Нүүрс ус- Эдгээр нь нүүрстөрөгч, устөрөгч, хүчилтөрөгч агуулсан органик нэгдлүүд юм. Нүүрс усыг моно-, ди-, полисахарид гэж хуваадаг.
Моносахаридууд нь 3 ба түүнээс дээш С атомаас бүрдэх энгийн сахар юм.Моносахаридууд: глюкоз, рибоз, дезоксирибоз. Гидролиз хийхгүй, талсжих боломжтой, усанд уусдаг, чихэрлэг амттай
Полисахаридууд нь моносахаридын полимержилтын үр дүнд үүсдэг. Үүний зэрэгцээ тэд талстжих чадвараа алдаж, чихэрлэг амтаа алддаг. Жишээ нь - цардуул, гликоген, целлюлоз.
1. Энерги нь эсийн энергийн гол эх үүсвэр юм (1 грамм = 17.6 кЖ)
2. бүтцийн - ургамлын эс (целлюлоз) болон амьтны эсийн мембраны хэсэг
3. бусад нэгдлүүдийн нийлэгжилтийн эх үүсвэр
4. хадгалах (гликоген - амьтны эсэд, цардуул - ургамлын эсэд)
5. холбох
Липидүүд- глицерол ба өөх тосны хүчлүүдийн цогц нэгдлүүд. Усанд уусдаггүй, зөвхөн органик уусгагчид. Энгийн ба нарийн төвөгтэй липидүүд байдаг.
Липидийн үүрэг:
1. бүтцийн - бүх эсийн мембраны үндэс
2. энерги (1 г = 37.6 кЖ)
3. хадгалах
4. дулаан тусгаарлалт
5. эсийн доторх усны эх үүсвэр
ATP -ургамал, амьтан, бичил биетний эсэд агуулагдах эрчим хүч их шаарддаг бүх нийтийн нэг бодис. ATP-ийн тусламжтайгаар энерги хуримтлагдаж, эсэд тээвэрлэгддэг. ATP нь азотын суурь адеин, нүүрсустөрөгчийн рибоз, фосфорын хүчлийн гурван үлдэгдэлээс бүрдэнэ. Фосфатын бүлгүүд хоорондоо өндөр энергийн холбоо ашиглан холбогддог. ATP-ийн үүрэг бол энерги дамжуулах явдал юм.
Хэрэмбүх амьд организмын зонхилох бодис юм. Уураг бол мономер нь полимер юм амин хүчил (20).Амин хүчлүүд нь нэг амин хүчлийн амин бүлэг ба нөгөөгийн карбоксил бүлгийн хооронд үүссэн пептидийн холбоог ашиглан уургийн молекулд холбогддог. Эс бүр өвөрмөц уургийн багцтай байдаг.
Уургийн молекулын зохион байгуулалтын хэд хэдэн түвшин байдаг. Үндсэнбүтэц - пептидийн холбоогоор холбогдсон амин хүчлүүдийн дараалал. Энэ бүтэц нь уургийн өвөрмөц байдлыг тодорхойлдог. онд хоёрдогчМолекулын бүтэц нь спираль хэлбэртэй бөгөөд түүний тогтвортой байдал нь устөрөгчийн холбоогоор хангагдана. Гуравдагчбүтэц нь спираль гурван хэмжээст бөмбөрцөг хэлбэрт шилжсэний үр дүнд үүсдэг - бөмбөрцөг. Дөрөвдөгчхэд хэдэн уургийн молекулууд нэг цогцолбор болж нэгдэх үед үүсдэг. Уургийн функциональ үйл ажиллагаа нь 2,3, 3 бүтцээр илэрдэг.
Уургийн бүтэц нь янз бүрийн химийн бодис (хүчил, шүлт, спирт болон бусад) ба физик хүчин зүйлс (өндөр ба бага т цацраг), ферментийн нөлөөн дор өөрчлөгддөг. Хэрэв эдгээр өөрчлөлтүүд анхдагч бүтцийг хадгалж байвал процесс нь буцах боломжтой бөгөөд үүнийг дууддаг денатураци.Анхан шатны бүтцийг устгах гэж нэрлэдэг коагуляци(уураг устгах эргэлт буцалтгүй үйл явц)
Уургийн үүрэг
1. бүтцийн
2. катализатор
3. агшилт (булчингийн утасн дахь актин ба миозин уураг)
4. тээвэрлэлт (гемоглобин)
5. зохицуулалт (инсулин)
6. дохио
7. хамгаалах
8. энерги (1 г=17.2 кЖ)
Нуклейн хүчлүүдийн төрлүүд. Нуклейн хүчил- удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах боломжийг олгодог амьд организмын фосфор агуулсан биополимерууд. Тэдгээрийг 1869 онд Швейцарийн биохимич Ф.Мишер лейкоцит, хулд загасны эр бэлгийн эсийн цөмд нээсэн. Дараа нь нуклейн хүчлүүд нь бүх ургамал, амьтны эс, вирус, бактери, мөөгөнцөрт илэрсэн.
Байгальд хоёр төрлийн нуклейн хүчил байдаг. дезоксирибонуклеины хүчил (ДНХ)Тэгээд рибонуклеины хүчил (РНХ).Нэрийн ялгаа нь ДНХ-ийн молекул нь таван нүүрстөрөгчийн сахар дезоксирибоз, РНХ-ийн молекул нь рибоз агуулдагтай холбон тайлбарладаг.
ДНХ нь үндсэндээ эсийн цөмийн хромосом (бүх эсийн ДНХ-ийн 99%), түүнчлэн митохондри болон хлоропластуудад байдаг. РНХ нь рибосомын нэг хэсэг юм; РНХ молекулууд нь мөн цитоплазм, пластидын матриц, митохондрид агуулагддаг.
Нуклеотидууд- нуклейн хүчлүүдийн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд. Нуклейн хүчлүүд нь мономерууд нь нуклеотидууд болох биополимерууд юм.
Нуклеотидууд- нарийн төвөгтэй бодисууд. Нуклеотид бүр нь азотын суурь, таван нүүрстөрөгчийн сахар (рибоз эсвэл дезоксирибоз) болон фосфорын хүчлийн үлдэгдэл агуулдаг.
Аденин, гуанин, урацил, тимин, цитозин гэсэн таван үндсэн азотын суурь байдаг.
ДНХ.ДНХ молекул нь хоёр полинуклеотидын гинжээс тогтдог бөгөөд бие биенээсээ спираль хэлбэрээр эрчилсэн байдаг.
ДНХ молекулын нуклеотидууд нь аденин, гуанин, тимин, цитоцин гэсэн дөрвөн төрлийн азотын суурь агуулдаг. Полинуклеотидын гинжин хэлхээнд хөрш зэргэлдээх нуклеотидууд хоорондоо ковалент холбоогоор холбогддог.
ДНХ-ийн полинуклеотидын гинж нь спираль шат шиг мушгиа хэлбэрээр эрчилсэн бөгөөд аденин ба тимин (хоёр холбоо), гуанин, цитозин (гурван холбоо) хооронд үүссэн устөрөгчийн холбоог ашиглан өөр нэмэлт гинжтэй холбогддог. Нуклеотид A ба T, G ба C гэж нэрлэдэг нэмэлт.
Үүний үр дүнд аливаа организмд аденил нуклеотидын тоо нь тимидил нуклеотидын тоотой, гуанил нуклеотидын тоо нь цитидил нуклеотидын тоотой тэнцүү байна. Энэ өмчийн ачаар нэг гинж дэх нуклеотидын дараалал нь нөгөө гинжин хэлхээний дарааллыг тодорхойлдог. Нуклеотидыг сонгон нэгтгэх энэ чадварыг нэрлэдэг нэмэлт,мөн энэ шинж чанар нь анхны молекул дээр суурилсан шинэ ДНХ молекул үүсэх үндэс суурь болдог (хуулбарлах,өөрөөр хэлбэл хоёр дахин нэмэгдэх).
Нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд ДНХ нь уураг шиг денатурацид ордог бөгөөд үүнийг хайлах гэж нэрлэдэг. Аажмаар хэвийн байдалд орсноор ДНХ шинэчлэгддэг.
ДНХ-ийн үйл ажиллагаа удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах, үржүүлэх үйл ажиллагаа юм. Аливаа эсийн ДНХ нь тухайн организмын бүх уураг, ямар уураг, ямар дарааллаар, ямар хэмжээгээр нийлэгжих тухай мэдээллийг кодлодог. Уургууд дахь амин хүчлүүдийн дарааллыг ДНХ-д генетикийн (гурвалсан) код гэж нэрлэдэг.
Үндсэн өмч ДНХбайнатүүний хуулбарлах чадвар.
Хуулбарлах -Энэ нь ферментийн хяналтан дор явагддаг ДНХ-ийн молекулыг өөрөө хувилах үйл явц юм. Цөмийн хуваагдал бүрийн өмнө хуулбарлах нь тохиолддог. Энэ нь ДНХ полимераза ферментийн нөлөөн дор түр зуур задрах ДНХ-ийн мушгианаас эхэлдэг. Устөрөгчийн холбоо тасарсаны дараа үүссэн гинж бүр дээр нэмэлт байх зарчмын дагуу охин ДНХ-ийн хэлхээ нийлэгждэг. Синтезийн материал нь цөмд байдаг чөлөөт нуклеотидууд юм
Тиймээс полинуклеотидын гинж бүр үүрэг гүйцэтгэдэг матрицуудшинэ нэмэлт гинжин хэлхээний хувьд (тиймээс ДНХ молекулыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх үйл явц нь урвалыг хэлнэ) матрицын синтез).Үүний үр дүнд хоёр ДНХ молекул гарч ирдэг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь эх молекулаас (хагас) үлдсэн нэг гинжтэй, нөгөө нь шинээр нийлэгждэг.Түүгээр ч зогсохгүй нэг шинэ гинж тасралтгүй, хоёр дахь нь эхлээд богино фрагмент хэлбэрээр нийлэгждэг. Дараа нь тусгай фермент болох ДНХ-ийн лигаза урт гинжин хэлхээнд залгагдсан байдаг. Хуулбарлах үр дүнд хоёр шинэ ДНХ молекул нь анхны молекулын яг хуулбар юм.
Репликацийн биологийн утга нь удамшлын мэдээллийг эх эсээс охин эсүүдэд үнэн зөв шилжүүлэхэд оршдог бөгөөд энэ нь соматик эсийг хуваах явцад үүсдэг.
РНХ.РНХ молекулын бүтэц нь ДНХ-ийн молекулын бүтэцтэй олон талаараа төстэй. Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн мэдэгдэхүйц ялгаа байдаг. РНХ молекул дахь нуклеотидууд нь дезоксирибозын оронд рибоз, тимидил нуклеотидын (T) оронд уридил нуклеотид (U) агуулдаг. ДНХ-ээс гол ялгаа нь РНХ молекул нь нэг хэлхээтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч түүний нуклеотидууд нь бие биетэйгээ устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвартай байдаг (жишээлбэл, tRNA, rRNA молекулуудад), гэхдээ энэ тохиолдолд бид нэмэлт нуклеотидын гинжин хэлхээний холболтын тухай ярьж байна. РНХ-ийн гинж нь ДНХ-ээс хамаагүй богино байдаг.
Эсэд хэд хэдэн төрлийн РНХ байдаг бөгөөд тэдгээр нь молекулын хэмжээ, бүтэц, эсийн байршил, үйл ажиллагааны хувьд ялгаатай байдаг.
1. Messenger RNA (mRNA) - генетикийн мэдээллийг ДНХ-ээс рибосом руу шилжүүлдэг.
2. Рибосомын РНХ (рРНХ) - рибосомын нэг хэсэг
3. 3. Дамжуулах РНХ (tRNA) - уургийн нийлэгжилтийн үед амин хүчлийг рибосом руу зөөдөг.
Нуклейн хүчил(Латин цөмөөс - цөм) - лейкоцитын бөөмийг судлахад анх нээсэн хүчил; 1868 онд I.F нээсэн. Мишер, Швейцарийн биохимич. Биологийн ач холбогдолнуклейн хүчил - удамшлын мэдээллийг хадгалах, дамжуулах; Эдгээр нь амьдралыг хадгалах, нөхөн үржихэд зайлшгүй шаардлагатай.
Нуклейн хүчил
ДНХ нуклеотид ба РНХ нуклеотид нь ижил төстэй болон ялгаатай байдаг.
ДНХ нуклеотидын бүтэц
РНХ нуклеотидын бүтэц
ДНХ-ийн молекул нь спираль хэлбэрээр эрчилсэн хос хэлхээ юм.
РНХ молекул нь ДНХ-ийн нэг хэлхээтэй төстэй бүтэцтэй нуклеотидын нэг хэлхээ юм. Зөвхөн дезоксирибозын оронд РНХ-д өөр нэг нүүрс ус - рибоз (иймээс нэр нь), тимины оронд - урацил орно.
ДНХ-ийн хоёр хэлхээ нь бие биетэйгээ устөрөгчийн холбоогоор холбогддог. Энэ тохиолдолд чухал зүй тогтол ажиглагдаж байна: нэг гинжин дэх азотын суурьтай аденины А-ын эсрэг талд нөгөө гинжин хэлхээнд азотын суурь тимин Т, харин гуанин G-ийн эсрэг талд үргэлж цитозин С байдаг. Эдгээр үндсэн хосуудыг нэрлэдэг. нэмэлт хосууд.
Тиймээс, харилцан нөхөх зарчим(Латин complementum - нэмэлт) гэдэг нь нуклеотидад орсон азотын суурь бүр нь өөр азотын суурьтай тохирч байгаа явдал юм. Хатуу тодорхойлсон суурь хосууд үүсдэг (A - T, G - C), эдгээр хосууд нь өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Гуанин ба цитозины хооронд гурван устөрөгчийн холбоо, ДНХ нуклеотидын аденин, тимин хоёрын хооронд хоёр устөрөгчийн холбоо, РНХ-д аденин ба урацилийн хооронд хоёр устөрөгчийн холбоо үүсдэг.
Нуклеотидын азотын суурийн хоорондох устөрөгчийн холбоо
G ≡ C G ≡ C
Үүний үр дүнд аливаа организмд аденил нуклеотидын тоо нь тимидил нуклеотидын тоотой, гуанил нуклеотидын тоо нь цитидил нуклеотидын тоотой тэнцүү байна. Энэ өмчийн ачаар нэг гинжин хэлхээний нуклеотидын дараалал нь нөгөө гинжин хэлхээний дарааллыг тодорхойлдог. Нуклеотидыг сонгон нэгтгэх энэхүү чадварыг нэмэлт чанар гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ шинж чанар нь анхны молекул дээр суурилсан ДНХ-ийн шинэ молекулууд (хуулбарлах, өөрөөр хэлбэл хоёр дахин нэмэгдэх) үүсэх үндэс суурь болдог.
Тиймээс ДНХ-д агуулагдах азотын суурийн тоон агууламж нь тодорхой дүрмүүдэд хамаарна.
1) Аденин ба гуаниний нийлбэр нь цитозин ба тимин A + G = C + T-ийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
2) Аденин ба цитозины нийлбэр нь гуанин ба тимин A + C = G + T-ийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
3) Аденины хэмжээ нь тимины хэмжээтэй тэнцүү, гуанины хэмжээ нь цитозины хэмжээтэй тэнцүү A = T; G = C.
Нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд ДНХ нь уураг шиг денатурацид ордог бөгөөд үүнийг хайлах гэж нэрлэдэг.
ДНХ нь өвөрмөц шинж чанартай байдаг: өөрийгөө хуулбарлах чадвар (хуулбарлах, хувилах) болон өөрийгөө эдгээх (засварлах) чадвар. Хуулбарлахэх молекулд бичигдсэн мэдээллийг охин молекулуудад үнэн зөв хуулбарлахыг баталгаажуулдаг. Гэхдээ заримдаа хуулбарлах явцад алдаа гардаг. ДНХ молекулын гинжин хэлхээнд гарсан алдааг засах, өөрөөр хэлбэл нуклеотидын зөв дарааллыг сэргээх чадварыг нэрлэдэг. нөхөн төлбөр.
ДНХ молекулууд нь голчлон эсийн цөмд, бага хэмжээгээр митохондри ба пластидууд - хлоропластуудад байдаг. ДНХ-ийн молекулууд нь удамшлын мэдээллийн тээвэрлэгч юм.
Эс дэх бүтэц, үүрэг, нутагшуулалт. Гурван төрлийн РНХ байдаг. Нэр нь гүйцэтгэсэн функцтэй холбоотой:
Нуклейн хүчлүүдийн харьцуулсан шинж чанар
Аденозин фосфорын хүчил - a денозин трифосфорын хүчил (ATP),А денозин дифосфорын хүчил (ADP),А денозин монофосфорын хүчил (AMP).
Эс бүрийн цитоплазм, түүнчлэн митохондри, хлоропласт, цөм нь аденозин трифосфорын хүчил (ATP) агуулдаг. Энэ нь эсэд тохиолддог ихэнх урвалыг эрчим хүчээр хангадаг. ATP-ийн тусламжтайгаар эс нь уураг, нүүрс ус, өөх тосны шинэ молекулуудыг нэгтгэж, бодисын идэвхтэй тээвэрлэлтийг хийж, туг, цилиаг зоддог.
ATP нь РНХ-ийн нэг хэсэг болох аденины нуклеотидтэй төстэй бүтэцтэй бөгөөд зөвхөн нэг фосфорын хүчлийн оронд ATP нь гурван фосфорын хүчлийн үлдэгдэл агуулдаг.
ATP молекулын бүтэц:
ATP дахь фосфорын хүчлийн молекулуудыг холбодог тогтворгүй химийн холбоо нь эрчим хүчээр маш их баялаг юм. Эдгээр холболтууд тасарсан үед энерги ялгардаг бөгөөд үүнийг эс бүр амин чухал үйл явцыг дэмжихэд ашигладаг.
ATP ADP + P + E
ADP AMP + F + E,
Энд F нь фосфорын хүчил H3PO4, E нь ялгарсан энерги юм.
Эрчим хүчээр баялаг фосфорын хүчлийн үлдэгдэл хоорондын ATP дахь химийн холбоог гэнэ. макроэргик холболтууд. Фосфорын хүчлийн нэг молекулын хуваагдал нь 40 кЖ энерги ялгардаг.
ATP нь органик бодисыг исэлдүүлэх, фотосинтезийн үед ялгарах энергийн улмаас ADP ба органик бус фосфатаас үүсдэг. Энэ процессыг фосфоржилт гэж нэрлэдэг.
Энэ тохиолдолд хамгийн багадаа 40 кЖ/моль энерги зарцуулагдах ёстой бөгөөд энэ нь өндөр энергийн холбоонд хуримтлагддаг. Үүний үр дүнд амьсгалын болон фотосинтезийн үйл явцын гол ач холбогдол нь тэдгээр нь ATP-ийн нийлэгжилтийг эрчим хүчээр хангадаг бөгөөд түүний оролцоотойгоор ихэнх ажлыг эсэд гүйцэтгэдэг.
ATP нь маш хурдан шинэчлэгддэг. Жишээлбэл, хүний хувьд ATP молекул бүр өдөрт 2400 удаа задарч, шинэчлэгддэг тул дундаж наслалт нь 1 минутаас бага байдаг. ATP синтез нь гол төлөв митохондри ба хлоропласт (цитоплазмд хэсэгчлэн) явагддаг. Энд үүссэн ATP нь эрчим хүчний хэрэгцээ үүссэн эсийн хэсгүүдэд илгээгддэг.
ATP нь эсийн биоэнергетикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг: энэ нь хамгийн чухал функцүүдийн нэгийг гүйцэтгэдэг - эрчим хүч хадгалах төхөөрөмж, энэ нь бүх нийтийн биологийн эрчим хүчний аккумлятор юм.
Ургамал, амьтны биологийн хичээлээс эсэд удамшлын мэдээлэл хаана хадгалагддагийг санаарай. Удамшлын мэдээллийг хадгалах, үржүүлэхэд ямар бодисууд нөлөөлдөг вэ? Эдгээр бодисууд ургамал, амьтанд адилхан уу?
Нуклейн хүчил ба нуклеотид
Нуклейн хүчлийн молекулууд нь том органик молекулууд - биополимерууд бөгөөд тэдгээрийн мономерууд нь нуклеотидууд юм. Нуклеотид бүр нь азотын суурь, моносахарид (рибоз эсвэл дезоксирибоз) ба ортофосфатын хүчлийн үлдэгдэл гэсэн гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ (Зураг 8.1).
Нуклейн хүчлүүд нь таван төрлийн азотын суурь агуулдаг (Зураг 8.2). Үнэн хэрэгтээ таван төрлийн нуклеотид байдаг: тимидил (суурь - тимин), цитидил (суурь - цитозин), уридил (суурь - урацил), аденил (суурь - аденин), гуанил (суурь - гуанин).
Амьд организмын эсүүдэд бие даасан нуклеотидуудыг бие даасан нэгдэл болгон янз бүрийн бодисын солилцооны үйл явцад ашигладаг.
Нэг нуклеотидын ортофосфатын хүчлийн үлдэгдэл ба нөгөө нуклеотидын моносахаридын хооронд нуклейн хүчлийн молекул үүсэх үед
хүчтэй ковалент холбоо үүсдэг. Иймд ийм байдлаар үүссэн нуклейн хүчлүүд нь нуклеотидууд дараалан байрласан гинжин хэлбэртэй байдаг. Нэг биополимер молекул дахь тэдний тоо хэдэн сая хүрч болно.
ДНХ ба РНХ
Амьд организмын эсэд хоёр төрлийн нуклейн хүчил байдаг - РНХ (рибонуклеины хүчил) ба ДНХ (дезоксирибонуклеины хүчил). Тэд бие биенээсээ найрлага, бүтцийн шинж чанараараа ялгаатай байдаг.
ДНХ ба РНХ-ийн гол үүрэг нь удамшлын мэдээллийг хадгалах, нөхөн үржих явдал бөгөөд энэ нь тэдгээрийн молекулуудын бүтцээр дэмжигддэг.
РНХ нь удамшлын мэдээллийг ДНХ-ээс бага найдвартай хадгалдаг тул энэ хадгалах аргыг зөвхөн зарим вирус ашигладаг.
Нуклейн хүчлийн молекулуудын бүтэц
ДНХ-ийн нуклеотидууд нь моносахарид дезоксирибоз ба азотын дөрвөн суурь болох аденин, тимин, цитозин, гуаниныг агуулдаг. ДНХ-ийн молекулууд нь ихэвчлэн хоёр нуклеотидын гинжээс бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь бие биетэйгээ устөрөгчийн холбоогоор холбогддог (Зураг 8.3).
РНХ нуклеотид нь дезоксирибозын оронд моносахаридын рибоз, тимины оронд урацилийг агуулдаг. РНХ молекул нь ихэвчлэн нэг нуклеотидын гинжин хэлхээнээс бүрддэг бөгөөд тэдгээрийн янз бүрийн хэсгүүд нь хоорондоо устөрөгчийн холбоо үүсгэдэг. Ийм гурван холбоо нь гуанин ба цитозины хооронд, хоёр нь аденин ба тимин эсвэл аденин ба урацилийн хооронд үүсдэг.
ДНХ молекул нь нэмэлт зарчмын дагуу холбогдсон хоёр нуклеотидын гинжээс бүрдэнэ: нэг гинжин хэлхээний нуклеотид бүрийн эсрэг талд түүнд тохирох хоёр дахь гинжний нуклеотид байрладаг. Тиймээс аденил нуклеотидын эсрэг талд тимидил нуклеотид, цитидил нуклеотидын эсрэг талд гуанил нуклеотид байрладаг (Зураг 8.4). Иймээс ДНХ-ийн молекулуудад аденил нуклеотидын тоо үргэлж тимидил нуклеотидын тоотой, гуанил нуклеотидын тоо нь цитидил нуклеотидын тоотой үргэлж тэнцүү байдаг.
ATP ба түүний эсийн амьдрал дахь үүрэг
Зөвхөн РНХ, ДНХ төдийгүй бие даасан нуклеотидууд эсийн амьдралд идэвхтэй оролцдог. Ялангуяа чухал ач холбогдолтой нь ортофосфатын хүчлийн үлдэгдэл бүхий нуклеотидын нэгдлүүд юм. Нэгээс гурав хүртэлх ийм үлдэгдэл нь нуклеотидтай хавсарч болно. Үүний дагуу тэдгээрийг эдгээр үлдэгдлийн тоогоор нэрлэдэг: ATP - аденозин триортофосфат (аденозин триортофосфат), GTP - гуанозин триортофосфат, ADP - аденозин диортофосфат, AMP - аденозин моноортофосфат. нуклейн хүчлийг бүрдүүлдэг бүх нуклеотидууд нь монофосфатууд юм. Три- ба дифосфатууд нь эсийн биохимийн процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Амьд организмын эсэд хамгийн түгээмэл нь ATP юм. Энэ нь биохимийн урвалын эрчим хүчний бүх нийтийн эх үүсвэрийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эсийн өсөлт, хөдөлгөөн, нөхөн үржихүйн үйл явцад оролцдог. Олон тооны ATP молекулууд эсийн амьсгал ба фотосинтезийн процесст үүсдэг.
Биологийн систем дэх энерги хувиргах ба хайлуулах урвал
ATP нь эсэд тохиолддог ихэнх үйл явцыг эрчим хүчээр хангадаг. Юуны өмнө эдгээр нь ферментийн тусламжтайгаар явагддаг органик бодисын нийлэгжилтийн үйл явц юм.
Ферментүүд биохимийн урвал явуулахын тулд ихэнх тохиолдолд эрчим хүч шаарддаг.
ATP молекулууд нь ферментүүдтэй харьцахдаа хоёр молекулд задардаг - ортофосфатын хүчил ба ADP. Энэ нь энерги ялгаруулдаг:
Энэ энергийг ферментүүд ажиллахад ашигладаг. Яагаад ATP гэж? Учир нь энэ молекул дахь ортофосфатын хүчлийн үлдэгдлүүдийн холбоо нь энгийн биш, харин макроэргик (өндөр энерги) юм (Зураг 8.5). Энэ холбоо үүсэхэд маш их энерги шаардагддаг боловч түүнийг устгах явцад энерги их хэмжээгээр ялгардаг.
Эс дэх нүүрс ус, уураг, липидийн молекулууд задрахад энерги ялгардаг. Энэ энергийг эс хадгалдаг. Үүнийг хийхийн тулд нэг буюу хоёр ортофосфатын хүчлийн үлдэгдлийг моноортофосфатын нуклеотидуудад (жишээлбэл, AMP) нэмж, ди- эсвэл триортофосфатын молекулууд (ADP эсвэл ATP тус тус) үүсдэг. Үүссэн холбоо нь өндөр энергитэй байдаг. Тиймээс,
ADP нь нэг өндөр энергийн холбоо, ATP хоёрыг агуулдаг. Шинэ органик нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэх явцад өндөр энергитэй холбоог устгаж, холбогдох үйл явцыг эрчим хүчээр хангадаг.
Манай гараг дээрх бүх эсийн амьдралын хэлбэрүүд эсэд РНХ, ДНХ хоёуланг нь агуулдаг. Гэхдээ вирус нь зөвхөн нэг төрлийн нуклейн хүчил агуулдаг. Тэдний вирионууд нь уургийн бүрхүүлийн доор РНХ эсвэл ДНХ агуулдаг. Вирус нь эзэн эсэд нэвтэрч ороход л ДНХ болон РНХ-ийг нэгтгэж эхэлдэг.
Нуклейн хүчил нь амьд организмд ДНХ, РНХ хэлбэрээр байдаг биополимерууд юм. Тэдний мономерууд нь нуклеотидууд юм. ДНХ нь ихэвчлэн хоёр хэлхээнээс бүрдэх давхар мушгиа хэлбэртэй байдаг. РНХ нь ихэвчлэн нэг хэлхээ хэлбэртэй байдаг. Нуклейн хүчлүүдийн гол үүрэг бол генетикийн мэдээллийг хадгалах, нөхөн үржих явдал юм. Нуклеотидууд нь эсийн биохимийн үйл явцад оролцдог бөгөөд ATP нь биохимийн урвалын бүх нийтийн эрчим хүчний эх үүсвэрийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Мэдлэгээ шалгаарай
1. ДНХ нь РНХ-ээс юугаараа ялгаатай вэ? 2. Амьд организмд нуклейн хүчил яагаад хэрэгтэй вэ? 3. ATP нь эсэд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ? 4. ДНХ-ийн хоёр дахь хэлхээг нөхөх зарчмын дагуу гүйцээнэ, хэрэв эхний хэлхээ нь дараах байдалтай байвал: AGGTTATATCGCCTAGAATTCGGGGAA. 5*. ДНХ нь биохимийн урвалын хурдасгуур байх чадваргүй. Гэхдээ зарим РНХ молекулууд (тэдгээрийг рибозим гэж нэрлэдэг) катализатор болж чаддаг. Энэ нь эдгээр молекулуудын бүтцийн ямар онцлогтой холбоотой байж болох вэ? 6*. Яагаад өндөр энергитэй холбоог эсийн биохимийн процесст хэрэглэхэд тохиромжтой байдаг вэ?
"Эс, биологийн молекулын химийн найрлага" сэдвийн ерөнхий даалгавар.
1-9-р даалгаварт нэг зөв хариултыг сонго.
1 Зурагт үзүүлэв. 1 бүтэц нь дараахь үүргийг гүйцэтгэдэг.
а) удамшлын мэдээллийг хадгалж, үржүүлдэг
б) бодис тээвэрлэдэг
B) шим тэжээлийн хангамжийг бий болгодог
г) урвалыг хурдасгадаг
2) Зураг дээрх бодистой ижил мономеруудаас. 1, бүрдэнэ:
a) коллаген b) цардуул c) РНХ d) эстроген
3) Зураг дээрх бодис. 1 хуримтлагдаж болно:
а) митохондрийн гаднах мембран дээр
б) мөөгөнцрийн эсийн хананд
B) хүний элэгний эсүүдэд
г) эрдэнэ шишийн хлоропласт дахь
4 Зурагт үзүүлэв. 2 бүтэц нь бүрэлдэхүүн хэсэг юм:
a) ургамлын эсийн хана
б) уураг
г) эсийн мембраны дотоод давхарга
5) Зураг дээрх 3 дугаар. 2 томилогдсон:
a) карбонил бүлэг в) карбоксил бүлэг
b) гидроксил бүлэг d) радикал
6) Зураг дээрх амин бүлэг. 2-ыг дараах тоогоор илэрхийлнэ.
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4
7) Зураг дээрх бүтэц. 2 нь мономер:
a) нуклейн хүчил б) липид
б) уураг г) полисахарид
8) Зураг дээрх моносахарид. 3-ыг дараах тоогоор илэрхийлнэ.
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4
9) Зураг дээрх бүтэц. 3 нь мономер юм:
a) нуклейн хүчил б) уураг
б) липид г) полисахарид
10 Зурагт үзүүлсэн молекулуудыг агуулсан органик бодисын бүлгүүдийн нэрийг бич.
11 Зурагт үзүүлсэн молекулын бүтцийн томьёог авч үзье. Энэ молекулын бүтэц нь үүргээ хэрхэн үр дүнтэй гүйцэтгэх боломжийг олгодог болохыг тайлбарла.
12 Нэмэлт ДНХ-ийн хэлхээг гүйцээнэ үү: ATTGACCCGATTAGC.
13 Органик бодисын бүлгүүд болон тэдгээрт хамаарах бодисуудын хоорондын захидал харилцааг бий болгох.
Бодисын бүлгүүд
1 уураг a) прогестерон
2 нүүрс ус б) гемоглобин
3 липид в) цардуул
г) инсулин
д) фруктоз
д) тестостерон
"Эсийн химийн найрлага ба биологийн молекул" сэдвээр мэдлэгээ шалгаарай.
Мини лавлах
Органик бодисын тухай мэдээлэл
Аланиныг жишээ болгон ашигласан органик молекулын бүтэц
Уургийн молекул дахь бондын төрлүүд
Ковалент холбоо
Хуваалцсан электрон хосуудын улмаас бодисын молекул дахь элементийн атомуудын хооронд үүсдэг. Уургийн молекулууд нь пептид ба дисульфидын холбоог агуулдаг. Хүчтэй химийн харилцан үйлчлэлийг хангана.
Пептидийн холбоо
Пептидийн холбоо нь нэг амин хүчлийн карбоксил бүлэг (-COOH) болон өөр нэг амин хүчлийн амин бүлэг (-NH 2) хооронд үүсдэг.
Дисульфидын холбоо
Нэг полипептидийн гинжин хэлхээний өөр өөр хэсгүүдийн хооронд дисульфидын холбоо үүсч болох бөгөөд энэ нь гинжийг нугалсан байдалд байлгадаг. Хэрэв хоёр полипептидийн хооронд дисульфидын холбоо үүссэн бол тэдгээрийг нэг молекул болгон нэгтгэдэг.
Ковалентын бус холбоо
Уургийн молекулууд нь устөрөгчийн холбоо, ионы холбоо, гидрофобик харилцан үйлчлэлийг агуулдаг. Химийн сул харилцан үйлчлэлийг хангана.
Устөрөгчийн холбоо
Нэг функциональ бүлгийн эерэг цэнэгтэй H атом ба өөр функциональ бүлгийн ганц хос электронтой сөрөг цэнэгтэй O эсвэл N атомын хооронд үүсдэг.
Ионы холбоо
Энэ нь лизин, аргинин, гистидин, аспартик, глютамины хүчлүүдийн радикалуудаас олддог эерэг ба сөрөг цэнэгтэй функциональ бүлгүүдийн (нэмэлт карбоксил ба амин бүлгүүдийн) хооронд үүсдэг.
Гидрофобик
Харилцаа холбоо
Гидрофобик амин хүчлүүдийн радикалуудын хооронд үүсдэг.
Энэ бол сурах бичгийн материал юм
Үргэлжлэл. 2005 оны 11, 12, 13, 14, 15, 16 дугаарыг үзнэ үү.
Байгалийн ухааны хичээлийн биологийн хичээлүүд
Нарийвчилсан төлөвлөлт, 10-р анги
Хичээл 19. ATP-ийн химийн бүтэц, биологийн үүрэг
Тоног төхөөрөмж:ерөнхий биологийн хүснэгтүүд, ATP молекулын бүтцийн диаграмм, хуванцар ба энергийн солилцооны хамаарлын диаграмм.
I. Мэдлэгийн шалгалт
"Амьд бодисын органик нэгдлүүд" биологийн диктант хийх.
Багш хийсвэрийг тоон дор уншиж, сурагчид өөрсдийн хувилбарын агуулгад нийцсэн хийсвэрүүдийн тоог дэвтэр дээрээ бичдэг.
Сонголт 1 - уураг.
Сонголт 2 - нүүрс ус.
Сонголт 3 - липидүүд.
Сонголт 4 - нуклейн хүчил.
1. Цэвэр хэлбэрээрээ зөвхөн C, H, O атомуудаас бүрддэг.
2. Тэд C, H, O атомуудаас гадна N ба ихэвчлэн S атом агуулдаг.
3. C, H, O атомуудаас гадна N, P атомуудыг агуулдаг.
4. Тэд харьцангуй бага молекул жинтэй байдаг.
5. Молекулын жин нь хэдэн мянгаас хэдэн арван, хэдэн зуун мянган дальтон хүртэл байж болно.
6. Хэдэн арван, хэдэн зуун сая дальтон хүртэл молекул жинтэй хамгийн том органик нэгдлүүд.
7. Тэдгээр нь өөр өөр молекул жинтэй байдаг - бодис нь мономер эсвэл полимер эсэхээс хамаарч маш жижигээс маш өндөр хүртэл байдаг.
8. Моносахаридуудаас бүрдэнэ.
9. Амин хүчлүүдээс тогтоно.
10. Нуклеотидуудаас бүрдэнэ.
11. Эдгээр нь дээд өөхний хүчлүүдийн эфир юм.
12. Үндсэн бүтцийн нэгж: “азотын суурь-пентоз-фосфорын хүчлийн үлдэгдэл”.
13. Үндсэн бүтцийн нэгж: “амин хүчлүүд”.
14. Үндсэн бүтцийн нэгж: “моносахарид”.
15. Үндсэн бүтцийн нэгж: “глицерин-өөхний хүчил”.
16. Полимер молекулууд нь ижил мономеруудаас бүрддэг.
17. Полимер молекулууд нь ижил төстэй боловч бараг ижил биш мономеруудаас бүрддэг.
18. Эдгээр нь полимер биш юм.
19. Тэд бараг зөвхөн эрчим хүч, барилга байгууламж, хадгалах функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд зарим тохиолдолд хамгаалалтын функцийг гүйцэтгэдэг.
20. Эрчим хүч, барилга байгууламжаас гадна катализатор, дохиолол, тээвэрлэлт, мотор, хамгаалалтын функцийг гүйцэтгэдэг;
21. Тэд эс, организмын удамшлын шинж чанарыг хадгалж, дамжуулдаг.
Сонголт 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Сонголт 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Сонголт 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Сонголт 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.
II. Шинэ материал сурах
1. Аденозин трифосфорын хүчлийн бүтэц
Амьд бодист уураг, нуклейн хүчил, өөх тос, нүүрс уснаас гадна бусад олон тооны органик нэгдлүүд нийлэгждэг. Тэдгээрийн дотроос эсийн биоэнергетикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. аденозин трифосфорын хүчил (ATP). ATP нь бүх ургамал, амьтны эсэд байдаг. Эсэд аденозин трифосфорын хүчил нь ихэвчлэн давс хэлбэрээр байдаг аденозин трифосфатууд. ATP-ийн хэмжээ хэлбэлзэж, дунджаар 0.04% байдаг (дунджаар нэг эсэд 1 тэрбум орчим ATP молекул байдаг). Хамгийн их хэмжээний ATP нь араг ясны булчинд (0.2-0.5%) агуулагддаг.
ATP молекул нь азотын суурь - аденин, пентоз - рибоз ба фосфорын хүчлийн гурван үлдэгдэл, өөрөөр хэлбэл. ATP бол тусгай аденил нуклеотид юм. Бусад нуклеотидуудаас ялгаатай нь ATP нь нэг биш, гурван фосфорын хүчлийн үлдэгдэл агуулдаг. ATP нь макроэргик бодисуудыг хэлдэг - тэдгээрийн холбоонд их хэмжээний энерги агуулсан бодисууд.
ATP молекулын орон зайн загвар (A) ба бүтцийн томъёо (B).
Фосфорын хүчлийн үлдэгдэл нь ATPase ферментийн нөлөөн дор ATP-ээс салдаг. ATP нь терминал фосфатын бүлгийг салгах хүчтэй хандлагатай байдаг.
ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30.5 кЖ + Fn,
учир нь Энэ нь зэргэлдээх сөрөг цэнэгийн хоорондох энергийн таагүй электростатик түлхэлт алга болоход хүргэдэг. Үүссэн фосфат нь устай энергийн таатай устөрөгчийн холбоо үүссэний улмаас тогтворждог. ADP + Fn систем дэх цэнэгийн хуваарилалт ATP-ээс илүү тогтвортой болдог. Энэ урвал нь 30.5 кЖ ялгаруулдаг (хэвийн ковалент холбоог таслахад 12 кЖ ялгардаг).
ATP дахь фосфор-хүчилтөрөгчийн бондын өндөр энергийн "өртөг"-ийг онцлон тэмдэглэхийн тулд үүнийг ихэвчлэн ~ тэмдгээр тэмдэглэж, макроэнергетик холбоо гэж нэрлэдэг. Фосфорын хүчлийн нэг молекулыг арилгахад ATP нь ADP (аденозин дифосфорын хүчил), хэрэв фосфорын хүчлийн хоёр молекул арилвал ATP нь AMP (аденозин монофосфорын хүчил) болж хувирдаг. Гурав дахь фосфатын задрал нь зөвхөн 13.8 кЖ ялгардаг тул ATP молекулд зөвхөн хоёр өндөр энергийн холбоо байдаг.
2. Эсэд АТФ үүсэх
Эс дэх ATP-ийн нийлүүлэлт бага байдаг. Жишээлбэл, булчин дахь ATP нөөц нь 20-30 агшилтанд хангалттай байдаг. Гэхдээ булчин хэдэн цагаар ажиллаж, хэдэн мянган агшилт үүсгэж чаддаг. Тиймээс ATP-ийг ADP болгон задлахын зэрэгцээ эсэд урвуу синтез тасралтгүй явагдах ёстой. Эсэд ATP синтезийн хэд хэдэн зам байдаг. Тэдэнтэй танилцацгаая.
1. Агааргүй фосфоржилт.Фосфоризаци нь ADP ба бага молекул жинтэй фосфатаас (Pn) ATP синтезийн процесс юм. Энэ тохиолдолд бид органик бодисын исэлдэлтийн хүчилтөрөгчгүй үйл явцын тухай ярьж байна (жишээлбэл, гликолиз нь глюкозыг пирувийн хүчилд хүчилтөрөгчгүй исэлдүүлэх үйл явц юм). Эдгээр процессын явцад ялгарсан энергийн 40 орчим хувийг (ойролцоогоор 200 кЖ/моль глюкоз) ATP нийлэгжүүлэхэд зарцуулж, үлдсэн хэсэг нь дулаан болон ялгардаг.
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn ––> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.
2. Исэлдэлтийн фосфоржилтОрганик бодисыг хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх энергийг ашиглан ATP синтезийн үйл явц юм. Энэ үйл явцыг 1930-аад оны эхээр илрүүлсэн. XX зуун В.А. Энгельхардт. Органик бодисын исэлдэлтийн хүчилтөрөгчийн үйл явц нь митохондрид явагддаг. Энэ тохиолдолд ялгарсан энергийн 55 орчим хувь нь (ойролцоогоор 2600 кЖ/моль глюкоз) ATP-ийн химийн бондын энерги болон хувирч, 45% нь дулаанаар ялгардаг.
Исэлдэлтийн фосфоржилт нь агааргүй синтезээс хамаагүй илүү үр дүнтэй байдаг: хэрэв гликолизийн явцад глюкозын молекул задрах явцад зөвхөн 2 ATP молекул нийлэгждэг бол исэлдэлтийн фосфоржилтын үед 36 ATP молекул үүсдэг.
3. Фотофосфоризаци- нарны гэрлийн энергийг ашиглан ATP синтезийн үйл явц. ATP синтезийн энэ зам нь зөвхөн фотосинтез хийх чадвартай эсүүдэд (ногоон ургамал, цианобактери) шинж чанартай байдаг. Нарны гэрлийн квантуудын энергийг фотосинтезийн гэрлийн үе шатанд ATP синтез хийхэд ашигладаг.
3. ATP-ийн биологийн ач холбогдол
ATP нь эсийн бодисын солилцооны үйл явцын төвд байдаг бөгөөд биологийн нийлэгжилт ба задралын урвалын хоорондох холбоос юм. Эс дэх ATP-ийн үүргийг батерейны үүрэгтэй харьцуулж болно, учир нь ATP-ийн гидролизийн явцад янз бүрийн амин чухал үйл явцад шаардлагатай энерги ялгардаг ("цэнэглэх"), ATP фосфоржих ("цэнэглэх") үйл явцад. дахин эрчим хүч хуримтлуулдаг.
ATP-ийн гидролизийн үед ялгардаг энергийн улмаас эс, биед бараг бүх чухал үйл явц явагддаг: мэдрэлийн импульс дамжуулах, бодисын биосинтез, булчингийн агшилт, бодисын тээвэрлэлт гэх мэт.
III. Мэдлэгийг нэгтгэх
Биологийн асуудлыг шийдвэрлэх
Даалгавар 1. Бид хурдан гүйх үед хурдан амьсгалж, хөлрөх нь нэмэгддэг. Эдгээр үзэгдлийг тайлбарла.
Бодлого 2. Хөлдөөсөн хүмүүс яагаад хүйтэнд тамгалж, үсэрч эхэлдэг вэ?
Даалгавар 3. И.Ильф, Е.Петров нарын алдарт "Арван хоёр сандал" бүтээлээс "Гүнзгий амьсгаа ав, чи догдолж байна" гэсэн олон ашигтай зөвлөгөөг олж болно. Энэ зөвлөгөөг бие махбодид тохиолддог эрчим хүчний үйл явцын үүднээс зөвтгөхийг хичээ.
IV. Гэрийн даалгавар
Тест, шалгалтанд бэлдэж эхлээрэй (тестийн асуултуудыг бичээрэй - 21-р хичээлийг үзнэ үү).
Хичээл 20. "Амьдралын химийн зохион байгуулалт" хэсгийн мэдлэгийг нэгтгэх.
Тоног төхөөрөмж:ерөнхий биологийн хүснэгтүүд.
I. Хэсгийн талаарх мэдлэгийг нэгтгэн дүгнэх
Оюутнууд асуулттай (дангаараа) ажиллаж, дараа нь шалгаж, ярилцдаг
1. Нүүрстөрөгч, хүхэр, фосфор, азот, төмөр, манган зэрэг органик нэгдлүүдийн жишээг өг.
2. Ионы найрлагаар нь амьд эсийг үхсэн эсээс хэрхэн ялгах вэ?
3. Ямар бодисууд эсэд уусаагүй хэлбэрээр байдаг вэ? Тэд ямар эрхтэн, эд эсийг агуулдаг вэ?
4. Ферментийн идэвхтэй хэсэгт орсон макроэлементүүдийн жишээг өг.
5. Ямар гормонууд микроэлементүүдийг агуулдаг вэ?
6. Галоген хүний биед ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
7. Уургууд нь хиймэл полимерээс юугаараа ялгаатай вэ?
8. Пептид нь уургаас юугаараа ялгаатай вэ?
9. Гемоглобиныг бүрдүүлдэг уургийг юу гэж нэрлэдэг вэ? Энэ нь хэдэн дэд хэсгээс бүрдэх вэ?
10. Рибонуклеаза гэж юу вэ? Энэ нь хэдэн амин хүчил агуулдаг вэ? Хэзээ зохиомлоор нийлэгжүүлсэн бэ?
11. Ферментгүй химийн урвалын хурд яагаад бага байдаг вэ?
12. Эсийн мембранаар ямар бодисууд уургаар дамждаг вэ?
13. Эсрэгбие нь эсрэгтөрөгчөөс юугаараа ялгаатай вэ? Вакцин нь эсрэгбие агуулдаг уу?
14. Уургууд бие махбодид ямар бодисуудад задардаг вэ? Хэр их энерги ялгардаг вэ? Аммиакийг хаана, хэрхэн саармагжуулдаг вэ?
15. Пептидийн гормонуудын жишээг өг: эсийн бодисын солилцооны зохицуулалтад хэрхэн оролцдог вэ?
16. Бидний цай уудаг элсэн чихэр ямар бүтэцтэй вэ? Энэ бодисын өөр ямар гурван ижил утгатай үгийг та мэдэх вэ?
17. Сүүний өөх тосыг яагаад гадаргуу дээр цуглуулдаггүй, харин суспенз хэлбэрээр авдаг вэ?
18. Соматик ба үр хөврөлийн эсийн цөм дэх ДНХ-ийн масс хэд вэ?
19. Хүн өдөрт хичнээн хэмжээний ATP хэрэглэдэг вэ?
20. Хүмүүс хувцас хийхэд ямар уураг хэрэглэдэг вэ?
Нойр булчирхайн рибонуклеазын үндсэн бүтэц (124 амин хүчил)
II. Гэрийн даалгавар.
"Амьдралын химийн зохион байгуулалт" хэсэгт туршилт, сорилтод бэлтгэхийг үргэлжлүүлнэ үү.
Хичээл 21. "Амьдралын химийн зохион байгуулалт" хэсгийн туршилтын хичээл
I. Асуултаар аман шалгалт явуулах
1. Эсийн анхан шатны бүтэц.
2. Органоген элементүүдийн шинж чанар.
3. Усны молекулын бүтэц. Устөрөгчийн холбоо ба түүний амьдралын "хими" дэх ач холбогдол.
4. Усны шинж чанар, биологийн үүрэг.
5. Гидрофил ба гидрофобик бодис.
6. Катионууд, тэдгээрийн биологийн ач холбогдол.
7. Анионууд ба тэдгээрийн биологийн ач холбогдол.
8. Полимер. Биологийн полимерууд. Тогтмол ба үечилсэн бус полимерүүдийн ялгаа.
9. Липидийн шинж чанар, тэдгээрийн биологийн үүрэг.
10. Бүтцийн шинж чанараар ялгагддаг нүүрс усны бүлгүүд.
11. Нүүрс усны биологийн үүрэг.
12. Уургийн элементийн найрлага. Амин хүчлүүд. Пептид үүсэх.
13. Уургийн анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч, дөрөвдөгч бүтэц.
14. Уургийн биологийн үйл ажиллагаа.
15. Фермент ба биологийн бус катализаторын ялгаа.
16. Ферментийн бүтэц. Коэнзим.
17. Ферментийн үйл ажиллагааны механизм.
18. Нуклейн хүчлүүд. Нуклеотид ба тэдгээрийн бүтэц. Полинуклеотид үүсэх.
19. Э.Чаргаффын дүрэм. Нэмэлт байх зарчим.
20. Давхар хэлхээтэй ДНХ молекул үүсэх ба түүний спиральжилт.
21. Эсийн РНХ-ийн ангилал ба тэдгээрийн үүрэг.
22. ДНХ ба РНХ-ийн ялгаа.
23. ДНХ-ийн хуулбар. Транскрипци.
24. ATP-ийн бүтэц, биологийн үүрэг.
25. Эсэд АТФ үүсэх.
II. Гэрийн даалгавар
"Амьдралын химийн зохион байгуулалт" хэсэгт туршилтын бэлтгэлээ үргэлжлүүлнэ үү.
Хичээл 22. "Амьдралын химийн зохион байгуулалт" хэсгийн туршилтын хичээл
I. Бичгийн шалгалт явуулах
Сонголт 1
1. Гурван төрлийн амин хүчлүүд байдаг - A, B, C. Таван амин хүчлээс бүрдэх полипептидийн гинжин хэлхээний хэдэн хувилбарыг барьж болно. Эдгээр сонголтыг зааж өгнө үү. Эдгээр полипептидүүд ижил шинж чанартай байх уу? Яагаад?
2. Бүх амьд биетүүд голчлон нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдээс бүрддэг бөгөөд дэлхийн царцдас дахь нүүрстөрөгчөөс 300 дахин их нүүрстөрөгчийн аналог цахиур нь маш цөөхөн организмд байдаг. Энэ баримтыг эдгээр элементийн атомын бүтэц, шинж чанарын үүднээс тайлбарла.
3. Сүүлчийн, гурав дахь фосфорын хүчлийн үлдэгдэлд цацраг идэвхт 32Р тэмдэглэгдсэн ATP молекулуудыг нэг эсэд, рибозтой хамгийн ойр байрлах эхний үлдэгдэлд 32Р гэж тэмдэглэсэн ATP молекулуудыг нөгөө эсэд оруулсан. 5 минутын дараа 32P тэмдэглэгдсэн органик бус фосфатын ионы агууламжийг хоёр эсэд хэмжсэн. Энэ нь хаана мэдэгдэхүйц өндөр байх вэ?
4. Энэхүү мРНХ-ийн нийт нуклеотидын 34% нь гуанин, 18% нь урацил, 28% нь цитозин, 20% нь аденин байдаг нь судалгаагаар тогтоогдсон. Заасан мРНХ нь хуулбар болох давхар судалтай ДНХ-ийн азотын суурийн хэдэн хувийн найрлагыг тодорхойл.
Сонголт 2
1. Өөх тос нь эрчим хүчний солилцооны “анхны нөөц”-ийг бүрдүүлдэг бөгөөд нүүрс усны нөөц дууссан үед хэрэглэдэг. Гэсэн хэдий ч араг ясны булчинд глюкоз, өөх тосны хүчлүүд байгаа тохиолдолд сүүлийнх нь илүү их хэмжээгээр ашиглагддаг. Уургийг зөвхөн бие махбодь өлсөж байгаа үед л эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Эдгээр баримтуудыг тайлбарла.
2. Хүнд металлын ионууд (мөнгөн ус, хар тугалга гэх мэт), хүнцэл нь уургийн сульфидын бүлэгт амархан холбогддог. Эдгээр металлын сульфидын шинж чанарыг мэдэж, эдгээр металлуудтай нийлэхэд уураг юу болохыг тайлбарла. Хүнд металл яагаад хүний биед хор болдог вэ?
3. А бодисыг В бодис руу исэлдэх урвалд 60 кЖ энерги ялгардаг. Энэ урвалд хамгийн их хэмжээгээр хэдэн ATP молекул нийлэгжиж чадах вэ? Үлдсэн эрчим хүчийг хэрхэн ашиглах вэ?
4. Энэхүү мРНХ-ийн нийт нуклеотидын 27% нь гуанин, 15% нь урацил, 18% нь цитозин, 40% нь аденин байдаг нь судалгаагаар тогтоогдсон. Заасан мРНХ нь хуулбар болох давхар судалтай ДНХ-ийн азотын суурийн хэдэн хувийн найрлагыг тодорхойл.
Үргэлжлэл бий
Дэлхий дээрх бүх амьдрал нь цөмд агуулагдах удамшлын мэдээллийн ачаар зохион байгуулалтаа эмх цэгцтэй байлгадаг олон эсээс бүрддэг. Энэ нь өндөр молекулын нарийн төвөгтэй нэгдлүүд - мономерын нэгжүүд - нуклеотидуудаас бүрдэх нуклейн хүчлүүдээр хадгалагдаж, хэрэгжиж, дамждаг. Нуклейн хүчлүүдийн үүргийг хэт үнэлж болохгүй. Тэдний бүтцийн тогтвортой байдал нь биеийн хэвийн үйл ажиллагааг тодорхойлдог бөгөөд бүтцийн аливаа хазайлт нь эсийн зохион байгуулалт, физиологийн үйл явцын үйл ажиллагаа, ерөнхийдөө эсийн амьдрах чадварыг өөрчлөхөд зайлшгүй хүргэдэг.
Нуклеотидын тухай ойлголт ба түүний шинж чанарууд
РНХ бүр нь жижиг мономер нэгдлүүд болох нуклеотидуудаас бүрддэг. Өөрөөр хэлбэл, нуклеотид нь эсийн амьдралын туршид зайлшгүй шаардлагатай нуклейн хүчил, коэнзим болон бусад олон биологийн нэгдлүүдийг бий болгох барилгын материал юм.
Эдгээр чухал бодисын үндсэн шинж чанарууд нь:
удамшлын шинж чанаруудын талаархи мэдээллийг хадгалах;
. өсөлт, нөхөн үржихүйн хяналтыг хэрэгжүүлэх;
. бодисын солилцоо болон эсэд тохиолддог бусад физиологийн процессуудад оролцох.
Нуклеотидын тухай ярихдаа тэдгээрийн бүтэц, найрлага зэрэг чухал асуудалд анхаарлаа хандуулахгүй байхын аргагүй юм.
Нуклеотид бүр нь:
элсэн чихрийн үлдэгдэл;
. азотын суурь;
. фосфатын бүлэг буюу фосфорын хүчлийн үлдэгдэл.
Бид нуклеотид нь нарийн төвөгтэй органик нэгдэл гэж хэлж болно. Азотын суурийн зүйлийн найрлага, нуклеотидын бүтэц дэх пентозын төрлөөс хамааран нуклейн хүчлийг дараахь байдлаар хуваана.
Дезоксирибонуклеины хүчил буюу ДНХ;
. рибонуклеины хүчил буюу РНХ.
Нуклейн хүчлийн найрлага
Нуклейн хүчлийн хувьд элсэн чихэр нь пентозоор илэрхийлэгддэг. Энэ нь таван нүүрстөрөгчийн элсэн чихэр бөгөөд ДНХ-д дезоксирибоз, РНХ-д рибоз гэж нэрлэгддэг. Пентозын молекул бүр таван нүүрстөрөгчийн атомтай бөгөөд тэдгээрийн дөрөв нь хүчилтөрөгчийн атомтай хамт таван гишүүнтэй цагираг үүсгэдэг бөгөөд тав дахь нь HO-CH2 бүлгийн нэг хэсэг юм.
Пентозын молекул дахь нүүрстөрөгчийн атом бүрийн байрлалыг араб тоогоор (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´) тэмдэглэнэ. Нуклейн хүчлийн молекулаас унших бүх үйл явц нь хатуу чиглэлтэй байдаг тул нүүрстөрөгчийн атомуудын дугаарлалт, тэдгээрийн цагираг дахь байршил нь зөв чиглэлийн нэг төрлийн үзүүлэлт болдог.
Гидроксил бүлэгт фосфорын хүчлийн үлдэгдэл гурав ба тав дахь нүүрстөрөгчийн атомуудад (3C´ ба 5C´) наалддаг. Энэ нь ДНХ ба РНХ-ийн хүчлүүдийн бүлэгт химийн хамаарлыг тодорхойлдог.
Азотын суурь нь чихрийн молекул дахь нүүрстөрөгчийн анхны атом (1C´)-тай холбогддог.
Азотын суурийн зүйлийн найрлага
Азотын суурь дээр суурилсан ДНХ нуклеотидыг дөрвөн төрлөөр төлөөлдөг.
Аденин (A);
. гуанин (G);
. цитозин (C);
. тимин (T).
Эхний хоёр нь пурины ангилалд, сүүлийн хоёр нь пиримидины ангилалд багтдаг. Молекулын жингийн хувьд пурин нь пиримидинээс үргэлж хүнд байдаг.
Азотын суурь дээр суурилсан РНХ нуклеотидууд нь:
Аденин (A);
. гуанин (G);
. цитозин (C);
. урацил (U).
Тимин шиг уракил нь пиримидины суурь юм.
Шинжлэх ухааны уран зохиолд та азотын суурийн өөр тэмдэглэгээг ихэвчлэн олж болно - Латин үсгээр (A, T, C, G, U).
Пурин ба пиримидины химийн бүтцийн талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
Пиримидинууд, тухайлбал цитозин, тимин, урацил нь хоёр азотын атом, дөрвөн нүүрстөрөгчийн атомаас бүрдэж, зургаан гишүүнтэй цагираг үүсгэдэг. Атом бүр 1-ээс 6 хүртэлх өөрийн гэсэн дугаартай.
Пурин (аденин ба гуанин) нь пиримидин ба имидазол эсвэл хоёр гетероциклээс бүрдэнэ. Пурины суурийн молекулыг дөрвөн азотын атом, таван нүүрстөрөгчийн атомаар төлөөлдөг. Атом бүрийг 1-ээс 9 хүртэл дугаарласан.
Азотын суурь ба пентозын үлдэгдэл холилдсоны үр дүнд нуклеозид үүсдэг. Нуклеотид нь нуклеозид ба фосфатын бүлгийн нэгдэл юм.
Фосфодиэфирийн холбоо үүсэх
Нуклеотидууд нь полипептидийн гинжин хэлхээнд хэрхэн холбогдож, нуклейн хүчлийн молекул үүсгэдэг вэ гэсэн асуултыг ойлгох нь чухал юм. Энэ нь фосфодиэфирийн холбоо гэж нэрлэгддэг бодисын улмаас үүсдэг.
Хоёр нуклеотидын харилцан үйлчлэл нь динуклеотид үүсгэдэг. Нэг мономерын фосфатын үлдэгдэл ба нөгөөгийн пентозын гидрокси бүлгийн хооронд фосфодиэфирийн холбоо үүсэх үед шинэ нэгдэл үүсэх нь конденсацын үр дүнд үүсдэг.
Полинуклеотидын нийлэгжилт нь энэ урвалын давтагдах (хэдэн сая удаа) юм. Полинуклеотидын гинж нь чихрийн гурав ба тав дахь нүүрстөрөгчийн (3C´ ба 5C´) хооронд фосфодиэфирийн холбоо үүсэх замаар үүсдэг.
Полинуклеотидын угсралт нь ДНХ полимераза ферментийн оролцоотойгоор явагддаг нарийн төвөгтэй процесс бөгөөд зөвхөн нэг төгсгөлөөс (3´) чөлөөт гидрокси бүлэгтэй гинжний өсөлтийг баталгаажуулдаг.
ДНХ-ийн молекулын бүтэц
ДНХ молекул нь уураг шиг анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч бүтэцтэй байж болно.
ДНХ-ийн гинжин хэлхээний нуклеотидын дараалал нь түүний үндсэн нэгийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь устөрөгчийн бондоос үүсдэг бөгөөд үүний үндэс нь нэмэлт байх зарчим юм. Өөрөөр хэлбэл, давхар гинжийг нэгтгэх явцад тодорхой хэв маягийг баримтална: нэг гинжин хэлхээний аденин нөгөөгийн тиминтэй, гуанин нь цитозинтэй тохирч, эсрэгээр. Аденин ба тимин эсвэл гуанин ба цитозины хосууд нь эхнийх нь хоёр, сүүлийн тохиолдолд гурав нь устөрөгчийн бондын улмаас үүсдэг. Нуклеотидын энэхүү холболт нь гинжний хүчтэй холболт, тэдгээрийн хоорондох ижил зайг баталгаажуулдаг.
Нэг ДНХ-ийн хэлхээний нуклеотидын дарааллыг мэдсэнээр хоёр дахь нь нэмэлт эсвэл нэмэлт зарчмыг ашиглан гүйцээж болно.
ДНХ-ийн гуравдагч бүтэц нь нарийн төвөгтэй гурван хэмжээст холбоосын улмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь түүний молекулыг илүү нягтаршуулж, жижиг эсийн эзэлхүүнд багтах чадвартай болгодог. Жишээлбэл, гэдэсний савханцарын ДНХ-ийн урт нь 1 мм-ээс их байдаг бол эсийн урт нь 5 микроноос бага байдаг.
ДНХ дахь нуклеотидын тоо, тухайлбал тэдгээрийн тоон харьцаа нь Чергаффын дүрмийг дагаж мөрддөг (пурины суурийн тоо нь пиримидиний суурийн тоотой үргэлж тэнцүү байдаг). Нуклеотидын хоорондох зай нь тэдний молекулын жингийн адил 0.34 нм-тэй тэнцүү тогтмол утга юм.
РНХ молекулын бүтэц
РНХ нь пентоз (энэ тохиолдолд рибоз) ба фосфатын үлдэгдэл хооронд үүссэн нэг полинуклеотидын гинжээр төлөөлдөг. Энэ нь ДНХ-ээс хамаагүй богино урт юм. Нуклеотидын азотын суурийн зүйлийн найрлагад ч ялгаа бий. РНХ-д урацилыг пиримидины суурь тимины оронд хэрэглэдэг. Бие махбодид гүйцэтгэх үүргээс хамааран РНХ нь гурван төрөлтэй байж болно.
Рибосом (рРНХ) - ихэвчлэн 3000-аас 5000 нуклеотид агуулдаг. Шаардлагатай бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох энэ нь эсийн хамгийн чухал үйл явцын нэг болох уургийн биосинтез болох рибосомын идэвхтэй төвийг бүрдүүлэхэд оролцдог.
. Тээвэрлэлт (tRNA) - дунджаар 75-95 нуклеотидаас бүрдэх бөгөөд хүссэн амин хүчлийг рибосом дахь полипептидийн нийлэгжилтийн газар руу шилжүүлдэг. ТРНХ-ийн төрөл бүр (хамгийн багадаа 40) нь мономер эсвэл нуклеотидын өвөрмөц дараалалтай байдаг.
. Мэдээлэл (мРНХ) - нуклеотидын найрлагад маш олон янз байдаг. Удамшлын мэдээллийг ДНХ-ээс рибосом руу шилжүүлж, уургийн молекулын синтезийн матрицын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Бие дэх нуклеотидын үүрэг
Эсийн нуклеотидууд нь хэд хэдэн чухал үүргийг гүйцэтгэдэг.
Нуклейн хүчлийн барилгын материал болгон ашигладаг (пурин ба пиримидины цувралын нуклеотидууд);
. эсийн доторх олон бодисын солилцооны үйл явцад оролцох;
. эсийн энергийн гол эх үүсвэр болох ATP-ийн нэг хэсэг юм;
. эс дэх бууруулагч эквивалент (NAD+, NADP+, FAD, FMN) тээвэрлэгчдийн үүрэг гүйцэтгэдэг;
. био зохицуулагчийн үүргийг гүйцэтгэх;
. эсийн гаднах тогтмол синтезийн хоёр дахь элч гэж үзэж болно (жишээлбэл, cAMP эсвэл cGMP).
Нуклеотид нь илүү нарийн төвөгтэй нэгдлүүд болох нуклейн хүчил үүсгэдэг мономер нэгж бөгөөд үүнгүйгээр генетикийн мэдээллийг дамжуулах, хадгалах, нөхөн үржих боломжгүй юм. Чөлөөт нуклеотидууд нь эсийн болон биеийн бүхэлдээ хэвийн үйл ажиллагааг дэмждэг дохиолол, энергийн процесст оролцдог гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
