Bütün canlı proseslər atom və molekulyar hərəkətə əsaslanır. Enerji olmadan həm tənəffüs prosesi, həm də hüceyrə inkişafı, bölünmə mümkün deyil. Enerji təchizatı mənbəyi ATP-dir, onun nədir və necə əmələ gəldiyini daha ətraflı nəzərdən keçirəcəyik.

ATP konsepsiyasını öyrənməzdən əvvəl onu deşifrə etmək lazımdır. Bu termin orqanizmdə enerji və maddi maddələr mübadiləsi üçün vacib olan nukleozid trifosfat deməkdir.

Bu, biokimyəvi proseslərin altında yatan unikal enerji mənbəyidir. Bu birləşmə fermentlərin əmələ gəlməsi üçün əsasdır.

ATP 1929-cu ildə Harvardda kəşf edilmişdir. Qurucuları Harvard Tibb Məktəbinin alimləri idi. Bunlara Karl Loman, Cyrus Fiske və Yellapragada Subbarao daxildir. Onlar strukturuna görə ribonuklein turşularının adenil nukleotidinə bənzəyən birləşmə müəyyən ediblər.

Birləşmənin fərqli bir xüsusiyyəti bir əvəzinə üç fosfor turşusu qalığının olması idi. 1941-ci ildə alim Fritz Lipmann ATP-nin hüceyrə daxilində enerji potensialına malik olduğunu sübut etdi. Sonradan ATP sintaza adlanan əsas ferment kəşf edildi. Onun vəzifəsi mitoxondriyada asidik molekulların əmələ gəlməsidir.

ATP hüceyrə biologiyasında enerji akkumulyatorudur və biokimyəvi reaksiyaların uğurla həyata keçirilməsi üçün vacibdir.

Adenozin trifosfor turşusunun biologiyası onun enerji mübadiləsi nəticəsində əmələ gəlməsini təklif edir. Proses ikinci mərhələdə 2 molekulun yaradılmasından ibarətdir. Qalan 36 molekul üçüncü mərhələdə görünür.

Turşunun strukturunda enerjinin yığılması fosfor qalıqları arasındakı bağlayıcıda baş verir. 1 fosfor qalığının ayrılması halında 40 kJ enerji buraxılması baş verir.

Nəticədə turşu adenozin difosfata (ADP) çevrilir. Sonrakı fosfat ayrılması adenozin monofosfatın (AMP) istehsalını təşviq edir.

Qeyd etmək lazımdır ki, bitki dövrü AMP və ADP-nin təkrar istifadəsini nəzərdə tutur ki, bu da bu birləşmələrin turşu vəziyyətinə düşməsi ilə nəticələnir. Bu proses tərəfindən təmin edilir.

Struktur

Birləşmənin mahiyyətinin açıqlanması hansı birləşmələrin ATP molekulunun bir hissəsi olduğunu öyrəndikdən sonra mümkündür.

Turşuda hansı birləşmələr var?

• Fosfor turşusunun 3 qalığı. Turşu qalıqları qeyri-sabit təbiətli enerji bağları vasitəsilə bir-biri ilə birləşir. Ortofosfor turşusu adı altında da rast gəlinir;
• adenin: azotlu əsasdır;
• Riboza: Pentoza karbohidratıdır.

Bu elementlərin ATP-yə daxil olması ona nukleotid quruluşu verir. Bu, molekulu nuklein turşusu kimi təsnif etməyə imkan verir.

Vacibdir! Turşu molekullarının parçalanması nəticəsində enerji ayrılır. ATP molekulunda 40 kJ enerji var.

Təhsil

Molekulun əmələ gəlməsi mitoxondriya və xloroplastlarda baş verir. Turşunun molekulyar sintezində əsas məqam dissimilyasiya prosesidir. Dissimilyasiya mürəkkəb birləşmənin məhv olması səbəbindən nisbətən sadə birləşməyə keçid prosesidir.

Turşu sintezinin bir hissəsi olaraq bir neçə mərhələni ayırmaq adətdir:

1. Hazırlıq. Parçalanmanın əsasını fermentativ təsirlə təmin edilən həzm prosesi təşkil edir. Bədənə daxil olan qidalar məhv olur. Yağlar yağ turşularına və qliserinə parçalanır. Zülallar amin turşularına, nişasta qlükozaya parçalanır. Mərhələ istilik enerjisinin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur.
2. Anoksik və ya qlikoliz. Parçalanma prosesi əsasdır. Qlükoza parçalanması fermentlərin iştirakı ilə baş verir, sərbəst buraxılan enerjinin 60% -i istiliyə çevrilir, qalan hissəsi molekulun tərkibində qalır.
3. Oksigen və ya hidroliz; Mitoxondriya daxilində baş verir. Oksigen və fermentlərin köməyi ilə baş verir. Bədənin ifraz etdiyi oksigen iştirak edir. Tamamlandı. Bu, bir molekul yaratmaq üçün enerjinin sərbəst buraxılmasını nəzərdə tutur.

Molekulyar əmələ gəlmənin aşağıdakı yolları var:

1. Substrat təbiətinin fosforlaşması. Oksidləşmə nəticəsində maddələrin enerjisinə əsaslanır. Molekulun üstünlük təşkil edən hissəsi membranlardakı mitoxondriyalarda əmələ gəlir. Membran fermentlərinin iştirakı olmadan həyata keçirilir. Sitoplazmik hissədə qlikoliz yolu ilə baş verir. Bir fosfat qrupunun digər yüksək enerjili birləşmələrdən daşınması hesabına formalaşma variantına icazə verilir.
2. Oksidləşdirici təbiətin fosforlaşması. Oksidləşdirici reaksiya nəticəsində baş verir.
3. Fotosintez zamanı bitkilərdə fotofosforlaşma.

Məna

Molekulun orqanizm üçün əsas əhəmiyyəti ATP funksiyası vasitəsilə aşkar edilir.

ATP funksionallığına aşağıdakı kateqoriyalar daxildir:

1. Enerji. Orqanizmi enerji ilə təmin edir, fizioloji biokimyəvi proseslərin və reaksiyaların enerji əsasını təşkil edir. 2 yüksək enerji bağı səbəbiylə meydana gəlir. Bu, əzələlərin daralmasını, transmembran potensialının formalaşmasını, membranlar vasitəsilə molekulyar nəqliyyatın təmin edilməsini nəzərdə tutur.
2. sintezin əsasını təşkil edir. Nuklein turşularının sonrakı əmələ gəlməsi üçün başlanğıc birləşmə hesab olunur.
3. Tənzimləyici. Əksər biokimyəvi proseslərin tənzimlənməsinin əsasını təşkil edir. Enzimatik seriyanın allosterik effektoruna aid olmaqla təmin edilir. Tənzimləmə mərkəzlərini gücləndirməklə və ya sıxışdırmaqla onların fəaliyyətinə təsir göstərir.
4. Vasitəçi. Hüceyrəyə hormonal siqnalın ötürülməsində ikinci dərəcəli əlaqə hesab olunur. O, siklik ADP-nin yaranmasının xəbərçisidir.
5. vasitəçi. Sinapslarda və digər hüceyrə qarşılıqlı təsirlərində siqnal verən maddədir. Punerjik siqnal təmin edir.

Yuxarıda göstərilən məqamlar arasında dominant yer ATP-nin enerji funksiyasına verilir.

Anlamaq vacibdir, ATP hansı funksiyanı yerinə yetirməsindən asılı olmayaraq, onun dəyəri universaldır.

Faydalı video

Xülasə

Fizioloji və biokimyəvi proseslərin əsasını ATP molekulunun mövcudluğu təşkil edir. Əlaqələrin əsas vəzifəsi enerji təchizatıdır. Əlaqə olmadan həm bitkilərin, həm də heyvanların həyat fəaliyyəti qeyri-mümkündür.

ilə təmasda

Davamı. Bax, № 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Elm dərslərində biologiya dərsləri

Təkmil planlaşdırma, 10-cu sinif

19-cu dərs

Avadanlıq:ümumi biologiya üzrə cədvəllər, ATP molekulunun strukturunun diaqramı, plastik və enerji mübadiləsi arasında əlaqə diaqramı.

I. Bilik Testi

"Canlı maddənin üzvi birləşmələri" bioloji imlanın aparılması

Müəllim rəqəmlərin altında tezisləri oxuyur, tələbələr məzmunca onların variantına uyğun gələn tezislərin nömrələrini dəftərə qeyd edirlər.

Seçim 1 - zülallar.
Seçim 2 - karbohidratlar.
Seçim 3 - lipidlər.
Seçim 4 - nuklein turşuları.

1. Təmiz formada onlar yalnız C, H, O atomlarından ibarətdir.

2. C, H, O atomlarından başqa, onların tərkibində N və adətən S atomları var.

3. Onların tərkibində C, H, O atomlarından başqa N və P atomları var.

4. Nisbətən kiçik molekulyar çəkiyə malikdirlər.

5. Molekulyar çəki minlərlə, bir neçə on və yüz minlərlə dalton ola bilər.

6. Molekulyar çəkisi bir neçə on və yüz milyonlarla daltona qədər olan ən böyük üzvi birləşmələr.

7. Onların müxtəlif molekulyar çəkiləri var - maddənin monomer və ya polimer olmasından asılı olaraq çox kiçikdən çox yüksəkə qədər.

8. Monosaxaridlərdən ibarətdir.

9. Amin turşularından ibarətdir.

10. Nukleotidlərdən ibarətdir.

11. Onlar yüksək yağ turşularının efirləridir.

12. Əsas struktur vahidi: “azotlu əsas – pentoza – fosfor turşusu qalığı”.

13. Əsas struktur vahidi: “amin turşuları”.

14. Əsas struktur vahidi: "monosaxarid".

15. Əsas struktur vahidi: “qliserin-yağ turşusu”.

16. Polimer molekulları eyni monomerlərdən qurulur.

17. Polimer molekulları oxşar, lakin tam eyni olmayan monomerlərdən qurulur.

18. Polimer deyil.

19. Onlar demək olar ki, yalnız enerji, tikinti və saxlama funksiyalarını yerinə yetirirlər, bəzi hallarda - qoruyucu.

20. Enerji və tikinti ilə yanaşı katalitik, siqnal, nəqliyyat, motor və qoruyucu funksiyaları yerinə yetirirlər;

21. Hüceyrənin və bədənin irsi xüsusiyyətlərini saxlayır və ötürürlər.

Seçim 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Seçim 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Seçim 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Seçim 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. Yeni materialın öyrənilməsi

1. Adenozin trifosfor turşusunun quruluşu

Canlı maddədə zülallardan, nuklein turşularından, yağlardan və karbohidratlardan başqa çoxlu sayda digər üzvi birləşmələr sintez olunur. Onların arasında hüceyrənin bioenergetikasında mühüm rol oynayır adenozin trifosfat (ATP). ATP bütün bitki və heyvan hüceyrələrində olur. Hüceyrələrdə adenozin trifosforik turşusu adlanan duzlar şəklində ən çox olur adenozin trifosfatlar. ATP-nin miqdarı dəyişir və orta hesabla 0,04% təşkil edir (bir hüceyrədə orta hesabla 1 milyarda yaxın ATP molekulu var). Ən böyük rəqəm ATP skelet əzələsində (0,2-0,5%) olur.

ATP molekulu azotlu əsasdan - adenin, pentoza - ribozdan və fosfor turşusunun üç qalığından ibarətdir, yəni. ATP xüsusi adenil nukleotiddir. Digər nukleotidlərdən fərqli olaraq ATP bir deyil, üç fosfor turşusu qalığı ehtiva edir. ATP makroergik maddələrə - bağlarında çox miqdarda enerji olan maddələrə aiddir.

ATP molekulunun məkan modeli (A) və struktur formulu (B).

ATPaz fermentlərinin təsiri altında ATP tərkibindən fosfor turşusunun qalığı ayrılır. ATP son fosfat qrupunu ayırmaq üçün güclü bir tendensiyaya malikdir:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,

çünki bu, qonşu mənfi yüklər arasında enerji baxımından əlverişsiz elektrostatik itələmənin yox olmasına gətirib çıxarır. Yaranan fosfat su ilə enerji baxımından əlverişli hidrogen bağlarının əmələ gəlməsi ilə sabitləşir. ADP + Fn sistemində yük paylanması ATP ilə müqayisədə daha sabit olur. Bu reaksiya nəticəsində 30,5 kJ ayrılır (şərti kovalent rabitə pozulduqda 12 kJ ayrılır).

ATP-də fosfor-oksigen bağının yüksək enerjili "qiymətini" vurğulamaq üçün onu ~ işarəsi ilə qeyd etmək və onu makroenergetik rabitə adlandırmaq adətdir. Fosfor turşusunun bir molekulu ayrıldıqda, ATP ADP-yə (adenozin difosfor turşusu) çevrilir və iki fosfor turşusu molekulu ayrılırsa, ATP AMP-yə (adenozin monofosfor turşusu) çevrilir. Üçüncü fosfatın parçalanması yalnız 13,8 kJ-nin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur ki, ATP molekulunda yalnız iki makroergik bağ var.

2. Hüceyrədə ATP-nin əmələ gəlməsi

Hüceyrədə ATP tədarükü azdır. Məsələn, bir əzələdə ATP ehtiyatı 20-30 daralma üçün kifayətdir. Amma bir əzələ saatlarla işləyə və minlərlə sancma əmələ gətirə bilər. Buna görə də, ATP-nin ADP-yə parçalanması ilə yanaşı, hüceyrədə davamlı olaraq əks sintez baş verməlidir. Bir neçə yol var ATP sintezi hüceyrələrdə. Gəlin onlarla tanış olaq.

1. anaerob fosforlaşma. Fosforlaşma ADP və aşağı molekulyar ağırlıqlı fosfatdan (Pn) ATP sintezi prosesidir. Bu zaman söhbət üzvi maddələrin oksigensiz oksidləşmə proseslərindən gedir (məsələn, qlikoliz qlükozanın piruvik turşuya qədər oksigensiz oksidləşməsi prosesidir). Bu proseslər zamanı ayrılan enerjinin təxminən 40%-i (təxminən 200 kJ/mol qlükoza) ATP sintezinə sərf olunur, qalan hissəsi isə istilik şəklində dağılır:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Fn -–> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

2. Oksidləşdirici fosforlaşma- bu, üzvi maddələrin oksigenlə oksidləşmə enerjisi hesabına ATP sintezi prosesidir. Bu proses 1930-cu illərin əvvəllərində aşkar edilmişdir. 20-ci əsr V.A. Engelhardt. Mitoxondriyada üzvi maddələrin oksigen oksidləşməsi prosesləri gedir. Bu halda ayrılan enerjinin təxminən 55%-i (təxminən 2600 kJ/mol qlükoza) ATP-nin kimyəvi bağlarının enerjisinə çevrilir, 45%-i isə istilik şəklində dağılır.

Oksidləşdirici fosforlaşma anaerob sintezdən qat-qat səmərəlidir: qlükoza molekulunun parçalanması zamanı qlikoliz zamanı cəmi 2 ATP molekulu sintez edilirsə, oksidləşdirici fosforlaşma zamanı 36 ATP molekulu əmələ gəlir.

3. Fotofosforlaşma- günəş işığının enerjisi hesabına ATP sintezi prosesi. ATP sintezinin bu yolu yalnız fotosintez edə bilən hüceyrələr (yaşıl bitkilər, siyanobakteriyalar) üçün xarakterikdir. Günəş işığı kvantlarının enerjisi fotosintetiklər tərəfindən istifadə olunur işıq mərhələsi ATP sintezi üçün fotosintez.

3. ATP-nin bioloji əhəmiyyəti

ATP hüceyrədəki metabolik proseslərin mərkəzindədir, bioloji sintez və parçalanma reaksiyaları arasında əlaqədir. Hüceyrədəki ATP rolunu batareyanın rolu ilə müqayisə etmək olar, çünki ATP-nin hidrolizi zamanı müxtəlif həyat prosesləri üçün lazım olan enerji ("boşalma") və fosforlaşma prosesində ("yüklənmə") ayrılır. , ATP yenidən özündə enerji toplayır.

ATP hidrolizi zamanı ayrılan enerji hesabına hüceyrə və orqanizmdə demək olar ki, bütün həyati proseslər baş verir: sinir impulslarının ötürülməsi, maddələrin biosintezi, əzələlərin daralması, maddələrin daşınması və s.

III. Biliyin konsolidasiyası

Bioloji problemlərin həlli

Tapşırıq 1. Sürətli qaçarkən tez-tez nəfəs alırıq, tərləmə artır. Bu hadisələri izah edin.

Tapşırıq 2. Donduran insanlar niyə soyuqda ayaqlar altına atmağa və tullanmağa başlayırlar?

Tapşırıq 3. İ.İlf və E. Petrovun “On iki stul” adlı məşhur əsərində bir çox faydalı məsləhətlər arasında aşağıdakıları tapa bilərsiniz: “Dərindən nəfəs al, həyəcanlısan”. Bu məsləhəti bədəndə baş verən enerji prosesləri baxımından əsaslandırmağa çalışın.

IV. Ev tapşırığı

Test və test üçün hazırlaşmağa başlayın (test suallarını diktə edin - 21-ci dərsə baxın).

20-ci dərs

Avadanlıq:Ümumi biologiya üzrə cədvəllər.

I. Bölmə üzrə biliklərin ümumiləşdirilməsi

Tələbələrin suallarla (fərdi olaraq) sonrakı yoxlama və müzakirə ilə işi

1. Karbon, kükürd, fosfor, azot, dəmir, manqan daxil olan üzvi birləşmələrə nümunələr göstərin.

2. İon tərkibinə görə canlı hüceyrəni ölü hüceyrədən necə ayırmaq olar?

3.Hüceyrədə hansı maddələr həll olunmamış formada olur? Onlara hansı orqan və toxumalar daxildir?

4. Fermentlərin aktiv mərkəzlərinə daxil olan makronutrientlərə nümunələr göstərin.

5. Hansı hormonların tərkibində mikroelementlər var?

6. Halogenlərin insan orqanizmində rolu nədir?

7. Zülallar süni polimerlərdən nə ilə fərqlənir?

8. Peptidlər və zülallar arasında fərq nədir?

9. Hemoqlobinin tərkibinə daxil olan zülal necə adlanır? Neçə alt bölmədən ibarətdir?

10. Ribonükleaza nədir? Tərkibində neçə amin turşusu var? Nə vaxt süni şəkildə sintez edilmişdir?

11. Fermentsiz kimyəvi reaksiyaların sürəti niyə aşağıdır?

12. Zülallar vasitəsilə hüceyrə membranı vasitəsilə hansı maddələr daşınır?

13. Anticisimlər antigenlərdən nə ilə fərqlənir? Peyvəndlərdə antikor varmı?

14. Orqanizmdə zülalları hansı maddələr parçalayır? Bu vəziyyətdə nə qədər enerji ayrılır? Ammonyak harada və necə zərərsizləşdirilir?

15. Peptid hormonlarına misal göstərin: onlar hüceyrə mübadiləsinin tənzimlənməsində necə iştirak edirlər?

16. Çay içdiyimiz şəkərin quruluşu necədir? Bu maddənin başqa hansı üç sinonimini bilirsiniz?

17. Nə üçün südün tərkibindəki yağ səthdə yığılmır, süspansiyondadır?

18. Somatik və cinsi hüceyrələrin nüvəsindəki DNT-nin kütləsi nə qədərdir?

19. İnsan gündə nə qədər ATP istifadə edir?

20. İnsanlar paltarları hansı zülallardan hazırlayırlar?

Pankreas ribonukleazının ilkin quruluşu (124 amin turşusu)

II. Ev tapşırığı.

"Həyatın kimyəvi təşkili" bölməsində sınaq və sınaq üçün hazırlığa davam edin.

21-ci dərs

I. Suallar üzrə şifahi testin aparılması

1. Hüceyrənin elementar tərkibi.

2. Orqanogen elementlərin xarakteristikası.

3. Su molekulunun quruluşu. Hidrogen bağı və onun həyatın "kimyasında" əhəmiyyəti.

4. Suyun xassələri və bioloji funksiyaları.

5. Hidrofil və hidrofobik maddələr.

6. Kationlar və onların bioloji əhəmiyyəti.

7. Anionlar və onların bioloji əhəmiyyəti.

8. Polimerlər. bioloji polimerlər. Dövri və qeyri-dövri polimerlər arasındakı fərqlər.

9. Lipidlərin xassələri, bioloji funksiyaları.

10. Struktur xüsusiyyətlərinə görə seçilən karbohidrat qrupları.

11. Karbohidratların bioloji funksiyaları.

12. Zülalların elementar tərkibi. Amin turşuları. Peptidlərin əmələ gəlməsi.

13. Zülalların ilkin, ikincili, üçüncü və dördüncü strukturları.

14. Zülalların bioloji funksiyası.

15. Fermentlərlə qeyri-bioloji katalizatorlar arasındakı fərqlər.

16. Fermentlərin quruluşu. Kofermentlər.

17. Fermentlərin təsir mexanizmi.

18. Nuklein turşuları. Nukleotidlər və onların quruluşu. Polinükleotidlərin əmələ gəlməsi.

19. E.Chargaffın qaydaları. Tamamlayıcılıq prinsipi.

20. İkizəncirli DNT molekulunun əmələ gəlməsi və onun spirallaşması.

21. Hüceyrə RNT-nin sinifləri və onların funksiyaları.

22. DNT və RNT arasındakı fərqlər.

23. DNT replikasiyası. Transkripsiya.

24. ATP-nin quruluşu və bioloji rolu.

25. Hüceyrədə ATP-nin əmələ gəlməsi.

II. Ev tapşırığı

"Həyatın kimyəvi təşkili" bölməsində testə hazırlaşmağa davam edin.

22-ci dərs

I. Yazılı imtahanın keçirilməsi

Seçim 1

1. Üç növ amin turşusu var - A, B, C. Beş amin turşusundan ibarət polipeptid zəncirlərinin neçə variantını qurmaq olar. Bu variantları qeyd edin. Bu polipeptidlər eyni xüsusiyyətlərə malik olacaqmı? Niyə?

2. Bütün canlılar əsasən karbon birləşmələrindən ibarətdir və yer qabığında tərkibi karbondan 300 dəfə çox olan karbonun analoqu silikona çox az sayda orqanizmdə rast gəlinir. Bu faktı bu elementlərin atomlarının quruluşu və xassələri baxımından izah edin.

3. Sonuncu, üçüncü fosfor turşusu qalığında radioaktiv 32P ilə işarələnmiş ATP molekulları bir hüceyrəyə, riboza ən yaxın olan birinci qalıqda isə 32P ilə işarələnmiş ATP molekulları başqa bir hüceyrəyə daxil edilmişdir. 5 dəqiqədən sonra hər iki hüceyrədə 32P ilə işarələnmiş qeyri-üzvi fosfat ionunun miqdarı ölçüldü. Harada əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olacaq?

4. Tədqiqatlar göstərib ki, bu mRNT-nin nukleotidlərinin ümumi sayının 34%-i quanin, 18%-i urasil, 28%-i sitozin, 20%-i adenindir. Göstərilən mRNT-nin qəlib olduğu ikiqat zəncirli DNT-nin azotlu əsaslarının faiz tərkibini müəyyənləşdirin.

Seçim 2

1. Yağlar enerji mübadiləsində "ilk ehtiyat" təşkil edir və karbohidrat ehtiyatı tükəndikdə istifadə olunur. Bununla belə, skelet əzələlərində, qlükoza və yağ turşularının olması halında, sonuncular daha çox istifadə olunur. Enerji mənbəyi kimi zülallar həmişə yalnız son çarə kimi, orqanizm aclıqdan əziyyət çəkəndə istifadə olunur. Bu faktları izah edin.

2. Ağır metalların (civə, qurğuşun və s.) və arsenin ionları zülalların sulfid qrupları ilə asanlıqla bağlanır. Bu metalların sulfidlərinin xassələrini bilərək, bu metallarla birləşdikdə zülala nə baş verdiyini izah edin. Niyə ağır metallar bədən üçün zəhərlidir?

3. A maddəsinin B maddəsinə oksidləşmə reaksiyasında 60 kJ enerji ayrılır. Bu reaksiyada maksimum neçə ATP molekulu sintez edilə bilər? Enerjinin qalan hissəsi necə istifadə olunacaq?

4. Tədqiqatlar göstərdi ki, bu mRNT-nin nukleotidlərinin ümumi sayının 27%-i quanin, 15%-i urasil, 18%-i sitozin, 40%-i adenindir. Göstərilən mRNT-nin tökmə olduğu ikiqat zəncirli DNT-nin azotlu əsaslarının faiz tərkibini müəyyənləşdirin.

Ardı var

Canlı orqanizmlərin hüceyrələrində ən vacib maddə adenozin trifosfat və ya adenozin trifosfatdır. Bu adın abbreviaturasını daxil etsək, ATP (ing. ATP) alırıq. Bu maddə nukleozid trifosfatlar qrupuna aiddir və canlı hüceyrələrdə gedən metabolik proseslərdə aparıcı rol oynayır, onlar üçün əvəzsiz enerji mənbəyidir.

ilə təmasda

ATP kəşf edənlər Harvard Tropik Tibb Məktəbinin biokimyaçıları - Yellapragada Subbarao, Karl Loman və Cyrus Fiske idi. Kəşf 1929-cu ildə baş verdi və canlı sistemlərin biologiyasında böyük bir mərhələ oldu. Daha sonra, 1941-ci ildə alman biokimyaçısı Fritz Lipmann hüceyrələrdəki ATP-nin əsas enerji daşıyıcısı olduğunu təsbit etdi.

ATP-nin quruluşu

Bu molekulun aşağıdakı kimi yazılmış sistematik adı var: 9-β-D-ribofuranosiladenin-5'-trifosfat və ya 9-β-D-ribofuranosil-6-amino-purin-5'-trifosfat. ATP-də hansı birləşmələr var? Kimyəvi olaraq adenozinin trifosfat esteridir - adenin və ribozun törəməsi. Bu maddə purin azotlu əsas olan adeninin β-N-qlikozid bağından istifadə edərək ribozun 1'-karbonu ilə birləşməsindən əmələ gəlir. Fosfor turşusunun α-, β- və γ-molekulları daha sonra ribozun 5'-karbonuna ardıcıl olaraq bağlanır.

Beləliklə, ATP molekulunda adenin, riboza və üç fosfor turşusu qalığı kimi birləşmələr var. ATP çox miqdarda enerji buraxan bağları ehtiva edən xüsusi bir birləşmədir. Belə bağlar və maddələr makroergik adlanır. ATP molekulunun bu bağlarının hidrolizi zamanı 40 ilə 60 kJ / mol arasında bir enerji miqdarı ayrılır, bu proses bir və ya iki fosfor turşusu qalıqlarının aradan qaldırılması ilə müşayiət olunur.

Bu kimyəvi reaksiyalar belə yazılır:

• bir). ATP + su → ADP + fosfor turşusu + enerji;
• 2). ADP + su → AMP + fosfor turşusu + enerji.

Bu reaksiyalar zamanı ayrılan enerji müəyyən enerji girişlərini tələb edən sonrakı biokimyəvi proseslərdə istifadə olunur.

Canlı orqanizmdə ATP-nin rolu. Onun funksiyaları

ATP-nin funksiyası nədir? Hər şeydən əvvəl enerji. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, adenozin trifosfatın əsas rolu canlı orqanizmdə biokimyəvi proseslərin enerji təchizatıdır. Bu rol onunla bağlıdır ki, iki yüksək enerjili bağın olması səbəbindən ATP böyük enerji xərcləri tələb edən bir çox fizioloji və biokimyəvi proseslər üçün enerji mənbəyi kimi çıxış edir. Bu cür proseslər orqanizmdə mürəkkəb maddələrin sintezinin bütün reaksiyalarıdır. Bu, ilk növbədə, hüceyrə membranları vasitəsilə molekulların aktiv şəkildə ötürülməsi, o cümlədən membranlararası elektrik potensialının yaradılmasında iştirak və əzələ daralmasının həyata keçirilməsidir.

Yuxarıda göstərilənlərə əlavə olaraq, daha bir neçəsini sadalayırıq, ATP-nin daha az vacib funksiyaları yoxdur, kimi:

Bədəndə ATP necə əmələ gəlir?

Adenozin trifosfor turşusunun sintezi davam edir, çünki orqanizmin normal həyat üçün həmişə enerjiyə ehtiyacı var. İstənilən anda bu maddə çox azdır - "yağışlı gün" üçün "təcili ehtiyat" olan təxminən 250 qram. Xəstəlik zamanı bu turşunun intensiv sintezi baş verir, çünki xəstəliyin başlanğıcı ilə effektiv mübarizə aparmaq üçün lazım olan immunitet və ifrazat sistemlərinin, həmçinin bədənin termorequlyasiya sisteminin işləməsi üçün çoxlu enerji tələb olunur.

Hansı hüceyrədə daha çox ATP var? Bunlar əzələ və sinir toxumalarının hüceyrələridir, çünki enerji mübadiləsi prosesləri onlarda ən intensivdir. Və bu, göz qabağındadır, çünki əzələlər əzələ liflərinin daralmasını tələb edən hərəkətdə iştirak edir və neyronlar elektrik impulslarını ötürür, onsuz bütün bədən sistemlərinin işi qeyri-mümkündür. Buna görə də hüceyrənin adenozin trifosfat səviyyəsini sabit və yüksək səviyyədə saxlaması çox vacibdir.

Bədəndə adenozin trifosfat molekulları necə əmələ gələ bilər? Onlar sözdə formalaşır ADP-nin (adenozin difosfat) fosforlaşması. Bu kimyəvi reaksiya göstərildiyi kimi:

ADP + fosfor turşusu + enerji→ATP + su.

ADP-nin fosforlaşması fermentlər və işıq kimi katalizatorların iştirakı ilə baş verir və üç üsuldan biri ilə həyata keçirilir:

Həm oksidləşdirici, həm də substratın fosforlaşması belə sintez zamanı oksidləşən maddələrin enerjisindən istifadə edir.

Nəticə

Adenozin trifosfor turşusu bədəndə ən çox yenilənən maddədir. Bir adenozin trifosfat molekulu orta hesabla nə qədər yaşayır? İnsan bədənində, məsələn, onun ömrü bir dəqiqədən azdır, buna görə də belə bir maddənin bir molekulu gündə 3000 dəfə doğulur və çürüyür. Möhtəşəm amma gün ərzində insan bədəni bu maddənin təxminən 40 kq sintez edir! Bu “daxili enerjiyə” bizim üçün nə qədər böyük ehtiyac var!

Canlı varlığın orqanizmində metabolik proseslər üçün enerji yanacağı kimi ATP-nin sintezi və sonrakı istifadəsinin bütün dövrü bu orqanizmdə enerji mübadiləsinin mahiyyətini təşkil edir. Beləliklə, adenozin trifosfat canlı orqanizmin bütün hüceyrələrinin normal fəaliyyətini təmin edən bir növ "batareya"dır.

Biologiyada ATP enerji mənbəyi və həyatın əsasıdır. ATP - adenozin trifosfat - metabolik proseslərdə iştirak edir və orqanizmdə biokimyəvi reaksiyaları tənzimləyir.

Bu nədir?

ATP-nin nə olduğunu başa düşmək üçün kimya kömək edəcəkdir. ATP molekulunun kimyəvi formulu C10H16N5O13P3-dür. Tam adı yadda saxlamaq, onu komponent hissələrinə bölsəniz, asan olar. Adenozin trifosfat və ya adenozin trifosfor turşusu üç hissədən ibarət bir nukleotiddir:

• adenin - purin azotlu əsas;
• riboza - pentozalara aid monosaxarid;
• fosfor turşusunun üç qalığı.

düyü. 1. ATP molekulunun quruluşu.

Cədvəldə ATP-nin daha ətraflı təsviri verilmişdir.

ATP ilk dəfə 1929-cu ildə Harvard biokimyaçıları Subbarao, Loman və Fiske tərəfindən kəşf edilmişdir. 1941-ci ildə alman biokimyaçısı Fritz Lipmann müəyyən etdi ki, ATP canlı orqanizmin enerji mənbəyidir.

Enerji istehsalı

Fosfat qrupları asanlıqla məhv edilən yüksək enerjili bağlarla bir-birinə bağlıdır. Hidroliz zamanı (su ilə qarşılıqlı təsir) fosfat qrupunun bağları parçalanır, böyük miqdarda enerji ayrılır və ATP ADP-yə (adenozin difosfor turşusu) çevrilir.

Şərti olaraq kimyəvi reaksiya belə görünür:

TOP 4 məqaləkim bununla bərabər oxuyur

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + enerji

düyü. 2. ATP-nin hidrolizi.

Buraxılmış enerjinin bir hissəsi (təxminən 40 kJ / mol) anabolizmdə (assimilyasiya, plastik maddələr mübadiləsi) iştirak edir, bir hissəsi bədən istiliyini saxlamaq üçün istilik şəklində yayılır. ADP-nin daha da hidrolizi ilə başqa bir fosfat qrupu enerjinin ayrılması və AMP (adenozin monofosfat) əmələ gəlməsi ilə ayrılır. AMP hidrolizə məruz qalmır.

ATP sintezi

ATP sitoplazmada, nüvədə, xloroplastlarda və mitoxondriyada yerləşir. Heyvan hüceyrəsində ATP sintezi mitoxondriyada, bitki hüceyrəsində isə mitoxondriya və xloroplastlarda baş verir.

ATP enerjinin xərclənməsi ilə ADP və fosfatdan əmələ gəlir. Bu proses fosforlaşma adlanır:

ADP + H3PO4 + enerji → ATP + H2O

düyü. 3. ADP-dən ATP-nin əmələ gəlməsi.

Bitki hüceyrələrində fosforlaşma fotosintez zamanı baş verir və fotofosforlaşma adlanır. Heyvanlarda bu proses tənəffüs zamanı baş verir və oksidləşdirici fosforlaşma adlanır.

Heyvan hüceyrələrində ATP sintezi zülalların, yağların, karbohidratların parçalanması zamanı katabolizm (dissimilyasiya, enerji mübadiləsi) prosesində baş verir.

Funksiyalar

ATP-nin tərifindən aydın olur ki, bu molekul enerji verməyə qadirdir. Enerji ilə yanaşı, adenozin trifosfor turşusu da fəaliyyət göstərir digər xüsusiyyətlər:

• nuklein turşularının sintezi üçün materialdır;
• fermentlərin bir hissəsidir və kimyəvi prosesləri tənzimləyir, onların gedişatını sürətləndirir və ya yavaşlatır;
• vasitəçidir - sinapslara (iki hüceyrə membranının təmas nöqtələri) siqnal ötürür.

Biz nə öyrəndik?

10-cu sinif biologiya dərsindən ATP - adenozin trifosfor turşusunun quruluşu və funksiyaları ilə tanış olduq. ATP adenin, riboza və üç fosfor turşusu qalığından ibarətdir. Hidroliz zamanı fosfat bağları məhv edilir, bu da orqanizmlərin həyatı üçün lazım olan enerjini buraxır.

Mövzu viktorina

Hesabatın Qiymətləndirilməsi

Orta reytinq: 4.6. Alınan ümumi reytinqlər: 621.

Bədənimizin istənilən hüceyrəsində milyonlarla biokimyəvi reaksiyalar baş verir. Onlar tez-tez enerji tələb edən müxtəlif fermentlər tərəfindən katalizlənir. Hüceyrə onu hara aparır? Əsas enerji mənbələrindən biri olan ATP molekulunun quruluşunu nəzərə alsaq, bu suala cavab vermək olar.

ATP universal enerji mənbəyidir

ATP adenozin trifosfat və ya adenozin trifosfat deməkdir. Maddə hər hansı bir hüceyrədə ən vacib iki enerji mənbəyindən biridir. ATP-nin quruluşu və bioloji rolu bir-biri ilə sıx bağlıdır. Əksər biokimyəvi reaksiyalar yalnız bir maddənin molekullarının iştirakı ilə baş verə bilər, xüsusən də bu aiddir.Lakin ATP nadir hallarda reaksiyada birbaşa iştirak edir: hər hansı bir prosesin baş verməsi üçün dəqiq olaraq adenozin trifosfatda olan enerji lazımdır.

Maddənin molekullarının quruluşu elədir ki, fosfat qrupları arasında yaranan bağlar böyük miqdarda enerji daşıyır. Buna görə də belə bağlar makroergik və ya makroenergetik adlanır (makro=çox, çox sayda). Termini ilk dəfə alim F.Lipman təqdim etdi və o, onları təyin etmək üçün ̴ işarəsindən istifadə etməyi təklif etdi.

Hüceyrənin adenozin trifosfat səviyyəsini sabit saxlaması çox vacibdir. Bu, xüsusilə əzələ hüceyrələri və sinir lifləri üçün doğrudur, çünki onlar enerjidən ən çox asılıdırlar və öz funksiyalarını yerinə yetirmək üçün yüksək miqdarda adenozin trifosfat tələb edirlər.

ATP molekulunun quruluşu

Adenozin trifosfat üç elementdən ibarətdir: riboza, adenin və

riboza- pentozalar qrupuna aid olan karbohidrat. Bu o deməkdir ki, riboza bir dövrə daxil olan 5 karbon atomunu ehtiva edir. Riboza 1-ci karbon atomunda β-N-qlikozid bağı ilə adeninə bağlanır. Həmçinin, 5-ci karbon atomunda olan fosfor turşusu qalıqları pentoza ilə birləşir.

Adenin azotlu əsasdır. Riboza hansı azotlu əsasın bağlanmasından asılı olaraq GTP (quanozin trifosfat), TTP (timidin trifosfat), CTP (sitidin trifosfat) və UTP (uridin trifosfat) da təcrid olunur. Bütün bu maddələr adenozin trifosfat quruluşuna bənzəyir və təxminən eyni funksiyaları yerinə yetirir, lakin hüceyrədə daha az yayılmışdır.

Fosfor turşusunun qalıqları. Riboza maksimum üç fosfor turşusu qalığı bağlana bilər. Onlardan iki və ya yalnız biri varsa, müvafiq olaraq, maddə ADP (difosfat) və ya AMP (monofosfat) adlanır. Məhz fosfor qalıqları arasında makroenergetik bağlar bağlanır, qırıldıqdan sonra 40-60 kJ enerji ayrılır. İki bağ qırılırsa, 80, daha az - 120 kJ enerji ayrılır. Riboza ilə fosfor qalığı arasındakı əlaqə pozulduqda cəmi 13,8 kJ sərbəst buraxılır, buna görə də trifosfat molekulunda (P ̴ P ̴ P) yalnız iki yüksək enerjili rabitə, ADP molekulunda isə (P ̴) biri olur. P).

ATP-nin struktur xüsusiyyətləri hansılardır. Fosfor turşusu qalıqları arasında makroenergetik əlaqə yarandığına görə ATP-nin strukturu və funksiyaları bir-biri ilə bağlıdır.

ATP-nin quruluşu və molekulun bioloji rolu. Adenozin trifosfatın əlavə funksiyaları

Enerjidən əlavə, ATP hüceyrədə bir çox başqa funksiyaları yerinə yetirə bilər. Digər nukleotid trifosfatlarla yanaşı, trifosfat nuklein turşularının qurulmasında iştirak edir. Bu halda ATP, GTP, TTP, CTP və UTP azotlu əsasların tədarükçüləridir. Bu xüsusiyyət proseslərdə və transkripsiyada istifadə olunur.

İon kanallarının işləməsi üçün də ATP tələb olunur. Məsələn, Na-K kanalı hüceyrədən 3 molekul natrium çıxarır və hüceyrəyə 2 molekul kalium vurur. Belə bir ion cərəyanı membranın xarici səthində müsbət yükü saxlamaq üçün lazımdır və yalnız adenozin trifosfatın köməyi ilə kanal fəaliyyət göstərə bilər. Eyni şey proton və kalsium kanallarına da aiddir.

ATP ikinci xəbərçi cAMP-nin (siklik adenozin monofosfat) xəbərçisidir - cAMP yalnız hüceyrə membranının reseptorları tərəfindən qəbul edilən siqnalı ötürmür, həm də allosterik effektordur. Allosterik effektorlar fermentativ reaksiyaları sürətləndirən və ya ləngidən maddələrdir. Beləliklə, siklik adenozin trifosfat bakteriya hüceyrələrində laktoza parçalanmasını kataliz edən bir fermentin sintezini maneə törədir.

Adenozin trifosfat molekulunun özü də allosterik effektor ola bilər. Üstəlik, bu cür proseslərdə ADP ATP antaqonisti kimi çıxış edir: trifosfat reaksiyanı sürətləndirirsə, difosfat yavaşlayır və əksinə. Bunlar ATP-nin funksiyaları və quruluşudur.

Hüceyrədə ATP necə əmələ gəlir

ATP-nin funksiyaları və quruluşu elədir ki, maddənin molekulları tez istifadə olunur və məhv olur. Buna görə də trifosfatın sintezi hüceyrədə enerjinin əmələ gəlməsində mühüm prosesdir.

Adenozin trifosfat sintez etməyin üç ən vacib yolu var:

1. Substrat fosforlaşması.

2. Oksidləşdirici fosforlaşma.

3. Fotofosforlaşma.

Substrat fosforlaşması hüceyrənin sitoplazmasında baş verən çoxsaylı reaksiyalara əsaslanır. Bu reaksiyalar qlikoliz - anaerob mərhələ adlanır.1 qlikoliz dövrü nəticəsində 1 qlükoza molekulundan iki molekul sintez edilir ki, bunlar daha sonra enerji istehsalı üçün istifadə olunur və iki ATP də sintez olunur.

• C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Fn --> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

Hüceyrə tənəffüsü

Oksidləşdirici fosforlaşma membranın elektron daşıma zənciri boyunca elektronların ötürülməsi ilə adenozin trifosfatın əmələ gəlməsidir. Bu köçürmə nəticəsində membranın bir tərəfində proton qradiyenti əmələ gəlir və ATP sintazasının zülal inteqral dəstinin köməyi ilə molekullar qurulur. Proses mitoxondrial membranda baş verir.

Mitoxondriyadakı qlikoliz və oksidləşdirici fosforlaşma mərhələlərinin ardıcıllığı tənəffüs adlanan ümumi prosesi təşkil edir. Tam dövrandan sonra hüceyrədə 1 qlükoza molekulundan 36 ATP molekulu əmələ gəlir.

Fotofosforlaşma

Fotofosforlaşma prosesi yalnız bir fərqlə eyni oksidləşdirici fosforlaşmadır: işığın təsiri altında hüceyrənin xloroplastlarında fotofosforlaşma reaksiyaları baş verir. ATP yaşıl bitkilərdə, yosunlarda və bəzi bakteriyalarda əsas enerji istehsal edən proses olan fotosintezin işıq mərhələsində istehsal olunur.

Fotosintez prosesində elektronlar eyni elektron daşıma zəncirindən keçir və nəticədə proton qradiyenti əmələ gəlir. Membranın bir tərəfində protonların konsentrasiyası ATP sintezinin mənbəyidir. Molekulların yığılması ATP sintaza fermenti tərəfindən həyata keçirilir.

Orta hüceyrədə ümumi kütlənin 0,04%-i adenozin trifosfat var. Bununla belə, ən çox böyük əhəmiyyət kəsb edirəzələ hüceyrələrində müşahidə olunur: 0,2-0,5%.

Bir hüceyrədə təxminən 1 milyard ATP molekulu var.

Hər bir molekul 1 dəqiqədən çox yaşamır.

Adenozin trifosfatın bir molekulu gündə 2000-3000 dəfə yenilənir.

Ümumilikdə, insan orqanizmi gündə 40 kq adenozin trifosfat sintez edir və hər zaman nöqtəsində ATP tədarükü 250 qr təşkil edir.

Nəticə

ATP-nin quruluşu və onun molekullarının bioloji rolu bir-biri ilə sıx bağlıdır. Maddə həyat proseslərində əsas rol oynayır, çünki fosfat qalıqları arasındakı makroergik bağlar böyük miqdarda enerji ehtiva edir. Adenozin trifosfat hüceyrədə bir çox funksiyaları yerinə yetirir və buna görə də maddənin sabit konsentrasiyasını saxlamaq vacibdir. Çürümə və sintez yüksək sürətlə davam edir, çünki bağların enerjisi biokimyəvi reaksiyalarda daim istifadə olunur. Bədənin hər hansı bir hüceyrəsinin əvəzsiz bir maddəsidir. ATP-nin quruluşu haqqında deyilə biləcək hər şey bəlkə də budur.