인산화 과정은 키나제 효소의 참여로 한 화합물에서 다른 화합물로 인산화기가 전달되는 반응입니다. ATP는 산화 및 기질 인산화에 의해 합성됩니다. 산화적 인산화는 생물유기물질이 산화될 때 방출되는 에너지를 이용하여 ADP에 무기인산염을 첨가하여 ATP를 합성하는 것이다.

ADP + ~P → ATP

기질 인산화는 ATP 합성을 위해 고에너지 ADP 결합을 통해 인산화기가 직접 전달되는 것입니다.

기질 인산화의 예:

1. 탄수화물 대사의 중간 생성물은 포스포에놀피루브산이며, 이는 고에너지 결합을 통해 ADP 포스포릴 그룹을 전달합니다.

크렙스 회로의 중간 생성물인 고에너지 숙시닐-Co-A와 ADP의 상호작용으로 ATP 한 분자가 형성됩니다.

신체의 에너지 방출과 ATP 합성의 세 가지 주요 단계를 살펴보겠습니다.

첫 번째 단계(준비)에는 소화와 흡수가 포함됩니다. 이 단계에서는 식품 화합물 에너지의 0.1%가 방출됩니다.

두 번째 단계. 이동 후 단량체(생체 유기 화합물의 분해 산물)는 세포로 들어가 산화를 겪습니다. 연료 분자(아미노산, 포도당, 지방)의 산화 결과로 화합물 아세틸-Co-A가 형성됩니다. 이 단계에서 식품 물질 에너지의 약 30%가 방출됩니다.

세 번째 단계인 크렙스 사이클(Krebs Cycle)은 생화학적 산화환원 반응의 폐쇄 시스템입니다. 이 사이클은 호기성 산화의 기본 반응을 가정하고 실험적으로 확인한 영국 생화학자 Hans Krebs의 이름을 따서 명명되었습니다. 그의 연구로 Krebs는 노벨상(1953)을 받았습니다. 사이클에는 두 가지 이름이 더 있습니다.

트리카르복실산 회로는 트리카르복실산(3개의 카르복실기를 함유한 산)의 변형 반응을 포함하기 때문입니다.

구연산 회로, 회로의 첫 번째 반응은 구연산의 형성이기 때문입니다.

크렙스 회로에는 10가지 반응이 포함되며 그 중 4가지가 산화환원 반응입니다. 반응 중에 에너지의 70%가 방출됩니다.

이 주기의 생물학적 역할은 모든 주요 식품의 산화적 분해의 공통적인 종말점이기 때문에 매우 중요합니다. 이것이 세포 내 산화의 주요 메커니즘이며 비유적으로는 대사 "가마솥"이라고 불립니다. 연료 분자(탄수화물, 아미노산, 지방산)가 산화되는 동안 신체에는 ATP 형태의 에너지가 공급되며, 연료 분자는 아세틸-Co-A로 전환된 후 크렙스 회로로 들어갑니다.

또한, 트리카르복실산 회로는 생합성 과정을 위한 중간 생성물을 공급합니다. 이 주기는 미토콘드리아 매트릭스에서 발생합니다.

Krebs주기의 반응을 고려하십시오.

이 순환은 4개의 탄소로 구성된 옥살로아세트산과 2개의 탄소로 구성된 아세틸-Co-A의 축합으로 시작됩니다. 이 반응은 구연산염 합성효소에 의해 촉매되며 알돌 축합에 이어 가수분해가 일어납니다. 중간체는 시트릴-Co-A이며, 이는 시트레이트와 CoA로 가수분해됩니다.

IV. 이것이 첫 번째 산화환원 반응이다.
이 반응은 세 가지 효소로 구성된 α-옥소글루타레이트 탈수소효소 복합체에 의해 촉매됩니다.
Ⅶ.

석시닐(Succinyl)에는 에너지가 풍부한 결합이 포함되어 있습니다. 숙시닐-CoA의 티오에스테르 결합 절단은 구아노신 디포스페이트(GDP)의 인산화와 연관되어 있습니다.

숙시닐-CoA + ~ F +GDP 숙시네이트 + GTP +CoA

GTP의 인산 그룹은 쉽게 ADP로 전달되어 ATP를 형성합니다.

GTP + ADP ATP + GDP

이것은 기질 인산화 반응인 주기의 유일한 반응입니다.

Ⅷ. 이는 세 번째 산화환원 반응입니다.

크렙스 회로는 이산화탄소, 양성자 및 전자를 생성합니다. 이 순환의 네 가지 반응은 산화환원반응이며, 조효소 NAD와 FAD를 함유한 탈수소효소에 의해 촉매됩니다. 조효소는 생성된 H+와 ē를 포착하여 호흡 사슬(생물학적 산화 사슬)로 전달합니다. 호흡 사슬의 요소는 미토콘드리아의 내막에 있습니다.
호흡 사슬은 산화 환원 반응 시스템으로, 그 동안 H +와 ē가 호흡의 결과로 몸에 들어가는 O 2로 점진적으로 전달됩니다. ATP는 호흡 사슬에서 형성됩니다. 사슬의 주요 운반체 ē는 철 및 구리 함유 단백질(시토크롬), 조효소 Q(유비퀴논)입니다. 사슬에는 5개의 시토크롬이 있습니다(b 1, c 1, c, a, a 3).

시토크롬 b 1, c 1, c 보결분자단은 철 함유 헴입니다. 이들 시토크롬의 작용 메커니즘은 ē와 H+의 이동으로 인해 산화 상태와 환원 상태 모두에 있을 수 있는 가변 원자가의 철 원자를 함유하고 있다는 것입니다.

빠른 회복과 성장을 위한 ATP 수준 향상

ATP는 거의 모든 근육 기능을 제어하고 근력과 지구력 수준을 결정하는 세포 내 에너지의 원천입니다. 또한 훈련에 대한 동화작용 반응과 세포 수준에서 대부분의 호르몬의 영향을 조절합니다. 근육에 ATP가 많이 포함되어 있을수록 근육이 더 크고 강력해질 것이라고 가정하는 것이 가능합니다.

사실 보디빌더로서의 강렬한 훈련은 근육에 저장된 ATP를 고갈시킵니다. 그리고 이러한 공허한 상태는 며칠 동안 지속되어 근육 성장을 방해할 수 있습니다. 특히, 과도한 훈련은 신체가 오랫동안 ATP 고갈 상태에 있었던 결과입니다. 근육의 ATP 수준을 회복하려면 다양한 ATP 부스터를 효과적으로 사용하는 방법을 배워야 합니다.

운동 중 ATP 수준

근육 수축은 근육 세포에 포함된 ATP의 에너지를 사용합니다. 그러나 집중적인 삭감으로 인해 이 “연료”의 공급이 빠르게 고갈됩니다. 같은 힘을 영원히 계속해서 생산할 수 없는 이유가 바로 이 때문입니다. 더 열심히 훈련할수록 더 많은 ATP가 필요합니다. 그러나 부담이 무거워질수록 세포는 ATP를 재생성하는 능력을 더 많이 잃게 됩니다. 결과적으로, 무거운 로드는 빠르게 당신을 쓰러뜨리고, 가장 생산적인 마지막 반복을 완료할 수 있는 능력을 빼앗아 엄청난 좌절감을 안겨줄 것입니다. 그때부터 근육 수축을 느끼기 시작하고 모든 섬유질을 느끼지만 ATP 부족으로 인해 모두 작동이 멈춥니다.

실제로 ATP 수준은 훈련에서 가장 제한적인 요소 중 하나입니다. 각 세트의 성장 촉진 담당자 수를 줄입니다. 세트가 끝날 때 부족한 강도를 보충하기 위해 더 많은 세트를 수행하게 되면 상당한 양의 비효율적인 저강도 작업이 발생하게 됩니다.

대중적인 믿음과는 달리, 세트 수행 후 ATP 수준은 전혀 0이 아닙니다. 실제로는 0과는 거리가 멀다. 의학 연구에 따르면 근육 ATP 수준은 최대 근육 수축 10초 후 25% 감소합니다(1). 30초 동안 노력하면 ATP 수준은 약 50%가 됩니다. 따라서 아직 ATP 보유량이 완전히 고갈되려면 아직 멀었습니다. 그러나 그 수준이 약간만 감소해도 근육이 원하는 만큼 강력하게 수축되는 것을 방지할 수 있습니다. 물론, 한 세트 이상을 수행하면 ATP 저장량이 점점 고갈됩니다. 연구에 따르면 30초 동안 근육을 ​​수축한 후 4분의 휴식만으로는 제2형 섬유의 ATP 수준을 완전히 회복할 수 없는 것으로 나타났습니다(2). 결과적으로 두 번째 세트를 시작할 때 근육의 ATP 예비는 최적이 아닙니다. 더 많은 세트를 수행할수록 ATP 수준은 점점 낮아집니다.

운동 후에 ATP는 어떻게 되나요?

훈련이 완료된 후에는 ATP 보유량이 크게 줄어들 수 있습니다. 휴식을 취하면 근육이 회복될 기회가 있을 것으로 기대할 수 있습니다. 결국 이때 ATP의 필요성은 감소하고 생산량은 증가합니다. 그러나 회복기 초기에는 ATP 수치가 낮기 때문에 정상으로 돌아오는 데 시간이 좀 걸린다는 점을 기억하세요. 어느? 놀랍게도 ATP가 완전히 보충되기까지는 24~72시간이 소요됩니다.

과도한 훈련 상태에 있는 경우 ATP 수준은 정상 기준 수준으로 돌아오지 않습니다. 불행하게도 ATP 수준은 운동 후에 다소 감소하지만 여전히 상당히 높습니다. 여기에는 다음을 포함하여 여러 가지 이유가 있습니다.

1) 운동을 하면 나트륨이 근육세포에 축적됩니다. 그런 다음 Na-K-ATPase 펌프라는 메커니즘을 사용하여 나트륨을 제거해야 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 메커니즘은 ATP를 에너지원으로 사용합니다.

2) 근육이 아프다면 근육에 칼슘이 많이 축적되어 있다는 뜻입니다. 그들은 포함된 칼슘을 자연 저장소로 되돌리려고 노력할 것이지만, 이를 위해서는 일정량의 ATP 공급도 필요합니다.

3) 또 다른 흥미로운 측면은 글루타민 형성에 관한 것입니다. 훈련 후에는 신체의 글루타민 필요량이 크게 증가합니다. 증가된 글루타민 수요에 대처하기 위해 신체는 분지쇄 아미노산과 같은 다른 아미노산으로부터 더 많은 글루타민을 생산하기 시작합니다. '줄다리기' 상태가 발생합니다. 글루타민 사용이 증가함에 따라 새로운 글루타민을 생산하려는 신체의 노력도 증가합니다. 글루타민 생산은 에너지 관점에서 볼 때 매우 비쌉니다. 이는 ATP를 의미합니다. 주로 근육에서 발생하지만, 운동 후 근육 내 ATP 수치가 감소하여 글루타민 생성을 방해합니다. 일정 기간이 지나면 생산이 더 이상 증가된 수요를 충족하지 못하여 훈련 후 글루타민 수준이 크게 감소합니다. 반면에 이러한 감소를 최소화하기 위해 신체는 더 많은 ATP를 사용하여 글루타민 합성 속도를 높이려고 합니다. 결과적으로, 근육 ATP 소비는 운동 후 오랜 기간 동안 높게 유지되어 근육 회복에 너무 오랜 시간이 걸립니다.

ATP와 다이어트

정상적으로 식사를 하더라도 훈련과 근육발달 과정은 상당히 어렵습니다. 그러나 보디빌더들은 때때로 저탄수화물 식단을 따라야 합니다. 음식 섭취를 줄이는 것이 세포의 에너지 수준에 어떤 영향을 미치는지 상상할 수 있습니다. 장기간 제한적인 다이어트를 하면 근육의 에너지 균형이 무너져 정상적인 ATP 수준을 유지하기가 더욱 어려워집니다. 이로 인해 훈련 ​​중 근력이 감소하고 훈련 후 회복 기간이 길어집니다.

ATP의 기능

근육 수축을 위한 에너지를 제공하고 근육의 전해질 수준을 조절하는 주요 기능 외에도 ATP는 근육에서 다른 많은 기능을 수행합니다. 예를 들어, 단백질 합성 속도를 제어합니다. 건물을 짓는 데 원자재의 가용성과 일정량의 에너지 소비가 필요한 것처럼 근육 조직의 건설도 마찬가지입니다. 물질은 아미노산이고, 에너지원은 ATP이다. 동화작용은 근육 내에서 발생하는 가장 에너지 소모적인 과정 중 하나입니다.

ATP를 너무 많이 소비하므로 이 물질이 30% 감소하면 대부분의 동화작용이 중단됩니다. 따라서 ATP 수준의 변동은 동화작용 과정에 큰 영향을 미칩니다.

이것은 훈련 중에 근육이 성장하지 않는다는 사실을 설명합니다. 사람이 운동을 하면 ATP 수준이 너무 낮습니다. 그리고 이 시점에서 동화 과정을 시작하면 ATP 공급이 더욱 고갈되어 근육 수축 능력이 저하됩니다. ATP 수준이 정상으로 빨리 돌아올수록 단백질 합성 과정이 더 빨리 시작됩니다. 따라서 운동 중에 ATP 수준을 높이는 것이 중요하지만 근육 성장을 위해서는 운동 후에 ATP 수준을 높이는 것이 훨씬 더 중요합니다. 동화작용 호르몬이 마법을 발휘하려면 ATP도 필요합니다. 테스토스테론과 인슐린 모두 제대로 기능하려면 ATP가 필요합니다.

역설적이게도 ATP 수준은 이화작용 속도도 제어합니다. 주요 단백질 분해 경로는 근육 조직을 분해하기 위해 에너지가 필요합니다. 운동 후 ATP 수준이 감소하면 근육이 이화작용으로부터 보호될 것이라고 생각할 수도 있지만, 불행하게도 이는 사실이 아닙니다. 근육 ATP 수준이 더 낮은 역치에 도달하면 ATP와 무관한 다른 이화 메커니즘이 활성화됩니다. 세포에 포함된 칼슘이 세포에서 제거되기 시작하여 심각한 장애를 유발합니다. 더 유리한 선택은 강력한 이화 과정과 약한 동화 과정보다 동화 과정과 이화 과정을 모두 강화하는 것입니다. 그러므로 ATP가 많을수록 좋습니다.

ATP 수준을 높이는 방법

보디빌더로서 당신은 ATP 수준을 높일 수 있는 엄청난 양의 강력한 도구를 보유하고 있습니다. 이 기사에서는 크레아틴, 프로호르몬 및 리보스의 사용에 대해 이야기하겠습니다. 나는 탄수화물에 대해 이미 에너지 원으로 너무 많이 기록했기 때문에 그것에 대해 언급하지 않을 것입니다. 글루타민과 분지사슬 아미노산도 ATP 생산에 작은 영향을 미치지만 지금은 이에 대해 자세히 설명하지 않겠습니다. 이러한 각성제는 모두 서로 다른 작동 시기가 특징이므로 보조적인 역할만 한다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.

가장 빠르게 작용하는 각성제는 D-리보스입니다. ATP 분자는 하나의 아데닌 분자, 세 개의 인산염 그룹 및 하나의 리보스 분자의 상호 작용에 의해 생성됩니다. 따라서 리보스는 ATP 합성에 필요한 원료입니다. 리보스는 또한 ATP 재합성에 필요한 효소 5-포스포리보실-1-피로포스페이트의 활성을 조절합니다.

운동하기 45분 전에 최소 4g의 리보스를 섭취하는 것이 좋습니다. 근력 수준이 즉시 향상될 뿐만 아니라 리보스는 가장 무거운 세트에 반복 횟수를 추가할 때 성능에 영향을 미치는 신경 피로를 예방합니다.

그러나 리보스는 ATP 생산을 자극하는 역할만 하는 것이 아닙니다. 연구에 따르면 ATP 수준을 높이고, 비록 덜 알려져 있지만 세포 에너지의 또 다른 공급원인 우리딘 삼인산의 수준을 높이는 데 효과적이라는 것이 밝혀졌습니다. 우리딘 삼인산은 지근 섬유에 가장 중요합니다. 연구에 따르면 근육에 강력한 동화작용 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 또한 칼륨이 근육 세포 내부로 이동하여 ATP 저장을 절약함으로써 나트륨 침입을 제거하는 데 도움이 됩니다.

나는 크레아틴이 적당한 ATP 자극제라고 생각하며, 가장 오래 지속되는 ATP 자극제는 프로호르몬입니다. 나는 크레아틴이 앉아서 생활하는 생활방식을 선도하는 사람들의 ATP 생산에 자극 효과를 줄 수 있는지 의심스럽습니다. 그러나 위에서 논의한 것처럼 강렬한 신체 활동은 오랫동안 ATP 수준을 감소시킵니다. 이 경우 크레아틴은 근육 내에서 인산 크레아틴으로 전환되므로 ATP 재합성에 필요한 시작 물질을 제공할 수 있습니다. 유럽 ​​​​과학자들이 수행 한 실험에 따르면 운동 선수가 높은 수준의 훈련에서 5 일 동안 하루 21g의 크레아틴을 추가로 사용하고 탄수화물 252g을 섭취하면 ATP 수준이 근육은 최대 9%까지 증가했으며 ATP 전구체 인산크레아틴을 사용하면 11%까지 증가했습니다(3).

프로호르몬과 관련하여 동물 연구에 따르면 남성 호르몬 수치가 근육의 ATP 수치에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 쥐를 거세했을 때 근육의 ATP 수준이 감소했습니다(4). 쥐에게 테스토스테론을 투여하자 ATP 수준이 정상 수준으로 회복되었습니다. 이 연구 결과는 특히 단순히 탄수화물을 섭취하더라도 테스토스테론 수치가 감소하는 운동 후 기간에 테스토스테론 자극제 복용의 중요성을 입증했습니다. 안드로스텐디온과 같은 분비내 테스토스테론 자극제와 난드롤론 전구체와 같은 내분비 자극제를 사용할 수 있습니다. 따라서 혈액 내 테스토스테론 수치 감소를 난드롤론으로 대체함으로써 자연적으로 조절하는 동시에 안드로스텐디온으로 근육의 테스토스테론 수치를 증가시킬 수 있습니다.
리보스, 크레아틴 및 프로호르몬은 ATP 생산을 효과적으로 자극합니다. 이를 함께 복용하면 저항 훈련 중 근력 수준이 향상되는 동시에 훈련 후 근육 회복 및 성장이 향상됩니다. 시간이 지남에 따라 영향력이 다르게 분포되고 작용 방식도 다르기 때문에 시너지 효과를 발휘하여 최적의 결과를 만들어냅니다.

근육 활동의 에너지

이미 지적한 바와 같이, 근육 활동의 두 단계(수축과 이완)는 ATP가 가수분해되는 동안 방출되는 에너지의 의무적 사용으로 발생합니다.

그러나 근육 세포의 ATP 보유량은 미미하며(휴식 시 근육의 ATP 농도는 약 5mmol/L) 1~2초 동안 근육 활동에 충분합니다. 그러므로 더 긴 근육 활동을 보장하려면 근육에 ATP 보유량을 보충해야 합니다. 육체 노동 중에 직접 근육 세포에서 ATP가 형성되는 것을 ATP 재합성이라고 하며 에너지 소비가 발생합니다.

따라서 근육이 기능할 때 수축과 이완에 필요한 에너지를 제공하는 ATP 가수분해와 이 물질의 손실을 보충하는 ATP 재합성이라는 두 가지 과정이 동시에 발생합니다. 근육 수축과 이완을 보장하기 위해 ATP의 화학 에너지만 사용된다면 탄수화물, 지방, 아미노산 및 크레아틴 인산염과 같은 다양한 화합물의 화학 에너지가 ATP 재합성에 적합합니다.

ATP의 구조와 생물학적 역할

아데노신 삼인산(ATP)은 뉴클레오티드입니다. ATP(아데노신 삼인산) 분자는 질소 염기 아데닌, 5탄당 리보스 및 고에너지 결합으로 연결된 3개의 인산 잔기로 구성됩니다. 가수분해되면 많은 양의 에너지가 방출됩니다. ATP는 고에너지 화학 결합의 에너지 형태로 에너지를 축적하는 세포의 주요 매크로입니다.

생리학적 조건, 즉 살아있는 세포에 존재하는 조건에서 ATP(506g) 1몰이 분해되면 12kcal, 즉 50kJ의 에너지가 방출됩니다.

ATP 형성 경로

호기성 산화(조직 호흡)

동의어: 산화적 인산화, 호흡 인산화, 호기성 인산화.

이 경로는 미토콘드리아에서 발생합니다.

트리카르복실산 회로는 영국의 생화학자 G. Krebs에 의해 처음 발견되었습니다(그림 4).

첫 번째 반응은 구연산염 합성효소에 의해 촉매되는데, 여기서 아세틸-CoA의 아세틸기가 옥살로아세트산과 축합되어 구연산이 형성됩니다. 분명히 이 반응에서는 효소에 결합된 시트릴-CoA가 중간 생성물로 형성됩니다. 그런 다음 후자는 자발적이고 비가역적으로 가수분해되어 구연산염과 HS-CoA를 형성합니다.

두 번째 반응의 결과로 생성된 구연산은 탈수를 거쳐 시스-아코니트산을 형성하고, 여기에 물 분자를 추가하면 이소구연산(이소구연산염)이 됩니다. 이러한 가역적 수화-탈수 반응은 아코니테이트 수화효소(아코니타제) 효소에 의해 촉매됩니다. 결과적으로 구연산염 분자에서는 H와 OH의 상호 이동이 발생합니다.

쌀. 4. 트리카르복실산 회로(크렙스 회로)

세 번째 반응은 크렙스 주기의 속도를 제한하는 것으로 보입니다. 이소시트르산은 NAD 의존성 이소시트레이트 탈수소효소의 존재 하에서 탈수소화됩니다. 이소시트르산 탈수소효소 반응 동안 이소시트르산은 동시에 탈카르복실화됩니다. NAD-의존성 이소시트레이트 탈수소효소는 특정 활성제로서 ADP를 필요로 하는 알로스테릭 효소입니다. 또한, 효소가 활성을 나타내려면 이온이 필요합니다.

네 번째 반응 동안 α-케토글루타르산의 산화적 탈카르복실화가 일어나 고에너지 화합물 숙시닐-CoA를 형성합니다. 이 반응의 메커니즘은 피루브산의 산화적 탈카르복실화에서 아세틸-CoA로의 반응과 유사합니다. α-케토글루타레이트 탈수소효소 복합체는 피루베이트 탈수소효소 복합체와 구조가 유사합니다. 두 경우 모두 5개의 보조효소(TPP, 리포산 아미드, HS-CoA, FAD 및 NAD+)가 반응에 참여합니다.

다섯 번째 반응은 숙시닐-CoA 합성효소에 의해 촉매됩니다. 이 반응 동안 숙시닐-CoA는 GTP와 무기 인산염이 참여하여 숙신산(숙신산염)으로 전환됩니다. 동시에 숙시닐-CoA의 고에너지 티오에테르 결합으로 인해 GTP의 고에너지 인산염 결합이 형성된다.

여섯 번째 반응의 결과로 숙신산염은 탈수소되어 푸마르산이 된다. 숙신산의 산화는 숙신산 탈수소효소에 의해 촉매됩니다.

조효소 FAD가 단백질에 단단히(공유적으로) 결합되어 있는 분자입니다. 차례로 숙신산 탈수소효소는 미토콘드리아 내부 막에 단단히 결합되어 있습니다.

일곱 번째 반응은 푸마르산 수화효소(푸마라제)의 영향으로 수행됩니다. 생성된 푸마르산은 수화되고, 반응 생성물은 말산(말레이트)입니다.

마지막으로 트리카르복실산 회로의 8번째 반응 동안 미토콘드리아 NAD 의존성 말산염 탈수소효소의 영향으로 L-말산염은 옥살로아세트산으로 산화됩니다.

한 주기가 바뀌는 동안 크렙스 주기와 산화적 인산화 시스템에서 1개의 아세틸-CoA 분자가 산화되어 12개의 ATP 분자가 생성될 수 있습니다.

혐기성 산화

동의어: 기질 인산화, 혐기성 ATP 합성. 세포질에서 진행되고 분리된 수소는 다른 물질과 결합됩니다. 기질에 따라 혐기성 ATP 재합성의 두 가지 경로, 즉 크레아틴 인산염(크레아틴 키나제, 유산)과 해당과정(당분해, 젖산염)이 구별됩니다. 신경질적인 경우 기질은 크레아틴 인산염이고 두 번째는 포도당입니다.

이러한 경로는 산소의 참여 없이 발생합니다.

계속. 2005년 11, 12, 13, 14, 15, 16호 참조

과학 수업의 생물학 수업

고급 계획, 10학년

강의 19. ATP의 화학적 구조와 생물학적 역할

장비:일반 생물학에 관한 표, ATP 분자 구조 다이어그램, 플라스틱과 에너지 대사 사이의 관계 다이어그램.

I. 지식 테스트

생물학적 구술 "생물체의 유기 화합물" 실시

교사는 숫자로 된 초록을 읽고, 학생들은 자신의 버전 내용과 일치하는 초록의 번호를 노트에 적습니다.

옵션 1 - 단백질.
옵션 2 - 탄수화물.
옵션 3 - 지질.
옵션 4 - 핵산.

1. 순수한 형태에서는 C, H, O 원자로만 구성됩니다.

2. C, H, O 원자 외에도 N 및 일반적으로 S 원자를 포함합니다.

3. C, H, O 원자 외에도 N 및 P 원자를 포함합니다.

4. 비교적 작은 분자량을 가지고 있습니다.

5. 분자량은 수천에서 수만, 수십만 달톤까지 가능합니다.

6. 분자량이 수천만, 수억 달톤에 달하는 가장 큰 유기 화합물입니다.

7. 물질이 단량체인지 중합체인지에 따라 매우 작은 것부터 매우 높은 것까지 분자량이 다릅니다.

8. 단당류로 구성되어 있습니다.

9. 아미노산으로 구성되어 있습니다.

10. 뉴클레오티드로 구성됩니다.

11. 고급지방산의 에스테르이다.

12. 기본구조단위: “질소염기-5탄당-인산잔기”

13. 기본구조단위: “아미노산”.

14. 기본구조단위: “단당류”.

15. 기본 구조 단위: “글리세롤-지방산”

16. 고분자 분자는 동일한 단량체로 구성됩니다.

17. 고분자 분자는 유사하지만 완전히 동일하지는 않은 단량체로 구성됩니다.

18. 그것들은 폴리머가 아니다.

19. 거의 독점적으로 에너지, 건설 및 저장 기능을 수행하며 경우에 따라 보호 기능도 수행합니다.

20. 에너지 및 건설 외에도 촉매, 신호, 운송, 모터 및 보호 기능을 수행합니다.

21. 세포와 유기체의 유전적 특성을 저장하고 전달합니다.

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

II. 새로운 자료를 학습

1. 아데노신 삼인산의 구조

단백질, 핵산, 지방 및 탄수화물 외에도 수많은 다른 유기 화합물이 생명체에서 합성됩니다. 그중에서도 세포의 생체에너지가 중요한 역할을 합니다. 아데노신 삼인산(ATP). ATP는 모든 식물과 동물 세포에서 발견됩니다. 세포에서 아데노신 삼인산은 염 형태로 가장 흔히 존재합니다. 아데노신 삼인산. ATP의 양은 변동하며 평균 0.04%입니다(평균적으로 세포에는 약 10억 개의 ATP 분자가 있습니다). ATP의 가장 많은 양은 골격근(0.2~0.5%)에 포함되어 있습니다.

ATP 분자는 질소 염기 - 아데닌, 오탄당 - 리보스 및 3개의 인산 잔기로 구성됩니다. ATP는 특별한 아데닐 뉴클레오티드입니다. 다른 뉴클레오티드와 달리 ATP에는 하나가 아닌 세 개의 인산 잔기가 포함되어 있습니다. ATP는 거대 물질, 즉 결합에 많은 양의 에너지를 포함하는 물질을 말합니다.

ATP 분자의 공간 모델(A) 및 구조식(B)

인산 잔기는 ATPase 효소의 작용으로 ATP에서 절단됩니다. ATP는 말단 인산염 그룹을 분리하려는 강한 경향이 있습니다.

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30.5 kJ + Fn,

왜냐하면 이로 인해 인접한 음전하 사이의 에너지적으로 불리한 정전기 반발력이 사라집니다. 생성된 인산염은 물과 에너지적으로 유리한 수소 결합이 형성되어 안정화됩니다. ADP + Fn 시스템의 전하 분포는 ATP보다 더 안정적입니다. 이 반응에서는 30.5kJ가 방출됩니다(정상적인 공유 결합이 끊어지면 12kJ가 방출됩니다).

ATP에서 인-산소 결합의 높은 에너지 "비용"을 강조하기 위해 일반적으로 기호 ~로 표시하고 거대에너지 결합이라고 합니다. 인산 한 분자가 제거되면 ATP는 ADP(adenosine diphosphoric acid)로 전환되고, 인산 두 분자가 제거되면 ATP는 AMP(adenosine monophosphoric acid)로 전환됩니다. 세 번째 인산염의 분해에는 단지 13.8kJ만 방출되므로 ATP 분자에는 실제 고에너지 결합이 2개만 존재합니다.

2. 세포 내 ATP 형성

세포 내 ATP 공급은 적습니다. 예를 들어, 근육의 ATP 보유량은 20~30회 수축에 충분합니다. 그러나 근육은 몇 시간 동안 작동하고 수천 번의 수축을 일으킬 수 있습니다. 그러므로 ATP가 ADP로 분해됨에 따라 세포 내에서는 역합성이 지속적으로 일어나야 합니다. 세포에서 ATP 합성에는 여러 가지 경로가 있습니다. 그들을 알아봅시다.

1. 혐기성 인산화.인산화는 ADP와 저분자량 인산염(Pn)으로부터 ATP를 합성하는 과정입니다. 이 경우 유기 물질의 무산소 산화 과정에 대해 이야기하고 있습니다 (예를 들어 해당 분해는 포도당을 피루브산으로 무산소 산화하는 과정입니다). 이러한 과정에서 방출되는 에너지(약 200kJ/mol 포도당)의 약 40%는 ATP 합성에 소비되고 나머지는 열로 소산됩니다.

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

2. 산화적 인산화산소로 유기물질을 산화시키는 에너지를 이용하여 ATP를 합성하는 과정이다. 이 과정은 1930년대 초에 발견되었습니다. XX세기 V.A. 엥겔하르트. 유기 물질의 산화 과정은 미토콘드리아에서 발생합니다. 이 경우 방출된 에너지(약 2600kJ/mol 포도당)의 약 55%는 ATP의 화학 결합 에너지로 변환되고, 45%는 열로 소산됩니다.

산화적 인산화는 혐기성 합성보다 훨씬 효과적입니다. 해당 과정에서 포도당 분자가 분해되는 동안 2개의 ATP 분자만 합성되면 산화적 인산화 중에 36개의 ATP 분자가 형성됩니다.

3. 광인산화– 햇빛에너지를 이용하여 ATP를 합성하는 과정. 이러한 ATP 합성 경로는 광합성이 가능한 세포(녹색 식물, 시아노박테리아)에만 특징적입니다. 태양광 양자의 에너지는 ATP 합성을 위한 광합성의 빛 단계 동안 광합성에 사용됩니다.

3. ATP의 생물학적 중요성

ATP는 세포 내 대사 과정의 중심에 있으며 생물학적 합성과 부패 반응 사이의 연결 고리입니다. 세포에서 ATP의 역할은 ATP가 가수분해되는 동안 다양한 필수 과정에 필요한 에너지가 방출되고(“방전”) 인산화(“충전”) 과정에서 ATP가 방출되기 때문에 배터리의 역할과 비교할 수 있습니다. 다시 에너지를 축적합니다.

ATP 가수분해 중에 방출되는 에너지로 인해 신경 자극 전달, 물질 생합성, 근육 수축, 물질 운반 등 세포와 신체의 거의 모든 중요한 과정이 발생합니다.

III. 지식의 통합

생물학적 문제 해결

작업 1. 빨리 달리면 호흡이 빨라지고 땀이 많이 납니다. 이러한 현상을 설명해보세요.

문제 2. 얼어붙은 사람들은 왜 추위에 구르며 뛰기 시작하는가?

작업 3. I. Ilf와 E. Petrov의 유명한 작품 "The Twelve Chairs"에서 유용한 팁 중 다음과 같은 내용을 찾을 수 있습니다. "심호흡을 하면 흥분됩니다." 신체에서 일어나는 에너지 과정의 관점에서 이 조언을 정당화하려고 노력하십시오.

IV. 숙제

시험 및 시험 준비를 시작하십시오 (시험 문제 지시 - 21과 참조).

20과. "생명의 화학적 조직"섹션의 지식 일반화

장비:일반 생물학에 관한 표.

I. 섹션 지식의 일반화

학생들은 질문을 (개별적으로) 처리한 후 확인하고 토론합니다.

1. 탄소, 황, 인, 질소, 철, 망간을 포함한 유기 화합물의 예를 들어보십시오.

2. 이온 구성을 기준으로 살아있는 세포와 죽은 세포를 어떻게 구별할 수 있습니까?

3. 세포에는 어떤 물질이 용해되지 않은 상태로 발견됩니까? 어떤 장기와 조직이 들어있나요?

4. 효소의 활성 부위에 포함된 거대원소의 예를 들어보십시오.

5. 어떤 호르몬에 미량원소가 포함되어 있나요?

6. 인체에서 할로겐의 역할은 무엇입니까?

7. 단백질은 인공 고분자와 어떻게 다른가요?

8. 펩타이드는 단백질과 어떻게 다른가요?

9. 헤모글로빈을 구성하는 단백질의 이름은 무엇입니까? 몇 개의 하위 단위로 구성되어 있습니까?

10. 리보뉴클레아제란 무엇입니까? 얼마나 많은 아미노산이 포함되어 있습니까? 언제 인공적으로 합성되었나요?

11. 효소가 없으면 화학반응 속도가 낮은 이유는 무엇입니까?

12. 세포막을 통해 단백질에 의해 운반되는 물질은 무엇입니까?

13. 항체는 항원과 어떻게 다릅니까? 백신에는 항체가 포함되어 있나요?

14. 단백질은 체내에서 어떤 물질로 분해됩니까? 얼마나 많은 에너지가 방출됩니까? 암모니아는 어디에서 어떻게 중화되나요?

15. 펩타이드 호르몬의 예를 들어보십시오. 세포 대사 조절에 어떻게 관여합니까?

16. 우리가 차를 마시는 데 사용되는 설탕의 구조는 무엇입니까? 이 물질에 대한 다른 세 가지 동의어를 알고 있습니까?

17. 우유의 지방은 왜 표면에 쌓이지 않고 현탁액 형태로 쌓이나요?

18. 체세포와 생식세포의 핵에 있는 DNA의 질량은 얼마입니까?

19. 한 사람이 하루에 얼마나 많은 ATP를 사용합니까?

20. 사람들은 옷을 만들기 위해 어떤 단백질을 사용합니까?

췌장 리보뉴클레아제의 1차 구조(124개 아미노산)

II. 숙제.

계속해서 시험 준비를 하고 "생명의 화학적 조직" 섹션에서 시험해 보세요.

레슨 21. "생명의 화학적 조직"섹션에 대한 테스트 레슨

I. 문제에 대한 구술시험 실시

1. 세포의 기본 구성.

2. 유기성분의 특성.

3. 물 분자의 구조. 생명의 "화학"에서 수소 결합과 그 중요성.

4. 물의 성질과 생물학적 기능.

5. 친수성 및 소수성 물질.

6. 양이온과 그 생물학적 중요성.

7. 음이온과 그 생물학적 중요성.

8. 폴리머. 생물학적 고분자. 주기적 폴리머와 비주기적 폴리머의 차이점

9. 지질의 성질, 생물학적 기능.

10. 구조적 특징으로 구별되는 탄수화물 그룹.

11. 탄수화물의 생물학적 기능.

12. 단백질의 기본 구성. 아미노산. 펩타이드 형성.

13. 단백질의 1차, 2차, 3차, 4차 구조.

14. 단백질의 생물학적 기능.

15. 효소와 비생물학적 촉매의 차이점.

16. 효소의 구조. 보조효소.

17. 효소의 작용 메커니즘.

18. 핵산. 뉴클레오티드와 그 구조. 폴리뉴클레오티드의 형성.

19. E. Chargaff의 규칙. 보완성의 원리.

20. 이중 가닥 DNA 분자의 형성과 나선형화.

21. 세포 RNA의 종류와 그 기능.

22. DNA와 RNA의 차이점.

23. DNA 복제. 전사.

24. ATP의 구조와 생물학적 역할.

25. 세포에서 ATP의 형성.

II. 숙제

"생명의 화학적 조직" 섹션의 시험을 계속 준비하세요.

수업 22. "생명의 화학적 조직"섹션에 대한 테스트 수업

I. 필기시험 실시

옵션 1

1. 아미노산에는 A, B, C 세 가지 유형이 있습니다. 5개의 아미노산으로 구성된 폴리펩티드 사슬의 변이체는 몇 개나 만들어질 수 있습니까? 해당 옵션을 표시해 주세요. 이 폴리펩티드는 동일한 특성을 갖습니까? 왜?

2. 모든 생명체는 주로 탄소 화합물로 구성되어 있으며, 탄소 유사체인 규소는 지각의 함량이 탄소보다 300배 더 많으며 극소수의 유기체에서만 발견됩니다. 이 사실을 이러한 원소의 원자 구조와 특성으로 설명하십시오.

3. 마지막에 방사성 32P로 표지된 ATP 분자, 세 번째 인산 잔기가 한 세포에 도입되고, 리보스와 가장 가까운 첫 번째 잔기에 32P로 표지된 ATP 분자가 다른 세포에 도입되었습니다. 5분 후, 두 세포 모두에서 32P로 표지된 무기 인산염 이온의 함량을 측정하였다. 어디에서 훨씬 더 높아질까요?

4. 연구에 따르면 이 mRNA의 총 뉴클레오티드 수 중 34%는 구아닌, 18%는 우라실, 28%는 시토신, 20%는 아데닌인 것으로 나타났습니다. 표시된 mRNA가 복사본인 이중 가닥 DNA의 질소 염기 구성 비율을 결정합니다.

옵션 2

1. 지방은 에너지 대사의 "첫 번째 예비"를 구성하며 예비 탄수화물이 고갈될 때 사용됩니다. 그러나 골격근에서는 포도당과 지방산이 존재하는 경우 후자가 더 많이 사용됩니다. 단백질은 항상 신체가 굶주릴 때 최후의 수단으로만 에너지원으로 사용됩니다. 이러한 사실을 설명하십시오.

2. 중금속(수은, 납 등) 및 비소 이온은 단백질의 황화물 그룹과 쉽게 결합합니다. 이러한 금속의 황화물 특성을 알고 이러한 금속과 결합하면 단백질에 어떤 일이 일어나는지 설명하십시오. 중금속이 왜 몸에 독이 되나요?

3. 물질 A가 물질 B로 산화되는 반응에서 60 kJ의 에너지가 방출된다. 이 반응에서 최대로 몇 개의 ATP 분자가 합성될 수 있습니까? 나머지 에너지는 어떻게 사용되나요?

4. 연구에 따르면 이 mRNA의 총 뉴클레오티드 수 중 27%는 구아닌, 15%는 우라실, 18%는 시토신, 40%는 아데닌인 것으로 나타났습니다. 표시된 mRNA가 복사본인 이중 가닥 DNA의 질소 염기 구성 비율을 결정합니다.

계속됩니다

모든 유기체의 세포에는 ATP 분자(아데노신 삼인산)가 포함되어 있습니다. ATP는 분자가 에너지가 풍부한 결합을 가지고 있는 보편적인 세포 물질입니다. ATP 분자는 다른 뉴클레오티드와 마찬가지로 질소 염기-아데닌, 탄수화물-리보스의 세 가지 구성 요소로 구성되지만 하나 대신 인산 분자의 세 잔기를 포함하는 하나의 독특한 뉴클레오티드입니다 (그림 12). 그림에 표시된 결합은 에너지가 풍부하여 고에너지라고 불립니다. 각 ATP 분자에는 두 개의 고에너지 결합이 포함되어 있습니다.

고에너지 결합이 깨지고 효소의 도움으로 인산 한 분자가 제거되면 40 kJ/mol의 에너지가 방출되고 ATP는 ADP(아데노신 이인산)로 전환됩니다. 또 다른 인산 분자가 제거되면 또 다른 40kJ/mol이 방출됩니다. AMP가 형성됩니다 - 아데노신 모노인산. 이러한 반응은 가역적입니다. 즉, AMP는 ADP로, ADP는 ATP로 변환될 수 있습니다.

ATP 분자는 분해될 뿐만 아니라 합성도 되므로 세포 내 ATP 분자의 함량은 상대적으로 일정합니다. 세포의 생명에서 ATP의 중요성은 엄청납니다. 이 분자는 세포와 유기체 전체의 생명을 보장하는 데 필요한 에너지 대사에서 선도적인 역할을 합니다.

RNA 분자는 일반적으로 A, U, G, C의 네 가지 유형의 뉴클레오티드로 구성된 단일 사슬입니다. mRNA, rRNA, tRNA의 세 가지 주요 유형의 RNA가 알려져 있습니다. 세포 내 RNA 분자의 함량은 일정하지 않으며 단백질 생합성에 참여합니다. ATP는 에너지가 풍부한 결합을 포함하는 세포의 보편적인 에너지 물질입니다. ATP는 세포 에너지 대사에 중심적인 역할을 합니다. RNA와 ATP는 세포의 핵과 세포질 모두에서 발견됩니다.

모든 생명체와 마찬가지로 모든 세포는 구성과 모든 특성을 상대적으로 일정한 수준으로 유지하는 고유한 능력을 가지고 있습니다. 예를 들어, 세포 내 ATP 함량은 약 0.04%이며, ATP가 일생 동안 세포 내에서 지속적으로 소모된다는 사실에도 불구하고 이 값은 확고하게 유지됩니다. 또 다른 예: 세포 내용물의 반응은 약알칼리성이며, 대사 과정에서 산과 염기가 지속적으로 형성된다는 사실에도 불구하고 이 반응은 안정적으로 유지됩니다. 세포의 화학적 조성뿐만 아니라 다른 특성도 일정 수준으로 견고하게 유지됩니다. 단백질, 지방, 탄수화물은 안정성이 거의 없기 때문에 생명체의 높은 안정성은 생명체를 구성하는 물질의 특성으로 설명할 수 없습니다. 생명체의 안정성은 활발하며 조정과 규제의 복잡한 과정에 의해 결정됩니다.

예를 들어, 세포 내 ATP 함량의 불변성이 어떻게 유지되는지 생각해 보겠습니다. 우리가 알고 있듯이 ATP는 세포가 어떤 활동을 수행할 때 소비됩니다. ATP의 합성은 포도당의 산소 및 산소 분해가 없는 과정의 결과로 발생합니다. ATP 함량의 불변성은 ATP 소비와 합성이라는 두 과정의 정확한 균형으로 인해 달성된다는 것이 분명합니다. 세포의 ATP 함량이 감소하자마자 포도당의 산소 및 산소 분해가 없는 과정이 즉시 활성화됩니다. ATP가 합성되고 세포 내 ATP 함량이 증가하는 동안. ATP 수준이 정상에 도달하면 ATP 합성이 느려집니다.

세포의 정상적인 구성을 유지하는 프로세스를 켜고 끄는 과정이 자동으로 발생합니다. 이러한 조절을 자기 조절 또는 자기 조절이라고 합니다.

세포 활동 조절의 기본은 정보 프로세스, 즉 시스템의 개별 링크 간의 통신이 신호를 사용하여 수행되는 프로세스입니다. 신호는 시스템의 일부 링크에서 발생하는 변경입니다. 신호에 응답하여 프로세스가 시작되고 그 결과 변경 사항이 제거됩니다. 시스템의 정상 상태가 복원되면 프로세스를 종료하라는 새로운 신호로 사용됩니다.

세포 신호 전달 시스템은 어떻게 작동하며, 자동 조절 프로세스를 어떻게 보장합니까?

세포 내부의 신호 수신은 효소에 의해 수행됩니다. 대부분의 단백질과 마찬가지로 효소도 불안정한 구조를 가지고 있습니다. 많은 화학 물질을 포함한 여러 요인의 영향으로 효소의 구조가 파괴되고 촉매 활성이 상실됩니다. 이 변화는 일반적으로 가역적입니다. 즉, 활성 인자를 제거한 후 효소의 구조가 정상으로 돌아가고 촉매 기능이 복원됩니다.

세포 자동 조절 메커니즘은 함량이 조절되는 물질이 이를 생성하는 효소와 특정 상호 작용을 할 수 있다는 사실에 기초합니다. 이러한 상호작용의 결과로 효소의 구조가 변형되고 촉매 활성이 상실됩니다.

세포 자동 조절 메커니즘은 다음과 같이 작동합니다. 우리는 세포에서 생산되는 화학물질이 일반적으로 여러 가지 순차적인 효소 반응에서 발생한다는 것을 이미 알고 있습니다. 포도당 분해의 무산소 및 무산소 과정을 기억하십시오. 이러한 각 프로세스는 긴 시리즈, 즉 최소 12개의 순차적 반응을 나타냅니다. 그러한 다항식 프로세스를 조절하려면 하나의 링크를 끄는 것으로 충분하다는 것은 매우 분명합니다. 적어도 하나의 반응을 끄면 충분하며 전체 라인이 중지됩니다. 이러한 방식으로 세포의 ATP 함량이 조절됩니다. 세포가 쉬고 있는 동안 ATP 함량은 약 0.04%입니다. 이렇게 높은 농도의 ATP에서는 포도당을 분해하는 산소 과정 없이 효소 중 하나와 반응합니다. 이 반응의 결과로 이 효소의 모든 분자에는 활성이 없으며 산소 및 산소 공정이 없는 컨베이어 라인은 비활성화됩니다. 세포의 활동으로 인해 ATP 농도가 감소하면 효소의 구조와 기능이 회복되고 산소 없이 산소 과정이 시작됩니다. 결과적으로 ATP가 생성되고 그 농도가 증가합니다. 표준(0.04%)에 도달하면 산소 및 산소 공정이 없는 컨베이어가 자동으로 꺼집니다.

2241-2250

2241. 원래 종의 개체군에는 다음이 있기 때문에 지리적 고립으로 인해 종 분화가 발생합니다.
가) 발산
나) 수렴
B) 방향성 변형
D) 변성

2242. 재생 불가능한 생물권 천연자원에는 다음이 포함됩니다.
A) 석회 퇴적물
나) 열대우림
B) 모래와 점토
라) 석탄

2243. 두 부모 모두 Aa 유전자형을 가지고 있는 경우 열성 형질이 1세대 자손의 표현형에 나타날 확률은 얼마입니까?
가) 0%
나) 25%
나) 50%
라) 75%

추상적인

2244. 인산 잔기 사이의 에너지가 풍부한 결합이 분자에 존재합니다.
다람쥐
나) ATP
나) mRNA
라) DNA

2245. 그림에 묘사된 동물은 어떤 근거로 곤충으로 분류됩니까?
A) 걷는 다리 세 쌍
B) 두 개의 단순한 눈
B) 투명한 날개 한 쌍
D) 신체를 머리와 복부로 절단

추상적인

2246. 배우자와 달리 접합자는 결과적으로 형성됩니다
가) 수정
B) 처녀생식
B) 정자 형성
D) I 분열의 감수분열

2247. 결과적으로 식물의 불임 잡종이 형성됩니다
A) 종내 교차
B) 배수체화
B) 먼 교배
D) 교차 분석

신체에는 얼마나 많은 ATP가 포함되어 있습니까?

2249. Rh 음성인 경우 Rh 양성인에 비해 적혈구 구성이 다릅니다.
가) 지질
나) 탄수화물
나) 미네랄
D) 단백질

2250. 대뇌 피질의 측두엽 세포가 파괴되면 사람은
A) 사물의 모양에 대해 왜곡된 생각을 얻습니다.
B) 소리의 강도와 높낮이를 구분하지 않습니다.
B) 움직임의 조정을 잃습니다.
D) 시각적 신호를 구별하지 못한다

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018

광고 차단 감지기

1. 문장에서 누락된 단어는 무엇이며 문자(a-d)로 대체됩니까?

"ATP 분자는 질소 염기(a), 5탄소 단당류(b) 및 (c) 산 잔기(d)로 구성됩니다."

다음 단어는 문자로 대체됩니다: a – 아데닌, b – 리보스, c – 3, d – 인산.

2. ATP의 구조와 뉴클레오티드의 구조를 비교해보세요. 유사점과 차이점을 식별합니다.

실제로 ATP는 RNA의 아데닐 뉴클레오티드(아데노신 모노포스페이트 또는 AMP)의 파생물입니다. 두 물질의 분자에는 질소 염기 아데닌과 5탄당 리보스가 포함됩니다. 차이점은 RNA의 아데닐 뉴클레오티드(다른 뉴클레오티드와 마찬가지로)에는 인산 잔기가 하나만 포함되어 있고 고에너지(고에너지) 결합이 없다는 사실에 기인합니다. ATP 분자에는 3개의 인산 잔기가 포함되어 있으며 그 사이에 2개의 고에너지 결합이 있으므로 ATP는 배터리 및 에너지 운반체 역할을 할 수 있습니다.

3. ATP 가수분해 과정은 무엇입니까?

ATF: 에너지 통화

ATP 합성? ATP의 생물학적 역할은 무엇입니까?

가수분해 과정에서 ATP 분자에서 인산 잔기 하나가 제거됩니다(탈인산화). 이 경우 고에너지 결합이 끊어지고 40 kJ/mol의 에너지가 방출되며 ATP는 ADP(아데노신 이인산)로 변환됩니다.

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ

ADP는 또 다른 인산염 그룹이 제거되고 에너지의 두 번째 "부분"이 방출되면서 추가 가수분해(거의 발생하지 않음)를 겪을 수 있습니다. 이 경우 ADP는 AMP(아데노신 모노인산)로 변환됩니다.

ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ

ATP 합성은 ADP 분자에 인산 잔기를 첨가한 결과(인산화) 발생합니다. 이 과정은 주로 미토콘드리아와 엽록체에서 발생하며 부분적으로는 세포의 유리질에서 발생합니다. ADP에서 1몰의 ATP를 생성하려면 최소한 40kJ의 에너지가 소비되어야 합니다.

ADP + H3PO4 + 40 kJ → ATP + H2O

ATP는 살아있는 유기체의 세포에 있는 보편적인 저장고(배터리)이자 에너지 운반체입니다. 에너지가 필요한 세포에서 일어나는 거의 모든 생화학적 과정에서 ATP는 에너지 공급원으로 사용됩니다. ATP의 에너지 덕분에 단백질, 탄수화물, 지질의 새로운 분자가 합성되고, 물질의 능동 수송이 수행되고, 편모와 섬모의 움직임이 일어나고, 세포 분열이 일어나고, 근육이 작동하고, 따뜻한 체온이 일정하게 유지됩니다. 피를 흘리는 동물 등

4. 거시적 연결이라고 불리는 연결은 무엇입니까? 고에너지 결합을 포함하는 물질은 어떤 기능을 수행할 수 있나요?

거대결합은 파열로 인해 많은 양의 에너지가 방출되는 결합입니다(예를 들어, 각 거대 ATP 결합의 파열에는 40 kJ/mol의 에너지 방출이 동반됩니다). 고에너지 결합을 포함하는 물질은 다양한 생명 과정에서 배터리, 운반체 및 에너지 공급업체 역할을 할 수 있습니다.

5. ATP의 일반식은 C10H16N5O13P3이다. ATP 1몰이 가수분해되어 ADP로 분해되면 40kJ의 에너지가 방출됩니다. ATP 1kg이 가수분해되는 동안 얼마나 많은 에너지가 방출됩니까?

● ATP의 몰질량을 계산합니다.

M(C10H16N5O13P3) = 12 × 10 + 1 × 16 + 14 × 5 + 16 × 13 + 31 × 3 = 507g/mol.

● ATP 507g(1mol)이 가수분해되면 40kJ의 에너지가 방출됩니다.

이는 1000g의 ATP가 가수분해되면 다음이 방출된다는 것을 의미합니다: 1000g × 40kJ: 507g ≒ 78.9kJ.

답: ATP 1kg이 ADP로 가수분해되면 약 78.9kJ의 에너지가 방출됩니다.

6. 마지막(세 번째) 인산 잔기에 방사성 인 32P로 표지된 ATP 분자가 한 세포에 도입되고, 첫 번째(리보스에 가장 가까운) 잔기에 32P로 표지된 ATP 분자가 다른 세포에 도입되었습니다. 5분 후, 두 세포 모두에서 32P로 표지된 무기 인산염 이온의 함량을 측정하였다. 어디가 더 높았으며 그 이유는 무엇입니까?

마지막(세 번째) 인산 잔기는 ATP가 가수분해되는 동안 쉽게 절단되고, 첫 번째(리보스에 가장 가까운) 인산 잔기는 ATP가 AMP로 2단계 가수분해되는 동안에도 잘리지 않습니다. 따라서 방사성 무기 인산염의 함량은 마지막(세 번째) 인산 잔기에 표지된 ATP가 도입된 세포에서 더 높을 것입니다.

Dashkov M.L.

웹사이트: dashkov.by

DNA와 달리 RNA 분자는 일반적으로 DNA보다 훨씬 짧은 단일 뉴클레오티드 사슬입니다. 그러나 세포 내 RNA의 총 질량은 DNA보다 큽니다. RNA 분자는 핵과 세포질 모두에 존재합니다.

세 가지 주요 유형의 RNA가 알려져 있습니다: 정보 또는 템플릿 - mRNA; 리보솜 - rRNA, 수송 - tRNA는 분자의 모양, 크기 및 기능이 다릅니다. 그들의 주요 기능은 단백질 생합성에 참여하는 것입니다.

DNA 분자와 마찬가지로 RNA 분자도 4가지 유형의 뉴클레오티드로 구성되어 있으며 그 중 3개는 DNA 뉴클레오티드와 동일한 질소 염기(A, G, C)를 포함합니다. 그러나 질소 염기인 티민 대신에 RNA에는 또 다른 질소 염기인 우라실(U)이 포함되어 있습니다. 따라서 RNA 분자의 뉴클레오티드에는 A, G, C, U와 같은 질소 염기가 포함됩니다. 또한 탄수화물 디옥시리보스 대신 RNA에는 리보스가 포함되어 있습니다.

모든 유기체의 세포에는 ATP 분자(아데노신 삼인산)가 포함되어 있습니다. ATP는 분자가 에너지가 풍부한 결합을 가지고 있는 보편적인 세포 물질입니다. ATP 분자는 다른 뉴클레오티드와 마찬가지로 질소 염기-아데닌, 탄수화물-리보스의 세 가지 구성 요소로 구성되지만 하나 대신 인산 분자의 세 잔기를 포함하는 하나의 독특한 뉴클레오티드입니다. 각 ATP 분자에는 두 개의 고에너지 결합이 포함되어 있습니다.

고에너지 결합이 깨지고 효소의 도움으로 인산 한 분자가 제거되면 40 kJ/mol의 에너지가 방출되고 ATP는 ADP(아데노신 이인산)로 전환됩니다. 또 다른 인산 분자가 제거되면 또 다른 40kJ/mol이 방출됩니다. AMP가 형성됩니다 - 아데노신 모노인산. 이러한 반응은 가역적입니다. 즉, AMP는 ADP로, ADP는 ATP로 변환될 수 있습니다.

ATP 분자 - 그것은 무엇이며 신체에서의 역할은 무엇입니까

ATP 분자는 분해될 뿐만 아니라 합성되므로 세포 내 ATP 분자의 함량은 상대적으로 일정합니다. 세포의 생명에서 ATP의 중요성은 엄청납니다. 이 분자는 세포와 유기체 전체의 생명을 보장하는 데 필요한 에너지 대사에서 선도적인 역할을 합니다.