ATP in druge organske spojine celice. ATP in druge organske spojine

Maščobe, polisaharidi in nukleinske kisline, obstaja več tisoč drugih organskih spojin. Pogojno jih lahko razdelimo na končne in vmesne produkte biosinteze in razpada.

Končni produkti biosinteze so organske spojine, ki imajo v telesu samostojno vlogo ali služijo kot monomeri za sintezo biopolimerov. Med končne produkte biosinteze spadajo aminokisline, iz katerih se v celicah sintetizirajo beljakovine; nukleotidi - monomeri, iz katerih se sintetizirajo nukleinske kisline (RNA in DNA); glukoza, ki služi kot monomer za sintezo glikogena, škroba, celuloze.

Pot do sinteze vsakega od končnih produktov poteka skozi številne vmesne spojine. Mnoge snovi se v celicah encimsko cepijo in razgradijo.

Razmislite o nekaterih končnih organskih spojinah.

adenozin fosforne kisline. Posebno pomembno vlogo v bioenergetiki celice ima adenil nukleotid, na katerega sta vezana še dva ostanka fosforne kisline. Ta snov se imenuje adenozin trifosfat (ATP). V kemičnih vezeh med ostanki fosforne kisline molekule ATP je shranjena energija (E), ki se sprosti ob izločanju fosfata:

ATP - ADP+P+E

Pri tej reakciji nastaneta adenozin difosforna kislina (ADP) in fosforna kislina (fosfat, F).

Vse celice porabljajo energijo ATP za procese biosinteze, gibanja, proizvodnje toplote, prenosa živčnih impulzov, luminiscence (na primer pri luminiscentnih bakterijah), torej za vse življenjske procese.

ATP je univerzalni akumulator biološke energije. Svetlobna energija Sonca in energija, ki jo vsebuje zaužita hrana, sta shranjeni v molekulah ATP.

Regulativne in signalne snovi. Končni produkti biosinteze so snovi, ki igrajo pomembno vlogo pri uravnavanju fizioloških procesov in razvoju organizma. Sem spadajo številni živalski hormoni. Poleg beljakovinskih hormonov, ki so omenjeni v § 4, so znani hormoni neproteinske narave. Nekateri uravnavajo vsebnost natrijevih in vodnih ionov v telesu živali, drugi zagotavljajo puberteto in igrajo pomembno vlogo pri razmnoževanju živali. Hormoni tesnobe ali stresa (na primer adrenalin) v pogojih stresa povečajo sproščanje glukoze v kri, kar na koncu povzroči povečanje sinteze ATP in aktivno uporabo energije, ki jo telo shrani.

Žuželke proizvajajo številne posebne dišeče snovi, ki delujejo kot signali, ki obveščajo o prisotnosti hrane, o nevarnosti, privabljajo samice samcem (in obratno).

Rastline imajo svoje hormone. Pod vplivom nekaterih hormonov se zorenje rastlin bistveno pospeši, njihova produktivnost pa se poveča.

Rastline proizvajajo na stotine različnih hlapnih in nehlapnih spojin, ki pritegnejo žuželke, ki prenašajo cvetni prah; odganjajo ali zastrupljajo žuželke, ki se hranijo z rastlinami; včasih zavirajo razvoj rastlin drugih vrst, ki rastejo v bližini in tekmujejo za minerale v tleh.

vitamini. Vitamini so končni produkti biosinteze. Sem spadajo vitalne spojine, ki jih organizmi te vrste ne morejo sintetizirati sami, ampak jih morajo prejeti v končni obliki od zunaj. Na primer, vitamin C (askorbinska kislina) se sintetizira v celicah večine živali, pa tudi v celicah rastlin in mikroorganizmov. Celice ljudi, velikih opic, morskih prašičkov in nekaterih vrst netopirjev so izgubile sposobnost sintetiziranja askorbinske kisline. Zato je vitamin samo za ljudi in živalske sezname. Vitamina PP (nikotinske kisline) živali ne sintetizirajo, sintetizirajo pa ga vse rastline in številne bakterije.

Večina znanih vitaminov v celici postane sestavina encimov in sodeluje v biokemičnih reakcijah.

Dnevna potreba človeka po posameznem vitaminu je nekaj mikrogramov. Potreben je samo vitamin C v količini približno 100 mg na dan.

Pomanjkanje številnih vitaminov v človeškem in živalskem telesu vodi do motenj v delovanju encimov in je vzrok za resne bolezni - beriberi. Na primer, pomanjkanje vitamina C je vzrok za resno bolezen - skorbut, s pomanjkanjem vitamina D se pri otrocih razvije rahitis.

Adenozin trifosforna kislina - ATP

Nukleotidi so strukturna osnova za številne organske snovi, pomembne za življenje, na primer makroergične spojine.
ATP je univerzalni vir energije v vseh celicah. adenozin trifosforna kislina oz adenozin trifosfat.
ATP se nahaja v citoplazmi, mitohondrijih, plastidih in celičnih jedrih ter je najpogostejši in univerzalni vir energije za večino biokemičnih reakcij, ki potekajo v celici.
ATP zagotavlja energijo za vse funkcije celice: mehansko delo, biosintezo snovi, delitev itd. V povprečju je vsebnost ATP v celici približno 0,05% njene mase, v tistih celicah, kjer so stroški ATP visoki (na primer v celicah jeter, progastih mišicah), lahko njegova vsebnost doseže do 0,5%.

Struktura ATP

ATP je nukleotid, sestavljen iz dušikove baze - adenina, ogljikovega hidrata riboze in treh ostankov fosforne kisline, od katerih dva hranita veliko količino energije.

Vez med ostanki fosforne kisline se imenuje makroergični(označujemo jo s simbolom ~ ), saj se pri njenem pretrganju sprosti skoraj 4-krat več energije kot pri razcepu drugih kemičnih vezi.

ATP je nestabilna struktura in pri ločevanju enega ostanka fosforne kisline, ATP preide v adenozin difosfat (ADP) in sprosti 40 kJ energije.

Drugi nukleotidni derivati

Nosilci vodika so posebna skupina nukleotidnih derivatov. Molekularni in atomski vodik ima visoko kemijsko aktivnost in se sprošča ali absorbira med različnimi biokemičnimi procesi. Eden najbolj razširjenih nosilcev vodika je nikotinamid dinukleotid fosfat(NADP).

Molekula NADP lahko veže dva atoma ali eno molekulo prostega vodika in se spremeni v reducirano obliko. NADP H 2 . V tej obliki lahko vodik uporabimo v različnih biokemičnih reakcijah.
Nukleotidi lahko sodelujejo tudi pri uravnavanju oksidativnih procesov v celici.

vitamini

Vitamini (iz lat. vita- življenje) - kompleksne bioorganske spojine, ki so v majhnih količinah nujno potrebne za normalno delovanje živih organizmov. Vitamini se od drugih organskih snovi razlikujejo po tem, da se ne uporabljajo kot vir energije ali gradbeni material. Nekatere vitamine lahko organizmi sintetizirajo sami (npr. bakterije lahko sintetizirajo skoraj vse vitamine), druge vitamine vnesemo v telo s hrano.
Vitamine običajno označujemo s črkami latinske abecede. Sodobna klasifikacija vitaminov temelji na njihovi sposobnosti raztapljanja v vodi in maščobah (razdeljeni so v dve skupini: topen v vodi(B 1 , B 2 , B 5 , B 6 , B 12 , PP , C) in topen v maščobi(A, D, E, K)).

Vitamini so vključeni v skoraj vse biokemične in fiziološke procese, ki skupaj sestavljajo presnovo. Tako pomanjkanje kot presežek vitaminov lahko povzroči resno okvaro številnih fizioloških funkcij v telesu.

"Ekološka volna" - Set za novorojenčka. Otroka ohranja v prijetni toplini in ne ovira gibanja. Energija volne je podobna energiji mame. Absorbira vlago. Višina 86, 1-2 leti Blazinice za prsi. Otroška oblačila Organic & Natural™ iz organske volne: nežna in mehka. Nežna volna in zunanji šiv ne dražita otrokove kože.

"Lekcije organske kemije" - kvalitativna in kvantitativna dejstva. Izraz "organske snovi" je v znanost uvedel J. J. Berzelius leta 1807. fosfor. M. Berthelot sintetizira maščobe (1854). Razvrstitev organskih snovi. A. M. Butlerov sintetizira sladko snov (1861). Vprašanja. A. Kolbe sintetizira ocetno kislino (1845).

"Evolucija organskega sveta" - Človeška trtica. Hoatzin je sodobna ptica, po nekaterih lastnostih podobna arheopteriksu. Internetni viri. Evolucija. Echidna. Kazuar je avstralski noj. Platypus. Ko ste preučili gradivo teme "Dokazi o razvoju organskega sveta", bi morali biti sposobni: Dokazi o razvoju organskega sveta. 11-letni Prutvirai Patil je iz vasi Sanglivadi v indijski zvezni državi Maharaštra.

"Organske snovi celice" - Hvala za vašo pozornost. Kakšne so funkcije ogljikovih hidratov in lipidov? Organske snovi, ki tvorijo celico. Zaključek. Lipidi. Naštej funkcije beljakovin. Utrjevanje. Naredi zaključek. Pregled domače naloge Naučite se nove teme. Ogljikovi hidrati so sestavljeni iz ogljikovih atomov in molekul vode. Katere organske snovi najdemo v celicah?

"Spike joints" - zatiči se uporabljajo za krepitev sklepov. Poševno dleto za fino struženje je obojestransko nabrušeno. Delovni del svedra ima obliko klina s kotom 35°. Odvisno od vrste lepila se izdelek obdrži v stisnjenem stanju do 24 ur.Dleto je namenjeno za rezanje gnezd in ušes. Značilen element oblikovanih delov so zaokrožitve.

"Biološko aktivne spojine" - Svetovna proizvodnja esencialnih maščob in olj. Latanoprost (Xalatan) je zdravilo proti glavkomu (na osnovi sintetičnega prostaglandina skupine F2a). Kaskada arahidonske kisline. Preprosti lipidi so voski. Primarna klasifikacija bioloških membranskih lipidov. Biološko aktivne spojine živih organizmov.

Tema: ATP in druge organske spojine celice /
Faze lekcije Čas Potek lekcije
dejavnost učitelja dejavnost študenta
I. Org Moment Org Moment
II. Preverjanje d / s 1520 min. 1. učenec pri tabli primerjalne značilnosti DNK in RNK
2. učenčeva karakterizacija DNK
3. Učenčeva karakterizacija RNA
4. izgradnja odseka molekule DNA
5. načelo komplementarnosti. Kaj je to. Nariši na tablo.
III Učenje nove snovi 20 min. ATP in druge organske spojine celice

1. Kaj je energija, katere vrste energije poznate?
2. Zakaj je energija potrebna za življenje vsakega organizma?
3. Katere vitamine poznate? Kakšna je njihova vloga?
ATP. Struktura. Funkcije. Nukleotidi so strukturna osnova za številne pomembne
življenje organske snovi. Najbolj razširjena med njimi
so visokoenergijske spojine (visokoenergijske spojine, ki vsebujejo bogat
energijske ali makroergične vezi) in med slednjimi - adenozin trifosfat (ATP).
ATP je sestavljen iz dušikove baze adenina, ogljikovih hidratov riboze in (za razliko od nukleotidov DNK in
RNA) treh ostankov fosforne kisline (slika 21).
ATP je univerzalno skladišče in nosilec energije v celici. Skoraj vsi hodijo v kletki
biokemične reakcije, ki zahtevajo energijo, kot vir uporabljajo ATP.
Z ločitvijo enega ostanka fosforne kisline se ATP pretvori v adenozin difosfat (ADP),
če se loči drug ostanek fosforne kisline (kar je izjemno redko), potem ADP
pretvori v adenozin monofosfat (AMP). Pri ločevanju tretjega in drugega ostanka fosforja
kislina sprosti veliko količino energije (do 40 kJ). Zato je povezava med
ti ostanki fosforne kisline se imenujejo makroergični (označujemo ga s simbolom ~).
Vez med ribozo in prvim ostankom fosforne kisline ni makroergična in ko
cepitev sprosti le približno 14 kJ energije.
ATP + H2O ADP + H3PO4+ 40 kJ,
ADP + H2O - AMP + H3PO4 + 40kJ,
Makroergične spojine lahko nastanejo tudi na osnovi drugih nukleotidov. na primer
gvanozin trifosfat (GTP) ima pomembno vlogo v številnih biokemičnih procesih, vendar ATP
je za večino najpogostejši in vsestranski vir energije
biokemične reakcije, ki potekajo v celici. ATP se nahaja v citoplazmi, mitohondrijih,
plastide in jedra.
vitamini. Biološko aktivne organske spojine - vitamini (iz lat, vita - življenje)
v majhnih količinah nujno potrebna za normalno delovanje organizmov. So
imajo pomembno vlogo v presnovnih procesih, pogosto so sestavni del encimov.
Vitamine je odkril ruski zdravnik N. I. Lunin leta 1880. Izraz "vitamini" je bil predlagan l.
1912 poljski znanstvenik K. Funk. Trenutno je znanih približno 50 vitaminov. Dnevno
potreba po vitaminih je zelo majhna. Torej je za človeka vitamin B12 najmanj potreben -
0,003 mg / dan, predvsem pa vitamin C - 75 mg / dan.
Vitamini so označeni z latinskimi črkami, čeprav ima vsak od njih svoje ime. na primer
vitamin C - askorbinska kislina, vitamin A - retinol in tako naprej. Nekateri vitamini
se topijo v maščobah in jih imenujemo maščobno topne (A, D, E, K), druge pa so topne v vodi
(C, B, PP, H) in se zato imenujejo vodotopni.
Tako pomanjkanje kot presežek vitaminov lahko pri mnogih povzroči resne motnje
fiziološke funkcije v telesu.

Povzetek lekcije biologije v 10. razredu

Tema lekcije: »ATF in druge org. celične povezave"

Namen lekcije: preučiti strukturo ATP.

1. Izobraževalni:

  • seznaniti učence z zgradbo in delovanjem molekule ATP;
  • uvesti druge organske spojine celice.
  • naučiti šolarje slikati hidrolizo prehoda ATP v ADP, ADP v AMP;

2. Razvijanje:

  • oblikovati osebno motivacijo študentov, kognitivni interes za to temo;
  • razširiti znanje o energiji kemičnih vezi in vitaminih
  • razvijati intelektualne in ustvarjalne sposobnosti učencev, dialektično mišljenje;
  • poglobiti znanje o razmerju med zgradbo atoma in zgradbo PSCE;
  • vadite tvorbo AMP iz ATP in obratno.

3. Izobraževalni:

  • še naprej razvijati kognitivni interes za strukturo elementov molekularne ravni katere koli celice biološkega objekta.
  • oblikovati toleranten odnos do svojega zdravja, vedoč, kakšno vlogo igrajo vitamini v človeškem telesu.

Oprema: tabela, učbenik, multimedijski projektor.

Vrsta lekcije: kombinirano

Struktura lekcije:

  1. Anketa d/z;
  2. Raziskovanje nove teme;
  3. Popravljanje nove teme;
  4. Domača naloga;

Učni načrt:

  1. Zgradba molekule ATP, delovanje;
  2. Vitamini: razvrstitev, vloga v človeškem telesu.

Med poukom.

jaz. Organiziranje časa.

II. Preverjanje znanja

  1. Zgradba DNK in RNK (ustno) - frontalni pregled.
  2. Izgradnja druge verige DNA in mRNA (3-4 osebe)
  3. Biološki diktat (6-7) 1 var. liha števila, 2 varianti-sodo

1) Kateri od nukleotidov ni del DNK?

2) Če je nukleotidna sestava DNA -ATT-GCH-TAT-, kakšna bi morala biti nukleotidna sestava i-RNA?

3) Kakšna je sestava nukleotida DNA?

4) Kakšna je funkcija mRNA?

5) Kaj so monomeri DNA in RNA?

6) Katere so glavne razlike med i-RNK in DNK.

7) Močna kovalentna vez v molekuli DNA nastane med: ...

8) Katera vrsta molekule RNA ima najdaljše verige?

9) Katera vrsta RNA reagira z aminokislinami?

10) Kateri nukleotidi so vključeni v RNA?

2) UAA-CHC-AUA

3) Ostanek fosforne kisline, deoksiriboza, adenin

4) Odstranitev in prenos informacij iz DNK

5) nukleotidi,

6) Enoverižni, vsebuje ribozo, prenaša informacije

7) Ostanek fosforne kisline in sladkorji sosednjih nukleotidov

10) Adenin, uracil, gvanin, citozin.

(nič napak - "5", 1 osh - "4", 2 osh - "3")

III . Učenje nove snovi

Katere vrste energije poznate? (Kinetično, potencialno.)

Te vrste energije ste preučevali pri pouku fizike. Tudi biologija ima svojo obliko energije – energijo kemičnih vezi. Recimo, da ste pili čaj s sladkorjem. Hrana vstopi v želodec, kjer se utekočini in gre v tanko črevo, kjer se razgradi: velike molekule na majhne. Tisti. Sladkor je disaharid ogljikovih hidratov, ki se razgradi v glukozo. Razcepi se in služi kot vir energije, tj. 50 % energije se razprši v obliki toplote za vzdrževanje stalne t telesa, 50 % energije, ki se pretvori v energijo ATP, pa se shrani za potrebe celica.

Torej, namen lekcije je preučiti strukturo molekule ATP.

  1. Struktura ATP in njegova vloga v celici (Razlaga učitelja z uporabo tabel in risb učbenika.)

ATP so odkrili v 1929 Karl Lohmann in 1941 Fritz Lipmann pokazala, da je ATP glavni nosilec energije v celici. ATP se nahaja v citoplazmi, mitohondrijih in jedru.

ATP - adenozin trifosfat - nukleotid, sestavljen iz dušikove baze adenina, ogljikovega hidrata riboze in 3 izmenično povezanih ostankov H3PO4.

  1. Vitamini in druge organske spojine celice.

Poleg proučevanih organskih spojin (beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov) obstajajo organske spojine - vitamini. Ali jeste zelenjavo, sadje, meso? (Oh seveda!)

Vsa ta živila vsebujejo veliko vitaminov. Za normalno delovanje našega telesa vitamini iz hrane potrebujejo majhno količino. Vendar pa količina izdelkov, ki jih zaužijemo, ne more vedno napolniti našega telesa z vitamini. Telo lahko nekatere vitamine sintetizira samo, druge pa dobi le s hrano (na primer vitamin K, C).

vitamini - skupina nizkomolekularnih organskih spojin razmeroma enostavne strukture in raznolike kemijske narave.

Vsi vitamini so običajno označeni s črkami latinske abecede - A, B, D, F ...

Glede na topnost v vodi in maščobah delimo vitamine na:

VITAMINI

Topen v maščobi Topen v vodi

E, A, D K C, PP, B

Vitamini so vključeni v številne biokemične reakcije in opravljajo katalitično funkcijo kot del aktivnih centrov velikega števila različnih encimi.

Vitamini igrajo pomembno vlogo pri metabolizem. Koncentracija vitaminov v tkivih in dnevne potrebe po njih so majhne, ​​vendar z nezadostnim vnosom vitaminov v telo pride do značilnih in nevarnih patoloških sprememb.

Večina vitaminov se v človeškem telesu ne sintetizira, zato jih je treba telesu redno in v zadostnih količinah vnašati s hrano ali v obliki vitaminsko-mineralnih kompleksov in prehranskih dopolnil.

Dva temeljna patološka stanja sta povezana s kršitvijo vnosa vitaminov v telo:

Hipovitaminoza - pomanjkanje vitamina.

hipervitaminoza - presežek vitamina.

Avitaminoza - popolno pomanjkanje vitaminov.

IV . Pritrjevanje materiala

Razprava o vprašanjih med frontalnim pogovorom:

  1. Kako je zgrajena molekula ATP?
  2. Kakšen je pomen ATP v telesu?
  3. Kako nastane ATP?
  4. Zakaj se vezi med ostanki fosforne kisline imenujejo makroergične?
  5. Kaj ste se naučili o vitaminih?
  6. Zakaj potrebujete vitamine v telesu?

V . Domača naloga

Preučite § 1.7 »ATP in druge organske spojine celice«, odgovorite na vprašanja na koncu odstavka, naučite se povzetka