Бидний биед энерги үйлдвэрлэх хамгийн чухал молекул бол ATP (аденозин трифосфат: гурван фосфорын хүчлийн үлдэгдэл агуулсан аденил нуклеотид бөгөөд митохондрид үүсдэг) ​​нь эргэлзээгүй.

Үнэн хэрэгтээ бидний биеийн эс бүр ATP-ээр дамжуулан биохимийн урвалын энергийг хуримтлуулж, ашигладаг тул ATP-ийг биологийн энергийн бүх нийтийн валют гэж үзэж болно. Бүх амьд оршнолууд уураг, ДНХ-ийн нийлэгжилт, янз бүрийн ион, молекулуудын бодисын солилцоо, тээвэрлэлтийг дэмжих, бие махбодийн амин чухал үйл ажиллагааг хангах эрчим хүчний тасралтгүй хангамжийг шаарддаг. Хүч чадлын дасгал хийх явцад булчингийн утаснууд нь бэлэн энерги шаарддаг. Өмнө дурьдсанчлан, ATP нь эдгээр бүх үйл явцыг эрчим хүчээр хангадаг. Гэсэн хэдий ч ATP үүсгэхийн тулд бидний эсүүд түүхий эдийг шаарддаг. Хүн эдгээр түүхий эдийг хэрэглэсэн хоол хүнсээ исэлдүүлэх замаар илчлэгээр олж авдаг. Эрчим хүчийг олж авахын тулд энэ хоолыг эхлээд амархан хэрэглэдэг молекул болох ATP болгон боловсруулах ёстой.

ATP молекулыг хэрэглэхээс өмнө хэд хэдэн үе шат дамждаг.

Нэгдүгээрт, тусгай коэнзим нь гурван фосфатын аль нэгийг (тус бүр нь арван калори энерги агуулсан) салгаж, их хэмжээний энерги ялгаруулж, урвалын бүтээгдэхүүн болох аденозин дифосфат (ADP) үүсгэдэг. Хэрэв илүү их энерги шаардлагатай бол дараагийн фосфатын бүлгийг салгаж, аденозин монофосфат (AMP) үүсгэдэг.

ATP + H 2 O → ADP + H 3 PO 4 + энерги
ATP + H 2 O → AMP + H 4 P 2 O 7 + энерги

Эрчим хүчийг хурдан үйлдвэрлэх шаардлагагүй үед урвуу урвал явагдана - ADP, фосфаген, гликогенийн тусламжтайгаар фосфатын бүлэг молекулд дахин холбогдож, ATP үүсдэг. Энэ үйл явц нь чөлөөт фосфатыг булчинд агуулагдах бусад бодисуудад шилжүүлэх, үүнд багтана. Үүний зэрэгцээ глюкозыг гликогенийн нөөцөөс авч, задалдаг.

Энэхүү глюкозоос гаргаж авсан энерги нь глюкозыг анхны хэлбэрт нь хувиргахад тусалдаг бөгөөд үүний дараа чөлөөт фосфатууд нь ADP-д дахин нэгдэж шинэ ATP үүсгэдэг. Цикл дууссаны дараа шинээр бий болсон ATP дараагийн хэрэглээнд бэлэн болно.

Нэг ёсондоо ATP нь молекулын батерей шиг ажилладаг бөгөөд шаардлагагүй үед энергийг хуримтлуулж, шаардлагатай үед нь ялгаруулдаг. Үнэн хэрэгтээ ATP нь бүрэн цэнэглэдэг батерейтай адил юм.

ATP бүтэц

ATP молекул нь гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ.

• Рибоз (ДНХ-ийн нурууг бүрдүүлдэг таван нүүрстөрөгчийн ижил сахар)
• Аденин (холбогдсон нүүрстөрөгч ба азотын атомууд)
• Трифосфат

Рибозын молекул нь ATP молекулын төвд байрладаг бөгөөд ирмэг нь аденозины суурь болдог.
Гурван фосфатын гинж нь рибозын молекулын нөгөө талд байрладаг. ATP нь бидний булчингийн эсийн үндэс болох миозин уураг агуулсан урт нимгэн утаснуудыг ханасан байдаг.

ATP хадгалах

Насанд хүрсэн хүний ​​бие өдөрт дунджаар 200-300 моль АТФ хэрэглэдэг (мэнгэ гэдэг нь систем дэх бодисын хэмжээг тодорхойлох химийн нэр томъёо юм. энгийн бөөмс, нүүрстөрөгч-12 изотопын 0.012 кг-д хэдэн нүүрстөрөгчийн атом агуулагдаж байна). Тухайн агшинд биед агуулагдах ATP-ийн нийт хэмжээ 0.1 моль байна. Энэ нь ATP-ийг өдрийн турш 2000-3000 удаа дахин ашиглах ёстой гэсэн үг юм. ATP-ийг хадгалах боломжгүй тул түүний синтезийн түвшин нь хэрэглээний түвшинд бараг таарч байна.

ATP системүүд

Эрчим хүчний үүднээс ATP-ийн ач холбогдол, мөн өргөн хэрэглээний улмаас бие нь янз бүрийн арга замууд ATP үйлдвэрлэл. Эдгээр нь гурван өөр биохимийн систем юм. Тэдгээрийг дарааллаар нь харцгаая:

Булчингууд богино боловч эрчимтэй ажиллах үед (ойролцоогоор 8-10 секунд) фосфаген системийг ашигладаг - ATP нь креатин фосфаттай нийлдэг. Фосфагений систем нь бидний булчингийн эсүүдэд бага хэмжээний ATP байнга эргэлдэж байхыг баталгаажуулдаг.

Булчингийн эсүүд нь өндөр энергитэй фосфат, креатин фосфатыг агуулдаг бөгөөд энэ нь богино хугацааны, өндөр эрчимтэй үйл ажиллагааны дараа ATP-ийн түвшинг сэргээхэд ашиглагддаг. Креатин киназа фермент нь креатин фосфатаас фосфатын бүлгийг авч ADP руу хурдан шилжүүлэн ATP үүсгэдэг. Тиймээс булчингийн эс нь ATP-ийг ADP болгон хувиргадаг бөгөөд фосфаген нь ADP-ийг ATP болгон хурдан бууруулдаг. Креатин фосфатын түвшин нь зөвхөн 10 секундын өндөр эрчимтэй үйл ажиллагааны дараа буурч эхэлдэг бөгөөд энергийн түвшин буурдаг. Фосфаген систем хэрхэн ажилладаг тухай жишээ нь 100 метрийн спринт юм.

Гликоген-сүүн хүчлийн систем нь фосфагений системээс бага хурдтайгаар бие махбодийг эрчим хүчээр хангадаг боловч харьцангуй хурдан ажилладаг бөгөөд 90 секундын өндөр эрчимтэй үйл ажиллагаанд хангалттай ATP-ээр хангадаг. Энэ системд сүүн хүчлийг булчингийн эсүүд дэх глюкозоос агааргүй бодисын солилцооны замаар үйлдвэрлэдэг.

Агааргүй нөхцөлд бие нь хүчилтөрөгч хэрэглэдэггүй тул энэ систем нь аэробикийн системтэй адил зүрх-амьсгалын системийг идэвхжүүлэхгүйгээр богино хугацааны эрчим хүчийг өгдөг боловч цаг хугацаа хэмнэдэг. Түүнээс гадна агааргүй горимд булчингууд хурдан ажиллаж, хүчтэй агшиж, судаснууд шахагдсан тул хүчилтөрөгчийн хангамжийг хаадаг.

Энэ системийг заримдаа агааргүй амьсгал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ тохиолдолд сайн жишээ бол 400 метрийн спринт юм.

Хэрэв биеийн тамирын дасгал хөдөлгөөн хэдхэн минутаас илүү үргэлжилдэг бол аэробик систем ажиллаж, булчингууд эхлээд ATP, дараа нь өөх тос, эцэст нь амин хүчлээс () хүлээн авдаг. Уураг нь ихэвчлэн өлсгөлөнгийн нөхцөлд (зарим тохиолдолд хоолны дэглэм) эрчим хүч болгон ашигладаг.

At аэробик амьсгал ATP-ийн үйлдвэрлэл нь хамгийн удаан боловч хадгалахад хангалттай эрчим хүч үйлдвэрлэдэг Идэвхтэй хөдөлгөөн хийххэдэн цагийн турш. Энэ нь аэробик амьсгалын үед глюкоз нь гликоген-сүүн хүчлийн систем дэх сүүн хүчлийн нөлөөлөлгүйгээр нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус руу задардагтай холбоотой юм. Аэробик амьсгалын үед гликоген (глюкозын хадгалагдсан хэлбэр) нь гурван эх үүсвэрээс хангадаг.

1. Хүнсний бүтээгдэхүүн дэх глюкозыг шингээх ходоод гэдэсний зам, цусны эргэлтийн системээр булчинд ордог.
2. Булчин дахь глюкозын үлдэгдэл
3. Элэгний гликогенийг глюкоз болгон задалдаг бөгөөд энэ нь цусны эргэлтийн системээр булчинд ордог.

Дүгнэлт

Хэрэв та янз бүрийн нөхцөлд янз бүрийн үйл ажиллагаа явуулах энергийг хаанаас олж авдаг талаар бодож байсан бол хариулт нь ихэвчлэн ATP юм. Энэхүү нарийн төвөгтэй молекул нь хүнсний төрөл бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хэрэглэхэд хялбар энерги болгон хувиргахад тусалдаг.

ATP байхгүй бол бидний бие зүгээр л ажиллах боломжгүй болно. Тиймээс эрчим хүчний үйлдвэрлэлд ATP-ийн үүрэг олон талт боловч нэгэн зэрэг энгийн байдаг.

Амьд организмын эсийн хамгийн чухал бодис бол аденозин трифосфат буюу аденозин трифосфат юм. Хэрэв бид энэ нэрний товчлолыг оруулбал ATP-ийг авна. Энэ бодис нь нуклеозид трифосфатын бүлэгт багтдаг бөгөөд амьд эс дэх бодисын солилцооны үйл явцад тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд тэдгээрт орлуулшгүй эрчим хүчний эх үүсвэр болдог.

-тай холбоотой

Ангийнхан

ATP-ийг нээсэн хүмүүс нь Харвардын Халуун орны Анагаах Ухааны Сургуулийн биохимич Йеллапрагада Суббарао, Карл Лохман, Сайрус Фиске нар байв. Энэхүү нээлт нь 1929 онд болсон бөгөөд амьд системийн биологийн томоохон үйл явдал болсон юм. Хожим нь 1941 онд Германы биохимич Фриц Липманн эсэд агуулагдах ATP нь энергийн гол тээвэрлэгч гэдгийг олж мэдсэн.

ATP бүтэц

Энэ молекул нь системчилсэн нэртэй бөгөөд дараах байдлаар бичигдсэн байдаг: 9-β-D-рибофураносиладенин-5′-трифосфат, эсвэл 9-β-D-рибофуранозил-6-амино-пурин-5′-трифосфат. Ямар нэгдлүүд багтдаг ATP найрлага? Химийн хувьд энэ нь аденозин трифосфатын эфир юм. аденин ба рибозын дериватив. Энэ бодис нь пурины азотын суурь болох адениныг рибозын 1′-нүүрстөрөгчтэй β-N-гликозидын холбоо ашиглан нэгтгэснээр үүсдэг. Дараа нь α-, β-, γ-фосфорын хүчлийн молекулуудыг рибозын 5′-нүүрстөрөгчид дараалан нэмнэ.

Тиймээс ATP молекул нь аденин, рибоз, гурван фосфорын хүчлийн үлдэгдэл зэрэг нэгдлүүдийг агуулдаг. ATP бол их хэмжээний энерги ялгаруулдаг бонд агуулсан тусгай нэгдэл юм. Ийм холбоо, бодисыг өндөр энерги гэж нэрлэдэг. ATP молекулын эдгээр бондын гидролизийн явцад 40-60 кЖ/моль энерги ялгардаг бөгөөд энэ үйл явц нь нэг эсвэл хоёр фосфорын хүчлийн үлдэгдлийг арилгах замаар явагддаг.

Эдгээр химийн урвалууд ингэж бичигдсэн байдаг:

• 1). ATP + ус → ADP + фосфорын хүчил + энерги;
• 2). ADP + ус →AMP + фосфорын хүчил + энерги.

Эдгээр урвалын явцад ялгарсан энерги нь тодорхой эрчим хүчний орцыг шаарддаг цаашдын биохимийн процессуудад ашиглагддаг.

Амьд организм дахь ATP-ийн үүрэг. Түүний функцууд

ATP ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?Юуны өмнө эрчим хүч. Дээр дурдсанчлан, аденозин трифосфатын гол үүрэг нь эрчим хүчний хангамж юм биохимийн процессуудамьд организмд. Энэ үүрэг нь хоёр өндөр энергийн холбоо байдаг тул ATP нь их хэмжээний энерги зарцуулдаг физиологийн болон биохимийн олон процессуудад эрчим хүчний эх үүсвэр болдогтой холбоотой юм. Ийм үйл явц нь бие махбод дахь нарийн төвөгтэй бодисын нийлэгжилтийн бүх урвал юм. Энэ нь юуны түрүүнд эсийн мембранаар молекулуудыг идэвхтэй шилжүүлэх, үүнд мембран хоорондын цахилгаан потенциалыг бий болгох, булчингийн агшилтыг хэрэгжүүлэхэд оролцдог.

Дээрхээс гадна бид хэд хэдэн зүйлийг жагсаав. ATP-ийн чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүйгэх мэт:

Бие махбодид ATP хэрхэн үүсдэг вэ?

Аденозин трифосфорын хүчлийн нийлэгжилт үргэлжилж байна, учир нь биеийн хэвийн үйл ажиллагаанд эрчим хүч үргэлж хэрэгтэй байдаг. Ямар ч үед энэ бодис маш бага байдаг - ойролцоогоор 250 грамм нь "бороотой өдөр"-ийн "яаралтай байдлын нөөц" юм. Өвчний үед энэ нь явдаг эрчимтэй синтезЭнэ хүчил, учир нь өвчний эхэн үетэй үр дүнтэй тэмцэхэд шаардлагатай дархлаа ба ялгаруулах систем, мөн биеийн дулаан зохицуулах системд маш их энерги шаардагддаг.

Нь юу эсүүд ATPихэнх нь? Эдгээр нь булчин ба мэдрэлийн эд эсийн эсүүд юм, учир нь энерги солилцох үйл явц хамгийн эрчимтэй явагддаг. Энэ нь ойлгомжтой, учир нь булчингууд нь булчингийн утаснуудын агшилтыг шаарддаг хөдөлгөөнд оролцдог бөгөөд мэдрэлийн эсүүд цахилгаан импульс дамжуулдаг бөгөөд үүнгүйгээр биеийн бүх тогтолцооны үйл ажиллагаа боломжгүй юм. Тиймээс эс өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх нь маш чухал юм өндөр түвшинаденозин трифосфат.

Бие махбодид аденозин трифосфатын молекулууд хэрхэн үүсдэг вэ? Тэдгээр нь гэж нэрлэгддэг зүйлээр үүсгэгддэг ADP фосфоржилт(аденозин дифосфат). Энэ химийн урвалдараах байдлаар:

ADP + фосфорын хүчил + энерги → ATP + ус.

ADP-ийн фосфоржилт нь фермент, гэрэл зэрэг катализаторын оролцоотойгоор явагддаг бөгөөд гурван аргын аль нэгээр явагддаг.

Исэлдэлтийн болон субстратын фосфоржилтын аль аль нь ийм синтезийн явцад исэлдсэн бодисын энергийг ашигладаг.

Дүгнэлт

Аденозин трифосфорын хүчил- Энэ бол биед хамгийн их шинэчлэгддэг бодис юм. Аденозин трифосфатын молекул дунджаар хэр удаан амьдардаг вэ? Жишээлбэл, хүний ​​биед түүний амьдрах хугацаа нэг минутаас бага байдаг тул ийм бодисын нэг молекул өдөрт 3000 хүртэл удаа үүсч, ялзардаг. Гайхалтай нь өдрийн цагаар Хүний биеЭнэ бодисын 40 кг орчим нийлэгждэг! Энэхүү "дотоод эрчим хүчний" хэрэгцээ нь бидний хувьд маш их юм!

Синтезийн бүх мөчлөг, ATP-ийн цаашдын хэрэглээ зэрэг эрчим хүчний түлшАмьд бие махбод дахь бодисын солилцооны үйл явцын хувьд энэ нь энэ организм дахь энергийн солилцооны мөн чанарыг илэрхийлдэг. Тиймээс аденозин трифосфат нь амьд организмын бүх эсийн хэвийн үйл ажиллагааг хангадаг нэг төрлийн "батерей" юм.

Нуклеозидын полифосфатууд. Биеийн бүх эдэд чөлөөт төлөвт нуклеозидын мохо-, ди-, трифосфатууд байдаг. Аденин агуулсан нуклеотидууд нь ялангуяа өргөн хэрэглэгддэг - аденозин-5-фосфат (AMP), аденозин-5-дифосфат (ADP) ба аденозин-5-трифосфат (ATP) (эдгээр нэгдлүүдийн хувьд латин үсгээр өгөгдсөн товчлолын хамт Оросын холбогдох нэрсийн дотоодын уран зохиолын товчлолыг ашигладаг - AMP, ADP, ATP). Гуанозин трифосфат (GTP), уридин трифосфат (UTP), цитидин трифосфат (CTP) зэрэг нуклеотидууд нь хэд хэдэн биохимийн урвалд оролцдог. Тэдний дифосфатын хэлбэрийг тус тус ДНБ, UDP, COP гэж тодорхойлсон. Нуклеозидын дифосфат ба нуклеозид трифосфатыг ихэвчлэн нуклеозидын полифосфат гэдэг нэр томъёонд нэгтгэдэг. Бүх фосфоржуулсан нуклеозидууд нь нуклеотидын бүлэгт, илүү нарийвчлалтай мононуклеотидын бүлэгт багтдаг.

Мононуклеотидын ач холбогдол маш их юм. Нэгдүгээрт, мононуклеотидууд, ялангуяа нуклеозидын полифосфатууд нь олон биохимийн урвалын коэнзим бөгөөд уураг, нүүрс ус, өөх тос болон бусад бодисын биосинтезд оролцдог. Тэдний гол үүрэг нь полифосфатын холбоонд хуримтлагдсан энергийн нөөцтэй холбоотой юм. Наад зах нь зарим нуклеозидын полифосфатууд минутын концентрацид нөлөөлдөг гэдгийг мэддэг нарийн төвөгтэй функцууджишээлбэл, зүрхний үйл ажиллагаа. Хоёрдугаарт, мононуклеотидууд нь нуклейн хүчлүүдийн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм - уургийн нийлэгжилт, удамшлын шинж чанарыг тодорхойлдог өндөр молекулт нэгдлүүд (тэдгээрийг биохимийн чиглэлээр судалдаг)

AMP аденозин монофосфат

Аденозин дифосфат (ADP)

Аденозин трифосфат (товчилсон ATP, англи ATP)

AMP-д фосфатын бүлгүүдийг нэмэхэд энерги хуримтлагдах (ADP, ATP -) дагалддаг тул бодисын солилцоо, энергид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. өндөр энергитэй нэгдлүүд), тэдгээрийн хуваагдал нь янз бүрийн амьдралын үйл явцад зарцуулсан энергийг ялгаруулах явдал юм (харна уу. Био энерги). ATP, ADP, AMP-ийн харилцан хувиргалт нь эсүүдэд байнга тохиолддог.

12. И.Бронстед, Т.Лоури нарын хүчил ба суурийн протоны онол.

Бронстед-Лоуригийн онолын дагуу,Хүчил нь протон (протон донор) өгөх чадвартай бодис, суурь нь протон (протон хүлээн авагч) хүлээн авах бодис юм. Энэ аргыг хүчил ба суурийн протоны онол (протолитийн онол) гэж нэрлэдэг.

Ерөнхийдөө хүчил-суурь харилцан үйлчлэлийг тэгшитгэлээр тодорхойлно.

					+BH+
A - H + B			А

хүчил суурь коньюгат коньюгат суурь хүчил

Льюисийн хэлснээр, органик нэгдлүүдийн хүчиллэг ба үндсэн шинж чанарыг электрон хосыг хүлээн авах эсвэл дараа нь бонд үүсгэх чадвараар үнэлдэг. Электрон хосыг хүлээн авч буй атом нь электрон хүлээн авагч бөгөөд ийм атом агуулсан нэгдлийг хүчил гэж ангилах ёстой. Электрон хос үүсгэдэг атом нь электрон донор бөгөөд ийм атом агуулсан нэгдэл нь суурь юм.

Льюисийн хүчил нь электрон хос хүлээн авагч; Льюисын суурь нь электрон хос донор юм.

13 .Льюисийн электрон онол. "Хатуу" ба "зөөлөн" хүчил ба суурь.

Хүчил- хос электрон хүлээн авах чадвартай, дүүргэгдээгүй гадна электрон бүрхүүлтэй бөөмс ( хүчил= электрон хүлээн авагч).

Суурь– үүсэхэд өгөх боломжтой чөлөөт хос электронтой бөөмс химийн холбоо (суурь= электрон донор).

TO хүчилЛьюисийн хэлснээр: хоосон найман электрон бүрхүүлтэй атомуудаас үүссэн молекулууд ( BF3,SO3); комплекс үүсгэгч катионууд ( Fe3+,Co2+,Ag+, гэх мэт); ханаагүй холбоо бүхий галогенид ( TiCl4,SnCl4); туйлширсан давхар холбоо бүхий молекулууд ( CO2,SO2) гэх мэт.

TO шалтгаануудЛьюисийн хэлснээр эдгээр нь: чөлөөт электрон хос агуулсан молекулууд ( NH3, H2O);анионууд ( Сl–,F–); давхар ба гурвалсан холбоо бүхий органик нэгдлүүд (ацетон CH3COCH3үнэрт нэгдлүүд (анилин С6Н5NH2, фенол C6H5OH).ProtonH+Льюисийн онолоор энэ нь хүчил (электрон хүлээн авагч), гидроксид ионOH-– суурь (электрон донор): HO–(↓) + H+ ↔ HO(↓)H.

Хүчил ба суурийн харилцан үйлчлэл нь химийн бодис үүсэхийг хэлнэ донор-хүлээн авагчийн холбооурвалж буй хэсгүүдийн хооронд.Хүчил ба суурийн хоорондох урвал ерөнхийдөө: B(↓)суурь + Хүчил↔D(↓)A.

Льюисийн хүчил ба суурь.

Льюисийн онолоор бол нэгдлүүдийн хүчил-суурь шинж чанар нь хос электроныг хүлээн авах буюу өгөх чадвараар тодорхойлогддог бөгөөд шинэ холбоо үүсгэнэ.

Льюисийн хүчил -электрон хос хүлээн авагч, Льюисийн үндэс суурь - хос электрон хандивлагчид.

Льюисийн хүчил нь хоосон тойрог замтай, хос электроныг хүлээн авах чадвартай молекул, атом эсвэл катион байж болно. ковалент холбоо. Льюисийн хүчилд II ба III бүлгийн элементүүдийн галогенид орно тогтмол хүснэгт, сул орбиталтай бусад металлын галогенид, протон. Льюисийн хүчил нь урвалд электрофил урвалж хэлбэрээр оролцдог.

Льюисын суурь нь хоосон тойрог замтай холбоо үүсгэхийн тулд ганц хос электронтой молекул, атом эсвэл анионууд юм. Льюисийн суурьт спирт, эфир, амин, тио спирт, тиоэфир, р-бондтой нэгдлүүд орно. Льюисийн урвалд Льюисын суурь нь нуклеофилийн төрлийн үүрэг гүйцэтгэдэг.

Льюисийн онолыг хөгжүүлснээр хатуу ба зөөлөн хүчил ба суурийн зарчмыг (HMCO зарчим эсвэл Пирсоны зарчим) бий болгоход хүргэсэн. Пирсоны зарчмын дагуу хүчил ба суурь нь хатуу ба зөөлөн гэж хуваагддаг.

Хатуу хүчил -Эдгээр нь донор атомууд нь жижиг хэмжээтэй, том эерэг цэнэгтэй, цахилгаан сөрөг, туйлшрал багатай Льюисын хүчил юм. Үүнд: протон, металлын ионууд (K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Al 3+), AlCl 3 гэх мэт.

Зөөлөн хүчил - -Эдгээр нь Льюисийн хүчлүүд бөгөөд донор атомууд нь том хэмжээтэй, туйлшрал ихтэй, эерэг цэнэг багатай, цахилгаан сөрөг чанар багатай байдаг. Үүнд: металлын ионууд (Ag +, Cu +), галоген (Br 2, I 2), Br +, I + катионууд гэх мэт.

Хатуу суурь -Донор атомууд нь өндөр цахилгаан сөрөг, туйлшрал багатай, жижиг атомын радиустай Льюисын суурь. Үүнд: H 2 O, OH -, F -, Cl -, NO 3 -, ROH, NH 3, RCOO - болон бусад.

Зөөлөн суурь -Донор атомууд нь туйлшрал ихтэй, цахилгаан сөрөг чанар багатай, атомын радиус ихтэй Льюисийн суурь. Үүнд: H -, I -, C 2 H 4, C 6 H 6, RS - болон бусад.

HMKO зарчмын мөн чанар нь хатуу хүчил нь хатуу суурьтай, зөөлөн хүчил нь зөөлөн суурьтай урвалд ордог.

14. Этилен нүүрсустөрөгчийн найрлага, бүтэц, изомерийн төрлүүд. Физик шинж чанар. Полимержих урвал; полимержих урвалын механизм. Хүчилтөрөгч агуулсан исэлдүүлэгчидтэй исэлдэлт ба биологийн исэлдэлт.

Этилен нүүрсустөрөгчийн найрлага, бүтэц, изомерийн төрлүүд

Алкенууд буюу олефин, этилен - ханаагүй нүүрсустөрөгчид, тэдгээрийн молекулуудад нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд нэг давхар холбоо байдаг. (Слайд 3) Алкенууд нь молекулдаа харгалзах алкануудаас (ижил тооны нүүрстөрөгчийн атомтай) цөөн устөрөгчийн атом агуулдаг тул ийм нүүрсустөрөгчийг ханаагүй эсвэл ханаагүй гэж нэрлэдэг. Алкенууд нь гомологийн цуваа үүсгэдэг ерөнхий томъёо CnH2n.

Этилен нүүрсустөрөгчийн хамгийн энгийн төлөөлөгч бол түүний өвөг нь этилен (этен) C 2 H 4 юм. Түүний молекулын бүтцийг дараах томъёогоор илэрхийлж болно.

Энэ цувралын анхны төлөөлөгчийн нэрээр ийм нүүрсустөрөгчийг этилен гэж нэрлэдэг.

Алкенуудад нүүрстөрөгчийн атомууд хоёр дахь валентын төлөвт байдаг (sp 2 эрлийзжилт). (Слайд 4) Энэ тохиолдолд нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд нэг s-бонд ба нэг р-бондоос бүрдэх давхар холбоо үүснэ. Давхар бондын урт ба энерги нь 0.134 нм ба 610 кЖ/моль байна.NCH-ийн бүх бондын өнцөг нь 120º-тай ойролцоо байна.

Алкенууд нь бүтцийн болон орон зайн гэсэн хоёр төрлийн изомеризмаар тодорхойлогддог. (Слайд 5)

Бүтцийн изомеризмын төрлүүд:

нүүрстөрөгчийн араг ясны изомеризм

давхар бондын байрлалын изомеризм

анги хоорондын изомеризм

Геометрийн изомеризм нь орон зайн изомеризмын нэг хэлбэр юм. Давхар бондын нэг талд ижил орлуулагч (өөр өөр нүүрстөрөгчийн атомууд дээр) байрладаг изомеруудыг цис-изомерууд, эсрэг талд нь транс изомерууд гэж нэрлэдэг.

Физик шинж чанар
By физик шинж чанарэтилен нүүрсустөрөгч нь алкантай ойролцоо байдаг. Хэвийн нөхцөлд нүүрсустөрөгч нь C 2 -C 4 нь хий, C 5 -C 17 нь шингэн, дээд төлөөлөгчид нь хатуу бодис. Молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн хайлах, буцалгах цэг, нягтрал нэмэгддэг. Бүх олефин нь уснаас хөнгөн бөгөөд түүнд муу уусдаг боловч органик уусгагчид уусдаг.

Полимержих урвал; полимержих урвалын механизм.

Ханаагүй нэгдлүүдийн (эсвэл олефины) хамгийн чухал урвалуудын нэг бол полимержилт юм. Полимержих урвал нь анхны бага молекулт нэгдэл (мономер)-ийн молекулуудыг хооронд нь нэгтгэж өндөр молекулт нэгдэл (полимер) үүсэх процесс юм. Полимержих явцад анхдагч ханаагүй нэгдлийн молекул дахь давхар холбоо "нээдэг" бөгөөд чөлөөт валент үүссэний улмаас эдгээр молекулууд хоорондоо холбогддог.

Урвалын механизмаас хамааран полимержилт нь хоёр төрөлтэй.
1) радикал, эсвэл санаачилсан ба
2) ион эсвэл катализатор."

"Радикал полимержилт нь урвалын нөхцөлд чөлөөт радикал болж задардаг бодисууд, тухайлбал хэт исэл, түүнчлэн дулаан, гэрлийн нөлөөллөөс үүдэлтэй (эхлэгч).
Радикал полимержих механизмыг авч үзье.

CH 2 =CH 2 –– R ˙ ® R–CH 2 −CH 2 –– C2H4 ® R−CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2

Эхний шатанд санаачлагч радикал этилен молекул руу довтолж, давхар бондын гомолитик задралыг үүсгэж, нүүрстөрөгчийн атомуудын аль нэгэнд наалдаж, шинэ радикал үүсгэдэг. Үүний үр дүнд үүссэн радикал нь дараагийн этилений молекул руу довтолж, заасан зам дагуу шинэ радикал руу хөтөлж, анхны нэгдлийн цаашдын ижил төстэй өөрчлөлтийг үүсгэдэг.
Эндээс харахад өсөн нэмэгдэж буй полимер тоосонцор нь тогтворжих хүртэл чөлөөт радикал юм. Санаачлагч радикал нь полимер молекулын нэг хэсэг бөгөөд түүний эцсийн бүлгийг бүрдүүлдэг.

Гинжийн тасалдал нь гинжний өсөлт зохицуулагчийн молекултай мөргөлдөх (энэ нь устөрөгч эсвэл галоген атомыг амархан өгдөг тусгайлан нэмсэн бодис байж болно), эсвэл өсөн нэмэгдэж буй хоёр полимер гинжний чөлөөт валентыг харилцан ханасан үед үүсдэг. нэг полимер молекул."

Ион эсвэл каталитик полимержилт

“Ионы полимержилт нь мономер молекулуудаас реактив ионууд үүссэний улмаас үүсдэг. Энэ нь урвалын явцад өсөн нэмэгдэж буй полимер бөөмийн нэрнээс полимержих нэрсээс гаралтай. катионТэгээд анионик.

Ионы полимержилт (катион)

Катион полимержих катализаторууд нь хүчил, хөнгөн цагаан, борын хлорид гэх мэт. Катализатор нь ихэвчлэн нөхөн сэргээгддэг бөгөөд полимерийн нэг хэсэг биш юм.
Катализаторын хувьд хүчил агуулсан этиленийг катион полимержих механизмыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

CH 2 =CH 2 –– H+ ® CH 3 −CH 2 + –– C2H4 ® CH 3 −CH 2 −CH 2 −C + H 2 гэх мэт.

Протон нь этилений молекул руу дайрч, давхар холбоо тасарч, нүүрстөрөгчийн атомуудын аль нэгэнд наалдаж, карбоны катион эсвэл карбокат үүсгэдэг.
Ковалентын бондын задралын танилцуулсан төрлийг гетеролитик хуваагдал гэж нэрлэдэг (Грек хэлнээс heteros - өөр, өөр).
Үүний үр дүнд үүссэн карбокат нь дараагийн этилений молекул руу довтолж, шинэ карбокатыг үүсгэж, анхны нэгдлийн цаашдын өөрчлөлтийг үүсгэдэг.
Эндээс харахад өсөн нэмэгдэж буй полимер бөөмс нь карбокат юм.
Полиэтиленийн элементийн эсийг дараах байдлаар дүрсэлсэн болно.

Өсөн нэмэгдэж буй катион харгалзах анионыг барьж авах эсвэл протон алдаж, эцсийн давхар холбоо үүссэний улмаас гинжин тасалдал үүсч болно.

Ионы полимержилт (анионик)

Анион полимержих катализаторууд нь зарим органик металлын нэгдлүүд, шүлтлэг металлын амидууд гэх мэт.
Металл алкилийн нөлөөн дор этиленийг анионик полимержих механизмыг дараах байдлаар үзүүлэв.

CH 2 =CH 2 –– R–M ® - M + –– C2H4 ® - M + гэх мэт.

Металл алкил нь этилений молекул руу довтолж, түүний нөлөөн дор метал алкил нь металл катион болон алкил анион болж задалдаг. Үүссэн алкил анион нь этилений молекул дахь р-бондын гетеролитик задралыг үүсгэж, нүүрстөрөгчийн атомуудын аль нэгэнд наалдаж, металлын катионоор тогтворжсон шинэ карбоны анион буюу карбанионыг өгдөг. Үүссэн карбанион нь дараагийн этилений молекул руу довтолж, заасан замын дагуу шинэ карбанион үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь анхны нэгдлүүдийг өгөгдсөн полимержилтын зэрэгтэй полимер бүтээгдэхүүн болгон хувиргахад хүргэдэг. өгөгдсөн тооны мономер нэгжтэй.
Өсөн нэмэгдэж буй полимер тоосонцор нь карбанион мэт харагдаж байна.
Полиэтилен элементийн эсийг дараах байдлаар дүрсэлсэн байна: (CH 2 - CH 2)."

Моносахаридууд(энгийн сахар) нь 3-6 нүүрстөрөгчийн атом агуулсан нэг молекулаас бүрдэнэ. Дисахаридууд- хоёр моносахаридаас үүссэн нэгдлүүд. Полисахаридууд нь олон тооны (хэдэн арваас хэдэн арван мянга хүртэл) моносахаридуудаас бүрддэг өндөр молекулт бодис юм.

Төрөл бүрийн нүүрс ус их хэмжээгээрорганизмд агуулагддаг. Тэдний үндсэн чиг үүрэг:

1. Эрчим хүч: нүүрс ус нь биеийн эрчим хүчний гол эх үүсвэр юм. Моносахаридын дотроос эдгээр нь ургамалд (ялангуяа жимс жимсгэнэ) агуулагддаг фруктоз, ялангуяа глюкоз (түүний нэг грамм задрахад 17.6 кЖ энерги ялгаруулдаг) юм. Глюкоз нь жимс, ургамлын бусад хэсгүүд, цус, лимф, амьтны эд эсэд агуулагддаг. Дисахаридын дотроос глюкоз ба фруктозоос бүрдэх сахароз (нишингэ эсвэл манжингийн сахар), глюкоз ба галактозын нэгдлээс үүссэн лактоз (сүүний сахар) зэргийг ялгах шаардлагатай. Сахароз нь ургамалд (ихэвчлэн жимс), лактоз нь сүүнд агуулагддаг. Тэд амьтан, хүний ​​хоол тэжээлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Их ач холбогдолэнергийн процесст цардуул, гликоген зэрэг полисахаридууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн мономер нь глюкоз юм. Эдгээр нь ургамал, амьтны нөөц бодис юм. Хэрэв биед их хэмжээний глюкоз байгаа бол эд, эрхтнүүдийн эсэд хуримтлагддаг эдгээр бодисыг нийлэгжүүлэхэд ашигладаг. Тиймээс цардуул нь жимс, үр, төмсний булцуунд их хэмжээгээр агуулагддаг; гликоген - элэг, булчинд. Шаардлагатай бол эдгээр бодисууд задарч, биеийн янз бүрийн эрхтэн, эд эсийг глюкозоор хангадаг.
2. Бүтцийн: жишээлбэл, дезоксирибоз, рибоз зэрэг моносахаридууд нь нуклеотид үүсэхэд оролцдог. Төрөл бүрийн нүүрс ус нь эсийн хананы нэг хэсэг юм (ургамал дахь целлюлоз, мөөгөнцөр дэх хитин).

Липидүүд (өөх тос)- усанд уусдаггүй (гидрофобик), гэхдээ органик уусгагчид (хлороформ, бензин гэх мэт) амархан уусдаг органик бодисууд. Тэдний молекул нь глицерин ба өөх тосны хүчил. Сүүлчийн олон янз байдал нь липидийн олон янз байдлыг тодорхойлдог. Фосфолипид (өөх тосны хүчлээс гадна фосфорын хүчлийн үлдэгдэл агуулсан) ба гликолипид (липид ба сахаридын нэгдэл) нь эсийн мембранд өргөн тархсан байдаг.

Липидийн үүрэг нь бүтцийн, эрч хүчтэй, хамгаалалтын шинж чанартай байдаг.

Бүтцийн үндэс эсийн мембранЭнэ нь янз бүрийн уургийн молекулуудыг шингээдэг бимолекул (хоёр давхар молекулаас үүссэн) липидийн давхаргын үүрэг гүйцэтгэдэг.

1 г өөхийг задлахад 38.9 кЖ энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь 1 г нүүрс ус, уураг задрахаас хоёр дахин их байдаг. Өөх тос нь янз бүрийн эд, эрхтнүүдийн эсүүдэд (элэг, амьтны арьсан доорх эд, ургамлын үр) хуримтлагдаж, бие махбодид ихээхэн хэмжээний "түлш" үүсгэдэг.

Дулаан дамжуулалт муу тул өөх тос нь гипотермиас хамгаалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг (жишээлбэл, халим, хөлтний арьсан доорх өөхний давхарга).

ATP (аденозин трифосфат).Энэ нь эсэд бүх нийтийн эрчим хүчний тээвэрлэгч болж үйлчилдэг. Хуваалтын үед ялгарах энерги органик бодис(өөх тос, нүүрс ус, уураг г.м.) нь аливаа ажил гүйцэтгэхэд шууд ашиглагдах боломжгүй боловч анхандаа ATP хэлбэрээр хадгалагддаг.

Аденозин трифосфат нь азотын суурь аденин, рибоз ба фосфорын хүчлийн гурван молекулаас (эсвэл үлдэгдэл) бүрдэнэ (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. ATP молекулын найрлага

Фосфорын хүчлийн нэг үлдэгдлийг арилгахад ADP (аденозин дифосфат) үүсч, 30 кЖ энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь эсийн зарим ажлыг гүйцэтгэхэд зарцуулагддаг (жишээлбэл, булчингийн эсийн агшилт, органик бодисын синтезийн үйл явц). , гэх мэт):

Эс дэх ATP-ийн нийлүүлэлт хязгаарлагдмал байдаг тул бусад органик бодисуудын задралын үед ялгарах энергийн улмаас байнга сэргээгддэг; ADP-д фосфорын хүчлийн молекул нэмснээр ATP буурдаг.

Тиймээс энергийн биологийн хувиргалт хоёр үндсэн үе шатыг ялгаж салгаж болно.

1) ATP синтез- эсэд энерги хадгалах;

2) эсийн доторх ажлыг гүйцэтгэхийн тулд хуримтлагдсан энергийг ялгаруулах (ATP задрах явцад).

ATP (аденозин трифосфат)- нуклеозид трифосфатын бүлгийн органик нэгдэл нь биохимийн хэд хэдэн процесст гол үүрэг гүйцэтгэдэг, ялангуяа эсийг эрчим хүчээр хангахад оролцдог.

Нийтлэлийн навигаци

ATP-ийн бүтэц, синтез

Аденозин трифосфат нь ортофосфорын хүчлийн гурван молекулыг холбосон аденин юм. Аденин бол амьд байгальд өргөн тархсан бусад олон нэгдлүүдийн нэг хэсэг бөгөөд нуклейн хүчлүүд юм.

Бие махбодид янз бүрийн зориулалтаар ашиглагддаг энерги ялгарах нь ATP гидролизийн процессоор явагддаг бөгөөд энэ нь фосфорын хүчлийн нэг эсвэл хоёр чөлөөт молекул үүсэхэд хүргэдэг. Эхний тохиолдолд аденозин трифосфат нь аденозин дифосфат (ADP), хоёр дахь тохиолдолд аденозин монофосфат (AMP) болж хувирдаг.

Аденозин дифосфатыг фосфорын хүчилтэй хослуулснаар амьд организмд үүсдэг ATP синтез нь хэд хэдэн аргаар явагддаг.

1. Үндсэн: органик бодисыг исэлдүүлэх явцад эсийн доторх органеллууд - митохондрид үүсдэг исэлдэлтийн фосфоржилт.
2. Хоёрдахь зам: субстратын фосфоржилт нь цитоплазмд тохиолддог бөгөөд агааргүй үйл явцад гол үүрэг гүйцэтгэдэг.

ATP-ийн үйл ажиллагаа

Аденозин трифосфат нь энерги хуримтлуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, харин гүйцэтгэдэг тээврийн функцуудэсийн энергийн солилцоонд. Аденозин трифосфат нь ADP-ээс нийлэгжиж, удалгүй буцаж ADP болж хувирч, ашигтай энерги ялгаруулдаг.

Сээр нуруутан амьтад болон хүний ​​хувьд ATP-ийн гол үүрэг нь булчингийн утаснуудын моторт үйл ажиллагааг хангах явдал юм.

Хүчин чармайлтын үргэлжлэх хугацаанаас хамааран богино хугацааны ажил эсвэл урт хугацааны (мөчлөгт) ачаалал, эрчим хүчний үйл явцнэлээд ялгаатай. Гэхдээ бүгдэд нь аденозин трифосфат чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

ATP-ийн бүтцийн томъёо:

Түүнээс гадна эрчим хүчний функцАденозин трифосфат нь мэдрэлийн эсүүд болон бусад эс хоорондын харилцан үйлчлэлийн хооронд дохио дамжуулах, фермент, гормоны үйл ажиллагааг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь уургийн нийлэгжилтийн эхлэлийн бүтээгдэхүүний нэг юм.

Гликолиз ба исэлдэлтийн явцад хэдэн ATP молекул үүсдэг вэ?

Нэг молекулын амьдрах хугацаа нь ихэвчлэн нэг минутаас ихгүй байдаг тул насанд хүрсэн хүний ​​биед энэ бодисын агууламж ямар ч үед 250 грамм байдаг. Хэдийгээр өдөрт нийлэгждэг аденозин трифосфатын нийт хэмжээг ихэвчлэн биеийн өөрийн жинтэй харьцуулж болно.

Гликолизийн үйл явц 3 үе шаттайгаар явагддаг.

1. Бэлтгэл.
   Энэ үе шатанд ороход аденозин трифосфатын молекулууд үүсдэггүй
2. Агааргүй.
   2 ATP молекул үүсдэг.
3. Аэробик.
   Энэ процессын явцад PVC исэлдэлт үүсдэг. пирувийн хүчил. 1 глюкозын молекулаас 36 ATP молекул үүсдэг.

Нийтдээ 1 глюкозын молекулын гликолизийн үед 38 ATP молекул үүсдэг: 2 нь гликолизийн агааргүй үе шатанд, 36 нь пирувийн хүчлийн исэлдэлтийн үед.