xalatan) je lijek protiv glaukoma (zasnovan na sintetičkom prostaglandinu F2a grupe). Kaskada arahidonske kiseline. Jednostavni lipidi su voskovi. Primarna klasifikacija bioloških membranskih lipida. Biološki aktivna jedinjenja živih organizama.
Tema: ATP i druga organska jedinjenja ćelije /
Faze časa Vrijeme Tok časa
aktivnost nastavnika aktivnost učenika
I. Org Moment Org Moment
II. Provjera d/s 1520 min. 1. učenik za tablom uporedne karakteristike DNK i RNK
2. karakterizacija zenice DNK
3. Zjenička karakterizacija RNK
4. konstrukcija dijela molekule DNK
5. princip komplementarnosti. Šta je. Crtajte na tabli.
III Učenje novog gradiva 20 min. ATP i druga organska jedinjenja ćelije
1. Šta je energija, koje vrste energije poznajete?
2. Zašto je energija neophodna za život svakog organizma?
3. Koje vitamine poznajete? Koja je njihova uloga?
ATP. Struktura. Funkcije. Nukleotidi su strukturna osnova za niz važnih
život organske materije. Najrasprostranjeniji među njima
su visokoenergetska jedinjenja (visokoenergetska jedinjenja koja sadrže bogat
energetske, ili makroergijske, veze), a među potonjima - adenozin trifosfat (ATP).
ATP se sastoji od azotne baze adenina, ugljikohidrata riboze i (za razliku od nukleotida DNK i
RNK) od tri ostatka fosforne kiseline (slika 21).
ATP je univerzalno skladište i nosilac energije u ćeliji. Skoro svi hodaju u kavezu
biohemijske reakcije koje zahtevaju energiju koriste ATP kao izvor.
Odvajanjem jednog ostatka fosforne kiseline, ATP se pretvara u adenozin difosfat (ADP),
ako se izdvoji još jedan ostatak fosforne kiseline (što je izuzetno rijetko), tada ADP
pretvara u adenozin monofosfat (AMP). Prilikom odvajanja trećeg i drugog ostatka fosfora
kiselina oslobađa veliku količinu energije (do 40 kJ). Zato je veza između
ovi ostaci fosforne kiseline nazivaju se makroergijskim (označava se simbolom ~).
Veza između riboze i prvog ostatka fosforne kiseline nije makroergijska, a kada se
cijepanjem se oslobađa samo oko 14 kJ energije.
ATP + H2O ADP + H3PO4+ 40 kJ,
ADP + H2O - AMP + H3PO4 + 40kJ,
Makroergijska jedinjenja mogu se formirati i na bazi drugih nukleotida. Na primjer,
gvanozin trifosfat (GTP) igra važnu ulogu u brojnim biohemijskim procesima, ali ATP
je najčešći i najraznovrsniji izvor energije za većinu
biohemijske reakcije koje se odvijaju u ćeliji. ATP se nalazi u citoplazmi, mitohondrijama,
plastide i jezgra.
Vitamini. Biološki aktivna organska jedinjenja - vitamini (od lat, vita - život)
apsolutno neophodan u malim količinama za normalno funkcionisanje organizama. Oni su
igraju važnu ulogu u metaboličkim procesima, često su sastavni dio enzima.
Vitamine je otkrio ruski doktor N. I. Lunin 1880. godine. Termin "vitamini" je predložen u
1912. od poljskog naučnika K. Funka. Trenutno je poznato oko 50 vitamina. Dnevno
potreba za vitaminima je veoma mala. Dakle, za osobu je najmanje potreban vitamin B12 -
0,003 mg / dan, a najviše - vitamin C - 75 mg / dan.
Vitamini su označeni latiničnim slovima, iako svaki od njih ima ime. Na primjer,
vitamin C - askorbinska kiselina, vitamin A - retinol i tako dalje. Neki vitamini
otapaju se u mastima, a zovu se rastvorljive u mastima (A, D, E, K), ostale su rastvorljive u vodi
(C, B, PP, H) i prema tome se nazivaju rastvorljivi u vodi.
I nedostatak i višak vitamina mogu dovesti do ozbiljnih poremećaja mnogih
fiziološke funkcije u tijelu.
Sažetak časa iz biologije u 10. razredu
Tema lekcije: „ATF i druge org. ćelijske veze"
Svrha lekcije: proučavanje strukture ATP-a.
1. Obrazovni:
- upoznati učenike sa strukturom i funkcijama ATP molekula;
- uvesti druga organska jedinjenja ćelije.
- naučiti školarce da slikaju hidrolizu tranzicije ATP-a u ADP, ADP-a u AMP;
2. Razvijanje:
- formiranje lične motivacije učenika, kognitivnog interesovanja za ovu temu;
- proširiti znanje o energiji hemijskih veza i vitamina
- razvijati intelektualne i kreativne sposobnosti učenika, dijalektičko mišljenje;
- produbiti znanja o odnosu između strukture atoma i strukture PSCE;
- vježbajte stvaranje AMP iz ATP-a i obrnuto.
3. Obrazovni:
- nastaviti razvijati kognitivni interes za strukturu elemenata molekularnog nivoa bilo koje ćelije biološkog objekta.
- formirati tolerantan odnos prema svom zdravlju, znajući kakvu ulogu imaju vitamini u ljudskom organizmu.
Oprema: sto, udžbenik, multimedijalni projektor.
Vrsta lekcije: kombinovano
Struktura lekcije:
- Anketa d/z;
- Istraživanje nove teme;
- Popravljanje nove teme;
- Zadaća;
Plan lekcije:
- Struktura ATP molekula, funkcija;
- Vitamini: klasifikacija, uloga u ljudskom tijelu.
Tokom nastave.
I. Organiziranje vremena.
II. Provjera znanja
- Struktura DNK i RNK (oralno) - frontalni pregled.
- Izgradnja drugog lanca DNK i mRNA (3-4 osobe)
- Biološki diktat (6-7) 1 var. neparni brojevi, 2 varijante-parni
1) Koji od nukleotida nije dio DNK?
2) Ako je nukleotidni sastav DNK -ATT-GCH-TAT-, kakav bi onda trebao biti nukleotidni sastav i-RNA?
3) Kakav je sastav DNK nukleotida?
4) Koja je funkcija mRNA?
5) Šta su DNK i RNK monomeri?
6) Koje su glavne razlike između i-RNA i DNK.
7) Jaka kovalentna veza u molekuli DNK nastaje između: ...
8) Koja vrsta RNK molekula ima najduže lance?
9) Koja vrsta RNK reaguje sa aminokiselinama?
10) Koji nukleotidi su uključeni u RNK?
2) UAA-CHC-AUA
3) Ostatak fosforne kiseline, deoksiriboza, adenin
4) Uklanjanje i prijenos informacija iz DNK
5) nukleotidi,
6) Jednolančani, sadrži ribozu, prenosi informacije
7) Ostatak fosforne kiseline i šećera susjednih nukleotida
10) Adenin, uracil, gvanin, citozin.
(nula grešaka - "5", 1 osh - "4", 2 osh - "3")
III . Učenje novog gradiva
Koje vrste energije poznajete? (kinetički, potencijal.)
Učili ste ove vrste energije na časovima fizike. Biologija takođe ima svoj oblik energije - energiju hemijskih veza. Pretpostavimo da ste pili čaj sa šećerom. Hrana ulazi u želudac, gdje se ukapljuje i odlazi u tanko crijevo, gdje se razgrađuje: od velikih molekula do malih. One. Šećer je ugljikohidratni disaharid koji se razlaže u glukozu. Cepa se i služi kao izvor energije, tj. 50% energije se raspršuje u obliku toplote za održavanje konstantnog t tela, a 50% energije koja se pretvara u ATP energiju pohranjuje se za potrebe ćelija.
Dakle, svrha lekcije je proučavanje strukture ATP molekula.
- Struktura ATP-a i njegova uloga u ćeliji (Objašnjenje nastavnika pomoću tabela i crteža iz udžbenika.)
ATP je otkriven u 1929 Karl Lohmann i 1941. Fritz Lipmann pokazalo da je ATP glavni nosilac energije u ćeliji. ATP se nalazi u citoplazmi, mitohondrijama i jezgru.
ATP - adenozin trifosfat - nukleotid koji se sastoji od azotne baze adenina, riboze ugljikohidrata i 3 H3PO4 ostatka povezana naizmjenično.
- Vitamini i druga organska jedinjenja ćelije.
Pored proučavanih organskih jedinjenja (proteini, masti, ugljeni hidrati) postoje i organska jedinjenja – vitamini. Da li jedete povrće, voće, meso? (Oh naravno!)
Sve ove namirnice su bogate vitaminima. Za normalno funkcioniranje našeg tijela vitaminima iz hrane potrebna je mala količina. Ali nije uvijek količina proizvoda koje konzumiramo u stanju napuniti naše tijelo vitaminima. Tijelo može samostalno sintetizirati neke vitamine, dok druge dolazi samo s hranom (na primjer vitamin K, C).
vitamini - grupa organskih jedinjenja male molekularne težine relativno jednostavne strukture i raznolike hemijske prirode.
Svi vitamini se obično označavaju slovima latinske abecede - A, B, D, F ...
Prema njihovoj rastvorljivosti u vodi i mastima, vitamini se dele na:
VITAMINI
Rastvorljivo u mastima Rastvorljivo u vodi
E, A, D K C, PP, B
Vitamini su uključeni u mnoge biohemijske reakcije, obavljajući katalitičku funkciju kao dio aktivnih centara velikog broja različitih enzimi.
Vitamini igraju važnu ulogu u metabolizam. Koncentracija vitamina u tkivima i dnevna potreba za njima su male, ali pri nedovoljnom unosu vitamina u organizam nastaju karakteristične i opasne patološke promjene.
Većina vitamina se ne sintetiše u ljudskom organizmu, pa se moraju redovno i u dovoljnim količinama unositi u organizam hranom ili u obliku vitaminsko-mineralnih kompleksa i dodataka ishrani.
Dva osnovna patološka stanja povezana su s kršenjem unosa vitamina u organizam:
hipovitaminoza - nedostatak vitamina.
hipervitaminoza - višak vitamina.
avitaminoza - potpuni nedostatak vitamina.
IV . Učvršćivanje materijala
Diskusija o pitanjima tokom frontalnog razgovora:
- Kako je strukturiran ATP molekul?
- Koja je važnost ATP-a u tijelu?
- Kako nastaje ATP?
- Zašto se veze između ostataka fosforne kiseline nazivaju makroergijskim?
- Šta ste naučili o vitaminima?
- Zašto su vam potrebni vitamini u organizmu?
V . Zadaća
Proučite § 1.7 „ATP i druga organska jedinjenja ćelije“, odgovorite na pitanja na kraju pasusa, naučite sažetak