Aft والمركبات العضوية الأخرى للخلية. مركبات الخلايا العضوية
الدهون والسكريات والأحماض النووية ، وهناك عدة آلاف من المركبات العضوية الأخرى. يمكن تقسيمها بشكل مشروط إلى منتجات نهائية وسيطة للتخليق الحيوي والانحلال.
المنتجات النهائية للتخليق الحيوي هي مركبات عضوية تلعب دورًا مستقلًا في الجسم أو تعمل كمونومرات لتركيب البوليمرات الحيوية. من بين المنتجات النهائية للتخليق الحيوي الأحماض الأمينية ، والتي يتم تصنيع البروتينات منها في الخلايا ؛ نيوكليوتيدات - مونومرات يتم منها تصنيع الأحماض النووية (RNA و DNA) ؛ الجلوكوز ، والذي يعمل بمثابة مونومر لتخليق الجليكوجين والنشا والسليلوز.
يكمن المسار إلى تخليق كل منتج من المنتجات النهائية من خلال عدد من المركبات الوسيطة. تخضع العديد من المواد للانقسام والانقسام الأنزيمي في الخلايا.
ضع في اعتبارك بعض المركبات العضوية المحدودة.
أحماض الفوسفوريك الأدينوزين.يلعب نوكليوتيد الأدينيل ، الذي يرتبط به اثنان من بقايا حمض الفوسفوريك ، دورًا مهمًا بشكل خاص في الطاقة الحيوية للخلية. تسمى هذه المادة أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). في الروابط الكيميائية بين بقايا حمض الفوسفوريك لجزيء ATP ، يتم تخزين الطاقة (E) ، والتي يتم إطلاقها عند التخلص من الفوسفات:
ATP - ADP + P + E.
ينتج هذا التفاعل حمض الأدينوزين ثنائي الفوسفوريك (ADP) وحمض الفوسفوريك (الفوسفات ، F).
تستخدم جميع الخلايا طاقة ATP لعمليات التخليق الحيوي ، والحركة ، وإنتاج الحرارة ، ونقل النبضات العصبية ، والتألق (على سبيل المثال ، في البكتيريا المضيئة) ، أي لجميع عمليات الحياة.
ATP هو مجمع عالمي للطاقة البيولوجية. يتم تخزين الطاقة الضوئية للشمس والطاقة الموجودة في الطعام المستهلك في جزيئات ATP.
المواد التنظيمية والإشارات.المنتجات النهائية للتخليق الحيوي هي المواد التي تلعب دورًا مهمًا في تنظيم العمليات الفسيولوجية وتطور الكائن الحي. وتشمل هذه العديد من الهرمونات الحيوانية. إلى جانب الهرمونات البروتينية المذكورة في الفقرة 4 ، تُعرف الهرمونات ذات الطبيعة غير البروتينية. ينظم بعضها محتوى أيونات الصوديوم والماء في جسم الحيوانات ، والبعض الآخر يوفر سن البلوغ ويلعب دورًا مهمًا في تكاثر الحيوانات. تعمل هرمونات القلق أو الإجهاد (على سبيل المثال ، الأدرينالين) في ظل ظروف التوتر على زيادة إفراز الجلوكوز في الدم ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة تخليق ATP والاستخدام النشط للطاقة المخزنة في الجسم.
تنتج الحشرات عددًا من المواد ذات الرائحة الخاصة التي تعمل كإشارات تنبئ عن وجود الطعام ، وعن الخطر ، وتجذب الإناث للذكور (والعكس صحيح).
النباتات لها هرموناتها الخاصة. تحت تأثير هرمونات معينة ، يتم تسريع نضج النباتات بشكل كبير وزيادة إنتاجيتها.
تنتج النباتات المئات من المركبات المتنوعة المتطايرة وغير المتطايرة التي تجذب الحشرات الحاملة لحبوب اللقاح ؛ طرد أو تسمم الحشرات التي تتغذى على النباتات ؛ في بعض الأحيان يقمع نمو نباتات الأنواع الأخرى التي تنمو في مكان قريب وتتنافس على المعادن في التربة.
فيتامينات.الفيتامينات هي المنتجات النهائية للتخليق الحيوي. وتشمل هذه المركبات الحيوية التي لا تستطيع الكائنات الحية من هذا النوع تصنيعها بنفسها ، ولكن يجب أن تتلقاها بشكل نهائي من الخارج. على سبيل المثال ، يتم تصنيع فيتامين ج (حمض الأسكوربيك) في خلايا معظم الحيوانات ، وكذلك في خلايا النباتات والكائنات الحية الدقيقة. فقدت خلايا البشر والقردة العليا وخنازير غينيا وبعض أنواع الخفافيش القدرة على تصنيع حمض الأسكوربيك. لذلك ، فهو فيتامين للبشر والحيوانات المدرجة فقط. لا يتم تصنيع فيتامين PP (حمض النيكوتينيك) بواسطة الحيوانات ، ولكن يتم تصنيعه بواسطة جميع النباتات والعديد من البكتيريا.
تصبح معظم الفيتامينات المعروفة في الخلية من مكونات الإنزيمات وتشارك في التفاعلات الكيميائية الحيوية.
حاجة الإنسان اليومية من كل فيتامين هي بضعة ميكروجرامات. يحتاج فيتامين سي فقط بكمية حوالي 100 مجم في اليوم.
يؤدي نقص عدد من الفيتامينات في جسم الإنسان والحيوان إلى تعطيل عمل الإنزيمات وهو سبب أمراض خطيرة - البري بري. على سبيل المثال ، نقص فيتامين سي هو سبب مرض خطير - الاسقربوط ، مع نقص فيتامين د ، يتطور الكساح عند الأطفال.
1. ما هي المواد العضوية التي تعرفها؟
المواد العضوية: البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون (الدهون) والفيتامينات.
2. ما الفيتامينات التي تعرفها؟ ما هو دورهم؟
خصص فيتامينات قابلة للذوبان في الماء (C ، B1 ، B2 ، B6 ، PP ، B12 و B5) ، قابلة للذوبان في الدهون (A ، B ، E و K).
3. ما أنواع الطاقة التي تعرفها؟
مغناطيسي ، حراري ، خفيف ، كيميائي ، كهربائي ، ميكانيكي ، نووي ، إلخ.
4. لماذا الطاقة ضرورية لحياة أي كائن حي؟
الطاقة ضرورية لتخليق جميع المواد المحددة في الجسم ، والحفاظ على تنظيمه عالي التنظيم ، والنقل الفعال للمواد داخل الخلايا ، من خلية إلى أخرى ، من جزء من الجسم إلى آخر ، لنقل النبضات العصبية ، حركة الكائنات الحية والحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة ولأغراض أخرى.
أسئلة
1. ما هو هيكل جزيء ATP؟
الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) هو نيوكليوتيد يتكون من قاعدة نيتروجينية أدينين ، كربوهيدرات ريبوز وثلاث بقايا حمض الفوسفوريك.
2. ما هي وظيفة ATP؟
ATP هو مصدر عالمي للطاقة لجميع التفاعلات التي تحدث في الخلية.
3. ما يسمى السندات ماكرويرجيك؟
تسمى الرابطة بين بقايا حمض الفوسفوريك الماكرورجيك (يُشار إليها بالرمز ~) ، لأنه عندما تنكسر ، يتم إطلاق ما يقرب من أربعة أضعاف الطاقة التي يتم إطلاقها عند انقسام الروابط الكيميائية الأخرى.
4. ما هو الدور الذي تلعبه الفيتامينات في الجسم؟
الفيتامينات عبارة عن مركبات عضوية معقدة ضرورية بكميات صغيرة من أجل الأداء الطبيعي للكائنات الحية. على عكس المواد العضوية الأخرى ، لا تستخدم الفيتامينات كمصدر للطاقة أو كمواد بناء.
التأثير البيولوجي للفيتامينات في جسم الإنسان هو المشاركة النشطة لهذه المواد في عمليات التمثيل الغذائي. في عملية التمثيل الغذائي للبروتينات والدهون والكربوهيدرات ، تشارك الفيتامينات إما بشكل مباشر أو كجزء من أنظمة الإنزيمات المعقدة. تشارك الفيتامينات في عمليات الأكسدة ، ونتيجة لذلك تتكون العديد من المواد من الكربوهيدرات والدهون ، والتي يستخدمها الجسم كمواد طاقة وبلاستيكية. تساهم الفيتامينات في النمو الطبيعي للخلايا وتطور الكائن الحي بأكمله. تلعب الفيتامينات دورًا مهمًا في الحفاظ على استجابات الجسم المناعية ، مما يضمن مقاومته للعوامل البيئية الضارة.
مهام
بعد تلخيص معلوماتك ، قم بإعداد تقرير عن دور الفيتامينات في الأداء الطبيعي لجسم الإنسان. ناقش مع زملائك السؤال: كيف يمكن للإنسان أن يمد جسمه بالكمية اللازمة من الفيتامينات؟
يساهم الاستلام في الوقت المناسب والمتوازن للكمية المطلوبة من الفيتامينات في الأداء الطبيعي للشخص. معظمهم يدخلون الجسم مع الطعام ، لذلك من المهم تناول الطعام بشكل صحيح (لكي يحتوي الطعام على فيتامينات بالكمية المناسبة ، يجب أن يكون متنوعًا ومتوازنًا).
دور الفيتامينات في جسم الانسان
تعتبر الفيتامينات من المواد الحيوية التي يحتاجها الجسم للحفاظ على العديد من وظائفه. لذلك ، فإن تناول الفيتامينات بكميات كافية ودائمة في الجسم مع الطعام مهم للغاية.
التأثير البيولوجي للفيتامينات في جسم الإنسان هو المشاركة النشطة لهذه المواد في عمليات التمثيل الغذائي. في عملية التمثيل الغذائي للبروتينات والدهون والكربوهيدرات ، تشارك الفيتامينات إما بشكل مباشر أو كجزء من أنظمة الإنزيمات المعقدة. تشارك الفيتامينات في عمليات الأكسدة ، ونتيجة لذلك تتكون العديد من المواد من الكربوهيدرات والدهون ، والتي يستخدمها الجسم كمواد طاقة وبلاستيكية. تساهم الفيتامينات في النمو الطبيعي للخلايا وتطور الكائن الحي بأكمله. تلعب الفيتامينات دورًا مهمًا في الحفاظ على استجابات الجسم المناعية ، مما يضمن مقاومته للعوامل البيئية الضارة. هذا ضروري في الوقاية من الأمراض المعدية.
تعمل الفيتامينات على تليين أو القضاء على التأثير الضار للعديد من الأدوية على جسم الإنسان. يؤثر نقص الفيتامينات على حالة الأعضاء والأنسجة الفردية ، فضلاً عن أهم الوظائف: النمو ، والإنجاب ، والقدرات الذهنية والبدنية ، والوظائف الوقائية للجسم. يؤدي نقص الفيتامينات على المدى الطويل أولاً إلى انخفاض القدرة على العمل ، ثم تدهور الصحة ، وفي الحالات الشديدة والأكثر خطورة ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى الوفاة.
فقط في بعض الحالات ، يمكن لأجسامنا أن تصنع فيتامينات فردية بكميات صغيرة. على سبيل المثال ، يمكن تحويل الحمض الأميني التربتوفان في الجسم إلى حمض النيكوتين. الفيتامينات ضرورية لتخليق الهرمونات - مواد خاصة نشطة بيولوجيًا تنظم مجموعة متنوعة من وظائف الجسم.
اتضح أن الفيتامينات من المواد التي لا يمكن الاستغناء عنها في تغذية الإنسان ، ولها أهمية كبيرة لحياة الجسم. إنها ضرورية للنظام الهرموني ونظام الإنزيم في أجسامنا. كما أنها تنظم عملية التمثيل الغذائي لدينا ، مما يجعل جسم الإنسان يتمتع بالصحة والحيوية والجمال.
يدخل معظمها الجسم مع الطعام ، ويتم تصنيع القليل منها في الأمعاء عن طريق الكائنات الحية الدقيقة المفيدة التي تعيش فيه ، ولكن في هذه الحالة لا تكون كافية دائمًا. تتلف العديد من الفيتامينات بسرعة ولا تتراكم في الجسم بالكميات الصحيحة ، لذلك يحتاج الإنسان إلى إمداد دائم منها بالطعام.
ارتبط استخدام الفيتامينات للأغراض العلاجية (العلاج بالفيتامينات) في الأصل كليًا بالتأثير على الأشكال المختلفة لنقصها. منذ منتصف القرن العشرين ، استُخدمت الفيتامينات على نطاق واسع في إغناء الطعام ، فضلًا عن العلف في تربية الحيوانات.
يتم تمثيل عدد من الفيتامينات ليس بواحد ، بل عدة مركبات ذات صلة. أتاحت معرفة التركيب الكيميائي للفيتامينات الحصول عليها عن طريق التخليق الكيميائي ؛ إلى جانب التوليف الميكروبيولوجي ، هذه هي الطريقة الرئيسية لإنتاج الفيتامينات على نطاق صناعي.
المصدر الأساسي للفيتامينات هو النباتات التي تتراكم فيها الفيتامينات. تدخل الفيتامينات الجسم مع الطعام بشكل رئيسي. يتم تصنيع بعضها في الأمعاء تحت تأثير النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة ، لكن الكميات الناتجة من الفيتامينات لا تلبي دائمًا احتياجات الجسم تمامًا.
الخلاصة: تؤثر الفيتامينات على امتصاص العناصر الغذائية ، وتساهم في النمو الطبيعي للخلايا وتطور الكائن الحي بأكمله. كونها جزءًا لا يتجزأ من الإنزيمات ، تحدد الفيتامينات وظيفتها ونشاطها الطبيعي. يؤدي النقص ، بل وأكثر من ذلك ، إلى عدم وجود أي فيتامين في الجسم إلى اضطرابات التمثيل الغذائي. مع نقصها في الغذاء ، تقل قدرة الشخص على العمل ، ومقاومة الجسم للأمراض ، لتأثير العوامل البيئية الضارة. نتيجة لنقص أو نقص الفيتامينات ، يتطور نقص الفيتامينات.
السؤال 1. ما هي بنية جزيء ATP؟
ATP هو أدينوزين ثلاثي الفوسفات ، وهو نيوكليوتيد ينتمي إلى مجموعة الأحماض النووية. تركيز ATP في الخلية منخفض (0.04٪ ؛ في العضلات الهيكلية 0.5٪). يشبه جزيء ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) أحد نيوكليوتيدات جزيء الحمض النووي الريبي في بنيته. يتكون ATP من ثلاثة مكونات: الأدينين ، سكر خماسي الكربون ، ريبوز ، وثلاث بقايا حمض الفوسفوريك ، مترابطة بواسطة روابط ماكرورجيك خاصة.
السؤال 2. ما هي وظيفة ATP؟
ATP هو مصدر عالمي للطاقة لجميع التفاعلات التي تحدث في الخلية. يتم إطلاق الطاقة عندما يتم فصل بقايا حمض الفوسفوريك عن جزيء ATP عند كسر الروابط الكبيرة. تعتبر الرابطة بين بقايا حمض الفوسفوريك شديدة التحمل ؛ فعندما يتم تشققها ، يتم إطلاق حوالي 4 مرات من الطاقة أكثر مما يحدث عند تشقق الروابط الأخرى. إذا تم فصل بقايا حمض الفوسفوريك ، فإن ATP يمر إلى ADP (حمض الأدينوزين ثنائي الفوسفوريك). هذا يطلق 40 كيلو جول من الطاقة. عندما يتم فصل المتبقي الثاني لحمض الفوسفوريك ، يتم إطلاق 40 كيلو جول أخرى من الطاقة ، ويتم تحويل ADP إلى AMP (أحادي فوسفات الأدينوزين). تستخدم الخلية الطاقة الصادرة. تستخدم الخلية طاقة ATP في عمليات التركيب الحيوي ، في الحركة ، في إنتاج الحرارة ، في توصيل النبضات العصبية ، في عملية التمثيل الضوئي ، إلخ. ATP هو مركب عالمي للطاقة في الكائنات الحية.
يطلق التحلل المائي لبقايا حمض الفوسفوريك طاقة:
ATP + H 2 O \ u003d ADP + H 3 RO 4 + 40 kJ / mol
السؤال 3. ما هي السندات تسمى ماكرويرجيك؟
تسمى الروابط بين بقايا حامض الفوسفوريك الماكرورجيك ، لأنه عندما تنكسر ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة (أربع مرات أكثر مما يحدث عند انقسام الروابط الكيميائية الأخرى).
السؤال 4. ما هو الدور الذي تلعبه الفيتامينات في الجسم؟
التمثيل الغذائي مستحيل بدون مشاركة الفيتامينات. الفيتامينات هي مواد عضوية منخفضة الوزن الجزيئي وحيوية لوجود جسم الإنسان. لا يتم إنتاج الفيتامينات على الإطلاق في جسم الإنسان ، أو يتم إنتاجها بكميات غير كافية. نظرًا لأن الفيتامينات غالبًا ما تكون جزءًا غير بروتيني من جزيئات الإنزيم (الإنزيمات المساعدة) وتحدد شدة العديد من العمليات الفسيولوجية في جسم الإنسان ، فمن الضروري تناولها المستمر في الجسم. الاستثناءات إلى حد ما هي فيتامينات المجموعة B و A ، والتي يمكن أن تتراكم بكميات صغيرة في الكبد. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيع بعض الفيتامينات (ب 1 ب 2 ، ك ، هـ) بواسطة البكتيريا التي تعيش في الأمعاء الغليظة ، حيث يتم امتصاصها في دم الإنسان. مع نقص الفيتامينات في الغذاء أو أمراض الجهاز الهضمي ، ينخفض إمداد الدم بالفيتامينات ، وتحدث الأمراض التي تحمل الاسم العام لنقص الفيتامين. في حالة الغياب التام لأي فيتامين ، يحدث اضطراب أكثر حدة يسمى البري بري. على سبيل المثال ، ينظم فيتامين د تبادل الكالسيوم والفوسفور في جسم الإنسان ، ويشارك فيتامين ك في تخليق البروثرومبين ويساهم في تخثر الدم الطبيعي.
تنقسم الفيتامينات إلى قابلة للذوبان في الماء (فيتامينات C ، PP ، B) وقابلة للذوبان في الدهون (A ، D ، E ، إلخ). يتم امتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء في محلول مائي ، وعندما تكون زائدة في الجسم ، يتم إفرازها بسهولة في البول. يتم امتصاص الفيتامينات التي تذوب في الدهون جنبًا إلى جنب مع الدهون ، لذلك فإن انتهاك هضم وامتصاص الدهون يكون مصحوبًا بنقص عدد من الفيتامينات (أ ، س ، ك). يمكن أن تؤدي الزيادة الكبيرة في محتوى الفيتامينات التي تذوب في الدهون في الطعام إلى عدد من الاضطرابات الأيضية ، حيث يتم إفراز هذه الفيتامينات بشكل سيئ من الجسم. حاليًا ، هناك ما لا يقل عن عشرين مادة مرتبطة بالفيتامينات.
في أي خلية ، بالإضافة إلى البروتينات والدهون والسكريات والأحماض النووية ، هناك عدة آلاف من المركبات العضوية الأخرى. يمكن تقسيمها بشكل مشروط إلى منتجات نهائية وسيطة للتخليق الحيوي والانحلال.
المنتجات النهائية للتخليق الحيوي هي مركبات عضوية تلعب دورًا مستقلًا في الجسم أو تعمل كمونومرات لتركيب البوليمرات الحيوية. من بين المنتجات النهائية للتخليق الحيوي الأحماض الأمينية ، والتي يتم تصنيع البروتينات منها في الخلايا ؛ نيوكليوتيدات - مونومرات يتم منها تصنيع الأحماض النووية (RNA و DNA) ؛ الجلوكوز ، والذي يعمل بمثابة مونومر لتخليق الجليكوجين والنشا والسليلوز.
يكمن المسار إلى تخليق كل منتج من المنتجات النهائية من خلال عدد من المركبات الوسيطة. تخضع العديد من المواد للانقسام والانقسام الأنزيمي في الخلايا.
ضع في اعتبارك بعض المركبات العضوية المحدودة.
أحماض الفوسفوريك الأدينوزين.يلعب نوكليوتيد الأدينيل ، الذي يرتبط به اثنان من بقايا حمض الفوسفوريك ، دورًا مهمًا بشكل خاص في الطاقة الحيوية للخلية. تسمى هذه المادة أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). في الروابط الكيميائية بين بقايا حمض الفوسفوريك لجزيء ATP ، يتم تخزين الطاقة (E) ، والتي يتم إطلاقها عند التخلص من الفوسفات:
ATP → ADP + P + E
ينتج هذا التفاعل حمض الأدينوزين ثنائي الفوسفوريك (ADP) وحمض الفوسفوريك (الفوسفات ، F).
تستخدم جميع الخلايا طاقة ATP لعمليات التخليق الحيوي ، والحركة ، وإنتاج الحرارة ، ونقل النبضات العصبية ، والتألق (على سبيل المثال ، في البكتيريا المضيئة) ، أي لجميع عمليات الحياة.
ATP هو مجمع عالمي للطاقة البيولوجية. يتم تخزين الطاقة الضوئية للشمس والطاقة الموجودة في الطعام المستهلك في جزيئات ATP.
المواد التنظيمية والإشارات.المنتجات النهائية للتخليق الحيوي هي المواد التي تلعب دورًا مهمًا في تنظيم العمليات الفسيولوجية وتطور الكائن الحي. وتشمل هذه العديد من الهرمونات الحيوانية. إلى جانب الهرمونات البروتينية المذكورة في الفقرة 4 ، تُعرف الهرمونات ذات الطبيعة غير البروتينية. ينظم بعضها محتوى أيونات الصوديوم والماء في جسم الحيوانات ، والبعض الآخر يوفر سن البلوغ ويلعب دورًا مهمًا في تكاثر الحيوانات. تعمل هرمونات القلق أو الإجهاد (على سبيل المثال ، الأدرينالين) في ظل ظروف التوتر على زيادة إفراز الجلوكوز في الدم ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة تخليق ATP والاستخدام النشط للطاقة المخزنة في الجسم.
تنتج الحشرات عددًا من المواد ذات الرائحة الخاصة التي تعمل كإشارات تنبئ عن وجود الطعام ، وعن الخطر ، وتجذب الإناث للذكور (والعكس صحيح).
النباتات لها هرموناتها الخاصة. تحت تأثير هرمونات معينة ، يتم تسريع نضج النباتات بشكل كبير وزيادة إنتاجيتها.
تنتج النباتات المئات من المركبات المتنوعة المتطايرة وغير المتطايرة التي تجذب الحشرات الحاملة لحبوب اللقاح ؛ طرد أو تسمم الحشرات التي تتغذى على النباتات ؛ في بعض الأحيان يقمع نمو نباتات الأنواع الأخرى التي تنمو في مكان قريب وتتنافس على المعادن في التربة.
فيتامينات.الفيتامينات هي المنتجات النهائية للتخليق الحيوي. وتشمل هذه المركبات الحيوية التي لا تستطيع الكائنات الحية من هذا النوع تصنيعها بنفسها ، ولكن يجب أن تتلقاها بشكل نهائي من الخارج. على سبيل المثال ، يتم تصنيع فيتامين ج (حمض الأسكوربيك) في خلايا معظم الحيوانات ، وكذلك في خلايا النباتات والكائنات الحية الدقيقة. فقدت خلايا البشر والقردة العليا وخنازير غينيا وبعض أنواع الخفافيش القدرة على تصنيع حمض الأسكوربيك. لذلك ، فهو فيتامين للبشر والحيوانات المدرجة فقط. لا يتم تصنيع فيتامين PP (حمض النيكوتينيك) بواسطة الحيوانات ، ولكن يتم تصنيعه بواسطة جميع النباتات والعديد من البكتيريا.
تصبح معظم الفيتامينات المعروفة في الخلية من مكونات الإنزيمات وتشارك في التفاعلات الكيميائية الحيوية.
حاجة الإنسان اليومية من كل فيتامين هي بضعة ميكروجرامات. يحتاج فيتامين سي فقط بكمية حوالي 100 مجم في اليوم.
يؤدي نقص عدد من الفيتامينات في جسم الإنسان والحيوان إلى تعطيل عمل الإنزيمات وهو سبب أمراض خطيرة - البري بري. على سبيل المثال ، نقص فيتامين سي هو سبب مرض خطير - الاسقربوط ، مع نقص فيتامين د ، يتطور الكساح عند الأطفال.
- ما هي أهمية ATP في الخلية؟
- ما هي المنتجات النهائية للتخليق الحيوي في الخلية؟ ما هي أهميتها البيولوجية؟
- ما هو الدور البيولوجي للفيتامينات في الجسم؟
الاسم الكامل للمؤسسة التعليمية:قسم التعليم المهني الثانوي لمنطقة تومسك OGBPOU "كلية كولباشيفسكي الاجتماعية والصناعية"
بالطبع: علم الأحياء
القسم: بيولوجيا عامة
الفئة العمرية:الصف 10
عنوان: البوليمرات الحيوية. الأحماض النووية ، ATP والمركبات العضوية الأخرى.
الغرض من الدرس: لمواصلة دراسة البوليمرات الحيوية ، لتعزيز تشكيل طرق النشاط المنطقي والقدرات المعرفية.
أهداف الدرس:
التعليمية:لتعريف الطلاب بمفاهيم الأحماض النووية ، لتعزيز الاستيعاب والاستيعاب للمواد.
النامية: تنمية الصفات المعرفية للطلاب (القدرة على رؤية المشكلة ، القدرة على طرح الأسئلة).
التعليمية: لتشكيل دافع إيجابي لدراسة علم الأحياء ، والرغبة في الحصول على النتيجة النهائية ، والقدرة على اتخاذ القرارات واستخلاص النتائج.
وقت التنفيذ: 90 دقيقة
ادوات:
- جهاز عرض للكمبيوتر الشخصي والفيديو ؛
- عرض المؤلف الذي تم إنشاؤه في بيئة Power Point ؛
- نشرة المواد التعليمية (قائمة ترميز الأحماض الأمينية) ؛
يخطط:
1. أنواع الأحماض النووية.
2. هيكل الحمض النووي.
3. الأنواع الرئيسية من الحمض النووي الريبي.
4. النسخ.
5. ATP والمركبات العضوية الأخرى للخلية.
تقدم الدرس:
I. لحظة تنظيمية.
التحقق من الاستعداد للدرس.
ثانيًا. تكرار.
المسح الشفوي:
1. وصف وظائف الدهون في الخلية.
2. ما هو الفرق بين البوليمرات الحيوية البروتينية والبوليمرات الحيوية الكربوهيدرات؟ ما هي أوجه التشابه بينهما؟
الاختبار (3 خيارات)
ثالثا. تعلم مواد جديدة.
1. أنواع الأحماض النووية.يأتي اسم الأحماض النووية من الكلمة اللاتينية "nucleos" ، أي النواة: تم العثور عليها لأول مرة في نواة الخلية. هناك نوعان من الأحماض النووية في الخلايا: الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). تتكون هذه البوليمرات الحيوية من مونومرات تسمى النيوكليوتيدات. تتشابه أحاديات نيوكليوتيدات DNA و RNA في السمات الهيكلية الأساسية وتلعب دورًا مركزيًا في تخزين المعلومات الوراثية ونقلها. يتكون كل نوكليوتيد من ثلاثة مكونات متصلة بواسطة روابط كيميائية قوية. يحتوي كل من النيوكليوتيدات المكونة للحمض النووي الريبي على سكر ثلاثي الكربون - ريبوز ؛ أحد المركبات العضوية الأربعة التي تسمى القواعد النيتروجينية - الأدينين ، الجوانين ، السيتوزين ، اليوراسيل (A ، G ، C ، U) ؛ بقايا حمض الفوسفوريك.
2. هيكل الحمض النووي . تحتوي النيوكليوتيدات التي تتكون منها الحمض النووي على سكر من خمسة كربون - deoxyribose ؛ واحدة من أربع قواعد نيتروجينية: الأدينين ، الجوانين ، السيتوزين ، الثايمين (A ، G ، C ، T) ؛ بقايا حمض الفوسفوريك.
كجزء من النيوكليوتيدات ، ترتبط القاعدة النيتروجينية بجزيء ريبوز (أو ديوكسيريبوز) من جانب ، وبقايا حمض الفوسفوريك على الجانب الآخر. النيوكليوتيدات مترابطة في سلاسل طويلة. يتكون العمود الفقري لمثل هذه السلسلة من خلال التناوب المنتظم مخلفات السكر وحمض الفوسفوريك ، والمجموعات الجانبية لهذا النوع من السلسلة من القواعد النيتروجينية بالتناوب غير المنتظم.
جزيء الحمض النووي عبارة عن هيكل يتكون من خيطين متصلين ببعضهما البعض بطول كامل بواسطة روابط هيدروجينية. مثل هذا الهيكل ، المميز فقط لجزيئات الحمض النووي ، يسمى اللولب المزدوج. تتمثل إحدى سمات بنية الحمض النووي في أنه مقابل القاعدة النيتروجينية في أحد الخيطين تقع القاعدة النيتروجينية T في الخيط الآخر ، وتقع القاعدة النيتروجينية C دائمًا مقابل القاعدة النيتروجينية G.
من الناحية التخطيطية ، يمكن التعبير عن ذلك على النحو التالي:
أ (الأدينين) - تي (الثايمين)
تي (الثايمين) - أ (الأدينين)
G (جوانين) - C (السيتوزين)
C (السيتوزين) - G (الجوانين)
تسمى هذه الأزواج من القواعد قواعد تكميلية (تكمل بعضها البعض). تسمى خيوط الدنا التي تكون فيها القواعد مكملة لبعضها البعض خيوطًا تكميلية.
تم اقتراح نموذج بنية جزيء الحمض النووي من قبل J. Watson و F. Crick في عام 1953. وقد تم تأكيده بالكامل تجريبيًا ولعب دورًا مهمًا للغاية في تطوير البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة.
يحدد ترتيب ترتيب النيوكليوتيدات في جزيئات الحمض النووي ترتيب ترتيب الأحماض الأمينية في جزيئات البروتين الخطي ، أي هيكلها الأساسي. تحدد مجموعة البروتينات (الإنزيمات والهرمونات وما إلى ذلك) خصائص الخلية والكائن الحي. تخزن جزيئات الحمض النووي المعلومات حول هذه الخصائص وتمررها إلى أجيال من الأحفاد ، أي أنها تحمل المعلومات الوراثية. توجد جزيئات الحمض النووي بشكل أساسي في نوى الخلايا وكمية صغيرة في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.
3. الأنواع الرئيسية من الحمض النووي الريبي.تتحقق المعلومات الوراثية المخزنة في جزيئات الحمض النووي من خلال جزيئات البروتين. تنتقل المعلومات حول بنية البروتين إلى السيتوبلازم عن طريق جزيئات RNA خاصة ، والتي تسمى معلوماتية (i-RNA). يتم نقل Messenger RNA إلى السيتوبلازم ، حيث يتم تكوين البروتين بمساعدة عضيات خاصة - الريبوسومات. إن الحمض النووي الريبي المعلوماتي ، الذي تم بناؤه مكملًا لأحد خيوط الدنا ، هو الذي يحدد الترتيب الذي يتم فيه ترتيب الأحماض الأمينية في جزيئات البروتين.
يشارك نوع آخر من الحمض النووي الريبي أيضًا في تخليق البروتين - نقل RNA (t-RNA) ، والذي يجلب الأحماض الأمينية إلى المكان الذي تتشكل فيه جزيئات البروتين - الريبوسومات ، وهو نوع من المصانع لإنتاج البروتينات.
تحتوي الريبوسومات على نوع ثالث من الحمض النووي الريبي ، ما يسمى RNA الريبوسوم (الرنا الريباسي) ، والذي يحدد بنية ووظيفة الريبوسومات.
يتم تمثيل كل جزيء من جزيئات الحمض النووي الريبي ، على عكس جزيء الحمض النووي ، بشريط واحد ؛ يحتوي على الريبوز بدلاً من الديوكسيريبوز واليوراسيل بدلاً من الثايمين.
وبالتالي، تؤدي الأحماض النووية أهم الوظائف البيولوجية في الخلية. يقوم الحمض النووي بتخزين المعلومات الوراثية حول جميع خصائص الخلية والكائن الحي ككل. تشارك أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي في تنفيذ المعلومات الوراثية من خلال تخليق البروتين.
4. النسخ.
تسمى عملية تكوين i-RNA النسخ (من "النسخ" اللاتيني - إعادة الكتابة). يحدث النسخ في نواة الخلية. DNA → i-RNA بمشاركة إنزيم البوليميراز.يعمل الحمض الريبي النووي النقال كمترجم من "لغة" النيوكليوتيدات إلى "لغة" الأحماض الأمينية ،يتلقى الحمض الريبي النووي النقال أمرًا من mRNA - يتعرف مضاد الكودون على الكودون ويحمل الحمض الأميني.
5. ATP والمركبات العضوية الأخرى للخلية
في أي خلية ، بالإضافة إلى البروتينات والدهون والسكريات والأحماض النووية ، هناك عدة آلاف من المركبات العضوية الأخرى. يمكن تقسيمها بشكل مشروط إلى منتجات نهائية وسيطة للتخليق الحيوي والانحلال.
المنتجات النهائية من التخليق الحيويتسمى المركبات العضوية التي تلعب دورًا مستقلًا في الجسم أو تعمل كمونومرات لتركيب البوليمرات الحيوية. من بين المنتجات النهائية للتخليق الحيوي الأحماض الأمينية ، والتي يتم تصنيع البروتينات منها في الخلايا ؛ نيوكليوتيدات - مونومرات يتم منها تصنيع الأحماض النووية (RNA و DNA) ؛ الجلوكوز ، والذي يعمل بمثابة مونومر لتخليق الجليكوجين والنشا والسليلوز.
يكمن المسار إلى تخليق كل منتج من المنتجات النهائية من خلال عدد من المركبات الوسيطة. تخضع العديد من المواد للانقسام والانقسام الأنزيمي في الخلايا.
المنتجات النهائية للتخليق الحيوي هي المواد التي تلعب دورًا مهمًا في تنظيم العمليات الفسيولوجية وتطور الكائن الحي. وتشمل هذه العديد من الهرمونات الحيوانية. تعمل هرمونات القلق أو الإجهاد (على سبيل المثال ، الأدرينالين) في ظل ظروف الإجهاد على زيادة إفراز الجلوكوز في الدم ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة تخليق ATP والاستخدام النشط للطاقة المخزنة في الجسم.
أحماض الفوسفوريك الأدينوزين.يلعب نوكليوتيد الأدينيل ، الذي يرتبط به اثنان من بقايا حمض الفوسفوريك ، دورًا مهمًا بشكل خاص في الطاقة الحيوية للخلية. تسمى هذه المادة أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).جزيء ATP عبارة عن نيوكليوتيد يتكون من قاعدة الأدينين النيتروجينية ، وريبوز السكر المكون من خمسة كربون ، وثلاث بقايا حمض الفوسفوريك. ترتبط مجموعات الفوسفات في جزيء ATP ببعضها البعض بواسطة روابط عالية الطاقة (ماكرورجيك).
ATP - مجمع عالمي للطاقة البيولوجية. يتم تخزين الطاقة الضوئية للشمس والطاقة الموجودة في الطعام المستهلك في جزيئات ATP.
متوسط عمر جزيء ATP في جسم الإنسان أقل من دقيقة ، لذلك يتم تكسيره واستعادته 2400 مرة في اليوم.
في الروابط الكيميائية بين بقايا حمض الفوسفوريك لجزيء ATP ، يتم تخزين الطاقة (E) ، والتي يتم إطلاقها عند التخلص من الفوسفات:
ATP \ u003d ADP + F + E
ينتج هذا التفاعل حمض الأدينوزين ثنائي الفوسفوريك (ADP) وحمض الفوسفوريك (الفوسفات ، F).
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + الطاقة (40 كيلوجول / مول)
ATP + H2O → AMP + H4P2O7 + طاقة (40 كيلوجول / مول)
ADP + H3PO4 + طاقة (60 كيلوجول / مول) → ATP + H2O
تستخدم جميع الخلايا طاقة ATP لعمليات التخليق الحيوي ، والحركة ، وإنتاج الحرارة ، ونقل النبضات العصبية ، والتألق (على سبيل المثال ، في البكتيريا المضيئة) ، أي لجميع عمليات الحياة.
رابعا. ملخص الدرس.
1. تعميم المادة المدروسة.
أسئلة للطلاب:
1. ما هي مكونات النيوكليوتيدات؟
2. لماذا يعتبر ثبات محتوى الحمض النووي في خلايا الجسم المختلفة دليلاً على أن الحمض النووي هو المادة الوراثية؟
3. إعطاء وصف مقارن للحمض النووي والحمض النووي الريبي.
4. حل المشاكل:
يكمل G-G-G-A-T-A-A-C-A-G-A-T السلسلة الثانية.
الجواب: DNA G-Y-Y- A-T-A-A-C-A-G-A-T
سي سي سي تي ايه تي تي جي تي سي تي ايه
(على أساس مبدأ التكامل)
2) حدد تسلسل النيوكليوتيدات في جزيء الرنا المرسال المبني على هذا الجزء من سلسلة الحمض النووي.
الجواب: i-RNA G-G-A-U-A-A-C-A-G-C-U
3) يحتوي جزء من خيط واحد من الحمض النووي على التركيب التالي:
- -A-A-T-T-C-C-G-G-. أكمل الدائرة الثانية.
- -Ts-T-A-T-A-G-Ts-T-G-.
5. حل الاختبار:
4) أي نيوكليوتيدات ليست جزءًا من الحمض النووي؟
أ) الثايمين.
ب) اليوراسيل.
ج) الجوانين.
د) السيتوزين.
ه) الأدينين.
الجواب: ب
5) إذا كان تكوين النوكليوتيدات للحمض النووي
ATT-GCH-TAT - ما الذي يجب أن يكون التركيب النكليوتيد لـ i-RNA؟
أ) TAA-CHTs-UTA ؛
ب) TAA-GCG-UTU ؛
ج) UAA-CHC-AUA ؛
د) UAA-CHTs-ATA.
الجواب: في