Evrensel biyolojik pil enerji. Güneşin ışık enerjisi ve tüketilen besinlerin içerdiği enerji ATP moleküllerinde depolanır. Hücredeki ATP arzı azdır. Yani kastaki ATP rezervi 20-30 kasılma için yeterlidir. Yoğun ancak kısa süreli çalışmalarda kaslar yalnızca içerdikleri ATP'nin parçalanması nedeniyle çalışır. İşi bitirdikten sonra kişi ağır nefes alır - bu süre zarfında karbonhidratlar ve diğer maddeler parçalanır (enerji birikir) ve hücrelere ATP temini yeniden sağlanır.
18. KAFES
EUKARYOTLAR (ökaryotlar) (Yunanca ab'den - iyi, tamamen ve karyon - çekirdek), prokaryotların aksine, sitoplazmadan bir nükleer membran ile sınırlandırılmış, oluşturulmuş bir hücre çekirdeğine sahip olan organizmalar (siyanobakteriler dahil bakteriler hariç tümü). Genetik materyal kromozomlarda bulunur. Ökaryotik hücrelerde mitokondri, plastidler ve diğer organeller bulunur. Cinsel süreç karakteristiktir.
19. KAFES, temel bir yaşam sistemi, tüm hayvanların ve bitkilerin yapısının ve yaşam aktivitesinin temeli. Hücreler bağımsız organizmalar (örneğin protozoa, bakteri) olarak ve üremeye hizmet eden germ hücrelerinin ve yapı ve işlev bakımından farklı vücut hücrelerinin (örneğin sinir, kemik) bulunduğu çok hücreli organizmaların bir parçası olarak bulunur. , kas , salgı). Hücre boyutları 0,1-0,25 mikrondan (bazı bakteriler) 155 mm'ye (kabuktaki devekuşu yumurtası) kadar değişir.
İnsanlarda, yeni doğmuş bir bebeğin vücudunda yakl. 2·1012. Her hücrenin iki ana kısmı vardır: çekirdek ve organelleri ve kapanımları içeren sitoplazma. Bitki hücreleri genellikle sert bir zarla kaplıdır. Hücre bilimi sitolojidir.
PROKARYOTLAR (Latince pro - ileri, Yunanca karyon - çekirdekten gelir), ökaryotlardan farklı olarak oluşturulmuş bir hücre çekirdeğine sahip olmayan organizmalar. Dairesel bir DNA zinciri şeklindeki genetik materyal, nükleotid içinde serbest olarak bulunur ve gerçek kromozomları oluşturmaz. Tipik bir cinsel süreç yoktur. Prokaryotlar arasında siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) dahil olmak üzere bakteriler bulunur. Organik dünya sisteminde prokaryotlar bir süper krallık oluşturur.
20. PLAZMA MEMBRANI(hücre zarı, plazmalemma), bitki ve hayvan hücrelerinin protoplazmasını çevreleyen biyolojik zar. Hücre ve çevresi arasındaki metabolizmanın düzenlenmesine katılır.
21. HÜCRESEL KAPSAMLAR- yedek besin birikimleri: proteinler, yağlar ve karbonhidratlar.
22. GOLGİ APART(Golgi kompleksi) (adını K. Golgi'den almıştır), metabolik ürünlerinin (çeşitli salgılar, kollajen, glikojen, lipitler vb.) oluşumunda ve glikoproteinlerin sentezinde rol oynayan bir hücre organelidir.
23 LİZOM(lys. ve Yunanca soma - gövdeden), proteinleri, nükleik asitleri, polisakkaritleri parçalayabilen (parçalayabilen) enzimler içeren hücresel yapılar. Fagositoz ve pinositoz yoluyla hücreye giren maddelerin hücre içi sindirimine katılın.
24. MİTOKONDRİ bir dış zarla çevrelenmiştir ve bu nedenle zaten bir bölme olup, çevreleyen sitoplazmadan ayrılmıştır; Ayrıca mitokondrinin iç alanı da iç zar kullanılarak iki bölmeye ayrılır. Mitokondrinin dış zarı, bileşim açısından endoplazmik retikulumun zarlarına çok benzer; kıvrımları (cristae) oluşturan iç mitokondri zarı protein açısından çok zengindir - belki de bu, hücredeki protein açısından en zengin zarlardan biridir; bunların arasında elektron transferinden sorumlu “solunum zinciri” proteinleri; Bazı organik moleküllerde ve iyonlarda ADP, ATP, oksijen, CO için taşıyıcı proteinler. Mitokondriye sitoplazmadan giren glikoliz ürünleri, mitokondrinin iç bölmesinde oksitlenir.
Elektron transferinden sorumlu proteinler zarda bulunur, böylece elektron transferi işlemi sırasında protonlar zarın bir tarafına atılır - dış ve iç zarlar arasındaki boşluğa girerler ve orada toplanırlar. Bu, bir elektrokimyasal potansiyelle sonuçlanır (konsantrasyon ve yüklerdeki farklılıklar nedeniyle). Bu fark, iç mitokondri zarının en önemli özelliği nedeniyle korunur: protonları geçirmez. Yani normal şartlarda protonlar bu zardan geçemezler. Ancak birçok proteinden oluşan ve protonlar için bir kanal oluşturan özel proteinler veya daha doğrusu protein kompleksleri içerir. Protonlar, elektrokimyasal gradyanın itici gücü altında bu kanaldan geçer. Bu işlemin enerjisi, aynı protein komplekslerinde bulunan ve bir fosfat grubunu adenozin difosfata (ADP) bağlayabilen ve ATP sentezine yol açan bir enzim tarafından kullanılır.
Mitokondri böylece hücrede bir “enerji istasyonu” görevi görür. Bitki hücrelerinin kloroplastlarında ATP oluşumunun prensibi genellikle aynıdır - bir proton gradyanının kullanılması ve elektrokimyasal gradyan enerjisinin kimyasal bağların enerjisine dönüştürülmesi.
25. PLASTİTLER(Yunan plastosundan - moda), bitki hücrelerinin sitoplazmik organelleri. Çoğunlukla plastidin rengini belirleyen pigmentler içerirler. Yüksek bitkilerde yeşil plastidler kloroplast, renksiz olanlar lökoplast, farklı renkli olanlar ise kromoplastlardır; Çoğu algde plastidlere kromatofor denir.
26. ÇEKİRDEK- hücrenin en önemli kısmı. Bazı maddelerin çekirdeğe nüfuz ettiği, diğerlerinin ise sitoplazmaya girdiği gözenekli çift membranlı bir kabukla kaplıdır. Kromozomlar, organizmanın özellikleri hakkında kalıtsal bilgilerin taşıyıcıları olan çekirdeğin ana yapılarıdır. Ana hücrenin bölünmesi sırasında yavru hücrelere ve germ hücreleriyle birlikte yavru organizmalara aktarılır. Çekirdek, DNA ve mRNA sentezinin yapıldığı yerdir. rRNA.
28. Mitozun Evreleri(profaz, meta-faz, anafaz, telofaz) - hücrede bir dizi ardışık değişiklik: a) kromozomların spiralleşmesi, nükleer membranın ve nükleolusun çözünmesi; b) bir milin oluşumu, kromozomların hücrenin merkezindeki konumu, iğ ipliklerinin bunlara bağlanması; c) kromatitlerin hücrenin zıt kutuplarına ayrılması (kromozom haline gelirler);
d) bir hücre septumunun oluşumu, sitoplazmanın ve organellerinin bölünmesi, nükleer zarfın oluşumu, aynı kromozom setine sahip bir hücreden iki hücrenin ortaya çıkması (anne ve kızı insan hücrelerinde 46'şar adet).
Metabolizma (metabolizma)- vücutta meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonların toplamıdır. Tüm bu reaksiyonlar 2 gruba ayrılır
1. Plastik değişimi(asimilasyon, anabolizma, biyosentez) - bu, enerji tüketimi olan basit maddelerden oluşur (sentezlenir) daha karmaşık. Örnek:
- Fotosentez sırasında karbondioksit ve sudan glikoz sentezlenir.
2. Enerji metabolizması(disimilasyon, katabolizma, solunum) - bu, karmaşık maddelerin parçalanmak (oksitlenmek) daha basit olanlara ve aynı zamanda enerji açığa çıkar, yaşam için gerekli. Örnek:
- Mitokondride glikoz, amino asitler ve yağ asitleri oksijenle karbondioksit ve suya oksitlenerek enerji üretilir. (hücresel solunum)
Plastik ve enerji metabolizması arasındaki ilişki
- Plastik metabolizma, hücreye enerji metabolizması için enzim proteinleri de dahil olmak üzere karmaşık organik maddeler (proteinler, yağlar, karbonhidratlar, nükleik asitler) sağlar.
- Enerji metabolizması hücreye enerji sağlar. İş yaparken (zihinsel, kaslı vb.) Enerji metabolizması artar.
ATP– hücrenin evrensel enerji maddesi (evrensel enerji akümülatörü). Enerji metabolizması sürecinde oluşur (organik maddelerin oksidasyonu).
- Enerji metabolizması sırasında tüm maddeler parçalanır ve ATP sentezlenir. Bu durumda parçalanan kompleks maddelerin kimyasal bağlarının enerjisi ATP enerjisine dönüştürülür, enerji ATP'de depolanır.
- Plastik metabolizması sırasında tüm maddeler sentezlenir ve ATP parçalanır. burada ATP enerjisi tüketilir(ATP enerjisi, karmaşık maddelerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürülür ve bu maddelerde depolanır).
En doğru seçeneği seçin. Plastik değişim işlemi sırasında
1) Daha az karmaşık olanlardan daha karmaşık karbonhidratlar sentezlenir
2) yağlar gliserol ve yağ asitlerine dönüştürülür
3) proteinler karbondioksit, su ve nitrojen içeren maddeler oluşturacak şekilde oksitlenir
4) enerji açığa çıkar ve ATP sentezlenir
Cevap
Üç seçenek seçin. Plastik metabolizmanın enerji metabolizmasından farkı nedir?
1) enerji ATP moleküllerinde depolanır
2) ATP moleküllerinde depolanan enerji tüketilir
3) organik maddeler sentezlenir
4) organik maddeler parçalanır
5) metabolizmanın son ürünleri - karbondioksit ve su
6) değişim reaksiyonları sonucunda proteinler oluşur
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Plastik metabolizma sürecinde hücrelerde moleküller sentezlenir.
1) proteinler
2) su
3)ATP
4) inorganik maddeler
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Plastik ve enerji metabolizması arasındaki ilişki nedir?
1) plastik metabolizma enerji için organik maddeler sağlar
2) enerji metabolizması plastiğe oksijen sağlar
3) plastik metabolizma enerji için mineral sağlar
4) plastik metabolizma enerji için ATP molekülleri sağlar
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Enerji metabolizması sürecinde plastiğin aksine
1) ATP moleküllerinde bulunan enerji tüketimi
2) ATP moleküllerinin yüksek enerjili bağlarında enerji depolanması
3) hücrelere protein ve lipitlerin sağlanması
4) hücrelere karbonhidrat ve nükleik asitlerin sağlanması
Cevap
1. Değişimin özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) plastik, 2) enerjik. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazın.
A) organik maddelerin oksidasyonu
B) Monomerlerden polimerlerin oluşumu
B) ATP dökümü
D)Hücrede enerji depolanması
D) DNA replikasyonu
E) oksidatif fosforilasyon
Cevap
2. Bir hücredeki metabolizmanın özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) enerji, 2) plastik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) Oksijensiz glikoz parçalanması gerçekleşir
B) Kloroplastlarda ribozomlarda görülür
B) metabolizmanın son ürünleri - karbondioksit ve su
D)organik maddeler sentezlenir
D) ATP moleküllerinin içerdiği enerji kullanılır
E) Enerji ATP moleküllerinde açığa çıkar ve depolanır
Cevap
3. İnsan metabolizmasının belirtileri ve türleri arasında bir yazışma kurun: 1) plastik metabolizma, 2) enerji metabolizması. 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazın.
A) maddeler oksitlenir
B) maddeler sentezlenir
B) Enerji ATP moleküllerinde depolanır
D) Enerji tüketilir
D) Ribozomlar sürece dahil olur
E) mitokondri sürece dahil olur
Cevap
4. Metabolizmanın özellikleri ile türü arasında bir yazışma kurun: 1) enerjik, 2) plastik. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) DNA replikasyonu
B) protein biyosentezi
B) organik maddelerin oksidasyonu
D) transkripsiyon
D) ATP sentezi
E) kemosentez
Cevap
5. Değişimin özellikleri ve türleri arasında bir yazışma kurun: 1) plastik, 2) enerji. 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) Enerji ATP moleküllerinde depolanır
B) biyopolimerler sentezlenir
B) karbondioksit ve su oluşur
D) Oksidatif fosforilasyon meydana gelir
D) DNA replikasyonu gerçekleşir
Cevap
Enerji metabolizmasıyla ilgili üç süreç seçin.
1) Oksijenin atmosfere salınması
2) karbondioksit, su, üre oluşumu
3) oksidatif fosforilasyon
4) glikoz sentezi
5) glikoliz
6) suyun fotolizi
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Kas kasılması için gerekli olan enerji açığa çıkar.
1) Sindirim organlarındaki organik maddelerin parçalanması
2) kasın sinir uyarılarıyla tahrişi
3) kaslardaki organik maddelerin oksidasyonu
4) ATP sentezi
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Lipidler hücrede hangi süreç sonucunda sentezlenir?
1) benzeşme
2) biyolojik oksidasyon
3) plastik değişimi
4) glikoliz
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Plastik metabolizmanın anlamı vücudun beslenmesidir
1) mineral tuzları
2) oksijen
3) biyopolimerler
4) enerji
Cevap
En doğru seçeneği seçin. İnsan vücudundaki organik maddelerin oksidasyonu
1) solunum sırasında akciğer kabarcıkları
2) plastik metabolizma sürecinde vücut hücreleri
3) sindirim sistemindeki yiyeceklerin sindirilmesi süreci
4) enerji metabolizması sürecinde vücut hücreleri
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Bir hücrede hangi metabolik reaksiyonlara enerji harcaması eşlik eder?
1) enerji metabolizmasının hazırlık aşaması
2) laktik fermantasyon
3) organik maddelerin oksidasyonu
4) plastik değişimi
Cevap
1. Metabolizmanın süreçleri ve bileşenleri arasında bir yazışma kurun: 1) anabolizma (asimilasyon), 2) katabolizma (disimilasyon). 1 ve 2 numaralarını doğru sırayla yazın.
Fermantasyon
B) glikoliz
B) nefes alma
D) protein sentezi
D) fotosentez
E) kemosentez
Cevap
2. Özellikler ve metabolik süreçler arasında bir yazışma kurun: 1) asimilasyon (anabolizma), 2) disimilasyon (katabolizma). 1 ve 2 rakamlarını harflere karşılık gelen sıraya göre yazın.
A) Vücuttaki organik maddelerin sentezi
B) hazırlık aşamasını, glikolizi ve oksidatif fosforilasyonu içerir
C) Açığa çıkan enerji ATP'de depolanır
D) su ve karbondioksit oluşur
D) Enerji harcaması gerektirir
E) Kloroplastlarda ve ribozomlarda görülür
Cevap
Beş cevaptan iki doğru cevabı seçin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın. Metabolizma canlı sistemlerin temel özelliklerinden biridir; gerçekleşen olaylarla karakterize edilir.
1) dış çevresel etkilere seçici tepki
2) farklı salınım periyotlarıyla fizyolojik süreçlerin ve işlevlerin yoğunluğundaki değişiklikler
3) özelliklerin ve özelliklerin nesilden nesile aktarımı
4) gerekli maddelerin emilmesi ve atık ürünlerin salınması
5) iç ortamın nispeten sabit bir fiziksel ve kimyasal bileşimini korumak
Cevap
1. Aşağıdaki terimlerin ikisi hariç tümü plastik değişimini tanımlamak için kullanılır. Genel listeden "çıkan" iki terimi belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) çoğaltma
2) çoğaltma
3) yayın
4) translokasyon
5) transkripsiyon
Cevap
2. Aşağıda listelenen kavramların ikisi hariç tümü hücredeki plastik metabolizmayı tanımlamak için kullanılmaktadır. Genel listeden "düşen" iki kavramı belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) asimilasyon
2) benzeşme
3) glikoliz
4) transkripsiyon
5) yayın
Cevap
3. Aşağıda listelenen terimler, ikisi hariç, plastik değişimini karakterize etmek için kullanılır. Genel listede eksik olan iki terimi belirleyin ve bunların altında belirtildikleri sayıları yazın.
1) bölme
2) oksidasyon
3) çoğaltma
4) transkripsiyon
5) kemosentez
Cevap
En doğru seçeneği seçin. Azotlu baz adenin, riboz ve üç fosforik asit kalıntısı bileşime dahil edilir
1)DNA
2)RNA'lar
3)ATP
4) sincap
Cevap
Aşağıdaki işaretlerin ikisi hariç tümü, bir hücredeki enerji metabolizmasını karakterize etmek için kullanılabilir. Genel listeden "çıkarılan" iki özelliği belirleyin ve cevabınızda bunların belirtildiği sayıları yazın.
1) enerji emilimi ile birlikte gelir
2) mitokondride biter
3) ribozomlarda biter
4) ATP moleküllerinin sentezi eşliğinde
5) karbondioksit oluşumuyla biter
Cevap
Verilen metinde üç hata bulun. Yapıldıkları tekliflerin sayısını belirtiniz.(1) Metabolizma veya metabolizma, enerjinin salınması veya emilmesiyle ilişkili hücre ve vücut maddelerinin sentezi ve parçalanmasıyla ilgili bir dizi reaksiyondur. (2) Düşük molekül ağırlıklı bileşiklerden yüksek molekül ağırlıklı organik bileşiklerin sentezine yönelik reaksiyonlar dizisine plastik değişim denir. (3) ATP molekülleri plastik değişim reaksiyonlarında sentezlenir. (4) Fotosentez enerji metabolizması olarak sınıflandırılır. (5) Kemosentez sonucunda Güneş enerjisi kullanılarak inorganik maddelerden organik maddeler sentezlenir.
Cevap
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
Işığın enerjisi nedeniyle fotosentetik hücrelerde bir tür enerji akümülatörü görevi gören ATP ve diğer bazı moleküller oluşur. Işıkla uyarılan bir elektron, ADP'yi fosforile etmek için enerji açığa çıkarır ve bu da ATP'nin oluşmasına neden olur. Enerji akümülatörü, ATP'ye ek olarak karmaşık bir organik bileşiktir - nikotinamid adenin dinükleotid fosfat, NADP + olarak kısaltılır (oksitlenmiş formu belirtildiği gibi). Bu bileşik, ışıkla uyarılmış elektronları ve bir hidrojen iyonunu (proton) yakalar ve böylece NADPH'ye indirgenir. (Bu kısaltmalar: NADP+ ve NADP-H - sırasıyla NADEF ve NADEP-AS olarak okunur, buradaki son harf hidrojen atomunun simgesidir.) Şekil 2. Şekil 35, enerji açısından zengin bir hidrojen atomu ve elektronları taşıyan bir nikotinamid halkasını göstermektedir. ATP'nin enerjisi ve NADPH'nin katılımıyla karbondioksit glikoza indirgenir. Tüm bu karmaşık süreçler bitki hücrelerinde özel hücresel organellerde meydana gelir.
Oksidatif fosforilasyon sürecinin modern anlayışı Belitzer ve Kalkar'ın öncü çalışmalarından kaynaklanmaktadır. Kalkar, aerobik fosforilasyonun solunumla ilişkili olduğunu tespit etti. Belitser, konjuge fosfat bağlanması ile oksijen alımı arasındaki stokiyometrik ilişkiyi ayrıntılı olarak inceledi ve inorganik fosfat moleküllerinin sayısının emilen oksijen atomlarının sayısına oranının olduğunu gösterdi.
nefes alma en az ikiye eşit olduğunda. Ayrıca elektronların substrattan oksijene transferinin, emilen oksijen atomu başına iki veya daha fazla ATP molekülünün oluşumu için olası bir enerji kaynağı olduğuna da dikkat çekti.
Elektron donörü NADH molekülüdür ve fosforilasyon reaksiyonu şu şekildedir:
Kısaca bu reaksiyon şu şekilde yazılır:
Üç ATP molekülünün reaksiyonda (15.11) sentezi, NADH molekülünün iki elektronunun elektron taşıma zinciri boyunca oksijen molekülüne aktarılması nedeniyle oluşur. Bu durumda her elektronun enerjisi 1,14 eV azalır.
Su ortamında özel enzimlerin katılımıyla ATP moleküllerinin hidrolizi meydana gelir.
Yapısal formüller Reaksiyonlara (15.12) ve (15.13) katılan moleküller, Şekil 2'de gösterilmektedir. 31.
Fizyolojik koşullar altında, (15.12) ve (15.13) reaksiyonlarına katılan moleküller, iyonlaşmanın farklı aşamalarındadır (ATP, ). Bu nedenle, bu formüllerdeki kimyasal semboller, iyonizasyonun farklı aşamalarındaki moleküller arasındaki reaksiyonların geleneksel bir temsili olarak anlaşılmalıdır. Buna bağlı olarak reaksiyonda (15.12) serbest enerji AG'nin artması ve reaksiyonda (15.13) azalması sıcaklığa, iyon konsantrasyonuna ve ortamın pH değerine bağlıdır. Standart koşullar altında eV kcal/mol). Hücre içindeki pH ve iyon konsantrasyonlarının fizyolojik değerlerinin yanı sıra hücrelerin sitoplazmasındaki ATP ve ADP molekülleri ve inorganik fosfat konsantrasyonlarının olağan değerlerini dikkate alarak uygun düzeltmeler yaparsak, o zaman ücretsiz ATP moleküllerinin hidroliz enerjisinden -0,54 eV (-12,5 kcal/mol) bir değer elde ederiz. ATP moleküllerinin hidrolizinin serbest enerjisi sabit bir değer değildir. Aynı hücrenin farklı yerleri bile konsantrasyon açısından farklıysa aynı olmayabilir.
Lipman'ın (1941) öncü çalışmasından bu yana, hücredeki ATP moleküllerinin, çoğu yaşam sürecinde kullanılan kimyasal enerjinin evrensel kısa süreli depolayıcısı ve taşıyıcısı olarak görev yaptığı bilinmektedir.
Bir ATP molekülünün hidrolizi sırasında enerjinin salınmasına moleküllerin dönüşümü eşlik eder
Bu durumda sembolle gösterilen bağın bölünmesi, bir fosforik asit kalıntısının ortadan kaldırılmasına yol açar. Lipman'ın önerisine göre böyle bir bağa "enerji açısından zengin fosfat bağı" veya "makroerjik bağ" adı verildi. Bu isim son derece talihsiz bir isim. Hidroliz sırasında meydana gelen işlemlerin enerjisini hiçbir şekilde yansıtmaz. Serbest enerjinin salınması, bir bağın kopmasından değil (böyle bir kopma her zaman enerji harcaması gerektirir), reaksiyonlara katılan tüm moleküllerin yeniden düzenlenmesi, yeni bağların oluşması ve reaksiyon sırasında solvasyon kabuklarının yeniden düzenlenmesinden kaynaklanır. .
Bir NaCl molekülü suda çözündüğünde hidratlı iyonlar oluşur.Hidratasyon sırasındaki enerji kazanımı, NaCl molekülündeki bağ koptuğunda harcanan enerjiyi karşılar. Bu enerji kazanımını NaCl molekülündeki “yüksek derecede erjik bağa” bağlamak garip olurdu.
Bilindiği gibi, ağır atom çekirdeklerinin bölünmesi sırasında, herhangi bir yüksek enerjili bağın kopmasıyla ilişkili olmayan, ancak fisyon parçalarının yeniden düzenlenmesi ve aralarındaki Coulop itme enerjisinin azalması nedeniyle büyük bir enerji açığa çıkar. Her parçadaki nükleonlar.
“Makroerjik bağlantılar” fikrine yönelik adil eleştiri birden fazla kez dile getirildi. Bununla birlikte, bu fikir bilimsel literatürde yaygınlaşmıştır. Büyük
Tablo 8
Fosforile edilmiş bileşiklerin yapısal formülleri: a - fosfoenoliruvat; b - 1,3-difosfogliserat; c - kreatin fosfat; - glikoz-1-fosfat; - glikoz-6-fosfat.
"Yüksek enerjili fosfat bağı" tabirinin şartlı olarak kullanılmasında bunda bir sakınca yoktur. Kısa Açıklama diğer iyonların, pH'ın vb. uygun mevcudiyetinde sulu bir çözeltide meydana gelen tüm dönüşüm döngüsü.
Dolayısıyla, biyokimyacılar tarafından kullanılan fosfat bağı enerjisi kavramı, geleneksel olarak başlangıç maddelerinin serbest enerjisi ile fosfat gruplarının bölündüğü hidroliz reaksiyonlarının ürünlerinin serbest enerjisi arasındaki farkı karakterize eder. Bu kavram, serbest bir moleküldeki iki grup atom arasındaki kimyasal bağ enerjisi kavramıyla karıştırılmamalıdır. İkincisi, bağlantıyı kesmek için gereken enerjiyi karakterize eder.
Hücreler, sitoplazmada hidrolizi serbest anerjinin salınımıyla ilişkili olan çok sayıda fosforile edilmiş bileşik içerir. Bu bileşiklerin bazılarının standart serbest hidroliz enerjileri Tabloda verilmiştir. 8. Bu bileşiklerin yapısal formülleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 31 ve 35.
Standart serbest hidroliz anerjilerinin büyük negatif değerleri, negatif yüklü hidroliz ürünlerinin hidrasyon enerjisinden ve elektronik kabuklarının yeniden düzenlenmesinden kaynaklanmaktadır. Masadan Şekil 8'de, bir ATP molekülünün hidrolizinin standart serbest enerjisinin değerinin, "yüksek enerjili" (fosfoenolpirunat) ve "düşük enerjili" (glikoz-6-fosfat) bileşikler arasında bir ara pozisyonda olduğu anlaşılmaktadır. ATP molekülünün uygun bir evrensel fosfat grubu taşıyıcısı olmasının nedenlerinden biri de budur.
ATP ve ADP molekülleri özel enzimler yardımıyla yüksek ve düşük enerjiler arasında iletişim kurar.
fosfat bileşikleri. Örneğin piruvat kinaz enzimi, fosfatı fosfoenolpiruvattan ADP'ye aktarır. Reaksiyon sonucunda piruvat ve bir ATP molekülü oluşur. Daha sonra, heksokinaz enziminin yardımıyla ATP molekülü, fosfat grubunu D-glikoza aktararak onu glikoz-6-fosfata dönüştürebilir. Bu iki reaksiyonun toplam ürünü dönüşüme indirgenir
Bu tür reaksiyonların yalnızca ATP ve ADP moleküllerinin zorunlu olarak katıldığı bir ara aşamada ilerleyebilmesi çok önemlidir.
Pratik ders No. 15.
15 numaralı ders için ödev.
Konu: ENERJİ DEĞİŞİMİ.
Konunun alaka düzeyi.
Biyolojik oksidasyon, her hücrede meydana gelen bir dizi enzimatik işlemdir; bunun sonucunda karbonhidrat, yağ ve amino asit molekülleri sonuçta karbondioksit ve suya ayrılır ve açığa çıkan enerji hücre tarafından adenozin formunda depolanır. trifosforik asit (ATP) ve daha sonra vücudun yaşamında kullanılır (moleküllerin biyosentezi, hücre bölünme süreci, kas kasılması, aktif taşıma, ısı üretimi vb.). Doktor, ATP sentezinin azaldığı hipoenerjetik durumların varlığından haberdar olmalıdır. Bu durumda, ATP'nin makroerjik bağları şeklinde depolanan enerji kullanılarak meydana gelen tüm hayati süreçler zarar görür. Hipoenerjetik durumların en yaygın nedeni doku hipoksisi havadaki oksijen konsantrasyonunun azalması, kardiyovasküler ve solunum sistemlerinin bozulması ve çeşitli kökenlerden anemi ile ilişkilidir. Ek olarak, hipoenerjetik durumlara şunlar neden olabilir: hipovitaminoz biyolojik oksidasyon sürecinde yer alan enzim sistemlerinin yapısal ve fonksiyonel durumunun ihlali ile ilişkili, ayrıca açlık Bu da doku solunumu için substratların yokluğuna yol açar. Ayrıca biyolojik oksidasyon sürecinde süreçleri tetikleyen reaktif oksijen türleri oluşur. peroksidasyon Biyolojik membranların lipitleri. Bu formlara karşı vücudun savunma mekanizmalarını (enzimler, membran stabilizatör etkisi olan ilaçlar - antioksidanlar) bilmek gerekir.
Eğitim ve öğretim hedefleri:
Dersin genel amacı: ATP formunda% 70-8'e kadar enerji oluşumu ve oluşumuyla sonuçlanan biyolojik oksidasyonun seyri hakkında bilgi vermek aktif formlar oksijen ve bunların vücut üzerindeki zararlı etkileri.
Özel hedefler: yaban turpu ve patateslerde peroksidazı belirleyebilmek; kas süksinat dehidrojenaz aktivitesi.
1. Gelen bilgi kontrolü:
1.1. Testler.
1.2. Sözlü anket.
2. Konunun ana soruları:
2.1. Metabolizma kavramı. Anabolik ve katabolik süreçler ve ilişkileri.
2.2. Makroerjik bileşikler. ATP vücutta evrensel bir pil ve enerji kaynağıdır. ATP-ADP döngüsü. Hücrenin enerji yükü.
2.3. Metabolik aşamalar. Biyolojik oksidasyon (doku solunumu). Biyolojik oksidasyonun özellikleri.
2.4. Hidrojen protonlarının ve elektronlarının birincil alıcıları.
2.5. Solunum zincirinin organizasyonu. Solunum zincirindeki taşıyıcılar (CRE).
2.6. ADP'nin oksidatif fosforilasyonu. Oksidasyon ve fosforilasyonun bağlanma mekanizması. Oksidatif fosforilasyon oranı (P/O).
2.7. Solunum kontrolü. Solunum (oksidasyon) ve fosforilasyonun (serbest oksidasyon) ayrılması.
2.8. CPE'de toksik oksijen formlarının oluşumu ve hidrojen peroksitin peroksidaz enzimi tarafından nötrleştirilmesi.
Laboratuvar ve pratik çalışma.
3.1. Yaban turpundaki peroksidazın belirlenmesi için yöntem.
3.2. Patateslerde peroksidazı belirleme yöntemi.
3.3. Kas süksinat dehidrojenaz aktivitesinin belirlenmesi ve aktivitesinin rekabetçi inhibisyonu.
Çıkış kontrolü.
4.1. Testler.
4.2. Durumsal görevler.
5. Literatür:
5.1. Ders materyalleri.
5.2. Nikolaev A.Ya. Biyolojik kimya.-M.: Higher School, 1989., s. 199-212, 223-228.
5.3. Berezov T.T., Korovkin B.F. Biyolojik kimya. - M.: Tıp, 1990.P.224-225.
5.4. Kushmanova O.D., Ivchenko G.M. Biyokimyada pratik dersler için rehber - M.: Medicine, 1983, çalışma. 38.
2. Konunun ana soruları.
2.1. Metabolizma kavramı. Anabolik ve katabolik süreçler ve ilişkileri.
Canlı organizmalar çevreyle sürekli ve ayrılmaz bir bağlantı halindedir.
Bu bağlantı metabolizma sürecinde gerçekleştirilir.
Metabolizma (metabolizma) – vücuttaki tüm reaksiyonların toplamı.
Orta metabolizma (hücre içi metabolizma) - 2 tür reaksiyonu içerir: katabolizma ve anabolizma.
Katabolizma– organik maddelerin nihai ürünlere (CO2, H2O ve üre) parçalanması işlemi. Bu süreç, hem sindirim sırasında hem de hücrelerin yapısal ve fonksiyonel bileşenlerinin parçalanması sırasında oluşan metabolitleri içerir.
Vücut hücrelerindeki katabolizma süreçlerine, oksidasyon reaksiyonları için gerekli olan oksijen tüketimi eşlik eder. Katabolik reaksiyonlar sonucunda vücudun çalışması için gerekli olan enerji açığa çıkar (ekzergonik reaksiyonlar).
Anabolizma- karmaşık maddelerin basit olanlardan sentezi. Anabolik süreçler katabolizma (endergonik reaksiyonlar) sırasında açığa çıkan enerjiyi kullanır.
Vücudun enerji kaynakları proteinler, yağlar ve karbonhidratlardır. Bu bileşiklerin kimyasal bağlarında bulunan enerji, fotosentez işlemi sırasında güneş enerjisinden dönüştürülmüştür.
Makroerjik bileşikler. ATP vücutta evrensel bir pil ve enerji kaynağıdır. ATP-ADP döngüsü. Hücrenin enerji yükü.
ATP– yüksek enerjili bağlar içeren yüksek enerjili bir bileşiktir; terminal fosfat bağının hidrolizi yaklaşık 20 kJ/mol enerji açığa çıkarır.
Yüksek enerjili bileşikler arasında GTP, CTP, UTP, kreatin fosfat, karbamoil fosfat vb. bulunur. Bunlar vücutta ATP sentezi için kullanılır. Örneğin, GTP + ADP à GSYİH + ATP
Bu süreç denir substrat fosforilasyonu– ekzorgonik reaksiyonlar. Tüm bu yüksek enerjili bileşikler, ATP'nin terminal fosfat grubunun serbest enerjisi kullanılarak oluşturulur. Son olarak, ATP enerjisi gerçekleştirmek için kullanılır. çeşitli türler vücutta çalışır:
Mekanik (kas kasılması);
Elektriksel (sinir uyarılarının iletilmesi);
Kimyasal (maddelerin sentezi);
Ozmotik (maddelerin membran boyunca aktif taşınması) – endergonik reaksiyonlar.
Dolayısıyla ATP vücutta doğrudan kullanılan ana enerji donörüdür. ATP, endergonik ve ekzergonik reaksiyonlar arasında merkezi bir konuma sahiptir.
İnsan vücudu vücut ağırlığına eşit miktarda ATP üretir ve her 24 saatte bir bu enerjinin tamamı yok edilir. 1 molekül ATP bir hücrede yaklaşık bir dakika boyunca “yaşar”.
ATP'nin bir enerji kaynağı olarak kullanılması, yalnızca organik bileşiklerin oksidasyon enerjisi nedeniyle ATP'nin ADP'den sürekli sentezi koşuluyla mümkündür. ATP-ADP döngüsü biyolojik sistemlerde enerji alışverişinin temel mekanizmasıdır ve ATP evrensel "enerji para birimidir".
Her hücrenin elektrik yükü eşittir
[ATP] + ½[ADP]
[ATP] + [ADP] + [AMP]
Hücre yükü 0,8-0,9 ise, hücredeki adenil fonunun tamamı ATP formunda sunulur (hücre enerjiye doyurulur ve ATP sentezi süreci gerçekleşmez).
Enerji kullanıldıkça ATP, ADP'ye dönüştürülür, hücre yükü 0'a eşitlenir ve ATP sentezi otomatik olarak başlar.
