ATF și altele. §10. ATP și alți compuși organici ai celulei. Ce rol joacă vitaminele în organism?

Subiectul lecției: „ATP și alți compuși organici ai celulei”

Scopul lecției: studiază structura și funcțiile ATP, introduc alți compuși organici ai celulei

În timpul orelor.

I. Moment organizatoric.

II. Învățarea de materiale noi

Ce tipuri de energie cunoașteți? (Cinetică, potențial.)

Ai studiat aceste tipuri de energie la lecțiile de fizică. Biologia are și propriul tip de energie - energia legăturilor chimice. Să presupunem că ai băut ceai cu zahăr. Mâncarea intră în stomac, unde este lichefiată și trimisă în intestinul subțire, unde este descompusă: molecule mari până la molecule mici. Acestea. Zahărul este o dizaharidă de carbohidrați care este descompusă în glucoză. Se descompune și servește ca sursă de energie, adică 50% din energie este disipată sub formă de căldură pentru a menține o temperatură constantă a corpului, iar 50% din energie, care este transformată în energie ATP, este stocată. pentru nevoile celulei.

Deci, scopul lecției este de a studia structura moleculei ATP.

Structura ATP și rolul său în celulă

Aceasta este o structură instabilă. Dacă separați 1 reziduu de NZP04, atunci ATP va intra în ADP:

ATP+H2O = ADP+H3PO4+E, E=40kJ

ADP-adenozin difosfat

ADP + H2O = AMP + H3PO4 + E, E = 40 kJ

Reziduurile de acid fosforic sunt conectate printr-un simbol, aceasta este o legătură de înaltă energie:

Când se rupe, se eliberează 40 kJ de energie. Băieți, să notăm conversia ADP din ATP:

III. Consolidare

Discutarea problemelor în timpul unei conversații frontale:

Cum este structurată molecula de ATP?

Ce rol joacă ATP în organism?

Cum se formează ATP?

De ce legăturile dintre reziduurile de acid fosforic sunt numite macroergice?

Structura ADN-ului și ARN-ului (oral) - chestionare frontală.

Construcția celei de-a doua catene de ADN și ARNm

1) Care nucleotidă nu face parte din ADN?

2) Compoziția nucleotidică a ADN-ului este –ATT-GCH-TAT-, atunci care ar trebui să fie compoziția nucleotidică a i-ARN?

3) Precizați compoziția nucleotidei ADN?

4) Ce funcție îndeplinește ARNm?

5) Care sunt monomerii ADN-ului și ARN-ului?

6) Numiți principalele diferențe dintre ARNm și ADN.

7) O legătură covalentă puternică într-o moleculă de ADN are loc între:...

8) Ce tip de moleculă de ARN are cele mai lungi lanțuri?

9) Ce tip de ARN reacționează cu aminoacizii?

10 Ce nucleotide alcătuiesc ARN-ul?

Raspunsuri:

1) Uracil

2) UAA-CHTs-AUA

3) Reziduu de acid fosforic, dezoxiriboză, adenină

4) Îndepărtarea și transferul de informații din ADN

5) nucleotide,

6) Monocatenar, conține riboză, transmite informații

7) Reziduuri de acid fosforic și zaharuri ale nucleotidelor învecinate

8) I-ARN

9) ARN-T

10) Adenina, uracil, guanina, citozina.

V. Tema pentru acasă

§ 6, p. 36-37

Previzualizare:

1. Desenați o diagramă a moleculei de ATP folosind următoarea notație:

A – baza azotata (in acest caz, adenina)

U – carbohidrați (în acest caz, riboză)

F - reziduuri de acid fosforic (fosfat)

FC - acid fosforic

Folosind aceste notații, compuneți posibile transformări ale moleculei de ATP din celulă, însoțite de eliberarea sau absorbția de energie.

1. Folosind schema sugerată, denumește cuvântul:

A) __ __b__ __ __

O parte a moleculei ATP

B) __ __e__ __e__ __ __e__ __ __ __

Funcția ATP în celulă

B) __ __ __ e__o__ __

Substanțe a căror descompunere (diviziunea) este una dintre condițiile pentru sinteza moleculelor de ATP

1. Comparați procesele de respirație celulară din mitocondrii (A) și procesele de ardere din natura neînsuflețită (B), evidențiind asemănările și diferențele.

1. Se referă la reacții de oxidare
2. Are loc sinteza ATP
3. Enzimele participă la reacții
4. Produșii finali ai reacției sunt dioxidul de carbon și apa
5. Reacția eliberează energie termică
6. Se referă la reacții de disimilare

Grăsimi, polizaharide și acizi nucleici, există câteva mii de alți compuși organici. Ele pot fi împărțite în produși finali și intermediari de biosinteză și descompunere.

Produșii finali ai biosintezei sunt compuși organici care joacă un rol independent în organism sau servesc ca monomeri pentru sinteza biopolimerilor. Produsele finali de biosinteză includ aminoacizi, din care proteinele sunt sintetizate în celule; nucleotide - monomeri din care se sintetizează acizii nucleici (ARN și ADN); glucoză, care servește ca monomer pentru sinteza glicogenului, amidonului și celulozei.

Calea spre sinteza fiecăruia dintre produsele finale trece printr-o serie de compuși intermediari. Multe substanțe suferă descompunere și descompunere enzimatică în celule.

Să ne uităm la câțiva compuși organici finali.

Acizii adenozin fosforici. Un rol deosebit de important în bioenergetica celulei îl joacă nucleotida adenil, la care sunt atașate încă două resturi de acid fosforic. Această substanță se numește acid adenozin trifosforic (ATP). Energia (E) este stocată în legăturile chimice dintre reziduurile de acid fosforic ale moleculei de ATP, care este eliberată atunci când fosfatul este îndepărtat:

ATP - ADP+P+E

Această reacție produce acid adenozin difosforic (ADP) și acid fosforic (fosfat, P).

Toate celulele folosesc energia ATP pentru procesele de biosinteză, mișcare, producere de căldură, transmitere a impulsurilor nervoase, luminiscență (de exemplu, în bacteriile luminescente), adică pentru toate procesele vitale.

ATP este un acumulator de energie biologică universal. Energia luminoasă a Soarelui și energia conținută în alimentele consumate sunt stocate în molecule de ATP.

Substanțe de reglementare și semnalizare. Produșii finali ai biosintezei sunt substanțe care joacă un rol important în reglarea proceselor fiziologice și în dezvoltarea organismului. Acestea includ mulți hormoni de origine animală. Alături de hormonii proteici discutați în § 4, sunt cunoscuți hormoni de natură neproteică. Unele dintre ele reglează conținutul de ioni de sodiu și apă din corpul animalelor, altele asigură pubertatea și joacă un rol important în reproducerea animalelor. Hormonii de anxietate sau stres (de exemplu, adrenalina) sub stres cresc eliberarea de glucoză în sânge, ceea ce duce în cele din urmă la o creștere a sintezei ATP și la utilizarea activă a energiei stocate de organism.

Insectele produc o serie de substanțe mirositoare speciale care acționează ca semnale care indică prezența hranei, pericolul și atrage femelele către masculi (și invers).

Plantele au propriii lor hormoni. Sub influența anumitor hormoni, maturarea plantelor este semnificativ accelerată, iar productivitatea acestora crește.

Plantele produc sute de compuși volatili și nevolatili diferiți care atrag insectele purtătoare de polen; respinge sau otrăvește insectele care se hrănesc cu plante; uneori suprimă dezvoltarea plantelor altor specii care cresc în apropiere și concurează pentru mineralele din sol.

Vitamine. Produsele finale ale biosintezei includ vitamine. Acestea includ compuși vitali pe care organismele unei anumite specii nu sunt capabile să-i sintetizeze singure, dar trebuie să îi primească gata făcute din exterior. De exemplu, vitamina C (acidul ascorbic) este sintetizată în celulele majorității animalelor, precum și în celulele plantelor și microorganismelor. Celulele oamenilor, maimuțelor, cobaii și unele specii de lilieci și-au pierdut capacitatea de a sintetiza acid ascorbic. Prin urmare, este o vitamină numai pentru oameni și animalele enumerate. Animalele nu sunt capabile să sintetizeze vitamina PP (acid nicotinic), dar toate plantele și multe bacterii o sintetizează.

Cele mai multe dintre vitaminele cunoscute din celulă devin componente ale enzimelor și participă la reacții biochimice.

Necesarul uman zilnic pentru fiecare vitamină este de câteva micrograme. Este nevoie doar de vitamina C într-o cantitate de aproximativ 100 mg pe zi.

Lipsa unui număr de vitamine în organismul uman și animal duce la perturbarea enzimelor și este cauza unor boli grave - deficiențe de vitamine. De exemplu, lipsa vitaminei C provoacă o boală gravă - scorbut cu o lipsă de vitamina D, rahitismul se dezvoltă la copii.

Nu cu mult timp în urmă, APPLE a depus un nou brevet. Documentul descrie o anumită tehnologie care permite dispozitivului să mențină un anumit procent de taxă necesar unei conexiuni pe termen scurt cu serverele companiei pentru a transmite informații despre locația sa.

Când ne pierdem telefonul, în primul rând, pierdem informații valoroase. Pentru a-l restabili, există o funcție „găsiți iPhone”. Dar funcționează doar atunci când rămâne cel puțin puțină încărcare în bateria telefonului. Fără alimentare cu energie, informațiile nu pot fi nici transmise, nici implementate. Totul este exact la fel ca în natura vie.

Informațiile despre compoziția proteinelor celulare sunt criptate în secvența de nucleotide ADN. Dar pentru a utiliza aceste informații, celula are nevoie de o sursă de energie. Și această sursă este ATP. Acid adenozin trifosforic. Această substanță este pastrator si transportator universal energie în celulele tuturor organismelor vii.

ATP este folosit pentru a efectua aproape toate procesele care au loc în celulele care necesită energie. Sinteza proteinelor, glucidelor, lipidelor, transportul activ al substantelor prin membrana, miscarea cililor si flagelilor, contractiile musculare, diviziunea celulara, mentinerea constanta a temperaturii corpului la animalele cu sange cald... toate acestea necesita o refacere energetica obligatorie.

Acidul adenozin trifosforic a fost descoperit în 1929 de un grup de oameni de știință de la Harvard Medical School. Dar numai în 1941 Fritz Lipmann a arătat că ATP este principalul purtător de energie în celulă.

Molecula de ATP este o substanță cunoscută pentru tine din ultima lecție - o nucleotidă. Nucleotida, după cum vă amintiți, include rămășițele a trei substanțe: acid fosforic, zahăr cu cinci carboni Și baza azotata . Particularitatea structurii ATP este că conține nu unul, ci trei reziduuri de acid fosforic. zahăr - riboza . Și, de asemenea, o singură bază azotată - adenina .

De ce a fost ales acidul adenozin trifosforic ca sursă de energie universală? Întregul secret stă în structură. Și anume în reziduurile de acid fosforic. Faptul este că grupările fosfat sunt conectate între ele prin două așa-numite macroergice conexiuni. Macroergic înseamnă înaltă energie. Hidroliza ATP-ului, atunci când astfel de legături sunt rupte, eliberează de patru ori mai multă energie decât ruperea legăturilor chimice obișnuite.

Ca rezultat al scindării unui rest de acid fosforic, se formează și se eliberează ADP (acid adenozin difosforic). 40 kJ energie.

În cazuri rare, ADP poate suferi o hidroliză suplimentară cu eliminarea unui reziduu de acid fosforic, formarea acidului adenozin monofosforic și eliberarea acelorași 40 kJ de energie.

Pentru procesul invers, sinteza ATP, energia trebuie cheltuită. Sursa sa este procesul de oxidare a substanțelor organice. Veți afla mai multe despre acest lucru în lecțiile următoare.

Deci, pentru a adăuga un reziduu de acid fosforic la o moleculă de ADP (reacție de fosforilare), trebuie să consumați 40 kJ de energie.

Acidul adenozin trifosforic este un compus foarte instabil și se reînnoiește rapid. Durata medie de viață, ca să spunem așa, este mai mică de un minut. Și o moleculă de ATP este descompusă și sintetizată din nou de aproximativ 2400 de ori pe zi. Acest lucru se întâmplă în principal în mitocondriile, precum și în cloroplaste celule vegetale.

Procesele biologice care susțin viața sunt foarte complexe. Prin urmare, pentru apariția lor, nu sunt suficiente doar substanțele care transportă informații și energie. Sunt necesare substanțe care efectuează și reglează procesele metabolice ale organismului, creșterea și dezvoltarea acestuia. Ei influențează indivizii lor și ale altor specii. Astfel de substanțe includ vitamine, hormoni, feromoni, alcaloizi, antibiotice si altii.

Vitaminele își iau numele de la cuvântul latin vita, care înseamnă literal „viață”. Multă vreme, omenirea nu a putut înțelege cauza dezvoltării anumitor boli, de exemplu, scorbutul. Și când au fost descoperite vitamine, s-a dovedit că sunt o componentă integrantă a vieții, dar o cantitate foarte mică din ele este suficientă pentru a-și îndeplini funcțiile. Acesta este ceea ce le-a făcut dificil de detectat.
După cum sa dovedit, vitaminele sunt compuși cu molecul scăzut. Ele joacă un rol excepțional în metabolism, dar nu independent, ci în principal ca componente ale enzimelor.

Știți că vitaminele sunt desemnate prin litere ale alfabetului latin: A, B, C, D și așa mai departe. În plus, fiecare vitamină are propriul nume. De exemplu, vitamina B1 este tiamina, vitamina C este acid ascorbic.

Vitaminele sunt destul de diverse în structura lor chimică și proprietăți. Dar, în funcție de solubilitate, toate pot fi împărțite în două grupuri: solubil în grăsime (A, D, E, K) Și solubil în apă(vitamine de grupB, C, H, P).

Vitaminele trebuie furnizate organismului uman și animal prin alimente.

Dar unele dintre ele pot fi sintetizate în organism. De exemplu, sub influența radiațiilor ultraviolete, vitamina D se formează în piele și datorită microorganismelor simbiotice, vitaminele B6 și K sunt sintetizate în intestine.

După cum am spus deja, vitaminele reglează metabolismul. Pentru o viață normală, numărul lor trebuie menținut la un anumit nivel. Ca un dezavantaj (hipovitaminoza),și excesul de vitamine (hipervitaminoza) poate duce la perturbarea gravă a multor funcții fiziologice din organism.

Ele joacă, de asemenea, un rol important în reglarea metabolismului. hormoni. Acest cuvânt tradus din greacă înseamnă „încurajez”. Hormonii sunt substanțe biologic active și sunt produși de structuri specializate. Celulele, țesuturile și organele (glande endocrine) participă la producerea de hormoni.

Hormonii sunt substanțe cu diferite naturi chimice. Poate fi veverite (insulină, glucagon, somatotropină), steroizi (cortizol, hormoni sexuali), derivați de aminoacizi (tiroxina, adrenalina).

Toate etapele dezvoltării individuale la oameni și animale au loc sub controlul hormonilor. Ne reglează respirația, bătăile inimii, tensiunea arterială... adică influențează toate procesele vitale. În plus, adaptarea la schimbările din mediul extern și intern, activarea enzimelor are loc și sub influența hormonilor.

Ca și în cazul vitaminelor, nivelul hormonilor din organism trebuie să fie la un anumit nivel.

Sunt cunoscuți și hormonii vegetali. Sunt chemați fitohormoni. La fel ca hormonii animale, ei reglează procesele de creștere și dezvoltare, dar ale unui organism vegetal: diviziunea și creșterea celulară, dezvoltarea mugurilor, germinația semințelor și altele.

Un grup interesant de substanțe sunt feromoni. Acestea includ substanțe biologic active eliberate în mediul extern și care influențează comportamentul și starea fiziologică a indivizilor din aceeași specie. Dacă hormonii reglează procesele vitale din organism, atunci feromonii acționează ca semnale chimice care sunt transmise altor organisme. Comunicarea folosind feromoni este observată, de exemplu, la artropode, precum și la bacterii și protisti.

Substanțele pe care le cunoașteți, cum ar fi cofeina și morfina, sunt clasificate ca alcaloizi. alcaloizi - substanțe biologic active , adesea de origine vegetală. Cele mai multe dintre ele sunt otrăvitoare pentru oameni și animale. Se crede că aceste substanțe ajută plantele să se protejeze de a fi consumate de animale.

Unii alcaloizi sunt folosiți în medicină. Primul, în formă purificată, a fost obținut morfină . Folosit ca analgezic.

Cofeina este folosită în medicamente pentru dureri de cap, migrene și ca stimulent al respirației și al activității cardiace pentru răceli.

Alcaloid chinină folosit pentru tratarea malariei.

Și ultimul grup de substanțe organice pentru astăzi este antibiotice. Numele acestor substanțe vorbește de la sine. Vine din greacă ἀντί – împotriva și βίος - viata. Antibioticele naturale sunt produse de diferite microorganisme. Ele inhibă sau ucid celulele altor microorganisme.

Primul antibiotic folosit pentru tratarea infecțiilor bacteriene a fost penicilină . În 1945, un grup de oameni de știință a primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină „pentru descoperirea penicilinei și a efectelor sale vindecătoare în diferite boli infecțioase”.

Antibioticele au salvat milioane de vieți umane și, după descoperirea lor, au fost considerate un panaceu literal. Cu toate acestea, ar trebui să fie luate numai așa cum este prescris de un medic, deoarece auto-medicația poate duce la o slăbire a propriei apărări a organismului și la moartea microflorei intestinale.

Întrebarea 1. Care este structura moleculei de ATP?
ATP este adenozin trifosfat, o nucleotidă aparținând grupului de acizi nucleici. Concentrația de ATP în celulă este scăzută (0,04%; în mușchii scheletici 0,5%). Molecula de acid adenozin trifosforic (ATP) în structura sa seamănă cu una dintre nucleotidele moleculei de ARN. ATP include trei componente: adenina, zahărul riboză cu cinci atomi de carbon și trei reziduuri de acid fosforic, interconectate prin legături speciale de înaltă energie.

Întrebarea 2. Care este funcția ATP?
ATP este o sursă universală de energie pentru toate reacțiile care au loc în celulă. Energia este eliberată atunci când reziduurile de acid fosforic sunt separate de molecula de ATP atunci când legăturile de înaltă energie sunt rupte. Legătura dintre reziduurile de acid fosforic este de mare energie; Dacă un reziduu de acid fosforic este separat, atunci ATP se transformă în ADP (acid adenozin difosforic). Aceasta eliberează 40 kJ de energie. Când al doilea reziduu de acid fosforic este separat, se eliberează încă 40 kJ de energie și ADP este transformat în AMP (adenozin monofosfat). Energia eliberată este folosită de celulă. Celula folosește energia ATP în procesele de biosinteză, în timpul mișcării, în timpul producerii de căldură, în timpul impulsurilor nervoase, în timpul fotosintezei etc. ATP este un acumulator de energie universal în organismele vii.
În timpul hidrolizei unui reziduu de acid fosforic, se eliberează energie:
ATP + H20 = ADP + H3PO4 + 40 kJ/mol

Întrebarea 3. Ce conexiuni se numesc macroergice?
Legăturile dintre reziduurile de acid fosforic se numesc macroergice, deoarece ruperea lor eliberează o cantitate mare de energie (de patru ori mai mult decât clivajul altor legături chimice).

Întrebarea 4. Ce rol joacă vitaminele în organism?
Metabolismul este imposibil fără participarea vitaminelor. Vitaminele sunt substanțe organice cu molecul scăzut, vitale pentru existența organismului uman. Vitaminele fie nu sunt produse deloc în corpul uman, fie sunt produse în cantități insuficiente. Deoarece vitaminele sunt cel mai adesea partea neproteică a moleculelor de enzime (coenzime) și determină intensitatea multor procese fiziologice din corpul uman, este necesar aportul lor constant în organism. Excepție într-o oarecare măsură sunt vitaminele B și A, care se pot acumula în cantități mici în ficat. În plus, unele vitamine (B 1 B 2, K, E) sunt sintetizate de bacteriile care trăiesc în intestinul gros, de unde sunt absorbite în sângele uman. Dacă există o lipsă de vitamine în alimente sau boli ale tractului gastrointestinal, aportul de vitamine în sânge scade și apar boli numite în general hipovitaminoză. În absența completă a oricărei vitamine, apare o tulburare mai gravă, numită deficiență de vitamine. De exemplu, vitamina D reglează schimbul de calciu și fosfor în corpul uman, vitamina K este implicată în sinteza protrombinei și promovează coagularea normală a sângelui.
Vitaminele sunt împărțite în solubile în apă (vitamine C, PP, B) și solubile în grăsimi (A, D, E etc.). Vitaminele solubile în apă sunt absorbite într-o soluție apoasă, iar atunci când sunt în exces în organism, sunt ușor excretate prin urină. Vitaminele liposolubile sunt absorbite împreună cu grăsimile, astfel încât digestia și absorbția de grăsimi afectate sunt însoțite de o lipsă de vitamine (A, O, K). O creștere semnificativă a conținutului de vitamine solubile în grăsimi din alimente poate provoca o serie de tulburări metabolice, deoarece aceste vitamine sunt slab eliminate din organism. În prezent, există cel puțin două duzini de substanțe legate de vitamine.

Note de lecție de biologie în clasa a X-a

Subiectul lecției: „ATF și alte organizații. conexiuni celulare"

Scopul lecției: studierea structurii ATP.

1. Educațional:

• introducerea studenților în structura și funcțiile moleculei ATP;
• introduceți alți compuși organici ai celulei.
• învățați școlari să descrie hidroliza tranziției ATP la ADP, ADP la AMP;

2. Dezvoltare:

• să formeze elevilor motivația personală și interesul cognitiv pentru această temă;
• extinde cunoștințele despre energia legăturilor chimice și a vitaminelor
• dezvoltarea abilităților intelectuale și creative ale elevilor, gândirea dialectică;
• aprofundarea cunoștințelor despre relația dintre structura atomului și structura PSCE;
• exersați abilitățile de a forma AMP din ATP și invers.

3. Educațional:

• continuă să dezvolte interesul cognitiv pentru structura elementelor la nivel molecular al oricărei celule a unui obiect biologic.

• formați o atitudine tolerantă față de sănătatea dumneavoastră, cunoscând rolul pe care îl joacă vitaminele în corpul uman.

Echipament: masă, manual, proiector multimedia.

Tip de lecție: combinate

Structura lecției:

1. Sondaj d/z;
2. Studierea unui subiect nou;
3. Fixarea unui subiect nou;
4. Teme pentru acasă;

Planul lecției:

1. Structura, funcția moleculei de ATP;
2. Vitamine: clasificare, rol în corpul uman.

În timpul orelor.

eu. Organizarea timpului.

II. Verificarea cunoștințelor

1. Structura ADN-ului și ARN-ului (oral) - chestionare frontală.
2. Construcția celei de-a doua catene de ADN și ARNm (3-4 persoane)
3. Dictare biologică (6-7) 1 var. numere impare, 2 var.-pare

1) Care nucleotidă nu face parte din ADN?

2) Dacă compoziția nucleotidică a ADN-ului este ATT-GCH-TAT-, atunci care ar trebui să fie compoziția nucleotidică a i-ARN?

3) Precizați compoziția nucleotidei ADN?

4) Ce funcție îndeplinește ARNm?

5) Care sunt monomerii ADN-ului și ARN-ului?

6) Numiți principalele diferențe dintre ARNm și ADN.

7) O legătură covalentă puternică într-o moleculă de ADN are loc între: ...

8) Ce tip de moleculă de ARN are cele mai lungi lanțuri?

9) Ce tip de ARN reacționează cu aminoacizii?

10) Ce nucleotide alcătuiesc ARN-ul?

2) UAA-CHTs-AUA

3) Reziduu de acid fosforic, dezoxiriboză, adenină

4) Îndepărtarea și transferul de informații din ADN

5) nucleotide,

6) Monocatenar, conține riboză, transmite informații

7) Reziduuri de acid fosforic și zaharuri ale nucleotidelor învecinate

10) Adenina, uracil, guanina, citozina.

(zero erori - „5”, 1 eroare - „4”, 2 erori - „3”)

III . Învățarea de materiale noi

Ce tipuri de energie cunoașteți? (Cinetică, potențial.)

Ai studiat aceste tipuri de energie la lecțiile de fizică. Biologia are, de asemenea, propriul tip de energie - energia legăturilor chimice. Să presupunem că ai băut ceai cu zahăr. Mâncarea intră în stomac, unde este lichefiată și trimisă în intestinul subțire, unde este descompusă: molecule mari până la molecule mici. Acestea. Zahărul este o dizaharidă de carbohidrați care se descompune în glucoză. Se descompune și servește ca sursă de energie, adică 50% din energie este disipată sub formă de căldură pentru a menține o temperatură constantă a corpului, iar 50% din energie, care este transformată în energie ATP, este stocată. pentru nevoile celulei.

Deci, scopul lecției este de a studia structura moleculei ATP.

1. Structura ATP și rolul său în celulă (Explicație din partea profesorului folosind tabele și imagini din manual.)

ATP a fost descoperit în 1929 Karl Lohmann și 1941 Fritz Lipmann a arătat că ATP este principalul purtător de energie în celulă. ATP se găsește în citoplasmă, mitocondrii și nucleu.

ATP - adenozin trifosfat - o nucleotidă constând din baza azotată adenină, carbohidrat riboză și 3 reziduuri H3PO4 conectate alternativ.

1. Vitamine și alți compuși organici ai celulei.

Pe lângă compușii organici studiați (proteine, grăsimi, carbohidrați), există compuși organici - vitamine. Mananci legume, fructe, carne? (Da sigur!)

Toate aceste produse conțin cantități mari de vitamine. Pentru funcționarea normală a corpului nostru, avem nevoie de o cantitate mică de vitamine din alimente. Dar cantitatea de alimente pe care o consumăm nu este întotdeauna capabilă să ne umple corpul cu vitamine. Organismul poate sintetiza unele vitamine în sine, în timp ce altele provin doar din alimente (N., vitamina K, C).

Vitamine - un grup de compuși organici cu greutate moleculară mică, cu structură relativ simplă și natură chimică diversă.

Toate vitaminele sunt de obicei desemnate prin litere ale alfabetului latin - A, B, D, F...

Pe baza solubilității în apă și grăsimi, vitaminele sunt împărțite în:

VITAMINE

Solubil în grăsimi Solubil în apă

E, A, D K C, RR, B

Vitaminele participă la multe reacții biochimice, îndeplinind o funcție catalitică ca parte a centrelor active a unui număr mare de diferite enzime.

Vitaminele joacă un rol vital în metabolism. Concentrația de vitamine în țesuturi și necesarul zilnic pentru acestea sunt mici, dar cu un aport insuficient de vitamine în organism, apar modificări patologice caracteristice și periculoase.

Majoritatea vitaminelor nu sunt sintetizate în corpul uman, așa că trebuie să fie furnizate organismului în mod regulat și în cantități suficiente prin alimente sau sub formă de complexe vitamino-minerale și suplimente nutritive.

Două condiții patologice fundamentale sunt asociate cu o încălcare a aprovizionării cu vitamine a organismului:

Hipovitaminoza - deficit de vitamine.

Hipervitaminoza - exces de vitamina.

deficit de vitamine - lipsa totală de vitamine.

IV . Fixarea materialului

Discutarea problemelor în timpul unei conversații frontale:

1. Cum este structurată molecula de ATP?
2. Ce rol joacă ATP în organism?
3. Cum se formează ATP?
4. De ce legăturile dintre reziduurile de acid fosforic sunt numite macroergice?
5. Ce nou ați învățat despre vitamine?
6. De ce sunt necesare vitaminele în organism?

V . Temă pentru acasă

Studiați § 1.7 „ATP și alți compuși organici ai celulei”, răspundeți la întrebările de la sfârșitul paragrafului, aflați rezumatul

Subiect: ATP și alți compuși organici ai celulei /
Etapele lecției Timp Progresul lecției
Activitatea profesorului Activitatea elevilor
I.Moment organizatoric Moment organizatoric
II. Verificare d/z 1520 min. 1. student la tablă caracteristici comparative ale ADN-ului și ARN
2. caracteristicile ADN-ului elevului
3. caracteristicile elevului ale ARN
4. construcția unei secțiuni a unei molecule de ADN
5. principiul complementarităţii. Ce este? Desenați pe tablă.
III. Studierea materialului nou 20 min. ATP și alți compuși organici ai celulei

1. Ce este energia, Ce tipuri de energie cunoașteți?
2. De ce este energia necesară pentru viața oricărui organism?
3. Ce vitamine cunoasteti? Care este rolul lor?
ATP. Structura. Funcții. Nucleotidele sunt baza structurală pentru o serie de importante
activitatea vitală a substanțelor organice. Cea mai răspândită dintre ele
sunt compuși cu înaltă energie (compuși cu înaltă energie care conțin bogat
energie, sau legături macroergice), iar printre acestea din urmă - adenozin trifosfat (ATP).
ATP constă din baza azotată adenină, carbohidrați riboză și (spre deosebire de nucleotidele ADN-ului și
ARN) a trei resturi de acid fosforic (Fig. 21).
ATP este un depozit universal și un purtător de energie în celulă. Aproape toți merg într-o cușcă
reacțiile biochimice care necesită energie folosesc ATP ca sursă.
Când un reziduu de acid fosforic este îndepărtat, ATP este transformat în adenozin difosfat (ADP),
dacă se separă un alt reziduu de acid fosforic (ceea ce este extrem de rar), atunci ADP
se transformă în adenozin monofosfat (AMP). La separarea celui de al treilea și al doilea reziduu de fosfor
acidul eliberează o cantitate mare de energie (până la 40 kJ). Acesta este motivul pentru care legătura dintre
Aceste resturi de acid fosforic se numesc acid macroergic (este notat cu simbolul ~).
Legătura dintre riboză și primul reziduu de acid fosforic nu este macroergică și atunci când aceasta
Fisiunea eliberează doar aproximativ 14 kJ de energie.
ATP + H2O ADP + H3PO4+ 40 kJ,
ADP + H2O – AMP + H3PO4 + 40kJ,
Compușii macroergici pot fi formați și pe baza altor nucleotide. De exemplu,
Guanozin trifosfat (GTP) joacă un rol important într-o serie de procese biochimice, dar ATP
este cea mai comună și universală sursă de energie pentru majoritatea
reacții biochimice care au loc în celulă. ATP se găsește în citoplasmă, mitocondrii,
plastide și nuclee.
Vitamine. Compuși organici activi biologic - vitamine (din lat., vita - viață)
absolut necesar în cantităţi mici pentru funcţionarea normală a organismelor. ei
joacă un rol important în procesele metabolice, fiind adesea parte integrantă a enzimelor.
Vitaminele au fost descoperite de medicul rus N.I Lunin în 1880. Termenul de „vitamine” a fost propus în
1912 de către omul de știință polonez K. Funk. În prezent, se cunosc aproximativ 50 de vitamine. Indemnizație zilnică
necesarul de vitamine este foarte mic. Deci, cea mai mică cantitate de vitamina B12 necesară pentru o persoană este -
0,003 mg/zi, și mai ales - vitamina C - 75 mg/zi.
Vitaminele sunt desemnate prin litere latine, deși fiecare dintre ele are și un nume. De exemplu,
vitamina C - acid ascorbic, vitamina A - retinol și așa mai departe. Doar vitamine
se dizolvă în grăsimi și se numesc solubile în grăsimi (A, D, E, K), altele sunt solubile în apă
(C, B, PP, H) și, prin urmare, sunt numite solubile în apă.
Atât deficitul, cât și excesul de vitamine pot duce la tulburări grave ale multora
funcțiile fiziologice din organism.

Acizii nucleici sunt compuși organici cu molecul mare formați din reziduuri de nucleotide.

Nucleotide - esteri fosforici ai nucleozidelor, fosfaților nocliozidici.

Legăturile macroergice sunt legături covalente care se hidrolizează eliberând o cantitate semnificativă de energie.

Complementaritatea este corespondența reciprocă a moleculelor de biopolimer sau a fragmentelor acestora, asigurând formarea de legături între fragmentele complementare (complementare) spațial de molecule sau fragmentele lor structurale datorită interacțiunilor supramoleculare.

2) Molecula de ADN conține patru tipuri de nucleotide: monofosfat de deoxiadenozină (dAMP), monofosfat de deoxiguanozină (dGMP), monofosfat de deoxitimidină (dTMP), monofosfat de deoxicitadină (c! CMP).

3) 1) asigură păstrarea și transmiterea informațiilor genetice de la celulă la celulă și de la organism la organism;
2) reglarea tuturor proceselor care au loc în celulă.

4) 1. ADN-ul conține zahăr deoxiriboză, ARN-ul conține riboză, care are o grupare hidroxil suplimentară față de deoxiriboză. Acest grup crește probabilitatea de hidroliză a moleculei, adică reduce stabilitatea moleculei de ARN.
2. Nucleotida complementară adeninei din ARN nu este timina, ca în ADN, dar uracilul este forma nemetilată a timinei.
3. ADN-ul există sub forma unui dublu helix, format din două molecule separate. Moleculele de ARN sunt, în medie, mult mai scurte și predominant monocatenar.

5) Acizi ribonucleici (ARN) - acizi nucleici, polimeri de nucleotide, care includ un rest de acid ortofosforic, riboză (spre deosebire de ADN care conține deoxiriboză) și baze azotate - adenină, citozină, guanină și uracil (spre deosebire de ADN care conține în loc de uracil, timină). Aceste molecule se găsesc în celulele tuturor organismelor vii, precum și în unele viruși.
Acidul dezoxiribonucleic (ADN) este unul dintre cele două tipuri de acizi nucleici care asigură stocarea, transmiterea din generație în generație și implementarea programului genetic pentru dezvoltarea și funcționarea organismelor vii. Rolul principal al ADN-ului în celule este stocarea pe termen lung a informațiilor despre structura ARN-ului și proteinelor.

6) ATP este principalul furnizor universal de energie în celulele tuturor organismelor vii. ATP - Adenozin trifosfat

7) ATP se referă la așa-numiții compuși cu energie înaltă, adică compuși chimici care conțin legături, a căror hidroliză eliberează o cantitate semnificativă de energie. Hidroliza legăturilor de mare energie ale moleculei de ATP, însoțită de eliminarea a 1 sau 2 reziduuri de acid fosforic, duce la eliberarea, după diverse surse, de la 40 la 60 kJ/mol.

8) Vitaminele sunt grupuri de compuși organici cu greutate moleculară relativ mică de natură chimică diversă. Pe baza solubilității lor, ele sunt împărțite în două mari grupe: solubile în grăsimi și solubile în apă.

1. Ce substanțe organice cunoașteți?

Substante organice: proteine, acizi nucleici, carbohidrati, grasimi (lipide), vitamine.

2. Ce vitamine cunoasteti? Care este rolul lor?

Există vitamine solubile în apă (C, B1, B2, B6, PP, B12 și B5), solubile în grăsimi (A, B, E și K).

3. Ce tipuri de energie cunoașteți?

Magnetice, termice, ușoare, chimice, electrice, mecanice, nucleare etc.

4. De ce este energia necesară pentru viața oricărui organism?

Energia este necesară sintezei tuturor substanțelor specifice organismului, menținându-și organizarea înalt ordonată, transportul activ al substanțelor în interiorul celulelor, de la o celulă la alta, de la o parte a corpului la alta, pentru transmiterea impulsurilor nervoase, mișcarea organismelor, menținând o temperatură constantă a corpului și în alte scopuri.

Întrebări

1. Care este structura moleculei de ATP?

Trifosfatul de adenozină (ATP) este o nucleotidă formată din adenină de bază azotată, carbohidrat riboză și trei resturi de acid fosforic.

2. Ce funcție îndeplinește ATP?

ATP este o sursă universală de energie pentru toate reacțiile care au loc în celulă.

3. Ce conexiuni se numesc macroergice?

Legătura dintre reziduurile de acid fosforic se numește macroergică (este notat cu simbolul ~), deoarece ruperea ei eliberează de aproape patru ori mai multă energie decât clivajul altor legături chimice.

4. Ce rol joacă vitaminele în organism?

Vitaminele sunt compuși organici complecși necesari în cantități mici pentru funcționarea normală a organismelor. Spre deosebire de alte substanțe organice, vitaminele nu sunt folosite ca sursă de energie sau material de construcție.

Efectul biologic al vitaminelor în corpul uman constă în participarea activă a acestor substanțe la procesele metabolice. Vitaminele participă la metabolismul proteinelor, grăsimilor și carbohidraților fie direct, fie ca parte a sistemelor enzimatice complexe. Vitaminele sunt implicate în procesele oxidative, în urma cărora se formează numeroase substanțe din carbohidrați și grăsimi, utilizate de organism ca energie și material plastic. Vitaminele contribuie la creșterea normală a celulelor și la dezvoltarea întregului organism. Vitaminele joacă un rol important în menținerea răspunsului imun al organismului, asigurând rezistența acestuia la factorii de mediu negativi.

Sarcini

După ce ați rezumat cunoștințele existente, pregătiți un mesaj despre rolul vitaminelor în funcționarea normală a corpului uman. Discută întrebarea cu colegii tăi: cum poate o persoană să-și ofere organismului cantitatea necesară de vitamine?

Primirea la timp și echilibrată a cantității necesare de vitamine contribuie la viața umană normală. Cantitatea principală a acestora intră în organism cu alimente, de aceea este important să se mănânce corespunzător (pentru ca alimentele să conțină vitamine în cantitatea necesară, aceasta trebuie să fie variată și echilibrată).

Rolul vitaminelor în corpul uman

Vitaminele sunt substanțe vitale de care organismul nostru are nevoie pentru a-și menține multe dintre funcțiile sale. Prin urmare, un aport suficient și constant de vitamine a organismului prin alimente este extrem de important.

Efectul biologic al vitaminelor în corpul uman constă în participarea activă a acestor substanțe la procesele metabolice. Vitaminele participă la metabolismul proteinelor, grăsimilor și carbohidraților fie direct, fie ca parte a sistemelor enzimatice complexe. Vitaminele sunt implicate în procesele oxidative, în urma cărora se formează numeroase substanțe din carbohidrați și grăsimi, utilizate de organism ca energie și material plastic. Vitaminele contribuie la creșterea normală a celulelor și la dezvoltarea întregului organism. Vitaminele joacă un rol important în menținerea răspunsului imun al organismului, asigurând rezistența acestuia la factorii de mediu negativi. Acest lucru este esențial în prevenirea bolilor infecțioase.

Vitaminele atenuează sau elimină efectele adverse ale multor medicamente asupra corpului uman. Lipsa de vitamine afectează starea organelor și țesuturilor individuale, precum și cele mai importante funcții: creșterea, procrearea, capacitățile intelectuale și fizice și funcțiile de protecție ale corpului. Lipsa pe termen lung de vitamine duce mai întâi la scăderea capacității de muncă, apoi la deteriorarea sănătății, iar în cazurile cele mai extreme, severe, aceasta poate duce la moarte.

Doar în unele cazuri organismul nostru poate sintetiza vitamine individuale în cantități mici. De exemplu, aminoacidul triptofan poate fi transformat în organism în acid nicotinic. Vitaminele sunt necesare pentru sinteza hormonilor - substanțe speciale biologic active care reglează o varietate de funcții ale corpului.

Rezultă că vitaminele sunt substanțe care aparțin factorilor esențiali ai nutriției umane și au o importanță deosebită pentru funcționarea organismului. Sunt necesare pentru sistemul hormonal și sistemul enzimatic al corpului nostru. De asemenea, ne reglează metabolismul, făcând corpul uman sănătos, viguros și frumos.

Cantitatea principală dintre ele intră în organism cu alimente și doar unele sunt sintetizate în intestin de către microorganismele benefice care trăiesc în el, dar în acest caz nu sunt întotdeauna suficiente. Multe vitamine sunt distruse rapid și nu se acumulează în organism în cantitățile necesare, așa că o persoană are nevoie de o aprovizionare constantă cu alimente.

Utilizarea vitaminelor în scopuri terapeutice (terapie cu vitamine) a fost inițial în întregime asociată cu impactul asupra diferitelor forme ale deficienței acestora. De la mijlocul secolului al XX-lea, vitaminele au început să fie utilizate pe scară largă pentru a fortifica alimentele, precum și pentru furaje în creșterea animalelor.

O serie de vitamine sunt reprezentate nu de unul, ci de mai mulți compuși înrudiți. Cunoașterea structurii chimice a vitaminelor a făcut posibilă obținerea lor prin sinteză chimică; Alături de sinteza microbiologică, aceasta este principala metodă de producere a vitaminelor la scară industrială.

Sursa principală de vitamine sunt plantele în care se acumulează vitamine. Vitaminele intră în organism în principal prin alimente. Unele dintre ele sunt sintetizate în intestine sub influența activității vitale a microorganismelor, dar cantitățile de vitamine rezultate nu satisfac întotdeauna pe deplin nevoile organismului.

Concluzie: Vitaminele afectează absorbția nutrienților, promovează creșterea normală a celulelor și dezvoltarea întregului organism. Ca parte integrantă a enzimelor, vitaminele determină funcția și activitatea lor normală. O deficiență, și mai ales absența oricărei vitamine în organism duce la tulburări metabolice. Cu lipsa acestora în alimente, performanța unei persoane, rezistența organismului la boli și efectele factorilor de mediu nefavorabili scad. Ca urmare a deficienței sau absenței vitaminelor, se dezvoltă deficiența de vitamine.

Nucleotidele sunt baza structurală pentru o serie de substanțe organice importante pentru viață, de exemplu, compuși cu energie înaltă.

Sursa universală de energie din toate celulele este ATP - acid adenozin trifosforic sau adenozin trifosfat.

ATP se găsește în citoplasmă, mitocondrii, plastide și nuclee celulare și este cea mai comună și universală sursă de energie pentru majoritatea reacțiilor biochimice care au loc în celulă.

ATP furnizeaza energie pentru toate functiile celulare: lucru mecanic, biosinteza substantelor, diviziune etc. Conținut mediu ATPîntr-o celulă este de aproximativ 0,05% din masa ei, dar în acele celule unde costă ATP sunt mari (de exemplu, în celulele hepatice, mușchii striați), conținutul său poate ajunge până la 0,5%.

Structura ATP

ATP este o nucleotidă formată dintr-o bază azotată - adenină, carbohidratul riboză și trei resturi de acid fosforic, dintre care două stochează o cantitate mare de energie.

Legătura dintre resturile de acid fosforic se numește macroergice(se notează prin simbolul ~), deoarece atunci când se rupe, se eliberează de aproape 4 ori mai multă energie decât atunci când se despart alte legături chimice.

ATP- structură instabilă chiar și atunci când se separă un reziduu de acid fosforic, ATP se transformă în adenozin difosfat ( ADF) eliberând 40 kJ de energie.

Alți derivați de nucleotide

Un grup special de derivați de nucleotide sunt purtători de hidrogen. Hidrogenul molecular și atomic este foarte activ din punct de vedere chimic și este eliberat sau absorbit în timpul diferitelor procese biochimice. Unul dintre cei mai răspândiți purtători de hidrogen este nicotinamidă dinucleotidă fosfat (NADP).

Moleculă NADP capabil să atașeze doi atomi sau o moleculă de hidrogen liber, transformându-se într-o formă redusă NADP ⋅ H 2 . În această formă, hidrogenul poate fi utilizat în diferite reacții biochimice.

Nucleotidele pot participa și la reglarea proceselor oxidative din celulă.

Vitamine

Vitaminele - substanțe organice cu molecularitate scăzută biologic active - sunt implicate în metabolism și în conversia energiei în majoritatea cazurilor ca componente ale enzimelor.

Nevoia zilnică de vitamine a unei persoane este de miligrame și chiar de micrograme. Sunt cunoscute peste 20 de vitamine diferite.

Sursa de vitamine pentru om este alimentația, în principal de origine vegetală, iar în unele cazuri de origine animală (vitamina D, A). Unele vitamine sunt sintetizate în corpul uman.

Lipsa vitaminelor provoacă o boală - hipovitaminoza, absența lor completă - avitaminoza, iar un exces - hipervitaminoza.