Атф биополимер записать его мономеры. Органические вещества - углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, атф. Развитие логического мышления через сравнение структуры ДНК и РНК

14.09.2020

Молекулы РНК являются полимерами, мономерами которых являются рибонуклеотиды, образованные остатками трех веществ: пятиуглеродного сахара — рибозы; одним из азотистых оснований — из пуриновых — аденином или гуанином , из пиримидиновых — урацилом или цитозином ; остатком фосфорной кислоты.

«2. Карточка у доски»

Запишите на доске номера вопросов

против них - краткие ответов.

……………………….

Где в клетках эукариот содержится ДНК?

Каковы размеры ДНК?

Какие пуриновые основания входят в состав молекулы ДНК?

Фрагмент ДНК содержит 30000 нуклеотидов. Происходит удвоение ДНК, сколько свободных нуклеотидов для этого потребуется?

Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь?

Фрагмент ДНК содержит 30000 А-нуклеотидов. Происходит удвоение ДНК, сколько А- и Т-нуклеотидов для этого потребуется?

Фрагмент ДНК содержит 30000 А-нуклеотидов и 40000 Ц-нуклеотидов. Сколько Т- и Г-нуклеотидов в данном фрагменте?

Каковы функции ДНК в клетке?

Как располагаются цепи нуклеотидов в молекуле ДНК?

Запишите ответы и садитесь на место.

Просмотр содержимого документа
«3. Карточки»

Просмотр содержимого документа
«4. Кодограмма. РНК, АТФ»

Тема: РНК, АТФ.

1. Характеристика РНК, АТФ.

Строение : полимер, одна полинуклеотидная цепь.

Нуклеотид РНК состоит из остатков трех веществ:

Вместо тимина – урацил. Уридиловый нуклеотид.

Между комплементарными нуклеотидами образуются водородные связи, формируются специфические конформации молекул РНК.

Функции : участие в синтезе белка.

Виды : мРНК (иРНК), тРНК, рРНК.

Матричные РНК (около 5%). Переносят информацию о белке из ядра в цитоплазму Длина до 30 000 нуклеотидов.

Рибосомные РНК (около 85%) синтезируются в ядре в области ядрышка, входят в состав рибосом. 3 000 – 5 000 нуклеотидов.

Транспортные РНК (около 10%). Транспортируют аминокислоты в рибосомы. Более 30 видов, 76 – 85 нуклеотидов.

Конечные продукты биосинтеза?

ТФ?

Гормоны?

Витамины?

Просмотр содержимого документа
«Биополимеры. РНК, АТФ»

Биополимеры. РНК, АТФ

1. Характеристика РНК.

Молекулы РНК являются полимерами, мономерами которых являются рибонуклеотиды, образованные остатками трех веществ: пятиуглеродного сахара - рибозы; одним из азотистых оснований - из пуриновых - аденином или гуанином , из пиримидиновых - урацилом или цитозином ; остатком фосфорной кислоты.

Молекула РНК представляет собой неразветвленный полинуклеотид, имеющий третичную структуру. Соединение нуклеотидов в одну цепь осуществляется в результате реакции конденсации между остатком фосфорной кислоты одного нуклеотида и 3"-углеродом рибозы второго нуклеотида.

В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой. Однако ее нуклеотиды (адениловый, уридиловый, тимидиловый и цитидиловый) также способны образовывать водородные связи между собой, но это внутри–, а не межцепочечные соединения комплементарных нуклеотидов. Между А- и У-нуклеотидами образуется две водородные связи, между Г- и Ц-нуклеотидами - три водородные связи. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Информация о структуре молекулы РНК заложена в молекулах ДНК. Последовательность нуклеотидов в РНК комплементарна кодогенной цепи ДНК, но адениловому нуклеотиду ДНК комплементарен уридиловый нуклеотид РНК. Если содержание ДНК в клетке относительно постоянно, то содержание РНК сильно колеблется. Наибольшее количество РНК в клетках наблюдается во время синтеза белка.

Существует три основных класса нуклеиновых кислот: информационная (матричная) РНК - иРНК (мРНК), транспортная РНК - тРНК, рибосомальная РНК - рРНК.

Информационные РНК. Наиболее разнообразный по размерам и стабильности класс. Все они являются переносчиками генетической информации из ядра в цитоплазму. Информационные РНК служат матрицей для синтеза молекулы белка, т.к. определяют аминокислотную последовательность первичной структуры белковой молекулы. На долю иРНК приходится до 5% от общего содержания РНК в клетке.

Транспортные РНК. Молекулы транспортных РНК содержат обычно 75-86 нуклеотидов. Молекулярная масса молекул тРНК  25000. Молекулы тРНК играют роль посредников в биосинтезе белка - они доставляют аминокислоты к месту синтеза белка, в рибосомы. В клетке содержится более 30 видов тРНК. Каждый вид тРНК имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов. Однако у всех молекул имеется несколько внутримолекулярных комплементарных участков, благодаря наличию которых все тРНК имеют третичную структуру, напоминающую по форме лист клевера.

Рибосомные РНК. На долю рибосомальных РНК (рРНК) приходится 80-85% от общего содержания РНК в клетке. Рибосомная РНК состоит из 3-5 тыс. нуклеотидов. В комплексе с рибосомными белками рРНК образует рибосомы - органеллы, на которых происходит синтез белка. Основное значение рРНК состоит в том, что она обеспечивает первоначальное связывание иРНК и рибосомы и формирует активный центр рибосомы, в котором происходит образование пептидных связей между аминокислотами в процессе синтеза полипептидной цепи.

2. Характеристика АТФ.

Кроме белков, жиров и углеводов в клетке синтезируется большое количество других органических соединений, которые условно можно разделить на промежуточные и конечные . Чаще всего получение определенного вещества связано с работой каталитического конвейера (большого числа ферментов), и связано с образование промежуточных продуктов реакции, на которые действует следующий фермент. Конечные органические соединения выполняют в клетке самостоятельные функции или служат мономерами при синтезе полимеров. К конечным веществам можно отнести аминокислоты , глюкозу , нуклеотиды , АТФ , гормоны , витамины .

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) - универсальный источник и основной аккумулятор энергии в живых клетках. АТФ содержится во всех клетках растений и животных. Количество АТФ колеблется и в среднем составляет 0,04% (на сырую массу клетки). Наибольшее количество АТФ (0,2-0,5%) содержится в скелетных мышцах.

АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из остатков азотистого основания (аденина), моносахарида (рибозы) и трех остатков фосфорной кислоты. Поскольку АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты, она относится к рибонуклеозидтрифосфатам.

Для большинства видов работ, происходящих в клетках, используется энергия гидролиза АТФ. При этом при отщеплении концевого остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту), при отщеплении второго остатка фосфорной кислоты - в АМФ (аденозинмонофосфорную кислоту). Выход свободной энергии при отщеплении как концевого, так и второго остатков фосфорной кислоты составляет по 30,6 кДж. Отщепление третьей фосфатной группы сопровождается выделением только 13,8 кДж. Связи между концевым и вторым, вторым и первым остатками фосфорной кислоты называются макроэргическими (высокоэнергетическими).

Запасы АТФ постоянно пополняются. В клетках всех организмов синтез АТФ происходит в процессе фосфорилирования, т.е. присоединения фосфорной кислоты к АДФ. Фосфорилирование происходит с разной интенсивностью в митохондриях, при гликолизе в цитоплазме, при фотосинтезе в хлоропластах.

Конечными органическими молекулами, также являются витамины и гормоны . Большую роль в жизнедеятельности многоклеточных организмов играют витамины . Витаминами считают такие органические соединения, которые данный организм синтезировать не может (или синтезирует в недостаточном количестве) и должен получать их вместе с пищей. Витамины, соединяясь с белками, образуют сложные ферменты. При недостатке в пище какого-либо витамина, не может образоваться фермент и развивается тот или иной авитаминоз. Например, недостаток витамина С приводит к цинге, недостаток витамин В 12 - к анемии, нарушению нормального образования эритроцитов.

Гормоны являются регуляторами , влияющими на работу отдельных органов и всего организма в целом. Они могут иметь белковую природу (гормоны гипофиза, поджелудочной железы), могут относиться к липидам (половые гормоны), могут быть производными аминокислот (тироксин). Гормоны образуются как животными, так и растениями.

Вопросы к зачету:

На зачете будет предложено 10 вопросов, на которые нужно ответить одним полным предложением .

Или тестирование на компьютере, тестовое задание из 15 вопросов.

Цитология

Основные положения клеточной теории. Клетка – структурная и функциональная единица живого стр. 1

Органические вещества клетки: липиды, АТФ, биополимеры (углеводы, белки, нуклеиновые кислоты) и их роль в клетке. стр.5

Ферменты, их роль в процессе жизнедеятельности стр.7

Особенности строения клеток прокариот и эукариот стр. 9

Основные структурные компоненты клетки стр. 11

Поверхностный аппарат клетки стр. 12

Транспорт молекул через мембраны стр. 14

Рецепторная функция и ее механизм стр. 18

Структура и функции клеточных контактов стр. 19

Локомоторная и индивидуализирующая функции ПАК стр. 20

Органеллы общего значения. Эндоплазматическая сеть стр. 21

Комплекс Гольджи стр. 23

Лизосомы стр. 24

Пероксисомы стр. 26

Митохондрии стр. 26

Рибосомы стр.27

Пластиды стр.28

Клеточный центр стр. 28

Органеллы специального значения стр. 29

Ядро клетки. Строение и функции стр. 29

Обмен веществ и превращение энергии в клетке стр. 32

Хемосинтез стр. 36

Основные положения клеточной теории. Клетка – структурная и функциональная единица живого.

Цитология - наука о клетки. Цитология изучает строение и химический состав клетки, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных, растений, размножение и развитие клеток. Из 5 царств органического мира, только царство Вирусы, представленные формами живого, не имеют клеточного строения. Остальные 4 царства имеют клеточное строение: царство Бактерии объединяют прокариотов – доядерные формы. Ядерные формы – эукариоты, к ним относятся царства Грибы, Растения, Животные. Основные положения клеточной теории : Клетка – функциональная и структурная единица живого. Клетка – элементарная система – основа строения и жизнедеятельности организма. Открытие клетки связано с открытием микроскопа: 1665г. – Гук изобрел микроскоп и на срезе пробки он увидел ячейки, которые он назвал клетками. 1674г. – А. Левингук впервые обнаружил в воде одноклеточные организмы. Начало 19в. – Я. Пуркинье назвал протоплазмой вещество, заполняющее клетку. 1831г. – Броун обнаружил ядро. 1838-1839гг. – Шванн сформулировал основные положения клеточной теории. Основные положения клеточной теории:

1. Клетка – главная структурная единица всех организмов.

2. Процесс образования клеток обуславливается ростом, развитием и дифференцировкой растительных и животных клеток.

1858г. – вышел труд Вирхова “Целлюлярная патология”, в которой он связал патологические изменения в организме с изменениями в строении клеток, положив основу патологии – началу теоретической и практической медицины. Конец 19в. – Бэр открыл яйцеклетку, показав, что все живые организмы берут начало из одной клетки (зиготы). Было обнаружено сложное строение клетки, описаны органоиды, изучен митоз. Начало 20в. – стало ясным значение клеточных структур и передачи наследственных свойств. Современная клеточная теория включает следующие положения:

Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого.

Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлением жизнедеятельности и обмену веществ.

Размножение клеток происходит путем из деления, и каждая новая клетка образуется путем деления исходной (материнской) клетки.

В сложных многоклеточных организмах клетки специализированны по выполняемым функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы, которые связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Клетка – является открытой системой для всех живых организмов, для которой характерны потоки вещества, энергии и информации, связанные с обменом веществ (ассимиляцией и диссимиляцией). Самообновление осуществляется в результате обмена веществ. Саморегуляция осуществляется на уровне обменных процессов по принципу обратной связи. Самовоспроизведение клетки обеспечивается при ее размножении на основе потока вещества, энергии и информации. Клетка и клеточное строение обеспечивает:

Благодаря большой поверхности – благоприятные условия для обмена веществ.

Наилучшее хранение и передача наследственной информации.

Способность организмов хранить и передавать энергию и превращать ее в работу.

Постепенная замена всего организма (многоклеточного) отмирающих частей без замены всего организма.

В многоклеточном организме специализация клеток обеспечивает широкую приспосабливаемость организма и его эволюционные возможности.

Клетки имеют структурное сходство , т.е. сходство на разных уровнях: атомарном, молекулярном, надмолекулярном и т.д. Клетки имеют функциональное сходство , единство химических процессов метаболизма.

Cлайд 1

Биополимеры. Нуклеиновые кислоты. АТФ. Т.Д. Найданова, учитель биологии, МОУ «Средняя школа №9»

Cлайд 2

Задачи: Сформировать знания о строении и функциях молекул ДНК, РНК, АТФ, принципе комплиментарности. Развитие логического мышления через сравнение структуры ДНК и РНК. Воспитание коллективизма, точности и быстроты ответов.

Cлайд 3

Оборудование: Модель ДНК; Иллюстрации ДНК, РНК, АТФ учебника Д.К. Беляева, презентация урока.

Cлайд 4

Ход урока: О П Р О С- В чем особенность химического состава белков? Почему оказался прав Ф.Энгельс, когда высказал мысль: «Жизнь есть способ существования белковых тел…» Какие структуры белков встречаются в природе и в чем их особенность? В чем выражается видовая специфичность белков? Раскройте понятия «денатурация» и «ренатурация»

Cлайд 5

Запомни: Белки-биополимеры. Мономеры белков-аминокислоты(АК-20). Видовая специфичность белков определяется набором АК, количеством и последовательностью в полипептидной цепи. Функции белков многообразны, они определяют место Б. в природе. Различают I, II, III, IV структуры Б, различающихся по типу связи. В организме человека- 5млн. Белков.

Cлайд 6

II.Изучение нового материала. Нуклеиновые кислоты/характеристика/ «нуклеус»- от лат. –ядро. НК-биополимеры. Впервые были обнаружены в ядре. Играют важную роль в синтезе белков в клетке, в мутациях. Мономеры НК-нуклеотиды. Обнаружены в ядрах лейкоцитов в 1869г. Ф.Мишером.

Cлайд 7

Сравнительная характеристика НК Признаки РНК ДНК 1.Нахождение в клетке Ядро, митохондрии, рибосомы, хлоропласты. Ядро, митохондрии, хлоропласты. 2.Нахождение в ядре Ядрышко Хромосомы 3.Состав нуклеотида Одинарная полинуклеотидная цепочка, кроме вирусов Двойная, свернутая правозакрученная спираль (Дж.Уотсон и Ф.Крик в 1953г.)

Cлайд 8

Сравнительная характеристика НК Признаки РНК ДНК 4.Состав нуклеотида 1.Азотистое основание (А-аденин,У-урацил,Г-гуанин,Ц-цитозин). 2.Углевод рибоза 3.Остаток фосфорной кислоты 1.Азотистое основание (А-аденин,Т-тимин, Г-гуанин,Ц-цитозин). 2.Углевод дезоксирибоза 3.Остаток фосфорной кислоты

Cлайд 9

Сравнительная характеристика НК Признаки РНК ДНК 5.Свойства Не способна к самоудвоению. Лабильна Способна к самоудвоению по принципу компли-ментарности:А-Т; Т-А; Г-Ц;Ц-Г. Стабильна. 6.Функции и-РНК (или м-РНК)определяет порядок расположения АК в белке; Т-РНК- подносит АК к месту синтеза белка(к рибосомам);p-РНК определяет структуру рибосом. Химическая основа гена. Хранение и передача наследственной информации о структуре белков.

Cлайд 10

Запиши: ДНК- двойная спираль ДЖ.Уотсон, Ф. Крик-1953г.Нобелевская премия А=Т, Г=Ц- комплиментарность Функции: 1.хранение 2.воспроизведение 3.передача Наследственной информации РНК- одиночная цепь А,У,Ц,Г- нуклеотиды Виды РНК: И- РНК Т- РНК Р- РНК Функции: биосинтез белка

Cлайд 11

Реши задачу: Одна из цепей фрагмента молекулы ДНК имеет следующее строение: Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т. Укажите строение противоположной цепи. Укажите последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, построенной на этом участке цепи ДНК.

Cлайд 12

Решение: I цепь ДНК Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т Ц-Ц-Ц-Т-А-Т-Т-Г-Т-Ц-Т-А (по принципу комплементарности) и-РНК Г-Г-Г-А-У-А-А-Ц-А-Г-Ц-У-

Cлайд 13

АТФ. Почему АТФ называют «аккумулятором» клетки? АТФ-аденозинтрифосфорная кислота

Cлайд 14

Структура молекулы АТФ аденин Ф Ф Ф Рибоза Макроэргические связи АТФ+Н 2О АДФ+Ф+Е(40кДж/моль) 2. АДФ+Н 2О АМФ+Ф+Е(40кДж/моль) Энергетическая эффективность 2-ух макроэргических связей -80кДж/моль

Cлайд 15

Запомни: АТФ Образуется в митохондриях клеток животных и хлоропластах растений. Энергия АТФ используется на движение, биосинтез, деление и т.д. Средняя продолжительность жизни1 молекулы АТФ менее!мин, т.к. она расщепляется и восстанавливается 2400раз в сутки.

Cлайд 16

Реши задачу: №1. АТФ- постоянный источник энергии для клетки. Его роль можно сравнить с ролью аккумулятора. Объясните, в чем заключается это сходство?

Cлайд 17

Выполни тест (выбирая правильный ответ, Вы получите ключевое слово) 1.Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК? а)тимин; н)урацил; п)гуанин; г)цитозин; е)аденин. 2.Если нуклеотидный состав ДНК-АТТ-ГЦГ-ТАТ-то каким должен быть нуклеотидный состав и-РНК? а)ТАА-ЦГЦ-УТА;к)ТАА-ГЦГ-УТУ; у)уаа-цгц-ауа; г)уаа-цгц-ата

Полное название образовательного учреждения: Департамент среднего профессионального образования Томской области ОГБПОУ «Колпашевский социально-промышленный колледж»

Курс: Биология

Раздел: Общая биология

Возрастная группа: 10 класс

Тема: Биополимеры. Нуклеиновые кислоты, АТФ и другие органические соединения.

Цель занятия: продолжить изучение биополимеров, способствовать формированию приемов логической деятельности, познавательных способностей.

Задачи урока:

Образовательные: познакомить студентов с понятиями нуклеиновые кислоты, способствовать осмыслению и усвоению материала.

Развивающие: развивать когнитивные качества студентов (умение видеть проблему, умение задавать вопросы).

Воспитательные: формировать положительную мотивацию к изучению биологии, стремление получить конечный результат, умение принимать решения и делать выводы.

Время реализации: 90 мин.

Оборудование:

ПК и видеопроектор;
авторская презентация, созданная в среде Power Point;
раздаточный дидактический материал (список кодирования аминокислот);

План:

1. Типы нуклеиновых кислот.

2. Строение ДНК.

3. Основные виды РНК.

4. Транскрипция.

5. АТФ и другие органические соединения клетки.

Ход занятия:

I. Организационный момент.
Проверка готовности к занятию.

II. Повторение.

Устный опрос:

1. Охарактеризуйте функции жиров в клетке.

2. В чем отличие биополимеров белков от биополимеров углеводов? В чем их сходство?

Тестирование (3 варианта)

III. Изучение нового материала.

1. Типы нуклеиновых кислот. Название нуклеиновые кислоты происходит от латинского слова «нуклеос», т.е. ядро: они впервые были обнаружены в клеточных ядрах. В клетках имеются два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Эти биополимеры состоят из мономеров, называемых нуклеотидами. Мономеры-нуклеотиды ДНК и РНК сходны в основных чертах строения и играют центральную роль в хранении и передаче наследственной информации. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов, соединенных прочными химическими связями. Каждый из нуклеотидов, входящих в состав РНК, содержит триуглеродный сахар - рибозу; одно из четырех органических соединений, которые называют азотистыми основаниями, - аденин, гуанин, цитозин, урацил (А, Г, Ц, У); остаток фосфорной кислоты.

2. Строение ДНК . Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат пятиуглеродный сахар - дезоксирибозу; одно из четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т); остаток фосфорной кислоты.

В составе нуклеотидов к молекуле рибозы (или дезоксирибозы одной стороны присоединено азотистое основание, а с другой - остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды соединяются между собой в длинные цепи. Остов такой цепи образуют регулярно чередующиеся остатки сахара и фосфорной кислоты, а боковые группы этой цепи - четыре типа нерегулярно чередующихся азотистых основания.

Молекула ДНК представляет собой структуру, состоящую из двух нитей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью. Особенностью структуры ДНК является то, что против азотистого основания А в одной лежит азотистое основание Т в другой цепи, а против азотистого основания Г всегда расположено азотистое основание Ц.

Схематически сказанное можно выразить следующим образом:

А (аденин) - Т (тимин)

Т (тимин) - А (аденин)

Г (гуанин) - Ц (цитозин)

Ц (цитозин) - Г (гуанин)

Эти пары оснований называют комплементарными основаниями (дополняющими друг друга). Нити ДНК, в которых основания расположены комплементарно друг другу, называют комплементарными нитями.

Модель строения молекулы ДНК предложили Дж. Уотсон и Ф. Крик в 1953 г. Она полностью подтверждена экспериментально и сыграла исключительно важную роль в развитии молекулярной биологии и генетики.

Порядок расположения нуклеотидов в молекулах ДНК определяет порядок расположения аминокислот в линейных молекулах белков, т. е. их первичную структуру. Набор белков (ферментов, гормонов и др.) определяет свойства клетки и организма. Молекулы ДНК хранят сведения об этих свойствах и передают их поколениям потомков, т. е. являются носителями наследственной информации. Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток и в небольшом количестве в митохондриях и хлоропластах.

3. Основные виды РНК. Наследственная информация, хранящаяся в молекулах ДНК, реализуется через молекулы белков. Информация о строении белка передается в цитоплазму особыми молекулами РНК, которые называются информационными (и-РНК). Информационная РНК переносится в цитоплазму, где с помощью специальных органоидов – рибосом идет синтез белка. Именно информационная РНК, которая строится комплементарно одной из нитей ДНК, определяет порядок расположения аминокислот в белковых молекулах.

В синтезе белка принимает участие и другой вид РНК - транспортная (т-РНК), которая подносит аминокислоты к месту образования белковых молекул - рибосомам, своеобразным фабрикам по производству белков.

В состав рибосом входит третий вид РНК, так называемая рибосомная (р-РНК), которая определяет структуру и функционирование рибосом.

Каждая молекула РНК в отличие от молекулы ДНК представлена одной нитью; вместо дезоксирибозы она содержит рибозу и вместо тимина - урацил.

Итак, нуклеиновые кислоты выполняют в клетке важнейшие биологические функции. В ДНК хранится наследственная информация обо всех свойствах клетки и организма в целом. Различные виды РНК принимают участие в реализации наследственной информации через синтез белка.

4. Транскрипция.

Процесс образования и-РНК называется транскрипцией (от лат. «транскрипцио» - переписывание). Транскрипция происходит в ядре клетки. ДНК → и-РНК с участием фермента полимеразы. т-РНК выполняет функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот, т-РНК получает команду от и-РНК - антикодон узнает кодон и несет аминокислоту.

5. АТФ и другие органические соединения клетки

В любой клетке, кроме белков, жиров, полисахаридов и нуклеиновых кислот, насчитывается несколько тысяч других органических соединений. Их можно условно разделить на конечные и промежуточные продукты биосинтеза и распада.

Конечными продуктами биосинтеза называют органические соединения, которые играют самостоятельную роль в организме или служат мономерами для синтеза биополимеров. К числу конечных продуктов биосинтеза относятся аминокислоты, из которых в клетках синтезируются белки; нуклеотиды - мономеры, из которых синтезируются нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК); глюкоза, которая служит мономером для синтеза гликогена, крахмала, целлюлозы.

Путь к синтезу каждого из конечных продуктов лежит через ряд промежуточных соединений. Многие вещества подвергаются в клетках ферментативному расщеплению, распаду.

Конечными продуктами биосинтеза являются вещества, играющие важную роль в регуляции физиологических процессов и развитии организма. К числу их относятся многие гормоны животных. Гормоны тревоги или стресса (например, адреналин) в условиях напряжения усиливают выход глюкозы в кровь, что, в конечном счете, приводит к увеличению синтеза АТФ и активному использованию энергии, запасенной организмом.

Аденозинфосфорные кислоты. Особо важную роль в биоэнергетике клетки играет адениловый нуклеотид, к которому присоединены еще два остатка фосфорной кислоты. Такое вещество называют аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). Молекула АТФ представляет собой нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибозой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями.

АТФ - универсальный биологический аккумулятор энергии. Световая энергия Солнца и энергия, заключенная в потребляемой пище, запасаются в молекулах АТФ.

Средняя продолжительность жизни 1 молекулы АТФ в организме человека менее минуты, поэтому она расщепляется и восстанавливается 2400 раз в сутки.

В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия (Е), которая освобождается при отщеплении фосфата:

АТФ = АДФ + Ф + Е

В этой реакции образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и фосфорная кислота (фосфат, Ф).

АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 + энергия(40 кДж/моль)

АТФ + H2O → АМФ + H4P2O7 + энергия(40 кДж/моль)

АДФ + H3PO4 + энергия(60 кДж/моль) → АТФ + H2O

Энергию АТФ все клетки используют для процессов биосинтеза, движения, производства тепла, передачи нервных импульсов, свечений (например, у люминесцентных бактерий), т. е. для всех процессов жизнедеятельности.

IV. Итог занятия.

1. О б о б щ е н и е изученного материала.

Вопросы к студентам:

1. Какие компоненты входят в состав нуклеотидов?

2. Почему постоянство содержания ДНК в разных клетках организма считается доказательством того, что ДНК представляет собой генетический материал?

3. Дайте сравнительную характеристику ДНК и РНК.

4. Решите задачи:

Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т достройте вторую цепь.

Ответ: ДНК Г-Г-Г- А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т

Ц-Ц-Ц-Т-А-Т-Т-Г-Т-Ц-Т-А

(по принципу комплементарности)

2) Укажите последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, построенной на этом участке цепи ДНК.