Fisiologi ATP. Molekul ATP - apakah itu dan apakah peranannya dalam badan
sambungan. Lihat No. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005
Pelajaran biologi dalam kelas sains
Perancangan Lanjutan, Gred 10
Pelajaran 19
peralatan: jadual biologi am, gambar rajah struktur molekul ATP, gambar rajah hubungan antara pertukaran plastik dan tenaga.
I. Ujian Pengetahuan
Menjalankan imlak biologi "Sebatian organik bahan hidup"
Guru membaca tesis di bawah nombor, pelajar menulis dalam buku nota nombor tesis yang sesuai kandungan dengan versi mereka.
Pilihan 1 - protein.
Pilihan 2 - karbohidrat.
Pilihan 3 - lipid.
Pilihan 4 - asid nukleik.
1. Dalam bentuk tulennya, ia hanya terdiri daripada atom C, H, O.
2. Selain atom C, H, O, ia mengandungi atom N dan biasanya S.
3. Selain atom C, H, O, ia mengandungi atom N dan P.
4. Mereka mempunyai berat molekul yang agak kecil.
5. Berat molekul boleh dari ribuan hingga beberapa puluh dan ratusan ribu dalton.
6. Sebatian organik terbesar dengan berat molekul sehingga beberapa puluh dan ratusan juta dalton.
7. Mereka mempunyai berat molekul yang berbeza - dari sangat kecil hingga sangat tinggi, bergantung kepada sama ada bahan itu adalah monomer atau polimer.
8. Terdiri daripada monosakarida.
9. Terdiri daripada asid amino.
10. Terdiri daripada nukleotida.
11. Ia adalah ester asid lemak yang lebih tinggi.
12. Unit struktur asas: "bes nitrogen - pentosa - sisa asid fosforik".
13. Unit struktur asas: "asid amino".
14. Unit struktur asas: "monosakarida".
15. Unit struktur asas: "glycerol-fatty acid".
16. Molekul polimer dibina daripada monomer yang sama.
17. Molekul polimer dibina daripada monomer yang serupa, tetapi tidak betul-betul serupa.
18. Bukan polimer.
19. Mereka melaksanakan hampir secara eksklusif tenaga, pembinaan dan fungsi penyimpanan, dalam beberapa kes - pelindung.
20. Sebagai tambahan kepada tenaga dan pembinaan, mereka melaksanakan fungsi pemangkin, isyarat, pengangkutan, motor dan perlindungan;
21. Mereka menyimpan dan memindahkan sifat keturunan sel dan badan.
Pilihan 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Pilihan 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Pilihan 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Pilihan 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.
II. Mempelajari bahan baharu
1. Struktur asid trifosforik adenosin
Sebagai tambahan kepada protein, asid nukleik, lemak dan karbohidrat, sejumlah besar sebatian organik lain disintesis dalam bahan hidup. Antaranya, peranan penting dalam bioenergetik sel dimainkan oleh adenosin trifosfat (ATP). ATP terdapat dalam semua sel tumbuhan dan haiwan. Dalam sel, asid trifosforik adenosin paling kerap terdapat dalam bentuk garam yang dipanggil adenosin trifosfat. Jumlah ATP berubah-ubah dan purata 0.04% (secara purata terdapat kira-kira 1 bilion molekul ATP dalam sel). Jumlah terbesar ATP terdapat dalam otot rangka (0.2–0.5%).
Molekul ATP terdiri daripada asas nitrogen - adenine, pentosa - ribosa dan tiga sisa asid fosforik, i.e. ATP ialah nukleotida adenil khas. Tidak seperti nukleotida lain, ATP mengandungi bukan satu, tetapi tiga sisa asid fosforik. ATP merujuk kepada bahan makroergik - bahan yang mengandungi sejumlah besar tenaga dalam ikatannya.
Model spatial (A) dan formula struktur (B) molekul ATP
Daripada komposisi ATP di bawah tindakan enzim ATPase, sisa asid fosforik terputus. ATP mempunyai kecenderungan kuat untuk melepaskan kumpulan fosfat terminalnya:
ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30.5 kJ + Fn,
kerana ini membawa kepada lenyapnya tolakan elektrostatik yang kurang bertenaga antara cas negatif yang bersebelahan. Fosfat yang terhasil distabilkan dengan pembentukan ikatan hidrogen yang menguntungkan secara bertenaga dengan air. Pengagihan caj dalam sistem ADP + Fn menjadi lebih stabil daripada dalam ATP. Hasil daripada tindak balas ini, 30.5 kJ dibebaskan (apabila ikatan kovalen konvensional dipecahkan, 12 kJ dibebaskan).
Untuk menekankan "kos" tenaga tinggi bagi ikatan fosforus-oksigen dalam ATP, adalah kebiasaan untuk menandakannya dengan tanda ~ dan memanggilnya sebagai ikatan tenaga makro. Apabila satu molekul asid fosforik dipecahkan, ATP ditukar kepada ADP (asid adenosin difosforik), dan jika dua molekul asid fosforik terputus, maka ATP ditukar kepada AMP (asid adenosin monofosforik). Pembelahan fosfat ketiga disertai dengan pembebasan hanya 13.8 kJ, sehingga hanya terdapat dua ikatan makroergik dalam molekul ATP.
2. Pembentukan ATP dalam sel
Bekalan ATP dalam sel adalah kecil. Sebagai contoh, dalam otot, rizab ATP cukup untuk 20-30 kontraksi. Tetapi otot boleh bekerja selama berjam-jam dan menghasilkan beribu-ribu kontraksi. Oleh itu, bersama-sama dengan pecahan ATP kepada ADP, sintesis terbalik mesti berterusan berlaku dalam sel. Terdapat beberapa laluan untuk sintesis ATP dalam sel. Jom kenali mereka.
1. fosforilasi anaerobik. Fosforilasi ialah proses sintesis ATP daripada ADP dan fosfat berat molekul rendah (Pn). Dalam kes ini, kita bercakap tentang proses pengoksidaan bahan organik tanpa oksigen (contohnya, glikolisis ialah proses pengoksidaan bebas oksigen glukosa kepada asid piruvik). Kira-kira 40% daripada tenaga yang dikeluarkan semasa proses ini (kira-kira 200 kJ / mol glukosa) dibelanjakan untuk sintesis ATP, dan selebihnya dilesapkan dalam bentuk haba:
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Fn -–> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.
2. Fosforilasi oksidatif- ini adalah proses sintesis ATP kerana tenaga pengoksidaan bahan organik dengan oksigen. Proses ini ditemui pada awal 1930-an. abad ke-20 V.A. Engelhardt. Proses oksigen pengoksidaan bahan organik diteruskan dalam mitokondria. Kira-kira 55% daripada tenaga yang dikeluarkan dalam kes ini (kira-kira 2600 kJ / mol glukosa) ditukar kepada tenaga ikatan kimia ATP, dan 45% dilesapkan dalam bentuk haba.
Fosforilasi oksidatif adalah lebih cekap daripada sintesis anaerobik: jika hanya 2 molekul ATP disintesis semasa glikolisis semasa pemecahan molekul glukosa, maka 36 molekul ATP terbentuk semasa fosforilasi oksidatif.
3. Fotofosforilasi- proses sintesis ATP kerana tenaga cahaya matahari. Laluan sintesis ATP ini adalah ciri hanya untuk sel yang mampu fotosintesis (tumbuhan hijau, cyanobacteria). Tenaga kuanta cahaya matahari digunakan oleh fotosintesis dalam fasa cahaya fotosintesis untuk sintesis ATP.
3. Kepentingan biologi ATP
ATP berada di pusat proses metabolik dalam sel, menjadi penghubung antara tindak balas sintesis biologi dan pereputan. Peranan ATP dalam sel boleh dibandingkan dengan peranan bateri, kerana semasa hidrolisis ATP, tenaga yang diperlukan untuk pelbagai proses kehidupan ("pelepasan") dilepaskan, dan dalam proses fosforilasi ("mengecas") , ATP sekali lagi mengumpul tenaga dalam dirinya.
Oleh kerana tenaga yang dikeluarkan semasa hidrolisis ATP, hampir semua proses penting dalam sel dan badan berlaku: penghantaran impuls saraf, biosintesis bahan, penguncupan otot, pengangkutan bahan, dll.
III. Penyatuan ilmu
Menyelesaikan masalah biologi
Tugasan 1. Apabila berlari dengan pantas, kita sering bernafas, terdapat peningkatan peluh. Terangkan fenomena ini.
Tugasan 2. Mengapakah orang yang membeku mula menghentak dan melompat dalam kesejukan?
Tugas 3. Dalam kerja terkenal oleh I. Ilf dan E. Petrov "The Twelve Chairs" di antara banyak petua berguna anda boleh menemui perkara berikut: "Bernafas dalam-dalam, anda teruja." Cuba justifikasikan nasihat ini dari sudut proses tenaga yang berlaku di dalam badan.
IV. Kerja rumah
Mulakan persediaan untuk ujian dan ujian (dikte soalan ujian - lihat pelajaran 21).
Pelajaran 20
peralatan: jadual biologi am.
I. Generalisasi pengetahuan bahagian
Kerja pelajar dengan soalan (secara individu) dengan pengesahan dan perbincangan seterusnya
1. Berikan contoh sebatian organik yang merangkumi karbon, sulfur, fosforus, nitrogen, besi, mangan.
2. Bagaimanakah sel hidup boleh dibezakan daripada sel mati melalui komposisi ion?
3. Apakah bahan yang terdapat dalam sel dalam bentuk tidak terlarut? Apakah organ dan tisu yang disertakan?
4. Berikan contoh makronutrien yang termasuk dalam pusat aktif enzim.
5. Apakah hormon yang mengandungi unsur surih?
6. Apakah peranan halogen dalam tubuh manusia?
7. Bagaimanakah protein berbeza daripada polimer tiruan?
8. Apakah perbezaan antara peptida dan protein?
9. Apakah nama protein yang merupakan sebahagian daripada hemoglobin? Terdiri daripada berapa subunit?
10. Apakah ribonuklease? Berapakah bilangan asid amino di dalamnya? Bilakah ia disintesis secara buatan?
11. Mengapakah kadar tindak balas kimia tanpa enzim rendah?
12. Apakah bahan yang diangkut oleh protein melalui membran sel?
13. Bagaimanakah antibodi berbeza daripada antigen? Adakah vaksin mengandungi antibodi?
14. Apakah bahan yang memecahkan protein dalam badan? Berapa banyak tenaga yang dibebaskan dalam kes ini? Di mana dan bagaimana ammonia dinetralkan?
15. Berikan satu contoh hormon peptida: bagaimana ia mengambil bahagian dalam pengawalan metabolisme selular?
16. Apakah struktur gula yang kita gunakan untuk minum teh? Apakah tiga sinonim lain untuk bahan ini yang anda tahu?
17. Mengapakah lemak dalam susu tidak terkumpul di permukaan, tetapi berada dalam penggantungan?
18. Berapakah jisim DNA dalam nukleus sel somatik dan kuman?
19. Berapakah jumlah ATP yang digunakan oleh seseorang setiap hari?
20. Apakah protein yang orang buat pakaian?
Struktur utama ribonuklease pankreas (124 asid amino)
II. Kerja rumah.
Teruskan persediaan untuk ujian dan ujian dalam bahagian "Organisasi kehidupan kimia."
Pelajaran 21
I. Menjalankan ujian lisan terhadap soalan
1. Komposisi asas sel.
2. Ciri-ciri unsur organogenik.
3. Struktur molekul air. Ikatan hidrogen dan kepentingannya dalam "kimia" kehidupan.
4. Sifat dan fungsi biologi air.
5. Bahan hidrofilik dan hidrofobik.
6. Kation dan kepentingan biologinya.
7. Anion dan kepentingan biologinya.
8. Polimer. polimer biologi. Perbezaan antara polimer berkala dan tidak berkala.
9. Sifat-sifat lipid, fungsi biologinya.
10. Kumpulan karbohidrat dibezakan oleh ciri-ciri struktur.
11. Fungsi biologi karbohidrat.
12. Komposisi asas protein. Asid amino. Pembentukan peptida.
13. Struktur protein primer, sekunder, tertier dan kuaternari.
14. Fungsi biologi protein.
15. Perbezaan antara enzim dan pemangkin bukan biologi.
16. Struktur enzim. Koenzim.
17. Mekanisme tindakan enzim.
18. Asid nukleik. Nukleotida dan strukturnya. Pembentukan polinukleotida.
19. Peraturan E.Chargaff. Prinsip saling melengkapi.
20. Pembentukan molekul DNA beruntai dua dan penggulungannya.
21. Kelas RNA selular dan fungsinya.
22. Perbezaan antara DNA dan RNA.
23. Replikasi DNA. Transkripsi.
24. Struktur dan peranan biologi ATP.
25. Pembentukan ATP dalam sel.
II. Kerja rumah
Teruskan persediaan untuk ujian dalam bahagian "Organisasi kehidupan kimia."
Pelajaran 22
I. Menjalankan ujian bertulis
Pilihan 1
1. Terdapat tiga jenis asid amino - A, B, C. Berapa banyak varian rantai polipeptida yang terdiri daripada lima asid amino boleh dibina. Nyatakan pilihan ini. Adakah polipeptida ini mempunyai sifat yang sama? kenapa?
2. Semua makhluk hidup terutamanya terdiri daripada sebatian karbon, dan silikon, analog karbon, kandungannya dalam kerak bumi adalah 300 kali lebih banyak daripada karbon, hanya terdapat dalam organisma yang sangat sedikit. Terangkan fakta ini dari segi struktur dan sifat atom unsur-unsur ini.
3. Molekul ATP yang dilabelkan dengan radioaktif 32P pada akhirnya, sisa asid fosforik ketiga dimasukkan ke dalam satu sel, dan molekul ATP yang dilabelkan dengan 32P pada residu pertama yang paling hampir dengan ribosa dimasukkan ke dalam sel lain. Selepas 5 minit, kandungan ion fosfat tak organik yang dilabelkan dengan 32P diukur dalam kedua-dua sel. Di manakah ia akan menjadi lebih tinggi?
4. Kajian telah menunjukkan bahawa 34% daripada jumlah nukleotida mRNA ini adalah guanin, 18% adalah urasil, 28% adalah sitosin, dan 20% adalah adenine. Tentukan komposisi peratusan bes nitrogen DNA untai dua, yang mana mRNA yang ditentukan adalah tuangan.
Pilihan 2
1. Lemak membentuk "rizab pertama" dalam metabolisme tenaga dan digunakan apabila rizab karbohidrat habis. Walau bagaimanapun, dalam otot rangka, dengan kehadiran glukosa dan asid lemak, yang terakhir digunakan pada tahap yang lebih besar. Protein sebagai sumber tenaga sentiasa digunakan hanya sebagai pilihan terakhir, apabila badan kelaparan. Jelaskan fakta ini.
2. Ion logam berat (merkuri, plumbum, dll.) dan arsenik mudah diikat oleh kumpulan sulfida protein. Mengetahui sifat sulfida logam ini, terangkan apa yang berlaku kepada protein apabila digabungkan dengan logam ini. Mengapakah logam berat beracun kepada badan?
3. Dalam tindak balas pengoksidaan bahan A kepada bahan B, 60 kJ tenaga dibebaskan. Berapakah bilangan molekul ATP yang boleh disintesis secara maksimum dalam tindak balas ini? Bagaimanakah tenaga selebihnya akan digunakan?
4. Kajian telah menunjukkan bahawa 27% daripada jumlah nukleotida mRNA ini adalah guanin, 15% adalah urasil, 18% adalah sitosin, dan 40% adalah adenine. Tentukan komposisi peratusan bes nitrogen DNA untai dua, yang mana mRNA yang ditentukan adalah tuangan.
Akan bersambung
19. Fungsi mitokondria sel. ATP dan peranannya dalam sel.
Sumber tenaga utama untuk sel adalah nutrien: karbohidrat, lemak dan protein, yang teroksida dengan bantuan oksigen. Hampir semua karbohidrat, sebelum sampai ke sel-sel badan, ditukar menjadi glukosa kerana kerja saluran gastrousus dan hati. Bersama-sama dengan karbohidrat, protein juga dipecahkan - kepada asid amino dan lipid - kepada asid lemak. Di dalam sel, nutrien teroksida di bawah pengaruh oksigen dan dengan penyertaan enzim yang mengawal tindak balas pembebasan tenaga dan penggunaannya. Hampir semua tindak balas oksidatif berlaku dalam mitokondria, dan tenaga yang dikeluarkan disimpan dalam bentuk sebatian makroergik - ATP. Pada masa hadapan, ia adalah ATP, dan bukan nutrien, yang digunakan untuk membekalkan tenaga untuk proses metabolik intraselular.
Molekul ATP mengandungi: (1) adenine bes nitrogen; (2) ribosa karbohidrat pentosa, (3) tiga sisa asid fosforik. Dua fosfat terakhir disambungkan antara satu sama lain dan ke seluruh molekul oleh ikatan fosfat makroergik, ditunjukkan oleh simbol ~ dalam formula ATP. Tertakluk kepada ciri-ciri keadaan fizikal dan kimia badan, tenaga setiap ikatan tersebut ialah 12,000 kalori setiap 1 mol ATP, yang berkali ganda lebih tinggi daripada tenaga ikatan kimia biasa, itulah sebabnya ikatan fosfat dipanggil makroergik. Selain itu, ikatan ini mudah dimusnahkan, menyediakan proses intraselular dengan tenaga sebaik sahaja keperluan timbul.
Apabila tenaga dibebaskan, ATP menderma kumpulan fosfat dan bertukar menjadi adenosin difosfat. Tenaga yang dibebaskan digunakan untuk hampir semua proses selular, contohnya, dalam tindak balas biosintesis dan semasa penguncupan otot.
Penambahan semula rizab ATP berlaku dengan menggabungkan semula ADP dengan selebihnya asid fosforik kerana tenaga nutrien. Proses ini diulangi berulang kali. ATP sentiasa digunakan dan terkumpul, itulah sebabnya ia dipanggil mata wang tenaga sel. Masa pusing ganti ATP hanya beberapa minit.
Peranan mitokondria dalam tindak balas kimia pembentukan ATP. Apabila glukosa memasuki sel, di bawah tindakan enzim sitoplasma ia bertukar menjadi asid piruvik (proses ini dipanggil glikolisis). Tenaga yang dikeluarkan dalam proses ini digunakan untuk menukar sejumlah kecil ADP kepada ATP, kurang daripada 5% daripada jumlah rizab tenaga.
Sintesis ATP adalah 95% dijalankan dalam mitokondria. Asid piruvat, asid lemak dan asid amino, masing-masing terbentuk daripada karbohidrat, lemak dan protein, akhirnya ditukar dalam matriks mitokondria kepada sebatian yang dipanggil asetil-KoA. Sebatian ini, seterusnya, memasuki satu siri tindak balas enzim, secara kolektif dikenali sebagai kitaran asid trikarboksilik atau kitaran Krebs, untuk melepaskan tenaganya. Dalam kitaran asid trikarboksilik, asetil-KoA dipecahkan kepada atom hidrogen dan molekul karbon dioksida. Karbon dioksida dikeluarkan dari mitokondria, kemudian dari sel melalui resapan dan dikeluarkan dari badan melalui paru-paru.
Atom hidrogen secara kimia sangat aktif dan oleh itu segera bertindak balas dengan oksigen yang meresap ke dalam mitokondria. Jumlah tenaga yang besar yang dikeluarkan dalam tindak balas ini digunakan untuk menukar banyak molekul ADP kepada ATP. Tindak balas ini agak kompleks dan memerlukan penyertaan sejumlah besar enzim yang membentuk krista mitokondria. Pada peringkat awal, elektron dipisahkan daripada atom hidrogen, dan atom bertukar menjadi ion hidrogen. Proses ini berakhir dengan penambahan ion hidrogen kepada oksigen. Hasil daripada tindak balas ini, air dan sejumlah besar tenaga terbentuk yang diperlukan untuk operasi ATP synthetase, protein globular besar yang bertindak sebagai tuberkel pada permukaan krista mitokondria. Di bawah tindakan enzim ini, yang menggunakan tenaga ion hidrogen, ADP ditukar menjadi ATP. Molekul ATP baru dihantar dari mitokondria ke semua bahagian sel, termasuk nukleus, di mana tenaga sebatian ini digunakan untuk menyediakan pelbagai fungsi. Proses sintesis ATP ini secara amnya dipanggil mekanisme kemiosmotik pembentukan ATP.
Tenaga aktiviti otot
Seperti yang telah disebutkan, kedua-dua fasa aktiviti otot - penguncupan dan kelonggaran - meneruskan penggunaan tenaga mandatori yang dibebaskan semasa hidrolisis ATP.
Walau bagaimanapun, rizab ATP dalam sel otot adalah tidak penting (semasa rehat, kepekatan ATP dalam otot adalah kira-kira 5 mmol / l), dan ia mencukupi untuk kerja otot selama 1-2 s. Oleh itu, untuk memastikan aktiviti otot yang lebih lama dalam otot, penambahan semula rizab ATP mesti berlaku. Pembentukan ATP dalam sel otot secara langsung semasa kerja fizikal dipanggil sintesis semula ATP dan disertakan dengan penggunaan tenaga.
Oleh itu, semasa otot berfungsi, dua proses serentak berlaku di dalamnya: hidrolisis ATP, yang menyediakan tenaga yang diperlukan untuk penguncupan dan kelonggaran, dan sintesis semula ATP, yang menambah kehilangan bahan ini. Jika hanya tenaga kimia ATP digunakan untuk memastikan pengecutan dan kelonggaran otot, maka tenaga kimia pelbagai jenis sebatian sesuai untuk sintesis semula ATP: karbohidrat, lemak, asid amino dan fosfat kreatin.
Struktur dan peranan biologi ATP
Adenosin trifosfat (ATP) ialah nukleotida. Molekul ATP (asid trifosforik adenosin) terdiri daripada asas nitrogen adenin, gula lima karbon ribosa, dan tiga sisa asid fosforik yang saling berkaitan oleh ikatan makroergik. Semasa hidrolisisnya, sejumlah besar tenaga dibebaskan. ATP ialah makroerg utama sel, penumpuk tenaga dalam bentuk tenaga ikatan kimia bertenaga tinggi.
Di bawah keadaan fisiologi, iaitu, di bawah keadaan yang wujud dalam sel hidup, pemisahan mol ATP (506 g) disertai dengan pembebasan 12 kcal, atau 50 kJ tenaga.
Cara pembentukan ATP
Pengoksidaan aerobik (pernafasan tisu)
Sinonim: fosforilasi oksidatif, fosforilasi pernafasan, fosforilasi aerobik.
Laluan ini berlaku dalam mitokondria.
Kitaran asid trikarboksilik pertama kali ditemui oleh ahli biokimia Inggeris G. Krebs (Rajah 4).
Tindak balas pertama dimangkinkan oleh enzim sitrat sintase, di mana kumpulan asetil asetil-KoA terkondensasi dengan oksaloasetat untuk membentuk asid sitrik. Nampaknya, dalam tindak balas ini, citryl-CoA yang terikat kepada enzim terbentuk sebagai perantaraan. Kemudian yang terakhir dihidrolisiskan secara spontan dan tidak boleh balik untuk membentuk sitrat dan HS-CoA.
Hasil daripada tindak balas kedua, asid sitrik yang terbentuk mengalami dehidrasi dengan pembentukan asid cis-aconitic, yang, dengan melekatkan molekul air, masuk ke dalam asid isocitric (isocitrate). Tindak balas boleh balik penghidratan-penyahhidratan ini dimangkinkan oleh enzim aconitate hydratase (aconitase). Akibatnya, terdapat anjakan bersama H dan OH dalam molekul sitrat.
nasi. 4. Kitaran asid trikarboksilik (kitaran Krebs)
Tindak balas ketiga nampaknya mengehadkan kadar kitaran Krebs. Asid isositrik terdehidrogenasi dengan kehadiran isositrat dehidrogenase yang bergantung kepada NAD. Semasa tindak balas dehidrogenase isositrat, asid isositrik didekarboksilasi secara serentak. Isositrat dehidrogenase yang bergantung kepada NAD ialah enzim alosterik yang memerlukan ADP sebagai pengaktif khusus. Di samping itu, enzim memerlukan atau ion untuk menunjukkan aktivitinya.
Semasa tindak balas keempat, asid α-ketoglutarik didekarboksilasi secara oksidatif untuk membentuk sebatian succinyl-CoA bertenaga tinggi. Mekanisme tindak balas ini adalah serupa dengan tindak balas dekarboksilasi oksidatif piruvat kepada asetil-KoA; Kompleks dehidrogenase α-ketoglutarat menyerupai kompleks dehidrogenase piruvat dalam strukturnya. Kedua-dua dalam satu dan dalam kes yang lain, 5 koenzim mengambil bahagian dalam tindak balas: TPP, asid lipoik amida, HS-CoA, FAD dan NAD +.
Tindak balas kelima dimangkinkan oleh enzim succinyl-CoA synthetase. Semasa tindak balas ini, succinyl-CoA, dengan penyertaan GTP dan fosfat bukan organik, ditukar kepada asid suksinik (suksinat). Pada masa yang sama, pembentukan ikatan fosfat tenaga tinggi GTP berlaku disebabkan oleh ikatan tioeter tenaga tinggi succinyl-CoA.
Hasil daripada tindak balas keenam, suksinat dihidrogenkan kepada asid fumarik. Pengoksidaan suksinat dimangkinkan oleh suksinat dehidrogenase,
dalam molekul yang mana koenzim FAD terikat kuat (secara kovalen) kepada protein. Sebaliknya, suksinat dehidrogenase terikat rapat pada membran mitokondria dalam.
Tindak balas ketujuh dijalankan di bawah pengaruh enzim fumarate hydratase (fumarase). Asid fumarik yang terhasil terhidrat, hasil tindak balas adalah asid malik (malat).
Akhirnya, semasa tindak balas kelapan kitaran asid trikarboksilik, L-malat dioksidakan kepada oksaloasetat di bawah pengaruh dehidrogenase malat yang bergantung kepada NAD mitokondria.
Semasa satu pusingan kitaran, semasa pengoksidaan satu molekul asetil-KoA dalam kitaran Krebs dan sistem fosforilasi oksidatif, 12 molekul ATP boleh dibentuk.
Pengoksidaan anaerobik
Sinonim: fosforilasi substrat, sintesis ATP anaerobik. Masuk ke dalam sitoplasma, hidrogen terbelah melekat pada beberapa bahan lain. Bergantung kepada substrat, dua laluan sintesis ATP anaerobik dibezakan: kreatin fosfat (kreatin kinase, alaktat) dan glikolitik (glikolisis, laktat). Dalam kes pertama, substrat adalah creatine fosfat, dalam kedua - glukosa.
Laluan ini diteruskan tanpa penyertaan oksigen.
Berdasarkan perkara di atas, sejumlah besar ATP diperlukan. Dalam otot rangka, semasa peralihan mereka dari keadaan rehat ke aktiviti kontraksi - 20 kali (atau bahkan beberapa ratus kali) kadar pemisahan ATP meningkat secara mendadak secara serentak.
Walau bagaimanapun, ATP disimpan dalam otot adalah agak tidak ketara (kira-kira 0.75% daripada jisimnya) dan ia hanya boleh bertahan selama 2-3 saat kerja yang sengit.
Rajah 15. Adenosin trifosfat (ATP, ATP). Jisim molar 507.18g/mol
Ini kerana ATP ialah molekul yang besar dan berat ( rajah.15). ATP ialah nukleotida yang dibentuk oleh adenine bes nitrogen, ribosa gula lima karbon, dan tiga sisa asid fosforik. Kumpulan fosfat dalam molekul ATP saling berkaitan oleh ikatan tenaga tinggi (makroergik). Ia telah dikira bahawa jika badan yang terkandung jumlah ATP mencukupi untuk digunakan dalam dalam masa satu hari, maka berat seseorang, malah menjalani gaya hidup yang tidak aktif, akan terus meningkat 75% lebih.
Untuk mengekalkan penguncupan yang berterusan, molekul ATP mesti dibentuk semasa metabolisme pada kadar yang sama seperti ia dipecahkan semasa penguncupan. Oleh itu, ATP adalah salah satu bahan yang paling kerap dikemas kini, jadi pada manusia, jangka hayat satu molekul ATP adalah kurang daripada 1 minit. Pada siang hari, satu molekul ATP melalui purata 2000-3000 kitaran semula (tubuh manusia mensintesis kira-kira 40 kg ATP setiap hari, tetapi mengandungi kira-kira 250 g pada bila-bila masa tertentu), iaitu, hampir tiada rizab ATP. dalam badan, dan untuk kehidupan normal adalah perlu untuk sentiasa mensintesis molekul ATP baru.
Oleh itu, untuk mengekalkan aktiviti tisu otot pada tahap tertentu, sintesis semula ATP yang cepat diperlukan pada kadar yang sama seperti yang digunakan. Ini berlaku dalam proses rephosphorylation, apabila ADP dan fosfat digabungkan
sintesis ATP - fosforilasi ADP
Di dalam badan, ATP terbentuk daripada ADP dan fosfat bukan organik disebabkan oleh tenaga yang dikeluarkan semasa pengoksidaan bahan organik dan dalam proses fotosintesis. Proses ini dipanggil fosforilasi. Dalam kes ini, sekurang-kurangnya 40 kJ / mol tenaga mesti dibelanjakan, yang terkumpul dalam ikatan makroergik:
ADP + H 3 PO 4 + tenaga→ ATP + H 2 O
Fosforilasi ADP
Fosforilasi substrat ATP Fosforilasi oksidatif ATP
Fosforilasi ADP boleh dilakukan dalam dua cara: fosforilasi substrat dan fosforilasi oksidatif (menggunakan tenaga bahan pengoksidaan). Sebahagian besar ATP terbentuk pada membran mitokondria semasa fosforilasi oksidatif oleh sintase ATP yang bergantung kepada H.
Tindak balas fosforilasi ADP dan penggunaan ATP seterusnya sebagai sumber tenaga membentuk proses kitaran yang merupakan intipati metabolisme tenaga.
Terdapat tiga cara di mana ATP dijana semasa penguncupan gentian otot.
Tiga laluan utama untuk sintesis semula ATP:
1 - sistem kreatin fosfat (CP).
2 - glikolisis
3 - fosforilasi oksidatif
Sistem kreatin fosfat (CP) -
Fosforilasi ADP melalui pemindahan kumpulan fosfat daripada kreatin fosfat
Sintesis semula kreatin fosfat anaerobik ATP.
Rajah.16. Creatine Phosphate ( CF) Sistem resintesis ATP dalam badan
Untuk mengekalkan aktiviti tisu otot pada tahap tertentu sintesis semula ATP yang cepat diperlukan. Ini berlaku dalam proses rephosphorylation, apabila ADP dan fosfat digabungkan. Bahan yang paling tersedia yang digunakan untuk sintesis semula ATP adalah terutamanya kreatin fosfat ( rajah.16), dengan mudah memindahkan kumpulan fosfatnya ke ADP:
CrF + ADP → Kreatin + ATP
CRF ialah sebatian daripada kreatinin bahan yang mengandungi nitrogen dengan asid fosforik. Kepekatannya dalam otot adalah kira-kira 2-3%, iaitu, 3-4 kali lebih tinggi daripada ATP. Penurunan sederhana (sebanyak 20–40%) dalam kandungan ATP serta-merta membawa kepada penggunaan CRF. Walau bagaimanapun, pada kerja maksimum, rizab creatine fosfat juga cepat habis. Melalui fosforilasi ADP kreatin fosfat pembentukan ATP yang sangat cepat pada awal pengecutan dipastikan.
Semasa tempoh rehat, kepekatan kreatin fosfat dalam gentian otot meningkat ke tahap kira-kira lima kali lebih tinggi daripada kandungan ATP. Pada permulaan penguncupan, apabila kepekatan ATP mula berkurangan dan kepekatan ADP mula meningkat disebabkan oleh pemecahan ATP oleh tindakan myosin ATPase, tindak balas beralih ke arah pembentukan ATP akibat fosfat kreatin. Dalam kes ini, peralihan tenaga berlaku pada kadar yang tinggi sehingga pada permulaan penguncupan, kepekatan ATP dalam gentian otot berubah sedikit, manakala kepekatan kreatin fosfat jatuh dengan cepat.
Walaupun ATP terbentuk daripada kreatin fosfat dengan sangat cepat, melalui satu tindak balas enzimatik (Rajah 16), jumlah ATP dihadkan oleh kepekatan awal kreatin fosfat dalam sel. Agar pengecutan otot bertahan lebih lama daripada beberapa saat, dua sumber pembentukan ATP lain yang disebutkan di atas mesti terlibat. Selepas permulaan penguncupan yang disediakan oleh penggunaan fosfat kreatin, laluan pemfosforilasi oksidatif dan glikolisis yang lebih perlahan, multi-enzimatik diaktifkan, yang menyebabkan kadar pembentukan ATP meningkat ke tahap yang sepadan dengan kadar pemisahan ATP.
Apakah sistem sintesis ATP terpantas?
Sistem CP (creatine phosphate) ialah sistem resintesis ATP terpantas dalam badan, kerana ia hanya melibatkan satu tindak balas enzim. Ia menjalankan pemindahan fosfat bertenaga tinggi secara langsung dari CP ke ADP dengan pembentukan ATP. Walau bagaimanapun, keupayaan sistem ini untuk mensintesis semula ATP adalah terhad, kerana rizab CP dalam sel adalah kecil. Oleh kerana sistem ini tidak menggunakan oksigen untuk mensintesis ATP, ia dianggap sebagai sumber anaerobik ATP.
Berapa banyak CF yang disimpan dalam badan?
Jumlah rizab CF dan ATP dalam badan akan mencukupi untuk kurang daripada 6 saat aktiviti fizikal yang sengit.
Apakah kelebihan penghasilan ATP anaerobik menggunakan CF?
Sistem CF/ATP digunakan semasa senaman sengit jangka pendek. Ia terletak di kepala molekul myosin, iaitu, secara langsung di tempat penggunaan tenaga. Sistem CF/ATF digunakan apabila seseorang membuat pergerakan pantas, seperti mendaki gunung dengan pantas, melakukan lompatan tinggi, berlari seratus meter, cepat bangun dari katil, melarikan diri daripada lebah, atau melompat dari trak semasa menyeberang. Jalan itu.
glikolisis
Fosforilasi ADP dalam sitoplasma
Pemecahan glikogen dan glukosa dalam keadaan anaerobik untuk membentuk asid laktik dan ATP.
Untuk memulihkan ATP untuk meneruskan aktiviti otot yang sengit proses itu termasuk sumber penghasilan tenaga berikut - pecahan enzimatik karbohidrat dalam keadaan bebas oksigen (anaerobik).
Rajah.17. Skim umum glikolisis
Proses glikolisis secara skematik diwakili seperti berikut (hlm ialah.17).
Penampilan kumpulan fosfat bebas semasa glikolisis memungkinkan sintesis semula ATP daripada ADP. Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada ATP, dua molekul asid laktik terbentuk.
Proses glikolisis lebih perlahan berbanding dengan sintesis ATP fosfat kreatin. Tempoh kerja otot dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen) adalah terhad disebabkan oleh kekurangan rizab glikogen atau glukosa dan disebabkan oleh pengumpulan asid laktik.
Penghasilan tenaga anaerobik oleh glikolisis dihasilkan tidak ekonomik dengan penggunaan glikogen yang tinggi, kerana hanya sebahagian daripada tenaga yang terkandung di dalamnya digunakan (asid laktik tidak digunakan dalam glikolisis, walaupun mengandungi sejumlah besar tenaga).
Sudah tentu, sudah pada peringkat ini, sebahagian daripada asid laktik dioksidakan oleh beberapa jumlah oksigen kepada karbon dioksida dan air:
С3Н6О3 + 3О2 = 3СО2 + 3Н2О 41
Tenaga yang terhasil pergi ke sintesis semula karbohidrat dari bahagian lain asid laktik. Walau bagaimanapun, jumlah oksigen yang terhad semasa aktiviti fizikal yang sangat sengit tidak mencukupi untuk menyokong tindak balas yang bertujuan untuk penukaran asid laktik dan sintesis semula karbohidrat.
Dari manakah ATP datang untuk aktiviti fizikal yang berlangsung lebih daripada 6 saat?
Pada glikolisis ATP terbentuk tanpa menggunakan oksigen (secara anaerobik). Glikolisis berlaku dalam sitoplasma sel otot. Dalam proses glikolisis, karbohidrat dioksidakan kepada piruvat atau laktat dan 2 molekul ATP dibebaskan (3 molekul jika anda memulakan pengiraan dengan glikogen). Semasa glikolisis, ATP disintesis dengan cepat, tetapi lebih perlahan daripada dalam sistem CF.
Apakah hasil akhir glikolisis - piruvat atau laktat?
Apabila glikolisis berjalan dengan perlahan dan mitokondria menerima secukupnya NADH terkurang, hasil akhir glikolisis ialah piruvat. Piruvat ditukar kepada asetil-KoA (tindak balas yang memerlukan NAD) dan mengalami pengoksidaan lengkap dalam kitaran Krebs dan CPE. Apabila mitokondria tidak dapat memberikan pengoksidaan piruvat yang mencukupi atau penjanaan semula penerima elektron (NAD atau FADH), piruvat ditukar kepada laktat. Penukaran piruvat kepada laktat mengurangkan kepekatan piruvat, yang menghalang produk akhir daripada menghalang tindak balas, dan glikolisis berterusan.
Bilakah laktat produk akhir utama glikolisis?
Laktat terbentuk apabila mitokondria tidak dapat mengoksidakan piruvat dengan secukupnya atau menjana semula penerima elektron yang mencukupi. Ini berlaku pada aktiviti enzimatik rendah mitokondria, dengan bekalan oksigen yang tidak mencukupi, pada kadar glikolisis yang tinggi. Secara umum, pembentukan laktat meningkat semasa hipoksia, iskemia, pendarahan, selepas pengambilan karbohidrat, kepekatan glikogen otot yang tinggi, dan hipertermia yang disebabkan oleh senaman.
Apakah cara lain piruvat boleh dimetabolismekan?
Semasa senaman atau diet rendah kalori, piruvat ditukar kepada alanin asid amino yang tidak penting. Disintesis dalam otot rangka, alanin memasuki hati dengan aliran darah, di mana ia bertukar menjadi piruvat. Piruvat kemudian ditukar kepada glukosa, yang memasuki aliran darah. Proses ini serupa dengan kitaran Cori dan dipanggil kitaran alanin.
Dalam sel-sel semua organisma terdapat molekul ATP - asid trifosforik adenosin. ATP ialah bahan sel universal, molekulnya mempunyai ikatan yang kaya dengan tenaga. Molekul ATP adalah satu jenis nukleotida, yang, seperti nukleotida lain, terdiri daripada tiga komponen: bes nitrogen - adenine, karbohidrat - ribosa, tetapi bukannya satu ia mengandungi tiga sisa molekul asid fosforik (Rajah 12). Ikatan yang ditunjukkan dalam rajah oleh ikon kaya dengan tenaga dan dipanggil makroergik. Setiap molekul ATP mengandungi dua ikatan makroergik.
Apabila ikatan tenaga tinggi dipecahkan dan satu molekul asid fosforik terputus dengan bantuan enzim, 40 kJ / mol tenaga dibebaskan, dan ATP ditukar kepada ADP - asid difosforik adenosin. Dengan penyingkiran satu lagi molekul asid fosforik, 40 kJ / mol lagi dibebaskan; AMP terbentuk - asid monophosphoric adenosin. Tindak balas ini boleh diterbalikkan, iaitu, AMP boleh ditukar kepada ADP, ADP kepada ATP.
Molekul ATP bukan sahaja dipecahkan, tetapi juga disintesis, jadi kandungannya dalam sel adalah agak tetap. Kepentingan ATP dalam kehidupan sel adalah sangat besar. Molekul ini memainkan peranan utama dalam metabolisme tenaga yang diperlukan untuk memastikan aktiviti penting sel dan organisma secara keseluruhan.
Molekul RNA, sebagai peraturan, adalah rantai tunggal yang terdiri daripada empat jenis nukleotida - A, U, G, C. Tiga jenis RNA utama diketahui: mRNA, rRNA, tRNA. Kandungan molekul RNA dalam sel tidak tetap, mereka terlibat dalam biosintesis protein. ATP ialah bahan tenaga sejagat bagi sel, di mana terdapat ikatan yang kaya dengan tenaga. ATP memainkan peranan penting dalam pertukaran tenaga dalam sel. RNA dan ATP terdapat dalam nukleus dan dalam sitoplasma sel.
Mana-mana sel, seperti mana-mana sistem hidup, mempunyai keupayaan untuk mengekalkan komposisi dan semua sifatnya pada tahap yang agak tetap. Sebagai contoh, kandungan ATP dalam sel adalah kira-kira 0.04%, dan nilai ini dikekalkan dengan teguh, walaupun pada hakikatnya ATP sentiasa digunakan dalam sel sepanjang hayat. Contoh lain: tindak balas kandungan selular sedikit beralkali, dan tindak balas ini dikekalkan secara stabil, walaupun pada hakikatnya asid dan bes sentiasa terbentuk dalam proses metabolisme. Bukan sahaja komposisi kimia sel, tetapi juga sifat-sifatnya yang lain dikekalkan dengan kukuh pada tahap tertentu. Kestabilan sistem hidup yang tinggi tidak dapat dijelaskan oleh sifat bahan dari mana ia dibina, kerana protein, lemak dan karbohidrat mempunyai sedikit kestabilan. Kestabilan sistem hidup aktif, ia disebabkan oleh proses penyelarasan dan peraturan yang kompleks.
Pertimbangkan, sebagai contoh, bagaimana kestabilan kandungan ATP dalam sel dikekalkan. Seperti yang kita ketahui, ATP dimakan oleh sel apabila ia melakukan sebarang aktiviti. Sintesis ATP berlaku hasil daripada proses tanpa oksigen dan oksigen pecahan glukosa. Jelas sekali bahawa kestabilan kandungan ATP dicapai kerana pengimbangan tepat kedua-dua proses - penggunaan ATP dan sintesisnya: sebaik sahaja kandungan ATP dalam sel berkurangan, proses tanpa oksigen dan oksigen pecahan glukosa serta-merta hidupkan, semasa ATP disintesis dan kandungan ATP dalam sel meningkat. Apabila tahap ATP mencapai norma, sintesis ATP menjadi perlahan.
Menghidupkan dan mematikan proses yang memastikan penyelenggaraan komposisi normal sel berlaku secara automatik di dalamnya. Kawal selia sedemikian dipanggil kawal selia kendiri atau kawal selia automatik.
Asas untuk pengawalseliaan aktiviti sel adalah proses maklumat, iaitu, proses di mana komunikasi antara pautan individu sistem dijalankan menggunakan isyarat. Isyarat ialah perubahan yang berlaku di beberapa bahagian sistem. Sebagai tindak balas kepada isyarat, proses dimulakan, akibatnya perubahan yang telah berlaku dihapuskan. Apabila keadaan normal sistem dipulihkan - ini berfungsi sebagai isyarat baharu untuk menutup proses.
Bagaimanakah sistem isyarat sel berfungsi, bagaimana ia menyediakan proses autoregulasi di dalamnya?
Penerimaan isyarat di dalam sel dijalankan oleh enzimnya. Enzim, seperti kebanyakan protein, mempunyai struktur yang tidak stabil. Di bawah pengaruh beberapa faktor, termasuk banyak agen kimia, struktur enzim terganggu dan aktiviti pemangkinnya hilang. Perubahan ini, sebagai peraturan, boleh diterbalikkan, iaitu, selepas penyingkiran faktor aktif, struktur enzim kembali normal dan fungsi pemangkinnya dipulihkan.
Mekanisme autoregulasi sel adalah berdasarkan fakta bahawa bahan, yang kandungannya dikawal, mampu berinteraksi khusus dengan enzim yang menjananya. Hasil daripada interaksi ini, struktur enzim berubah bentuk dan aktiviti pemangkinnya hilang.
Mekanisme autoregulasi sel berfungsi seperti berikut. Kita sedia maklum bahawa bahan kimia yang dihasilkan dalam sel biasanya terhasil daripada beberapa tindak balas enzim yang berturut-turut. Ingat proses pemecahan glukosa tanpa oksigen dan bebas oksigen. Setiap proses ini adalah satu siri yang panjang - sekurang-kurangnya sedozen tindak balas berturut-turut. Agak jelas bahawa bagi pengawalseliaan proses multinomial tersebut, adalah memadai untuk mematikan mana-mana satu pautan. Ia cukup untuk mematikan sekurang-kurangnya satu tindak balas - dan keseluruhan baris akan berhenti. Dengan cara ini peraturan kandungan ATP dalam sel dijalankan. Semasa sel dalam keadaan rehat, kandungan ATP di dalamnya adalah kira-kira 0.04%. Pada kepekatan ATP yang tinggi, ia bertindak balas dengan salah satu enzim tanpa pemecahan oksigen glukosa. Hasil daripada tindak balas ini, semua molekul enzim ini kehilangan aktiviti dan talian penghantar tanpa proses oksigen dan oksigen tidak aktif. Jika, disebabkan oleh sebarang aktiviti sel, kepekatan ATP di dalamnya berkurangan, maka struktur dan fungsi enzim dipulihkan dan tanpa proses oksigen dan oksigen dilancarkan. Akibatnya, ATP dihasilkan, kepekatannya meningkat. Apabila ia mencapai norma (0.04%), penghantar tanpa oksigen dan proses oksigen secara automatik dimatikan.
2241-2250
2241. Pengasingan geografi membawa kepada spesiasi, kerana dalam populasi spesies asal
A) perbezaan
B) penumpuan
B) aromorfosis
D) degenerasi
2242. Sumber semula jadi biosfera yang tidak boleh diperbaharui termasuk
A) mendapan kapur
B) hutan tropika
B) pasir dan tanah liat
D) arang batu
2243. Apakah kebarangkalian manifestasi sifat resesif dalam fenotip dalam keturunan generasi pertama, jika kedua-dua ibu bapa mempunyai genotip Aa?
A) 0%
B) 25%
C) 50%
D) 75%
Abstrak
2244. Ikatan yang kaya dengan tenaga antara sisa asid fosforik terdapat dalam molekul
A) tupai
B) ATP
B) mRNA
D) DNA
2245. Atas alasan apakah haiwan yang digambarkan dalam rajah yang diberikan kepada kelas serangga?
A) tiga pasang kaki berjalan
B) dua mata mudah
c) sepasang sayap lutsinar
D) pemotongan badan ke kepala dan perut
Abstrak
2246. Zigot, tidak seperti gamet, terbentuk hasil daripada
A) persenyawaan
B) partenogenesis
B) spermatogenesis
D) I pembahagian meiosis
2247. Kacukan tidak subur dalam tumbuhan terbentuk akibat daripada
A) lintasan intraspesifik
B) poliploidisasi
B) hibridisasi jauh
D) menganalisis silang
Berapa banyak ATP dalam badan?
2249. Dalam orang Rh-negatif, berbanding dengan Rh-positif, eritrosit darah berbeza dalam komposisi
A) lipid
B) karbohidrat
B) mineral
D) protein
2250. Apabila sel-sel lobus temporal korteks serebrum dimusnahkan, seseorang
A) mendapat idea yang herot tentang bentuk objek
B) tidak membezakan antara kekuatan dan ketinggian bunyi
B) hilang koordinasi
D) tidak membezakan isyarat visual
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018
pengesan sekatan iklan
1. Apakah perkataan yang tiada dalam ayat dan digantikan dengan huruf (а-г)?
"Komposisi molekul ATP termasuk bes nitrogen (a), monosakarida lima karbon (b) dan (c) sisa (d) asid."
Perkataan berikut digantikan dengan huruf: a - adenine, b - ribosa, c - tiga, d - fosforik.
2. Bandingkan struktur ATP dan struktur nukleotida. Cari persamaan dan perbezaan.
Malah, ATP ialah terbitan daripada adenil nukleotida RNA (adenosine monofosfat, atau AMP). Komposisi molekul kedua-dua bahan termasuk adenine bes nitrogen dan ribosa gula lima karbon. Perbezaannya disebabkan oleh fakta bahawa dalam komposisi adenil nukleotida RNA (seperti dalam komposisi mana-mana nukleotida lain) hanya terdapat satu residu asid fosforik, dan tidak ada ikatan makroergik (tenaga tinggi). Molekul ATP mengandungi tiga sisa asid fosforik, di antaranya terdapat dua ikatan makroergik, jadi ATP boleh bertindak sebagai penumpuk dan pembawa tenaga.
3. Apakah proses hidrolisis ATP?
ATP: mata wang tenaga
sintesis ATP? Apakah peranan biologi ATP?
Dalam proses hidrolisis, satu sisa asid fosforik dibelah daripada molekul ATP (dephosphorylation). Dalam kes ini, ikatan makroergik dipecahkan, 40 kJ / mol tenaga dilepaskan dan ATP ditukar kepada ADP (asid adenosin difosforik):
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ
ADP boleh menjalani hidrolisis selanjutnya (yang jarang berlaku) dengan penyingkiran kumpulan fosfat lain dan pembebasan "bahagian" tenaga kedua. Dalam kes ini, ADP ditukar kepada AMP (asid adenosin monophosphoric):
ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ
Sintesis ATP berlaku hasil daripada penambahan sisa asid fosforik kepada molekul ADP (fosforilasi). Proses ini dijalankan terutamanya dalam mitokondria dan kloroplas, sebahagiannya dalam hyaloplasma sel. Untuk pembentukan 1 mol ATP daripada ADP, sekurang-kurangnya 40 kJ tenaga mesti dibelanjakan:
ADP + H3PO4 + 40 kJ → ATP + H2O
ATP ialah simpanan universal (akumulator) dan pembawa tenaga dalam sel-sel organisma hidup. Dalam hampir semua proses biokimia yang berlaku dalam sel dengan kos tenaga, ATP digunakan sebagai pembekal tenaga. Terima kasih kepada tenaga ATP, molekul baru protein, karbohidrat, lipid disintesis, pengangkutan aktif bahan dijalankan, pergerakan flagela dan silia, pembahagian sel berlaku, otot berfungsi, suhu badan tetap haiwan berdarah panas adalah dipelihara, dsb.
4. Apakah ikatan yang dipanggil makroergik? Apakah fungsi yang boleh dilakukan oleh bahan yang mengandungi ikatan makroergik?
Ikatan makroergik dipanggil ikatan, apabila pecahnya sejumlah besar tenaga dilepaskan (contohnya, pemecahan setiap ikatan makroergik ATP disertai dengan pembebasan 40 kJ / mol tenaga). Bahan yang mengandungi ikatan makroergik boleh berfungsi sebagai akumulator, pembawa dan pembekal tenaga untuk pelbagai proses kehidupan.
5. Formula am ATP ialah С10H16N5O13P3. Hidrolisis 1 mol ATP kepada ADP membebaskan 40 kJ tenaga. Berapakah tenaga yang dibebaskan semasa hidrolisis 1 kg ATP?
● Kira jisim molar ATP:
M (С10H16N5O13P3) = 12 × 10 + 1 × 16 + 14 × 5 + 16 × 13 + 31 × 3 = 507 g/mol.
● Hidrolisis 507 g ATP (1 mol) membebaskan 40 kJ tenaga.
Ini bermakna semasa hidrolisis 1000 g ATP, yang berikut akan dibebaskan: 1000 g × 40 kJ: 507 g ≈ 78.9 kJ.
Jawapan: semasa hidrolisis 1 kg ATP kepada ADP, kira-kira 78.9 kJ tenaga akan dibebaskan.
6. Molekul ATP yang dilabelkan dengan fosforus radioaktif 32P pada sisa asid fosforik (ketiga) terakhir dimasukkan ke dalam satu sel, dan molekul ATP yang dilabelkan dengan 32P pada residu pertama (paling hampir dengan ribosa) dimasukkan ke dalam sel lain. Selepas 5 minit, kandungan ion fosfat tak organik yang dilabelkan dengan 32P diukur dalam kedua-dua sel. Di manakah ia lebih tinggi dan mengapa?
Sisa terakhir (ketiga) asid fosforik mudah terputus semasa hidrolisis ATP, manakala yang pertama (paling hampir dengan ribosa) tidak terputus walaupun semasa hidrolisis dua langkah ATP kepada AMP. Oleh itu, kandungan fosfat tak organik radioaktif akan lebih tinggi di dalam sel di mana ATP, yang dilabelkan dengan sisa asid fosforik (ketiga) terakhir, telah diperkenalkan.
Dashkov M.L.
laman web: dashkov.by
Molekul RNA, tidak seperti DNA, biasanya merupakan rantai tunggal nukleotida, yang jauh lebih pendek daripada DNA. Walau bagaimanapun, jumlah jisim RNA dalam sel adalah lebih besar daripada DNA. Molekul RNA terdapat dalam nukleus dan dalam sitoplasma.
Tiga jenis utama RNA diketahui: maklumat, atau matriks, - mRNA; ribosom - rRNA, pengangkutan - tRNA, yang berbeza dalam bentuk, saiz dan fungsi molekul. Fungsi utama mereka ialah penyertaan dalam biosintesis protein.
Anda lihat bahawa molekul RNA, seperti molekul DNA, terdiri daripada empat jenis nukleotida, tiga daripadanya mengandungi asas nitrogen yang sama seperti nukleotida DNA (A, G, C). Walau bagaimanapun, bukannya asas nitrogen timin, komposisi RNA termasuk asas nitrogen lain - uracil (U). Oleh itu, komposisi nukleotida molekul RNA termasuk asas nitrogen: A, G, C, U. Di samping itu, bukannya karbohidrat deoksiribosa, RNA mengandungi ribosa.
Dalam sel semua organisma terdapat molekul ATP - asid trifosforik adenosin. ATP ialah bahan sel universal, molekulnya mempunyai ikatan yang kaya dengan tenaga. Molekul ATP adalah satu jenis nukleotida, yang, seperti nukleotida lain, terdiri daripada tiga komponen: asas nitrogen - adenine, karbohidrat - ribosa, tetapi bukannya satu ia mengandungi tiga sisa molekul asid fosforik. Setiap molekul ATP mengandungi dua ikatan makroergik.
Apabila ikatan tenaga tinggi dipecahkan dan satu molekul asid fosforik terputus dengan bantuan enzim, 40 kJ / mol tenaga dibebaskan, dan ATP ditukar menjadi ADP - asid adenosin difosforik. Dengan penyingkiran satu lagi molekul asid fosforik, 40 kJ / mol lagi dibebaskan; AMP terbentuk - asid monophosphoric adenosin. Tindak balas ini boleh diterbalikkan, iaitu, AMP boleh ditukar kepada ADP, ADP kepada ATP.
Molekul ATP - apakah itu dan apakah peranannya dalam badan
Molekul ATP bukan sahaja dipecahkan, tetapi juga disintesis, jadi kandungannya dalam sel adalah agak tetap. Kepentingan ATP dalam kehidupan sel adalah sangat besar. Molekul ini memainkan peranan utama dalam metabolisme tenaga yang diperlukan untuk memastikan aktiviti penting sel dan organisma secara keseluruhan.
Bagaimana untuk bermula sebagai tutor?
Pembelajaran jarak jauh bahasa Inggeris
Kata kerja bahasa Inggeris biasa dan tidak teratur