>> ATP og andre organiske forbindelser celler
ATP og andre organiske forbindelser i cellen.
1. Hvilke organiske stoffer kjenner du til?
2. Hvilke vitaminer kjenner du til? Hva er deres rolle?
3. Hvilke typer energi kjenner du til?
4. Hvorfor er energi nødvendig for livet til en organisme?
Adenosintrifosfat (ATP) er et nukleotid som består av den nitrogenholdige basen adenin, karbohydrater ribose og tre fosforsyrerester (fig. 12), funnet i cytoplasma, mitokondrier, plastider og kjerner.
ATP er en ustabil struktur. Ved separering av en fosforrest syrer ATP blir til adenosindifosfat (ADP), hvis en annen fosforsyrerest blir separert (som er ekstremt sjelden), blir ADP til adenosinmonofosfat (AMP). Når hver fosforsyrerest skilles ut, frigjøres 40 kJ energi.
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ,
ADP + H2O →AMP + H3PO4 + 40 kJ.
Bindingen mellom fosforsyrerester kalles høyenergi (det er betegnet med symbolet -) siden bruddet frigjør nesten fire ganger mer energi enn spaltningen av andre kjemiske bindinger (fig. 13).
ATP er en universell energikilde for alle reaksjoner som skjer i cellen.
Vitaminer (fra latin vita - liv) er komplekse bioorganiske forbindelser som er nødvendige i små mengder for normalt liv. organismer. I motsetning til andre organiske stoffer brukes ikke vitaminer som energikilde eller byggemateriale. Organismer kan syntetisere noen vitaminer selv (for eksempel kan bakterier syntetisere nesten alle vitaminer), andre vitaminer kommer inn i kroppen med mat.
Vitaminer er vanligvis betegnet med bokstaver i det latinske alfabetet. Den moderne klassifiseringen av vitaminer er basert på deres evne til å løse seg opp i vann og fett. Det finnes fettløselige (A, D, E og K) og vannløselige (B, C, PP, etc.) vitaminer.
Vitaminer spiller en stor rolle i metabolismen og andre vitale prosesser i kroppen. Både mangel og overskudd av vitaminer kan føre til alvorlige forstyrrelser i mange fysiologiske funksjoner i kroppen.
I tillegg til de organiske forbindelsene oppført ovenfor (karbohydrater, lipider, ekorn, nukleinsyrer, vitaminer) det er alltid mange andre organiske stoffer i enhver celle. De er mellom- eller sluttprodukter av biosyntese og nedbrytning.
Adenosintrifosfat (ATP). Adenosindifosfat (ADP). Adenosinmonofosfat (AMP). Makroergisk forbindelse.
Vitaminer er fettløselige og vannløselige.
1. Hva er strukturen til ATP-molekylet?
2. Hvilken funksjon utfører ATP?
3. Hvilke sammenhenger kalles makroerge?
4. Hvilken rolle spiller vitaminer i kroppen?
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologi 9. klasse
Sendt inn av lesere fra nettsiden
Fett, polysakkarider og nukleinsyrer, det finnes flere tusen andre organiske forbindelser. De kan deles inn i slutt- og mellomprodukter av biosyntese og dekomponering.
Sluttproduktene av biosyntese er organiske forbindelser som spiller en uavhengig rolle i kroppen eller fungerer som monomerer for syntese av biopolymerer. Sluttproduktene av biosyntese inkluderer aminosyrer, hvorfra proteiner syntetiseres i celler; nukleotider - monomerer som nukleinsyrer (RNA og DNA) syntetiseres fra; glukose, som fungerer som en monomer for syntese av glykogen, stivelse og cellulose.
Veien til syntesen av hvert av sluttproduktene går gjennom en serie mellomforbindelser. Mange stoffer gjennomgår enzymatisk nedbrytning og nedbrytning i cellene.
La oss se på noen endelige organiske forbindelser.
Adenosin fosforsyrer. En spesielt viktig rolle i cellens bioenergetikk spilles av adenylnukleotidet, som ytterligere to fosforsyrerester er festet til. Dette stoffet kalles adenosintrifosforsyre (ATP). Energi (E) er lagret i de kjemiske bindingene mellom fosforsyrerestene til ATP-molekylet, som frigjøres når fosfatet fjernes:
ATP - ADP+P+E
Denne reaksjonen produserer adenosindifosforsyre (ADP) og fosforsyre (fosfat, P).
Alle celler bruker ATP-energi til prosessene med biosyntese, bevegelse, varmeproduksjon, overføring av nerveimpulser, luminescens (for eksempel i selvlysende bakterier), dvs. for alle vitale prosesser.
ATP er en universell biologisk energiakkumulator. Solens lysenergi og energien i maten som konsumeres, lagres i ATP-molekyler.
Regulerings- og signalstoffer. Sluttproduktene av biosyntese er stoffer som spiller en viktig rolle i reguleringen fysiologiske prosesser og utvikling av kroppen. Disse inkluderer mange dyrehormoner. Sammen med proteinhormonene omtalt i § 4 er hormoner av ikke-proteinart kjent. Noen av dem regulerer innholdet av natriumioner og vann i dyrekroppen, andre sikrer puberteten og spiller en viktig rolle i reproduksjonen av dyr. Hormoner av angst eller stress (for eksempel adrenalin) under stress øker frigjøringen av glukose til blodet, noe som til slutt fører til en økning i ATP-syntese og aktiv bruk av energi lagret av kroppen.
Insekter produserer en rekke spesielle luktstoffer som fungerer som signaler som indikerer tilstedeværelse av mat, fare og tiltrekker hunner til hanner (og omvendt).
Planter har sine egne hormoner. Under påvirkning av visse hormoner blir modningen av planter betydelig akselerert og deres produktivitet øker.
Planter produserer hundrevis av forskjellige flyktige og ikke-flyktige forbindelser som tiltrekker seg pollenbærende insekter; frastøte eller forgifte insekter som lever av planter; noen ganger undertrykke utviklingen av planter av andre arter som vokser i nærheten og konkurrerer om mineraler i jorda.
Vitaminer. Sluttproduktene av biosyntese inkluderer vitaminer. Disse inkluderer livsviktige forbindelser som organismer av en gitt art ikke er i stand til å syntetisere selv, men må motta ferdige fra utsiden. For eksempel syntetiseres vitamin C (askorbinsyre) i cellene til de fleste dyr, så vel som i cellene til planter og mikroorganismer. Celler av mennesker, aper, marsvin og noen arter av flaggermus har mistet evnen til å syntetisere askorbinsyre. Derfor er det et vitamin kun for mennesker og de listede dyrene. Dyr er ikke i stand til å syntetisere vitamin PP (nikotinsyre), men alle planter og mange bakterier syntetiserer det.
De fleste av de kjente vitaminene i cellen blir komponenter av enzymer og deltar i biokjemiske reaksjoner.
Menneskets daglige behov for hvert vitamin er flere mikrogram. Kun vitamin C er nødvendig i en mengde på ca. 100 mg per dag.
Mangelen på en rekke vitaminer i menneske- og dyrekroppen fører til forstyrrelse av enzymer og er årsaken til alvorlige sykdommer - vitaminmangel. For eksempel forårsaker mangel på vitamin C en alvorlig sykdom - skjørbuk med mangel på vitamin D utvikler rakitt hos barn.
"Økologisk ull" - Sett for nyfødte. Hold babyen din komfortabel og varm uten å begrense bevegelsen. Energien til ull ligner energien til mor. Absorberer fuktighet. Høyde 86, 1-2 år Brystinnlegg. Organic & Natural™ Babyklær laget av økologisk ull: Delikat og mykt. Delikat ull og ytre søm irriterer ikke babyens hud.
"Leksjoner i organisk kjemi" - kvalitativ og kvantitativ fakta. Begrepet "organiske stoffer" ble introdusert i vitenskapen av J.Ya Berzelius i 1807. Fosfor. M. Berthelot syntetiserer fett (1854). Klassifisering av organiske stoffer. A.M. Butlerov syntetiserer et sukkerholdig stoff (1861). Spørsmål. A. Kolbe syntetiserer eddiksyre (1845).
"Evolusjon av den organiske verden" - Human coccyx. Hoatzin er en moderne fugl, som i noen trekk ligner Archaeopteryx. Internett-kilder. Utvikling. Echidna. Cassowary er en australsk struts. Platypus. Etter å ha studert materialet om emnet "Evidence of Evolution organisk verden» Du bør kunne: Bevis på utviklingen av den organiske verden. Elleve år gamle Pruthviraj Patil er fra landsbyen Sangliwadi i den indiske delstaten Maharashtra.
"Organiske stoffer i celler" - Takk for oppmerksomheten. Hva er funksjonene til karbohydrater og lipider? Organiske stoffer som utgjør en celle. Konklusjon. Lipider. List opp funksjonene til proteiner. Konsolidering. Trekke en konklusjon. Gjenta leksene dine Studer et nytt emne. Karbohydrater består av karbonatomer og vannmolekyler. Hvilke organiske stoffer utgjør cellene?
"Fingerledd" - Dybler brukes til å styrke leddene. En skrå meisel for avsluttende dreiing er slipt på begge sider. Arbeidsdelen av borkronen har form som en kile med en vinkel på 35. Avhengig av limtype holdes produktet i komprimert tilstand i opptil 24 timer. Meiselen er beregnet for meisling av fatninger og øyne. Et karakteristisk element i formede deler er fileter.
"Biologisk aktive forbindelser" - Verdensproduksjon av essensielle fettstoffer og oljer. Latanoprost (Xalatan) er et antiglaukommiddel (basert på syntetisk prostaglandingruppe F2a). Kaskade av arakidonsyre. Enkle lipider er voks. Primær klassifisering av biologiske membranlipider. Biologisk aktive forbindelser av levende organismer.
Fullt navn på utdanningsinstitusjon:Institutt for videregående yrkesopplæring Tomsk Region OGBPOU "Kolpashevo Social-Industrial College"
Kurs: Biologi
Seksjon: Generell biologi
Aldersgruppe: Karakter 10
Emne: Biopolymerer. Nukleinsyrer, ATP og andre organiske forbindelser.
Hensikten med leksjonen: fortsette studiet av biopolymerer, bidra til dannelsen av logiske teknikker og kognitive evner.
Leksjonens mål:
Pedagogisk:introdusere elevene til begrepene nukleinsyrer, fremme forståelse og assimilering av materialet.
Pedagogisk: utvikle de kognitive egenskapene til elevene (evnen til å se et problem, evnen til å stille spørsmål).
Pedagogisk: å danne positiv motivasjon for å studere biologi, ønsket om å oppnå det endelige resultatet, evnen til å ta beslutninger og trekke konklusjoner.
Implementeringstid: 90 min.
Utstyr:
- PC og videoprojektor;
- forfatterens presentasjon laget i Power Point;
- utlevering didaktisk stoff(aminosyrekodeliste);
Plan:
1. Typer nukleinsyrer.
2. Struktur av DNA.
3. Hovedtyper av RNA.
4. Transkripsjon.
5. ATP og andre organiske forbindelser i cellen.
Fremdrift av leksjonen:
I. Organisatorisk øyeblikk.
Sjekker beredskapen for timen.
II. Gjentakelse.
Muntlig undersøkelse:
1. Beskriv funksjonene til fett i cellen.
2. Hva er forskjellen mellom proteinbiopolymerer og karbohydratbiopolymerer? Hva er likhetene deres?
Testing (3 alternativer)
III. Lære nytt stoff.
1. Typer nukleinsyrer.Navnet nukleinsyrer kommer fra det latinske ordet "nukleos", dvs. kjerne: De ble først oppdaget i cellekjerner. Det er to typer nukleinsyrer i celler: deoksyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA). Disse biopolymerene består av monomerer kalt nukleotider. Nukleotidmonomerene til DNA og RNA er like i grunnleggende strukturelle trekk og spiller en sentral rolle i lagring og overføring av arvelig informasjon. Hvert nukleotid består av tre komponenter forbundet med sterke kjemiske bindinger. Hvert av nukleotidene som utgjør RNA inneholder et trikarbonsukker - ribose; en av fire organiske forbindelser kalt nitrogenholdige baser - adenin, guanin, cytosin, uracil (A, G, C, U); fosforsyrerester.
2. Struktur av DNA . Nukleotidene som utgjør DNA inneholder en fem-karbon sukker - deoksyribose; en av fire nitrogenholdige baser: adenin, guanin, cytosin, tymin (A, G, C, T); fosforsyrerester.
I sammensetningen av nukleotider er en nitrogenholdig base festet til et molekyl av ribose (eller deoksyribose) på den ene siden, og en fosforsyrerest på den andre. Nukleotidene er forbundet med hverandre til lange kjeder dannes av regelmessig vekslende sukker- og fosforsyrerester, og sidegruppene i denne kjeden er fire typer uregelmessig vekslende nitrogenholdige baser.
DNA-molekylet er en struktur som består av to tråder, som er forbundet med hverandre langs hele lengden med hydrogenbindinger. Denne strukturen, unik for DNA-molekyler, kalles en dobbel helix. Et trekk ved DNA-strukturen er at overfor den nitrogenholdige basen A i den ene kjeden ligger den nitrogenholdige basen T i den andre kjeden, og den nitrogenholdige basen C er alltid plassert overfor den nitrogenholdige basen G.
Skjematisk kan det som er sagt uttrykkes som følger:
A (adenin) - T (tymin)
T (tymin) - A (adenin)
G (guanin) - C (cytosin)
C (cytosin) - G (guanin)
Disse parene av baser kalles komplementære baser (som utfyller hverandre). DNA-tråder der basene er plassert komplementære til hverandre kalles komplementære tråder.
Modellen for strukturen til DNA-molekylet ble foreslått av J. Watson og F. Crick i 1953. Den ble fullstendig bekreftet eksperimentelt og spilte en ekstremt viktig rolle i utviklingen av molekylærbiologi og genetikk.
Ordningsrekkefølgen av nukleotider i DNA-molekyler bestemmer rekkefølgen for arrangement av aminosyrer i lineære proteinmolekyler, dvs. deres primære struktur. Et sett med proteiner (enzymer, hormoner, etc.) bestemmer egenskapene til cellen og organismen. DNA-molekyler lagrer informasjon om disse egenskapene og gir dem videre til generasjoner av etterkommere, det vil si at de er bærere av arvelig informasjon. DNA-molekyler finnes hovedsakelig i cellekjerner og i små mengder i mitokondrier og kloroplaster.
3. Hovedtyper av RNA.Arvelig informasjon lagret i DNA-molekyler realiseres gjennom proteinmolekyler. Informasjon om strukturen til proteinet overføres til cytoplasmaet av spesielle RNA-molekyler, som kalles messenger-RNA (i-RNA). Messenger-RNA overføres til cytoplasmaet, hvor proteinsyntese skjer ved hjelp av spesielle organeller - ribosomer. Det er messenger-RNA, som er bygget komplementært til en av DNA-trådene, som bestemmer rekkefølgen på aminosyrer i proteinmolekyler.
En annen type RNA deltar også i proteinsyntesen - transport-RNA (t-RNA), som bringer aminosyrer til stedet for dannelse av proteinmolekyler - ribosomer, en slags fabrikker for produksjon av proteiner.
Ribosomer inkluderer en tredje type RNA, det såkalte ribosomale RNA (r-RNA), som bestemmer strukturen og funksjonen til ribosomer.
Hvert RNA-molekyl, i motsetning til et DNA-molekyl, er representert av en enkelt tråd; Den inneholder ribose i stedet for deoksyribose og uracil i stedet for tymin.
Så, Nukleinsyrer utfører de viktigste biologiske funksjonene i cellen. DNA lagrer arvelig informasjon om alle egenskapene til cellen og organismen som helhet. Forskjellige typer RNA deltar i implementeringen av arvelig informasjon gjennom proteinsyntese.
4. Transkripsjon.
Prosessen med mRNA-dannelse kalles transkripsjon (fra latin "transkripsjon" - omskriving). Transkripsjon skjer i cellekjernen. DNA → mRNA med deltagelse av polymeraseenzymet.tRNA fungerer som en oversetter fra "språket" til nukleotidene til "språket" av aminosyrer,tRNA mottar en kommando fra mRNA - antikodonet gjenkjenner kodonet og bærer aminosyren.
5. ATP og andre organiske forbindelser i cellen
I enhver celle, i tillegg til proteiner, fett, polysakkarider og nukleinsyrer, er det flere tusen andre organiske forbindelser. De kan deles inn i slutt- og mellomprodukter av biosyntese og nedbrytning.
Sluttprodukter av biosynteseer organiske forbindelser som spiller en uavhengig rolle i kroppen eller fungerer som monomerer for syntese av biopolymerer. Sluttproduktene av biosyntese inkluderer aminosyrer, hvorfra proteiner syntetiseres i celler; nukleotider - monomerer som nukleinsyrer (RNA og DNA) syntetiseres fra; glukose, som fungerer som en monomer for syntese av glykogen, stivelse og cellulose.
Veien til syntesen av hvert av sluttproduktene går gjennom en serie mellomforbindelser. Mange stoffer gjennomgår enzymatisk nedbrytning og nedbrytning i cellene.
Sluttproduktene av biosyntese er stoffer som spiller en viktig rolle i reguleringen av fysiologiske prosesser og utviklingen av kroppen. Disse inkluderer mange dyrehormoner. Hormoner av angst eller stress (for eksempel adrenalin) under stress øker frigjøringen av glukose til blodet, noe som til slutt fører til en økning i ATP-syntese og aktiv bruk av energi lagret av kroppen.
Adenosin fosforsyrer.En spesielt viktig rolle i cellens bioenergetikk spilles av adenylnukleotidet, som ytterligere to fosforsyrerester er festet til. Dette stoffet kalles adenosintrifosforsyre (ATP). ATP molekyl er et nukleotid dannet av den nitrogenholdige basen adenin, 5-karbon sukker ribose og tre fosforsyrerester. Fosfatgruppene i ATP-molekylet er forbundet med hverandre ved hjelp av høyenergiske (makroerge) bindinger.
ATP - universell biologisk energiakkumulator. Solens lysenergi og energien i maten som konsumeres, lagres i ATP-molekyler.
Gjennomsnittlig levetid for 1 ATP-molekyl i menneskekroppen er mindre enn ett minutt, så det brytes ned og gjenopprettes 2400 ganger om dagen.
Energi (E) er lagret i de kjemiske bindingene mellom fosforsyrerestene til ATP-molekylet, som frigjøres når fosfatet fjernes:
ATP = ADP + P + E
Denne reaksjonen produserer adenosindifosforsyre (ADP) og fosforsyre (fosfat, P).
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energi (40 kJ/mol)
ATP + H2O → AMP + H4P2O7 + energi (40 kJ/mol)
ADP + H3PO4 + energi (60 kJ/mol) → ATP + H2O
Alle celler bruker ATP-energi til prosessene med biosyntese, bevegelse, varmeproduksjon, overføring av nerveimpulser, luminescens (for eksempel i selvlysende bakterier), dvs. for alle vitale prosesser.
IV. Oppsummering av leksjonen.
1. Oppsummering av materialet som er studert.
Spørsmål til studenter:
1. Hvilke komponenter utgjør nukleotider?
2. Hvorfor anses konstant DNA-innhold i ulike celler i kroppen som bevis på at DNA er genetisk materiale?
3. Gi en komparativ beskrivelse av DNA og RNA.
4. Løs problemer:
G-G-G-A-T-A-A-C-A-G-A-T fullfører den andre kjeden.
Svar: DNA G-G-G- A-T-A-A-C-A-G-A-T
Ts-Ts-Ts-T-A-T-T-G-T-Ts-T-A
(basert på komplementaritetsprinsippet)
2) Angi sekvensen av nukleotider i mRNA-molekylet bygget på denne delen av DNA-kjeden.
Svar: mRNA G-G-G-A-U-A-A-C-A-G-C-U
3) Et fragment av en DNA-streng har følgende sammensetning:
- -A-A-A-T-T-C-C-G-G-. fullfør den andre kjeden.
- -C-T-A-T-A-G-C-T-G-.
5. Løs testen:
4) Hvilket nukleotid er ikke en del av DNA?
a) tymin;
b) uracil;
c) guanin;
d) cytosin;
d) adenin.
Svar: b
5) Hvis nukleotidsammensetningen av DNA
ATT-GCH-TAT - hva skal da være nukleotidsammensetningen til i-RNA?
A) TAA-CHTs-UTA;
B) TAA-GTG-UTU;
B) UAA-CHTs-AUA;
D) UAA-CHC-ATA.
Svar: i
For ikke lenge siden søkte APPLE om et nytt patent. Dokumentet beskriver en viss teknologi som lar enheten opprettholde en viss prosentandel av kostnaden som er nødvendig for en kortsiktig forbindelse med selskapets servere for å overføre informasjon om plasseringen.
Når vi mister telefonen, mister vi først og fremst verdifull informasjon. For å gjenopprette den, er det en "finn iPhone"-funksjon. Men det fungerer bare når det er minst en liten ladning igjen i telefonens batteri. Uten energiforsyning kan informasjon verken overføres eller implementeres. Alt er akkurat det samme som i levende natur.
Informasjon om sammensetningen av celleproteiner er kryptert i DNA-nukleotidsekvensen. Men for å bruke denne informasjonen trenger cellen en energikilde. Og denne kilden er ATP. Adenosintrifosforsyre. Dette stoffet er universalholder og bærer energi i cellene til alle levende organismer.
ATP brukes til å utføre nesten alle prosesser som skjer i celler som krever energi. Syntese av proteiner, karbohydrater, lipider, aktiv transport av stoffer over membranen, bevegelse av flimmerhår og flageller, muskelsammentrekninger, celledeling, opprettholdelse av konstant kroppstemperatur hos varmblodige dyr... alt dette krever obligatorisk energipåfyll.
Adenosintrifosforsyre ble oppdaget i 1929 av en gruppe forskere ved Harvard Medical School. Men bare i 1941 Fritz Lipmann viste at ATP er hovedbæreren av energi i cellen.
ATP-molekylet er et stoff kjent for deg fra forrige leksjon - et nukleotid. Nukleotidet, som du husker, inkluderer restene av tre stoffer: fosforsyre, fem karbon sukker Og nitrogenholdig base . Det særegne ved strukturen til ATP er at den ikke inneholder én, men tre fosforsyrerester. Sukker - ribose . Og også bare en nitrogenholdig base - adenin .
Hvorfor ble adenosintrifosforsyre valgt som en universell energikilde? Hele hemmeligheten ligger i strukturen. Nemlig i fosforsyrerester. Faktum er at fosfatgrupper er forbundet med hverandre av to såkalte makroergisk forbindelser. Makroergisk betyr høyenergi. Hydrolysen av ATP, når slike bindinger brytes, frigjør fire ganger mer energi enn brudd av vanlige kjemiske bindinger.
Som et resultat av spaltningen av en fosforsyrerest, dannes og frigjøres ADP (adenosin difosforsyre) 40 kJ energi.
I sjeldne tilfeller kan ADP gjennomgå ytterligere hydrolyse med eliminering av en fosforsyrerest, dannelse av adenosinmonofosforsyre og frigjøring av de samme 40 kJ energi.
For den omvendte prosessen, ATP-syntese, må energi brukes. Kilden er prosessen med oksidasjon av organiske stoffer. Du vil lære mer om dette i de følgende leksjonene.
Så for å legge til en fosforsyrerest til et ADP-molekyl (fosforyleringsreaksjon), må du bruke 40 kJ energi.
Adenosintrifosforsyre er en svært ustabil forbindelse og fornyes raskt. Den gjennomsnittlige levetiden hennes er så å si mindre enn ett minutt. Og ett ATP-molekyl brytes ned og syntetiseres igjen omtrent 2400 ganger om dagen. Dette skjer hovedsakelig i mitokondrier, så vel som i kloroplaster planteceller.
De biologiske prosessene som støtter livet er svært komplekse. Derfor, for deres forekomst, er bare stoffer som bærer informasjon og energi ikke nok. Det trengs stoffer som utfører og regulerer kroppens metabolske prosesser, dens vekst og utvikling. De påvirker individer av sin egen og andre arter. Slike stoffer inkluderer vitaminer, hormoner, feromoner, alkaloider, antibiotika og andre.
Vitaminer får navnet sitt fra det latinske ordet vita, som bokstavelig talt betyr "liv". I lang tid kunne menneskeheten ikke forstå årsaken til utviklingen av visse sykdommer, for eksempel skjørbuk. Og da vitaminer ble oppdaget, viste det seg at de er en integrert del av livet, men en veldig liten mengde av dem er nok til å utføre funksjonene sine. Det var dette som gjorde dem vanskelige å oppdage.
Som det viste seg, er vitaminer lavmolekylære forbindelser. De spiller en eksepsjonell rolle i metabolismen, men ikke uavhengig, men hovedsakelig som komponenter av enzymer.
Du vet at vitaminer er utpekt med bokstaver i det latinske alfabetet: A, B, C, D og så videre. I tillegg har hvert vitamin sitt eget navn. For eksempel er vitamin B1 tiamin, vitamin C er askorbinsyre.
Vitaminer er ganske forskjellige i deres kjemiske struktur og egenskaper. Men i henhold til løselighet kan de alle deles inn i to grupper: fettløselig (EN, D, E, K) Og vannløselig(gruppe vitaminerB, C, H, P).
Vitaminer må tilføres menneske- og dyrekroppen gjennom mat.
Men noen av dem kan syntetiseres i kroppen. For eksempel, under påvirkning av ultrafiolett stråling, dannes vitamin D i huden. Og takket være symbiotiske mikroorganismer syntetiseres vitamin B6 og K i tarmen.
Som vi allerede har sagt, regulerer vitaminer stoffskiftet. For normalt liv må antallet opprettholdes på et visst nivå. Som en ulempe (hypovitaminose), og overflødig vitaminer (hypervitaminose) kan føre til alvorlig forstyrrelse av mange fysiologiske funksjoner i kroppen.
De spiller også en viktig rolle i reguleringen av stoffskiftet. hormoner. Dette ordet oversatt fra gresk betyr "Jeg oppmuntrer." Hormoner er biologisk aktive stoffer og produseres av spesialiserte strukturer. Celler, vev og organer (endokrine kjertler) deltar i produksjonen av hormoner.
Hormoner er stoffer med ulik kjemisk natur. Det kan bli ekorn (insulin, glukagon, somatotropin), steroider (kortisol, kjønnshormoner), aminosyrederivater (tyroksin, adrenalin).
Alle stadier av individuell utvikling hos mennesker og dyr skjer under kontroll av hormoner. De regulerer pusten vår, hjerterytmen, blodtrykket... det vil si at de påvirker alle vitale prosesser. I tillegg, tilpasning til endringer i det ytre og indre miljøet, aktivering av enzymer skjer også under påvirkning av hormoner.
Som med vitaminer, må nivået av hormoner i kroppen være på et visst nivå.
Plantehormoner er også kjent. De heter fytohormoner. Som dyrehormoner regulerer de prosessene for vekst og utvikling, men for en planteorganisme: celledeling og vekst, knopputvikling, frøspiring og andre.
En interessant gruppe stoffer er feromoner. Disse inkluderer biologisk aktive stoffer som slippes ut i det ytre miljø og som påvirker atferden og den fysiologiske tilstanden til individer av samme art. Hvis hormoner regulerer vitale prosesser i kroppen, fungerer feromoner som kjemiske signaler som overføres til andre organismer. Kommunikasjon ved hjelp av feromoner observeres for eksempel hos leddyr, så vel som i bakterier og protister.
Stoffer du kjenner som koffein og morfin er klassifisert som alkaloider. Alkaloider - biologisk aktive stoffer , ofte av planteopprinnelse. De fleste av dem er giftige for mennesker og dyr. Det antas at disse stoffene hjelper planter med å beskytte seg mot å bli spist av dyr.
Noen alkaloider brukes av mennesker i medisin. Den første, i renset form, ble oppnådd morfin . Brukes som smertestillende middel.
Koffein brukes i medisiner mot hodepine, migrene og som et stimulerende middel for åndedrett og hjerteaktivitet ved forkjølelse.
Alkaloid kinin brukes til å behandle malaria.
Og den siste gruppen av organiske stoffer for i dag er antibiotika. Navnet på disse stoffene taler for seg selv. Det kommer fra gresk ἀντί – mot og βίος - livet. Naturlige antibiotika produseres av ulike mikroorganismer. De hemmer eller dreper cellene til andre mikroorganismer.
Det første antibiotikumet som ble brukt til behandling bakterielle infeksjoner, var penicillin . I 1945 ble en gruppe forskere premiert Nobel pris i fysiologi og medisin "for oppdagelsen av penicillin og dets helbredende effekter i forskjellige infeksjonssykdommer."
Antibiotika har reddet millioner av menneskeliv og ble etter oppdagelsen ansett som et bokstavelig universalmiddel. Imidlertid bør de bare tas som foreskrevet av en lege, siden selvmedisinering kan føre til svekkelse av kroppens eget forsvar og død av tarmmikroflora.
Spørsmål 1. Hva er strukturen til ATP-molekylet?
ATP er adenosintrifosfat, et nukleotid som tilhører gruppen av nukleinsyrer. Konsentrasjonen av ATP i cellen er lav (0,04 %; i skjelettmuskulaturen 0,5 %). Adenosintrifosforsyre (ATP)-molekylet i sin struktur ligner et av nukleotidene til RNA-molekylet. ATP inkluderer tre komponenter: adenin, ribose med fem karbonsukker og tre fosforsyrerester, forbundet med spesielle høyenergibindinger.
Spørsmål 2. Hva er funksjonen til ATP?
ATP er en universell energikilde for alle reaksjoner som skjer i cellen. Energi frigjøres når fosforsyrerester separeres fra ATP-molekylet når høyenergibindinger brytes. Bindingen mellom fosforsyrerester er høyenergisk. Spaltningen frigjør omtrent 4 ganger mer energi enn spaltningen av andre bindinger. Hvis en fosforsyrerest blir separert, blir ATP til ADP (adenosin difosforsyre). Dette frigjør 40 kJ energi. Når den andre fosforsyreresten separeres, frigjøres ytterligere 40 kJ energi, og ADP omdannes til AMP (adenosinmonofosfat). Den frigjorte energien brukes av cellen. Cellen bruker ATP-energi i biosynteseprosesser, under bevegelse, under varmeproduksjon, under nerveimpulser, under fotosyntese, etc. ATP er en universell energiakkumulator i levende organismer.
Under hydrolysen av en fosforsyrerest frigjøres energi:
ATP + H 2 O = ADP + H 3 PO 4 + 40 kJ/mol
Spørsmål 3. Hvilke sammenhenger kalles makroerge?
Bindingene mellom fosforsyrerester kalles makroerge, siden når de brytes, et stort nummer av energi (fire ganger mer enn når andre kjemiske bindinger brytes).
Spørsmål 4. Hvilken rolle spiller vitaminer i kroppen?
Metabolisme er umulig uten deltakelse av vitaminer. Vitaminer er lavmolekylære organiske stoffer som er avgjørende for menneskekroppens eksistens. Vitaminer produseres enten ikke i det hele tatt i menneskekroppen, eller produseres i utilstrekkelige mengder. Siden vitaminer oftest er ikke-proteindelen av enzymmolekyler (koenzymer) og bestemmer intensiteten av mange fysiologiske prosesser i menneskekroppen, er deres konstante inntak i kroppen nødvendig. Unntak til en viss grad er vitamin B og A, som kan hope seg opp i små mengder i leveren. I tillegg syntetiseres noen vitaminer (B 1 B 2, K, E) av bakterier som lever i tykktarmen, hvorfra de tas opp i menneskeblodet. Ved mangel på vitaminer i maten eller sykdommer i mage-tarmkanalen reduseres tilførselen av vitaminer i blodet, og det oppstår sykdommer som vanligvis kalles hypovitaminose. I fullstendig fravær av noe vitamin oppstår en mer alvorlig lidelse, kalt vitaminmangel. For eksempel regulerer vitamin D utvekslingen av kalsium og fosfor i menneskekroppen, vitamin K er involvert i syntesen av protrombin og fremmer normal blodpropp.
Vitaminer deles inn i vannløselige (C, PP, B-vitaminer) og fettløselige (A, D, E, etc.). Vannløselige vitaminer absorberes i en vandig løsning, og når de er i overskudd i kroppen, skilles de lett ut i urinen. Fettløselige vitaminer absorberes sammen med fett, så nedsatt fordøyelse og absorpsjon av fett er ledsaget av mangel på vitaminer (A, O, K). En betydelig økning i innholdet av fettløselige vitaminer i maten kan forårsake en rekke metabolske forstyrrelser, siden disse vitaminene skilles ut dårlig fra kroppen. For tiden er det minst to dusin stoffer relatert til vitaminer.
Biologitimenotater i 10. klasse
Leksjonsemne: «ATF og andre organisasjoner. celleforbindelser"
Formål med leksjonen: å studere strukturen til ATP.
1. Pedagogisk:
- introdusere elevene til strukturen og funksjonene til ATP-molekylet;
- introdusere andre organiske forbindelser i cellen.
- lære skolebarn å beskrive hydrolysen av overgangen til ATP til ADP, ADP til AMP;
2. Utviklingsmessig:
- å danne hos elevene personlig motivasjon og kognitiv interesse for dette emnet;
- utvide kunnskap om energien til kjemiske bindinger og vitaminer
- utvikle de intellektuelle og kreative evnene til studenter, dialektisk tenkning;
- utdype kunnskap om forholdet mellom strukturen til atomet og strukturen til PSCE;
- øv på ferdighetene til å danne AMP fra ATP og omvendt.
3. Pedagogisk:
- fortsette å utvikle kognitiv interesse for strukturen til elementer molekylært nivå hvilken som helst celle i et biologisk objekt.
- form tolerant holdning til helsen din, å vite hvilken rolle vitaminer spiller i menneskekroppen.
Utstyr: bord, lærebok, multimediaprojektor.
Leksjonstype: kombinert
Leksjonsstruktur:
- Undersøkelse d/z;
- Studerer et nytt emne;
- Feste et nytt emne;
- Hjemmelekser;
Timeplan:
- ATP-molekylstruktur, funksjon;
- Vitaminer: klassifisering, rolle i menneskekroppen.
I løpet av timene.
Jeg. Organisering av tid.
II. Sjekk av kunnskap
- Struktur av DNA og RNA (oralt) - frontal avhør.
- Konstruksjon av den andre tråden av DNA og mRNA (3-4 personer)
- Biologisk diktat (6-7) 1 var. oddetall, 2 var.-partall
1) Hvilket nukleotid er ikke en del av DNA?
2) Hvis nukleotidsammensetningen til DNA er ATT-GCH-TAT-, hva skal så nukleotidsammensetningen til i-RNA være?
3) Spesifiser sammensetningen av DNA-nukleotidet?
4) Hvilken funksjon utfører mRNA?
5) Hva er monomerene til DNA og RNA?
6) Nevn hovedforskjellene mellom mRNA og DNA.
7) En sterk kovalent binding i et DNA-molekyl oppstår mellom: ...
8) Hvilken type RNA-molekyl har de lengste kjedene?
9) Hvilken type RNA reagerer med aminosyrer?
10) Hvilke nukleotider utgjør RNA?
2) UAA-CHTs-AUA
3) Fosforsyrerest, deoksyribose, adenin
4) Fjerning og overføring av informasjon fra DNA
5) Nukleotider,
6) Enkeltkjede, inneholder ribose, overfører informasjon
7) Fosforsyrerester og sukker fra tilstøtende nukleotider
10) Adenin, uracil, guanin, cytosin.
(null feil - "5", 1 feil - "4", 2 feil - "3")
III . Lære nytt stoff
Hvilke typer energi kjenner du til? (Kinetisk, potensial.)
Du studerte disse energitypene i fysikktimer. Biologi har også sin egen type energi - energien til kjemiske bindinger. La oss si at du drakk te med sukker. Maten kommer inn i magesekken, hvor den blir flytende og sendt til tynntarmen, hvor den brytes ned: store molekyler til små. De. Sukker er et karbohydrat disakkarid som brytes ned til glukose. Det brytes ned og fungerer som en energikilde, det vil si at 50 % av energien spres i form av varme for å opprettholde en konstant temperatur i kroppen, og 50 % av energien, som omdannes til ATP-energi, lagres. for cellens behov.
Så formålet med leksjonen er å studere strukturen til ATP-molekylet.
- Strukturen til ATP og dens rolle i cellen (Forklaring av læreren ved hjelp av tabeller og bilder fra læreboken.)
ATP ble oppdaget i 1929 Karl Lohmann, og 1941 Fritz Lipmann viste at ATP er hovedbæreren av energi i cellen. ATP finnes i cytoplasma, mitokondrier og kjerne.
ATP - adenosintrifosfat - et nukleotid som består av den nitrogenholdige basen adenin, karbohydratet ribose og 3 H3PO4-rester koblet vekselvis.
- Vitaminer og andre organiske forbindelser i cellen.
I tillegg til de studerte organiske forbindelsene (proteiner, fett, karbohydrater), er det organiske forbindelser - vitaminer. Spiser du grønnsaker, frukt, kjøtt? (Ja sikkert!)
Alle disse produktene inneholder store mengder vitaminer. For normal funksjon av kroppen vår trenger vi en liten mengde vitaminer fra maten. Men mengden mat vi spiser er ikke alltid i stand til å fylle opp kroppen med vitaminer. Kroppen kan selv syntetisere noen vitaminer, mens andre kun kommer fra mat (N., vitamin K, C).
Vitaminer - en gruppe organiske forbindelser med lav molekylvekt med relativt enkel struktur og mangfoldig kjemisk natur.
Alle vitaminer er vanligvis betegnet med bokstaver i det latinske alfabetet - A, B, D, F ...
Basert på løselighet i vann og fett er vitaminer delt inn i:
VITAMINER
Fettløselig Vannløselig
E, A, D K C, RR, B
Vitaminer deltar i mange biokjemiske reaksjoner, og utfører en katalytisk funksjon som en del av de aktive sentrene til et stort antall forskjellige enzymer.
Vitaminer spiller en viktig rolle i metabolisme. Konsentrasjonen av vitaminer i vev og det daglige behovet for dem er lite, men med utilstrekkelig inntak av vitaminer i kroppen oppstår karakteristiske og farlige patologiske endringer.
De fleste vitaminer syntetiseres ikke i menneskekroppen, så de må regelmessig og i tilstrekkelige mengder tilføres kroppen gjennom mat eller i form av vitamin-mineralkomplekser og kosttilskudd.
To grunnleggende patologiske tilstander er assosiert med et brudd på tilførselen av vitaminer til kroppen:
Hypovitaminose - vitaminmangel.
Hypervitaminose - overflødig vitamin.
Vitaminmangel - fullstendig mangel på vitamin.
IV . Feste materialet
Diskusjon av problemstillinger under en frontalsamtale:
- Hvordan er ATP-molekylet bygget opp?
- Hvilken rolle spiller ATP i kroppen?
- Hvordan dannes ATP?
- Hvorfor kalles bindingene mellom fosforsyrerester makroerge?
- Hva nytt har du lært om vitaminer?
- Hvorfor trengs vitaminer i kroppen?
V . Hjemmelekse
Studer § 1.7 "ATP og andre organiske forbindelser i cellen", svar på spørsmålene på slutten av avsnittet, lær sammendraget
Emne: ATP og andre organiske forbindelser i cellen /
Leksjonsstadier Tid Leksjonsfremgang
Læreraktivitet Elevaktivitet
I.Organisasjonsmoment Organisatorisk øyeblikk
II. Kontroller d/z 1520 min. 1. elev ved tavlen Sammenlignende egenskaper DNA og RNA
2. student DNA-egenskaper
3. elevkarakteristikker ved RNA
4. konstruksjon av en del av et DNA-molekyl
5. prinsippet om komplementaritet. Hva er det? Tegn på tavlen.
III Studere nytt materiale 20 min. ATP og andre organiske forbindelser i cellen
1. Hva er energi Hvilke typer energi kjenner du til?
2. Hvorfor er energi nødvendig for livet til en organisme?
3. Hvilke vitaminer kjenner du til? Hva er deres rolle?
ATP. Struktur. Funksjoner. Nukleotider er det strukturelle grunnlaget for en rekke viktige
vital aktivitet av organiske stoffer. Den mest utbredte blant dem
er høyenergiforbindelser (høyenergiforbindelser som inneholder rike
energi, eller makroerge bindinger), og blant sistnevnte - adenosintrifosfat (ATP).
ATP består av den nitrogenholdige basen adenin, karbohydratet ribose og (i motsetning til nukleotidene til DNA og
RNA) av tre fosforsyrerester (fig. 21).
ATP er en universell lagrer og bærer av energi i cellen. Nesten alle som går i et bur
biokjemiske reaksjoner som krever energi bruker ATP som kilde.
Når en fosforsyrerest fjernes, omdannes ATP til adenosindifosfat (ADP),
hvis en annen fosforsyrerest blir separert (som er ekstremt sjelden), så ADP
blir til adenosinmonofosfat (AMP). Ved separering av den tredje og andre fosforresten
syre frigjør en stor mengde energi (opptil 40 kJ). Det er derfor sammenhengen mellom
Disse fosforsyrerestene kalles makroergsyre (det er betegnet med symbolet ~).
Bindingen mellom ribose og den første fosforsyreresten er ikke makroerg, og når den
Fisjonen frigjør bare rundt 14 kJ energi.
ATP + H2O ADP + H3PO4+ 40 kJ,
ADP + H2O – AMP + H3PO4 + 40 kJ,
Makroerge forbindelser kan også dannes på grunnlag av andre nukleotider. For eksempel,
Guanosintrifosfat (GTP) spiller en viktig rolle i en rekke biokjemiske prosesser, men ATP
er den vanligste og mest universelle energikilden for de fleste
biokjemiske reaksjoner som skjer i cellen. ATP finnes i cytoplasma, mitokondrier,
plastider og kjerner.
Vitaminer. Biologisk aktive organiske forbindelser - vitaminer (fra lat., vita - life)
helt nødvendig i små mengder for normal funksjon av organismer. De
spiller en viktig rolle i metabolske prosesser, og er ofte en integrert del av enzymer.
Vitaminer ble oppdaget av den russiske legen N.I. Lunin i 1880. Begrepet "vitaminer" ble foreslått i
1912 av den polske vitenskapsmannen K. Funk. For tiden er rundt 50 vitaminer kjent. Dagpenger
behovet for vitaminer er veldig lite. Så den minste mengden vitamin B12 er nødvendig for en person -
0,003 mg/dag, og mest av alt - vitamin C - 75 mg/dag.
Vitaminer er betegnet med latinske bokstaver, selv om hver av dem også har et navn. For eksempel,
vitamin C - askorbinsyre, vitamin A - retinol, og så videre. Bare vitaminer
løses opp i fett, og de kalles fettløselige (A, D, E, K), andre er løselige i vann
(C, B, PP, H) og kalles følgelig vannløselige.
Både mangel og overskudd av vitaminer kan føre til alvorlige lidelser hos mange
fysiologiske funksjoner i kroppen.
Nukleinsyrer er høymolekylære organiske forbindelser dannet av nukleotidrester.
Nukleotid - fosforestere av nukleosider, nokliosidfosfater.
Makroergisk forbindelse er kovalente bindinger, som hydrolyserer og frigjør en betydelig mengde energi.
Komplementaritet er den gjensidige korrespondansen mellom biopolymermolekyler eller deres fragmenter, som sikrer dannelsen av bindinger mellom romlig komplementære (komplementære) fragmenter av molekyler eller deres strukturelle fragmenter på grunn av supramolekylære interaksjoner.
2) DNA-molekylet inneholder fire typer nukleotider: deoksyadenosinmonofosfat (dAMP), deoksyguanosinmonofosfat (dGMP), deoksytymidinmonofosfat (dTMP), deoksycytadinmonofosfat (c! CMP).
3) 1) sikrer bevaring og overføring av genetisk informasjon fra celle til celle og fra organisme til organisme;
2) regulering av alle prosesser som skjer i cellen.
4) 1. DNA inneholder sukkeret deoksyribose, RNA inneholder ribose, som har en ekstra hydroksylgruppe sammenlignet med deoksyribose. Denne gruppen øker sannsynligheten for hydrolyse av molekylet, det vil si at den reduserer stabiliteten til RNA-molekylet.
2. Nukleotidet som er komplementært til adenin i RNA er ikke tymin, som i DNA, men uracil er den umetylerte formen av tymin.
3. DNA eksisterer i form av en dobbel helix, bestående av to separate molekyler. RNA-molekyler er i gjennomsnitt mye kortere og overveiende enkelttrådede.
5) Ribonukleinsyrer (RNA) - nukleinsyrer, polymerer av nukleotider, som inkluderer en ortofosforsyrerest, ribose (i motsetning til DNA som inneholder deoksyribose) og nitrogenholdige baser - adenin, cytosin, guanin og uracil (i motsetning til DNA som inneholder i stedet for uracil, tymin). Disse molekylene finnes i cellene til alle levende organismer, så vel som i noen virus.
Deoksyribonukleinsyre (DNA) er en av to typer nukleinsyrer som sikrer lagring, overføring fra generasjon til generasjon og implementering av det genetiske programmet for utvikling og funksjon av levende organismer. Hovedrollen til DNA i celler er langtidslagring av informasjon om strukturen til RNA og proteiner.
6) ATP er den viktigste universelle leverandøren av energi i cellene til alle levende organismer. ATP - Adenosintrifosfat
7) ATP refererer til de såkalte høyenergiforbindelsene, det vil si kjemiske forbindelser som inneholder bindinger, hvis hydrolyse frigjør en betydelig mengde energi. Hydrolyse av høyenergibindinger av ATP-molekylet, ledsaget av eliminering av 1 eller 2 fosforsyrerester, fører til frigjøring, ifølge forskjellige kilder, fra 40 til 60 kJ/mol.
8) Vitaminer er grupper av organiske forbindelser med relativt lav molekylvekt av ulik kjemisk natur. Basert på deres løselighet er de delt inn i to store grupper: fettløselige og vannløselige.
