Fosforilēšanas process ir reakcija, kurā fosforilgrupa tiek pārnesta no viena savienojuma uz citu, piedaloties kināzes enzīmam. ATP tiek sintezēts oksidatīvās un substrāta fosforilēšanas ceļā. Oksidatīvā fosforilēšana ir ATP sintēze, ADP pievienojot neorganisko fosfātu, izmantojot enerģiju, kas izdalās bioorganisko vielu oksidēšanās laikā.

ADP + ~P → ATP

Substrāta fosforilēšana ir tieša fosforilgrupas pārnešana ar augstas enerģijas ADP saiti ATP sintēzei.

Substrāta fosforilēšanas piemēri:

1. Ogļhidrātu metabolisma starpprodukts ir fosfoenolpirovīnskābe, kas pārnes ADP fosforilgrupu ar augstas enerģijas saiti:

Krebsa cikla starpprodukta - augstas enerģijas sukcinil-Co-A - mijiedarbība ar ADP, veidojot vienu ATP molekulu.

Apskatīsim trīs galvenos enerģijas izdalīšanās un ATP sintēzes posmus organismā.

Pirmajā posmā (sagatavošanas) ietilpst gremošana un uzsūkšanās. Šajā posmā tiek atbrīvots 0,1% no pārtikas savienojumu enerģijas.

Otrā fāze. Pēc transportēšanas monomēri (bioorganisko savienojumu sadalīšanās produkti) nonāk šūnās, kur notiek oksidēšanās. Degvielas molekulu (aminoskābju, glikozes, tauku) oksidēšanās rezultātā veidojas savienojums acetil-Co-A. Šajā posmā izdalās aptuveni 30% no pārtikas vielu enerģijas.

Trešais posms - Krebsa cikls - ir slēgta bioķīmisko redoksreakciju sistēma. Cikls ir nosaukts angļu bioķīmiķa Hansa Krebsa vārdā, kurš postulēja un eksperimentāli apstiprināja aerobās oksidācijas pamatreakcijas. Par saviem pētījumiem Krebs saņēma Nobela prēmiju (1953). Ciklam ir vēl divi nosaukumi:

Trikarbonskābes cikls, jo tas ietver trikarbonskābju (skābes, kas satur trīs karboksilgrupas) transformācijas reakcijas;

Citronskābes cikls, jo pirmā cikla reakcija ir citronskābes veidošanās.

Krebsa cikls ietver 10 reakcijas, no kurām četras ir redoksreakcijas. Reakciju laikā tiek atbrīvoti 70% enerģijas.

Šī cikla bioloģiskā loma ir ārkārtīgi svarīga, jo tas ir visu galveno pārtikas produktu oksidatīvā sadalīšanās kopējais beigu punkts. Tas ir galvenais oksidācijas mehānisms šūnā; to tēlaini sauc par vielmaiņas “katlu”. Degvielas molekulu (ogļhidrātu, aminoskābju, taukskābju) oksidēšanās laikā organisms tiek nodrošināts ar enerģiju ATP veidā.Degvielas molekulas pēc pārvēršanās par acetil-Co-A nonāk Krebsa ciklā.

Turklāt trikarbonskābes cikls nodrošina starpproduktus biosintēzes procesiem. Šis cikls notiek mitohondriju matricā.

Apsveriet Krebsa cikla reakcijas:

Cikls sākas ar četru oglekļa komponenta oksaloacetāta un divu oglekļa komponentu acetil-Co-A kondensāciju. Reakciju katalizē citrāta sintāze, un tā ietver aldola kondensāciju, kam seko hidrolīze. Starpprodukts ir citrils-Co-A, kas tiek hidrolizēts citrātā un CoA:

IV. Šī ir pirmā redoksreakcija.
Reakciju katalizē α-oksoglutarāta dehidrogenāzes komplekss, kas sastāv no trim fermentiem:
VII.

Sukcinils satur saiti, kas ir bagāta ar enerģiju. Sukcinil-CoA tioestera saites šķelšanās ir saistīta ar guanozīna difosfāta (IKP) fosforilēšanos:

Sukcinil-CoA + ~ F + IKP sukcināts + GTP + CoA

GTP fosforilgrupa tiek viegli pārnesta uz ADP, veidojot ATP:

GTP + ADP ATP + IKP

Šī ir vienīgā reakcija ciklā, kas ir substrāta fosforilēšanās reakcija.

VIII. Šī ir trešā redoksreakcija:

Krebsa cikls ražo oglekļa dioksīdu, protonus un elektronus. Četras cikla reakcijas ir redoks, ko katalizē fermenti - dehidrogenāzes, kas satur koenzīmus NAD un FAD. Koenzīmi uztver iegūtos H + un ē un pārnes tos uz elpošanas ķēdi (bioloģisko oksidācijas ķēdi). Elpošanas ķēdes elementi atrodas uz mitohondriju iekšējās membrānas.
Elpošanas ķēde ir redoksreakciju sistēma, kuras laikā notiek pakāpeniska H + un ē pārnešana uz O 2, kas nonāk organismā elpošanas rezultātā. ATP veidojas elpošanas ķēdē. Galvenie nesēji ē ķēdē ir dzelzi un varu saturoši proteīni (citohromi), koenzīms Q (ubikinons). Ķēdē ir 5 citohromi (b 1, c 1, c, a, a 3).

Citohromu protēžu grupa b 1, c 1, c ir dzelzi saturošs hēms. Šo citohromu darbības mehānisms ir tāds, ka tie satur dzelzs atomu ar mainīgu valenci, kas ē un H + pārneses rezultātā var būt gan oksidētā, gan reducētā stāvoklī.

Paaugstiniet ATP līmeni ātrai atveseļošanai un izaugsmei

ATP ir intracelulārās enerģijas avots, kas kontrolē gandrīz visas muskuļu funkcijas un nosaka spēka un izturības līmeni. Tas arī regulē anabolisko reakciju uz treniņu, kā arī vairuma hormonu ietekmi šūnu līmenī. Pilnīgi iespējams pieņemt, ka jo vairāk ATP būs muskuļos, jo lielāki un jaudīgāki tie būs.

Fakts ir tāds, ka intensīva kultūrista apmācība iztukšo ATP krājumus muskuļos. Un šāds tukšuma stāvoklis var ilgt vairākas dienas, novēršot muskuļu augšanu. Jo īpaši pārtrenēšanās ir rezultāts tam, ka ķermenis ilgstoši atrodas ATP izsīkuma stāvoklī. Lai atjaunotu ATP līmeni muskuļos, jums jāiemācās efektīvi izmantot dažādus ATP pastiprinātājus.

ATP līmenis slodzes laikā

Muskuļu kontrakcijas izmanto muskuļu šūnās esošo ATP enerģiju. Tomēr ar intensīviem samazinājumiem šīs “degvielas” krājumi ātri izsīkst. Šī iemesla dēļ jūs nevarat turpināt ražot to pašu spēku mūžīgi. Jo grūtāk jūs trenējaties, jo vairāk ATP jums ir nepieciešams. Bet jo smagāks kļūst slogs, jo vairāk jūsu šūnas zaudē spēju atjaunot ATP. Rezultātā liela slodze jūs ātri notrieks, izraisot milzīgu neapmierinātību, jo tā atņem jums spēju pabeigt pēdējos, visproduktīvākos atkārtojumus. Tieši tad tu sāc sajust muskuļu kontrakcijas, sajūti katru šķiedru, bet tās visas pārstāj darboties ATP trūkuma dēļ.

Faktiski ATP līmenis ir viens no visvairāk ierobežojošajiem faktoriem apmācībā. Tas samazina izaugsmi veicinošo atkārtojumu skaitu katrā komplektā. Lai kompensētu intensitātes trūkumu komplekta beigās, jūs veicat vairāk komplektu, kā rezultātā tiek veikts ievērojams daudzums neefektīva zemas intensitātes darba.

Pretēji izplatītajam uzskatam, ATP līmenis pēc seta veikšanas nebūt nav nulle. Patiesībā tas ir ļoti tālu no nulles. Medicīniskie pētījumi liecina, ka muskuļu ATP līmenis samazinās par 25% pēc 10 sekundēm pēc maksimālās muskuļu kontrakcijas (1). Pēc 30 sekundēm šādas piepūles ATP līmenis ir aptuveni 50%. Tāpēc jūs joprojām esat tālu no tā, lai pilnībā iztērētu savas ATP rezerves. Bet pat ar nelielu tā līmeņa pazemināšanos pietiek, lai jūsu muskuļi nesarautos tik spēcīgi, kā jūs vēlētos. Protams, ATP veikali kļūst arvien izsmelti, jo veicat vairāk nekā vienu komplektu. Pētījumi liecina, ka ar 4 minūšu atpūtu nebija pietiekami, lai pilnībā atjaunotu ATP līmeni 2. tipa šķiedrās pēc 30 sekunžu muskuļu kontrakcijas (2). Līdz ar to, uzsākot otro setu, ATP rezerve muskuļos nav optimāla. Veicot arvien vairāk setu, ATP līmenis kļūst arvien mazāks.

Kas notiek ar ATP pēc treniņa?

Pēc apmācības pabeigšanas ATP rezerves var ievērojami samazināties. Atpūšoties, iespējams, ka jūsu muskuļiem būs iespēja atgūties. Galu galā, nepieciešamība pēc ATP šajā laikā samazinās, un ražošana palielinās. Tomēr atcerieties, ka atveseļošanās perioda sākumā ATP līmenis ir zems, tāpēc paies zināms laiks, līdz tie atgriezīsies normālā stāvoklī. Kuru? Pārsteidzoši, ka ATP pilnīgai papildināšanai būs nepieciešamas 24 līdz 72 stundas.

Ja esat pārtrenējies, jūsu ATP līmenis neatgriezīsies normālā sākotnējā līmenī. Lai gan diemžēl ATP līmenis pēc treniņa ir nedaudz pazemināts, tas joprojām ir diezgan augsts. Tam ir vairāki iemesli, tostarp šādi:

1) Vingrojot, nātrijs uzkrājas muskuļu šūnās. Pēc tam viņiem ir jāatbrīvojas no nātrija, izmantojot mehānismu, ko sauc par Na-K-ATPāzes sūkni. Kā norāda nosaukums, šis mehānisms izmanto ATP kā enerģijas avotu.

2) Ja sāp muskuļi, tas nozīmē, ka tajos ir uzkrājies liels daudzums kalcija. Viņi mēģinās atgriezt tajos esošo kalciju tā dabiskajos krājumos, taču tas prasa arī noteiktu ATP piegādi.

3) Vēl viens interesants aspekts attiecas uz glutamīna veidošanos. Pēc treniņa organisma nepieciešamība pēc glutamīna ievērojami palielinās. Lai tiktu galā ar palielināto vajadzību pēc glutamīna, organisms sāk ražot vairāk glutamīna no citām aminoskābēm, piemēram, sazarotās ķēdes aminoskābēm. Rodas “virves vilkšanas” stāvoklis. Palielinoties glutamīna lietošanai, palielinās arī organisma centieni ražot jaunu glutamīnu. Glutamīna ražošana ir ļoti dārga no enerģētikas viedokļa — tas nozīmē ATP. Tas notiek galvenokārt muskuļos, bet ATP līmenis muskuļos pēc slodzes tiek samazināts, kas traucē glutamīna ražošanu. Pēc noteiktā laika perioda tā ražošana vairs nesedz palielināto vajadzību, kas izraisa ievērojamu glutamīna līmeņa pazemināšanos pēc treniņa. No otras puses, lai šis samazinājums būtu minimāls, organisms cenšas palielināt glutamīna sintēzes ātrumu, izmantojot vēl vairāk ATP. Līdz ar to muskuļu ATP patēriņš saglabājas augsts ilgu laiku pēc treniņa, un tas liek muskuļu atjaunošanai aizņemt pārāk ilgu laiku.

ATP un diēta

Treniņu un muskuļu attīstības process ir diezgan sarežģīts pat normāli ēdot. Bet kultūristiem laiku pa laikam ir jāievēro diēta ar zemu ogļhidrātu saturu. Varat iedomāties, kā ēdiena uzņemšanas samazināšana ietekmē enerģijas līmeni šūnā. Ilgstošas ​​ierobežojošas diētas laikā tiek izjaukts enerģijas līdzsvars muskuļos, kas vēl vairāk apgrūtina normāla ATP līmeņa uzturēšanu. Tas noved pie spēka samazināšanās treniņa laikā un ilgstošas ​​atveseļošanās pēc treniņa.

ATP funkcijas

Papildus savai primārajai funkcijai nodrošināt enerģiju muskuļu kontrakcijai un kontrolēt elektrolītu līmeni muskuļos, ATP veic daudzas citas funkcijas muskuļos. Piemēram, tas kontrolē olbaltumvielu sintēzes ātrumu. Tāpat kā ēkas celtniecībai nepieciešama izejmateriālu pieejamība un noteikti enerģijas izdevumi, tā ir nepieciešama arī muskuļu audu celtniecībai. Materiāls ir aminoskābes, un enerģijas avots ir ATP. Anabolisms ir viens no visvairāk enerģiju patērējošajiem procesiem, kas notiek muskuļos.

Tas patērē tik daudz ATP, ka tad, kad šī viela tiek samazināta par 30%, lielākā daļa anabolisko reakciju apstājas. Tādējādi ATP līmeņa svārstības lielā mērā ietekmē anabolisko procesu.

Tas izskaidro faktu, ka treniņa laikā muskuļi neaug. Kad cilvēks vingro, viņa ATP līmenis ir pārāk zems. Un, ja jūs šajā brīdī aktivizētu anabolisko procesu, tas vēl vairāk noplicinātu jūsu ATP piegādi, samazinot jūsu spēju sarauties muskuļiem. Jo ātrāk ATP līmenis normalizējas, jo ātrāk sāksies olbaltumvielu sintēzes process. Tāpēc, lai gan ir svarīgi palielināt ATP līmeni treniņa laikā, vēl svarīgāk ir to darīt pēc treniņa muskuļu augšanai. ATP ir nepieciešams arī, lai anaboliskie hormoni darbotos ar savu burvību. Gan testosteronam, gan insulīnam ir nepieciešams ATP, lai pareizi darbotos.

Paradoksāli, bet ATP līmenis kontrolē arī katabolisma ātrumu. Galvenajiem proteolītiskajiem ceļiem ir nepieciešama enerģija, lai sadalītu muskuļu audus. Lai gan jūs varētu pieņemt, ka ATP līmeņa pazemināšanās pēc treniņa glābtu muskuļus no katabolisma, diemžēl tas tā nav. Kad muskuļu ATP līmenis sasniedz zemāku slieksni, tiek aktivizēti citi kataboliskie mehānismi, kas ir neatkarīgi no ATP. Kalcijs, kas atrodas šūnās, sāk izvadīt no šūnām, izraisot lielus traucējumus. Izdevīgāks risinājums būtu uzlabot gan anaboliskos, gan kataboliskos procesus, nevis spēcīgu katabolisko procesu un vāju anabolisko procesu. Tāpēc, jo vairāk ATP, jo labāk.

Kā paaugstināt ATP līmeni

Kā kultūristam jums ir milzīgs jaudīgu rīku arsenāls, lai paaugstinātu ATP līmeni. Šajā rakstā es runāšu par kreatīna, prohormonu un ribozes lietošanu. Pie ogļhidrātiem es nekavēšos, jo par tiem kā enerģijas avotu jau ir rakstīts pārāk daudz. Glutamīnam un sazarotās ķēdes aminoskābēm ir arī neliela ietekme uz ATP ražošanu, taču es par tām šobrīd nestāstīšu. Ir svarīgi saprast, ka visiem šiem stimulatoriem ir raksturīgs atšķirīgs darbības laiks, un tāpēc tie ir tikai palīglīdzekļi.

Visātrāk iedarbojošs stimulants ir D-riboze. ATP molekula veidojas, mijiedarbojoties vienai adenīna molekulai, trim fosfātu grupām un vienai ribozes molekulai. Tādējādi riboze ir nepieciešama izejviela ATP sintēzei. Riboze kontrolē arī enzīma 5-fosforibozil-1-pirofosfāta aktivitāti, kas nepieciešama ATP resintēzei.

Es iesaku patērēt vismaz 4 gramus ribozes 45 minūtes pirms treniņa. Ne tikai nekavējoties uzlabosies jūsu spēka līmenis, bet arī riboze novērš veiktspēju ietekmējošu nervu nogurumu, pievienojot atkārtojumus smagākajām sērijām.

Tomēr riboze darbojas ne tikai kā ATP ražošanas stimulators. Pētījumi ir parādījuši, ka tas ir efektīvs ATP līmeņa paaugstināšanā un uridīna trifosfāta līmeņa paaugstināšanā, kas ir vēl viens, kaut arī mazāk zināms, šūnu enerģijas avots. Uridīna trifosfāts ir vissvarīgākais šķiedrām ar lēnu saraušanos. Pētījumi liecina, ka tai ir spēcīga anaboliska iedarbība uz muskuļiem. Tas arī palīdz viņiem atbrīvoties no nātrija invāzijas, palīdzot kālijam pārvietoties muskuļu šūnās, kas savukārt saudzē ATP krājumus.

Es uzskatu, ka kreatīns ir mērens ATP stimulators, un visilgāk iedarbojošie ATP stimulatori ir prohormoni. Es šaubos, ka kreatīnam var būt stimulējoša ietekme uz ATP veidošanos tiem, kas vada mazkustīgu dzīvesveidu. Tomēr, kā minēts iepriekš, intensīvas fiziskās aktivitātes samazina ATP līmeni uz ilgu laiku. Šajā gadījumā kreatīns var nodrošināt nepieciešamo izejmateriālu ATP resintēzei, pateicoties tā pārvēršanai par fosfokreatīnu muskuļos. Eiropas zinātnieku veiktais eksperiments parādīja, ka, sportistiem papildus lietojot kreatīnu augstā treniņu līmenī piecas dienas 21 g dienā kopā ar 252 g ogļhidrātu patēriņu, ATP līmenis muskuļi palielinājās pat par 9%, bet, lietojot ATP prekursoru fosfokreatīnu - par 11% (3).

Attiecībā uz prohormoniem pētījumi ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka vīriešu hormonu līmenis lielā mērā ietekmē ATP līmeni muskuļos. Kad žurkas tika kastrētas, ATP līmenis to muskuļos tika samazināts (4). Kad žurkām tika ievadīts testosterons, ATP līmenis tika atjaunots līdz normālam līmenim. Šī pētījuma rezultāti pierādīja, cik svarīgi ir lietot testosterona stimulatorus, īpaši pēctreniņa periodā, kad testosterona līmenis samazinās pat vienkārši patērējot ogļhidrātus. Varat izmantot intrakrīnu testosterona stimulantu, piemēram, androstenedionu, un endokrīnās sistēmas stimulatorus, piemēram, nandrolona prekursorus. Tādējādi jūs varat dabiski regulēt testosterona līmeņa pazemināšanos asinīs, aizstājot to ar nandrolonu, vienlaikus palielinot testosterona līmeni muskuļos ar androstenedionu.
Riboze, kreatīns un prohormoni ir efektīvi ATP ražošanas stimulatori. Lietojot tos kopā, palielināsies jūsu spēka līmenis pretestības treniņa laikā, vienlaikus uzlabojot muskuļu atjaunošanos un augšanu pēc treniņa. Tā kā to ietekme laika gaitā tiek sadalīta atšķirīgi un tiem ir dažādi darbības veidi, tie rada optimālus rezultātus, strādājot sinerģijā.

Muskuļu aktivitātes enerģija

Kā jau norādīts, abas muskuļu aktivitātes fāzes - kontrakcijas un relaksācijas - notiek ar obligātu enerģijas izmantošanu, kas izdalās ATP hidrolīzes laikā.

Taču ATP rezerves muskuļu šūnās ir niecīgas (miera stāvoklī ATP koncentrācija muskuļos ir aptuveni 5 mmol/l), un tās pietiek muskuļu darbam 1-2 s. Tāpēc, lai nodrošinātu ilgāku muskuļu darbību, muskuļos ir jāpapildina ATP rezerves. ATP veidošanos muskuļu šūnās tieši fiziska darba laikā sauc par ATP resintēzi, un tā notiek ar enerģijas patēriņu.

Tādējādi, muskuļiem funkcionējot, tajos vienlaikus notiek divi procesi: ATP hidrolīze, kas nodrošina nepieciešamo enerģiju kontrakcijai un relaksācijai, un ATP resintēze, kas papildina šīs vielas zudumu. Ja muskuļu kontrakciju un relaksācijas nodrošināšanai tiek izmantota tikai ATP ķīmiskā enerģija, tad ATP resintēzei ir piemērota visdažādāko savienojumu ķīmiskā enerģija: ogļhidrāti, tauki, aminoskābes un kreatīna fosfāts.

ATP struktūra un bioloģiskā loma

Adenozīna trifosfāts (ATP) ir nukleotīds. ATP (adenozīna trifosforskābes) molekula sastāv no slāpekļa bāzes adenīna, piecu oglekļa cukura ribozes un trīs fosforskābes atlikumiem, kas savienoti ar augstas enerģijas saiti. Kad tas tiek hidrolizēts, tiek atbrīvots liels enerģijas daudzums. ATP ir galvenais šūnas makroergs, enerģijas akumulators augstas enerģijas ķīmisko saišu enerģijas veidā.

Fizioloģiskos apstākļos, t.i., tādos apstākļos, kādi pastāv dzīvā šūnā, mola ATP (506 g) sadalīšanās notiek kopā ar 12 kcal jeb 50 kJ enerģijas izdalīšanos.

ATP veidošanās ceļi

Aerobā oksidācija (audu elpošana)

Sinonīmi: oksidatīvā fosforilēšana, elpceļu fosforilēšana, aerobā fosforilēšana.

Šis ceļš notiek mitohondrijās.

Trikarbonskābes ciklu pirmais atklāja angļu bioķīmiķis G. Krebs (4. att.).

Pirmo reakciju katalizē enzīms citrāta sintāze, kurā acetil-CoA acetilgrupa kondensējas ar oksaloacetātu, kā rezultātā veidojas citronskābe. Acīmredzot šajā reakcijā citril-CoA, kas saistīts ar fermentu, veidojas kā starpprodukts. Pēc tam pēdējais spontāni un neatgriezeniski hidrolizējas, veidojot citrātu un HS-CoA.

Otrās reakcijas rezultātā iegūtā citronskābe tiek dehidratēta, veidojot cis-akonītskābi, kas, pievienojot ūdens molekulu, kļūst par izocitrskābi (isocitrātu). Šīs atgriezeniskās hidratācijas-dehidratācijas reakcijas katalizē enzīms akonitāta hidratāze (akonitāze). Rezultātā citrāta molekulā notiek savstarpēja H un OH kustība.

Rīsi. 4. Trikarbonskābes cikls (Krebsa cikls)

Šķiet, ka trešā reakcija ierobežo Krebsa cikla ātrumu. Izocitrskābe tiek dehidrogenēta no NAD atkarīgas izocitrāta dehidrogenāzes klātbūtnē. Izocitrāta dehidrogenāzes reakcijas laikā izocitrskābe vienlaikus tiek dekarboksilēta. No NAD atkarīgā izocitrāta dehidrogenāze ir allosterisks enzīms, kam nepieciešams ADP kā specifisks aktivators. Turklāt fermentam ir nepieciešami vai joni, lai parādītu savu aktivitāti.

Ceturtās reakcijas laikā notiek α-ketoglutārskābes oksidatīvā dekarboksilēšana, veidojot augstas enerģijas savienojumu sukcinil-CoA. Šīs reakcijas mehānisms ir līdzīgs piruvāta oksidatīvās dekarboksilēšanas reakcijai uz acetil-CoA; α-ketoglutarāta dehidrogenāzes komplekss pēc struktūras ir līdzīgs piruvāta dehidrogenāzes kompleksam. Abos gadījumos reakcijā piedalās 5 koenzīmi: TPP, lipoīnskābes amīds, HS-CoA, FAD un NAD+.

Piekto reakciju katalizē enzīms sukcinil-CoA sintetāze. Šīs reakcijas laikā sukcinil-CoA, piedaloties GTP un neorganiskajam fosfātam, tiek pārveidots par dzintarskābi (sukcinātu). Tajā pašā laikā GTP augstas enerģijas fosfāta saites veidošanās notiek sukcinil-CoA augstas enerģijas tioētera saites dēļ.

Sestās reakcijas rezultātā sukcināts tiek dehidrogenēts līdz fumārskābei. Sukcināta oksidāciju katalizē sukcināta dehidrogenāze.

molekulā, kurā koenzīms FAD ir cieši (kovalenti) saistīts ar proteīnu. Savukārt sukcināta dehidrogenāze ir cieši saistīta ar iekšējo mitohondriju membrānu.

Septītā reakcija tiek veikta fermenta fumarāta hidratāzes (fumarāzes) ietekmē. Iegūtā fumārskābe tiek hidratēta, reakcijas produkts ir ābolskābe (malāts).

Visbeidzot, trikarbonskābes cikla astotās reakcijas laikā mitohondriju NAD atkarīgās malāta dehidrogenāzes ietekmē L-malāts tiek oksidēts par oksaloacetātu.

Viena cikla pagrieziena laikā vienas acetil-CoA molekulas oksidēšana Krebsa ciklā un oksidatīvā fosforilēšanas sistēma var radīt 12 ATP molekulas.

Anaerobā oksidēšana

Sinonīmi: substrāta fosforilēšana, anaerobā ATP sintēze. Notiek citoplazmā, atdalītais ūdeņradis pievienojas kādai citai vielai. Atkarībā no substrāta tiek izdalīti divi anaerobās ATP resintēzes ceļi: kreatīnfosfāts (kreatīnkināze, laktāts) un glikolītiskais (glikolīze, laktāts). Nervu gadījumā substrāts ir kreatīna fosfāts, otrajā - glikoze.

Šie ceļi notiek bez skābekļa līdzdalības.

Turpinājums. Skatīt Nr. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Bioloģijas stundas dabaszinību stundās

Padziļināta plānošana, 10. klase

19. nodarbība. ATP ķīmiskā struktūra un bioloģiskā loma

Aprīkojums: tabulas par vispārējo bioloģiju, ATP molekulas struktūras diagramma, plastmasas un enerģijas metabolisma saistību diagramma.

I. Zināšanu pārbaude

Bioloģiskā diktāta vadīšana “Dzīvās vielas organiskie savienojumi”

Skolotājs lasa tēzes zem cipariem, skolēni pieraksta savās kladēs to kopsavilkumu numurus, kas atbilst viņu versijas saturam.

1. variants – olbaltumvielas.
2. variants – ogļhidrāti.
3. variants – lipīdi.
4. variants – nukleīnskābes.

1. Tīrā veidā tie sastāv tikai no C, H, O atomiem.

2. Papildus C, H, O atomiem tie satur N un parasti S atomus.

3. Papildus C, H, O atomiem tie satur N un P atomus.

4. Tiem ir salīdzinoši maza molekulmasa.

5. Molekulmasa var būt no tūkstošiem līdz vairākiem desmitiem un simtiem tūkstošu daltonu.

6. Lielākie organiskie savienojumi ar molekulmasu līdz vairākiem desmitiem un simtiem miljonu daltonu.

7. Tiem ir dažāda molekulmasa – no ļoti mazas līdz ļoti lielai, atkarībā no tā, vai viela ir monomērs vai polimērs.

8. Sastāv no monosaharīdiem.

9. Sastāv no aminoskābēm.

10. Sastāv no nukleotīdiem.

11. Tie ir augstāko taukskābju esteri.

12. Pamatstruktūrvienība: “slāpekļa bāze–pentoze–fosforskābes atlikums”.

13. Pamatstruktūrvienība: “aminoskābes”.

14. Pamatstruktūrvienība: “monosaharīds”.

15. Pamatstruktūrvienība: “glicerīns–taukskābe”.

16. Polimēru molekulas tiek veidotas no identiskiem monomēriem.

17. Polimēru molekulas tiek veidotas no līdzīgiem, bet ne gluži identiskiem monomēriem.

18. Tie nav polimēri.

19. Tie pilda gandrīz tikai enerģijas, celtniecības un uzglabāšanas funkcijas, atsevišķos gadījumos – arī aizsargfunkcijas.

20. Papildus enerģētikai un būvniecībai tie veic katalītiskās, signalizācijas, transporta, motora un aizsardzības funkcijas;

21. Tie uzglabā un nodod šūnas un organisma iedzimtās īpašības.

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

II. Jauna materiāla apgūšana

1. Adenozīna trifosforskābes uzbūve

Papildus olbaltumvielām, nukleīnskābēm, taukiem un ogļhidrātiem dzīvās vielās tiek sintezēts liels skaits citu organisko savienojumu. Starp tiem svarīga loma ir šūnas bioenerģētikā. adenozīna trifosforskābe (ATP). ATP ir atrodams visās augu un dzīvnieku šūnās. Šūnās adenozīna trifosforskābe visbiežāk atrodas sāļu veidā, ko sauc adenozīna trifosfāti. ATP daudzums svārstās un ir vidēji 0,04% (vidēji šūnā ir aptuveni 1 miljards ATP molekulu). Lielākais ATP daudzums ir skeleta muskuļos (0,2–0,5%).

ATP molekula sastāv no slāpekļa bāzes – adenīna, pentozes – ribozes un trīs fosforskābes atlikumiem, t.i. ATP ir īpašs adenila nukleotīds. Atšķirībā no citiem nukleotīdiem, ATP satur nevis vienu, bet trīs fosforskābes atlikumus. ATP attiecas uz makroerģiskām vielām - vielām, kuru saitēs ir liels enerģijas daudzums.

ATP molekulas telpiskais modelis (A) un strukturālā formula (B).

Fosforskābes atlikums tiek atdalīts no ATP ATPāzes enzīmu ietekmē. ATP ir spēcīga tendence atdalīt savu terminālo fosfātu grupu:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,

jo tas noved pie enerģētiski nelabvēlīgās elektrostatiskās atgrūšanās izzušanas starp blakus esošajiem negatīvajiem lādiņiem. Iegūtais fosfāts tiek stabilizēts, jo veidojas enerģētiski labvēlīgas ūdeņraža saites ar ūdeni. Uzlādes sadalījums ADP + Fn sistēmā kļūst stabilāks nekā ATP. Šī reakcija atbrīvo 30,5 kJ (pārraujot parasto kovalento saiti, atbrīvojas 12 kJ).

Lai uzsvērtu ATP fosfora-skābekļa saites augstās enerģijas “izmaksas”, to parasti apzīmē ar zīmi ~ un sauc par makroenerģētisko saiti. Kad tiek noņemta viena fosforskābes molekula, ATP tiek pārveidota par ADP (adenozīndifosforskābi), un, ja tiek noņemtas divas fosforskābes molekulas, ATP tiek pārveidots par AMP (adenozīnmonofosforskābi). Trešā fosfāta šķelšanos pavada tikai 13,8 kJ izdalīšanās, tāpēc ATP molekulā ir tikai divas faktiskas augstas enerģijas saites.

2. ATP veidošanās šūnā

ATP piegāde šūnā ir neliela. Piemēram, ATP rezerves muskulī ir pietiekamas 20–30 kontrakcijām. Taču muskuļi var strādāt stundām ilgi un radīt tūkstošiem kontrakciju. Tāpēc līdz ar ATP sadalīšanos līdz ADP šūnā nepārtraukti jānotiek reversajai sintēzei. Šūnās ir vairāki ATP sintēzes ceļi. Iepazīsim viņus.

1. Anaerobā fosforilēšana. Fosforilēšana ir ATP sintēzes process no ADP un zemas molekulmasas fosfāta (Pn). Šajā gadījumā mēs runājam par organisko vielu oksidācijas procesiem, kas nesatur skābekli (piemēram, glikolīze ir bezskābekļa glikozes oksidācijas process par pirovīnskābi). Apmēram 40% no šo procesu laikā atbrīvotās enerģijas (apmēram 200 kJ/mol glikozes) tiek tērēti ATP sintēzei, bet pārējā daļa tiek izkliedēta siltuma veidā:

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

2. Oksidatīvā fosforilēšana ir ATP sintēzes process, izmantojot organisko vielu oksidēšanas enerģiju ar skābekli. Šis process tika atklāts pagājušā gadsimta trīsdesmito gadu sākumā. XX gadsimts V.A. Engelhards. Organisko vielu oksidācijas skābekļa procesi notiek mitohondrijās. Apmēram 55% no šajā gadījumā atbrīvotās enerģijas (apmēram 2600 kJ/mol glikozes) tiek pārvērsti ATP ķīmisko saišu enerģijā, un 45% tiek izkliedēti kā siltums.

Oksidatīvā fosforilēšana ir daudz efektīvāka nekā anaerobā sintēze: ja glikolīzes procesā glikozes molekulas sadalīšanās laikā tiek sintezētas tikai 2 ATP molekulas, tad oksidatīvās fosforilēšanas laikā veidojas 36 ATP molekulas.

3. Fotofosforilēšana– ATP sintēzes process, izmantojot saules gaismas enerģiju. Šis ATP sintēzes ceļš ir raksturīgs tikai šūnām, kas spēj veikt fotosintēzi (zaļie augi, zilaļģes). Saules gaismas kvantu enerģiju fotosintēze izmanto fotosintēzes gaismas fāzē ATP sintēzei.

3. ATP bioloģiskā nozīme

ATP ir vielmaiņas procesu centrā šūnā, kas ir saikne starp bioloģiskās sintēzes un sabrukšanas reakcijām. ATP lomu šūnā var salīdzināt ar akumulatora lomu, jo ATP hidrolīzes laikā tiek atbrīvota enerģija, kas nepieciešama dažādiem dzīvībai svarīgiem procesiem (“izlāde”), bet fosforilēšanās (“uzlādes”) procesā ATP. atkal uzkrāj enerģiju.

Pateicoties ATP hidrolīzes laikā izdalītajai enerģijai, šūnā un organismā notiek gandrīz visi dzīvībai svarīgie procesi: nervu impulsu pārnešana, vielu biosintēze, muskuļu kontrakcijas, vielu transportēšana utt.

III. Zināšanu nostiprināšana

Bioloģisko problēmu risināšana

Uzdevums 1. Ātri skrienot, ātri elpojam, rodas pastiprināta svīšana. Izskaidrojiet šīs parādības.

Problēma 2. Kāpēc nosaluši cilvēki aukstumā sāk štancēt un lēkāt?

3. uzdevums. Slavenajā I. Ilfa un E. Petrova darbā “Divpadsmit krēsli” starp daudziem noderīgiem padomiem var atrast šādu: “Elpojiet dziļi, tu esi sajūsmā.” Mēģiniet pamatot šo padomu no organismā notiekošo enerģētisko procesu viedokļa.

IV. Mājasdarbs

Sāciet gatavoties ieskaitei un ieskaitiet (diktējiet testa jautājumus – skat. 21. nodarbību).

20. nodarbība. Zināšanu vispārinājums sadaļā “Dzīves ķīmiskā organizācija”

Aprīkojums: tabulas par vispārējo bioloģiju.

I. Sadaļas zināšanu vispārināšana

Studenti strādā ar jautājumiem (individuāli), kam seko pārbaude un diskusija

1. Sniedziet piemērus organiskajiem savienojumiem, kas ietver oglekli, sēru, fosforu, slāpekli, dzelzi, mangānu.

2. Kā jūs varat atšķirt dzīvu šūnu no mirušas, pamatojoties uz tās jonu sastāvu?

3. Kādas vielas ir atrodamas šūnā neizšķīdinātā veidā? Kādus orgānus un audus tie satur?

4. Sniedziet piemērus makroelementiem, kas iekļauti enzīmu aktīvajās vietās.

5. Kādi hormoni satur mikroelementus?

6. Kāda ir halogēnu loma cilvēka organismā?

7. Ar ko proteīni atšķiras no mākslīgajiem polimēriem?

8. Kā peptīdi atšķiras no olbaltumvielām?

9. Kā sauc proteīnu, kas veido hemoglobīnu? No cik apakšvienībām tas sastāv?

10. Kas ir ribonukleāze? Cik daudz aminoskābju tas satur? Kad tas tika mākslīgi sintezēts?

11. Kāpēc ķīmisko reakciju ātrums bez fermentiem ir zems?

12. Kādas vielas olbaltumvielas transportē pa šūnas membrānu?

13. Kā antivielas atšķiras no antigēniem? Vai vakcīnas satur antivielas?

14. Kādās vielās olbaltumvielas sadalās organismā? Cik daudz enerģijas izdalās? Kur un kā tiek neitralizēts amonjaks?

15. Sniedziet peptīdu hormonu piemēru: kā tie ir iesaistīti šūnu metabolisma regulēšanā?

16. Kāda ir cukura struktūra, ar kuru mēs dzeram tēju? Kādus trīs citus šīs vielas sinonīmus jūs zināt?

17. Kāpēc piena tauki netiek savākti uz virsmas, bet gan suspensijas veidā?

18. Kāda ir DNS masa somatisko un dzimumšūnu kodolā?

19. Cik daudz ATP cilvēks lieto dienā?

20. Kādus proteīnus cilvēki izmanto apģērbu izgatavošanai?

Aizkuņģa dziedzera ribonukleāzes primārā struktūra (124 aminoskābes)

II. Mājasdarbs.

Turpiniet gatavoties testam un testam sadaļā “Dzīvības ķīmiskā organizācija”.

Nodarbība 21. Pārbaudes nodarbība sadaļā “Dzīves ķīmiskā organizācija”

I. Mutiskas pārbaudes veikšana uz jautājumiem

1. Šūnas elementārais sastāvs.

2. Organogēno elementu raksturojums.

3. Ūdens molekulas uzbūve. Ūdeņraža saite un tās nozīme dzīvības “ķīmijā”.

4. Ūdens īpašības un bioloģiskās funkcijas.

5. Hidrofilās un hidrofobās vielas.

6. Katjoni un to bioloģiskā nozīme.

7. Anjoni un to bioloģiskā nozīme.

8. Polimēri. Bioloģiskie polimēri. Atšķirības starp periodiskiem un neperiodiskiem polimēriem.

9. Lipīdu īpašības, to bioloģiskās funkcijas.

10. Ogļhidrātu grupas, kas atšķiras pēc struktūras pazīmēm.

11. Ogļhidrātu bioloģiskās funkcijas.

12. Olbaltumvielu elementārais sastāvs. Aminoskābes. Peptīdu veidošanās.

13. Olbaltumvielu primārās, sekundārās, terciārās un kvartārās struktūras.

14. Olbaltumvielu bioloģiskā funkcija.

15. Atšķirības starp fermentiem un nebioloģiskajiem katalizatoriem.

16. Fermentu struktūra. Koenzīmi.

17. Fermentu darbības mehānisms.

18. Nukleīnskābes. Nukleotīdi un to uzbūve. Polinukleotīdu veidošanās.

19. E.Šargafa noteikumi. Komplementaritātes princips.

20. Divpavedienu DNS molekulas veidošanās un tās spiralizācija.

21. Šūnu RNS klases un to funkcijas.

22. Atšķirības starp DNS un RNS.

23.DNS replikācija. Transkripcija.

24. ATP struktūra un bioloģiskā loma.

25. ATP veidošanās šūnā.

II. Mājasdarbs

Turpiniet gatavoties testam sadaļā “Dzīvības ķīmiskā organizācija”.

Nodarbība 22. Pārbaudes nodarbība sadaļā “Dzīves ķīmiskā organizācija”

I. Rakstiskas pārbaudes veikšana

1. iespēja

1. Ir trīs veidu aminoskābes - A, B, C. Cik daudz variantu var uzbūvēt polipeptīdu ķēdes, kas sastāv no piecām aminoskābēm. Lūdzu, norādiet šīs iespējas. Vai šiem polipeptīdiem būs tādas pašas īpašības? Kāpēc?

2. Visas dzīvās būtnes galvenokārt sastāv no oglekļa savienojumiem, un oglekļa analogs silīcijs, kura saturs zemes garozā ir 300 reizes lielāks par oglekli, ir sastopams tikai ļoti nedaudzos organismos. Izskaidrojiet šo faktu, ņemot vērā šo elementu atomu struktūru un īpašības.

3. ATP molekulas, kas marķētas ar radioaktīvo 32P pie pēdējā, trešā fosforskābes atlikuma, tika ievadītas vienā šūnā, bet ATP molekulas, kas marķētas ar 32P pirmajā atliekā, kas ir vistuvāk ribozei, tika ievadītas otrā šūnā. Pēc 5 minūtēm abās šūnās tika mērīts neorganiskā fosfāta jonu saturs, kas marķēts ar 32P. Kur tas būs ievērojami augstāks?

4. Pētījumi liecina, ka 34% no kopējā šīs mRNS nukleotīdu skaita ir guanīns, 18% ir uracils, 28% ir citozīns un 20% ir adenīns. Nosakiet divpavedienu DNS slāpekļa bāzu procentuālo sastāvu, kuras kopija ir norādītā mRNS.

2. iespēja

1. Tauki veido “pirmo rezervi” enerģijas metabolismā un tiek izmantoti, kad ogļhidrātu rezerves ir izsmeltas. Tomēr skeleta muskuļos, glikozes un taukskābju klātbūtnē, pēdējās tiek izmantotas lielākā mērā. Olbaltumvielas vienmēr tiek izmantotas kā enerģijas avots tikai kā pēdējais līdzeklis, kad ķermenis cieš no bada. Izskaidrojiet šos faktus.

2. Smago metālu (dzīvsudraba, svina u.c.) un arsēna jonus viegli saistās ar proteīnu sulfīdu grupām. Zinot šo metālu sulfīdu īpašības, paskaidrojiet, kas notiks ar olbaltumvielām, ja to apvienos ar šiem metāliem. Kāpēc smagie metāli ir organisma indes?

3. Vielas A oksidēšanās reakcijā vielā B izdalās 60 kJ enerģijas. Cik daudz ATP molekulu var maksimāli sintezēt šajā reakcijā? Kā tiks izmantota pārējā enerģija?

4. Pētījumi liecina, ka 27% no kopējā šīs mRNS nukleotīdu skaita ir guanīns, 15% ir uracils, 18% ir citozīns un 40% ir adenīns. Nosakiet divpavedienu DNS slāpekļa bāzu procentuālo sastāvu, kuras kopija ir norādītā mRNS.

Turpinājums sekos

Visu organismu šūnās ir ATP – adenozīntrifosforskābes – molekulas. ATP ir universāla šūnu viela, kuras molekulā ir ar enerģiju bagātas saites. ATP molekula ir viens unikāls nukleotīds, kas, tāpat kā citi nukleotīdi, sastāv no trim komponentiem: slāpekļa bāzes - adenīna, ogļhidrāta - ribozes, bet viena vietā satur trīs fosforskābes molekulu atlikumus (12. att.). Attēlā norādītās saites ir bagātas ar enerģiju un tiek sauktas par augstas enerģijas. Katra ATP molekula satur divas augstas enerģijas saites.

Pārraujot augstas enerģijas saiti un ar enzīmu palīdzību atdalot vienu fosforskābes molekulu, atbrīvojas 40 kJ/mol enerģijas, un ATP pārvēršas par ADP – adenozīndifosforskābi. Kad tiek noņemta cita fosforskābes molekula, atbrīvojas vēl 40 kJ/mol; Veidojas AMP - adenozīna monofosforskābe. Šīs reakcijas ir atgriezeniskas, tas ir, AMP var pārvērst par ADP, ADP par ATP.

ATP molekulas tiek ne tikai sadalītas, bet arī sintezētas, tāpēc to saturs šūnā ir samērā nemainīgs. ATP nozīme šūnas dzīvē ir milzīga. Šīm molekulām ir vadošā loma enerģijas metabolismā, kas nepieciešams, lai nodrošinātu šūnas un visa organisma dzīvību.

RNS molekula parasti ir viena ķēde, kas sastāv no četru veidu nukleotīdiem – A, U, G, C. Ir zināmi trīs galvenie RNS veidi: mRNS, rRNS, tRNS. RNS molekulu saturs šūnā nav nemainīgs, tās piedalās olbaltumvielu biosintēzē. ATP ir universāla šūnas enerģētiskā viela, kas satur ar enerģiju bagātas saites. ATP ir galvenā loma šūnu enerģijas metabolismā. RNS un ATP atrodas gan šūnas kodolā, gan citoplazmā.

Jebkurai šūnai, tāpat kā jebkurai dzīvai sistēmai, ir raksturīga spēja saglabāt savu sastāvu un visas īpašības relatīvi nemainīgā līmenī. Piemēram, ATP saturs šūnās ir aptuveni 0,04%, un šī vērtība tiek stingri saglabāta, neskatoties uz to, ka ATP šūnā pastāvīgi tiek patērēts dzīves laikā. Vēl viens piemērs: šūnu satura reakcija ir nedaudz sārmaina, un šī reakcija tiek stabili uzturēta, neskatoties uz to, ka vielmaiņas procesā pastāvīgi veidojas skābes un bāzes. Ne tikai šūnas ķīmiskais sastāvs, bet arī citas tās īpašības tiek stingri saglabātas noteiktā līmenī. Dzīvo sistēmu augsto stabilitāti nevar izskaidrot ar to materiālu īpašībām, no kuriem tās ir izgatavotas, jo olbaltumvielām, taukiem un ogļhidrātiem ir maza stabilitāte. Dzīvo sistēmu stabilitāte ir aktīva, to nosaka sarežģīti koordinācijas un regulēšanas procesi.

Apskatīsim, piemēram, kā tiek uzturēta ATP satura noturība šūnā. Kā zināms, ATP šūna patērē, kad tā veic jebkādas darbības. ATP sintēze notiek procesu bez skābekļa un glikozes sadalīšanās rezultātā. Acīmredzami, ka ATP satura noturība tiek panākta, precīzi sabalansējot abus procesus – ATP patēriņu un tā sintēzi: tiklīdz ATP saturs šūnā samazinās, nekavējoties ieslēdzas procesi bez skābekļa un glikozes sadalīšanās skābekļa, kura laikā tiek sintezēts ATP un palielinās ATP saturs šūnā. Kad ATP līmenis sasniedz normālu, ATP sintēze palēninās.

Ieslēgšanas un izslēgšanas procesi, kas nodrošina šūnas normāla sastāva uzturēšanu, tajā notiek automātiski. Šo regulējumu sauc par pašregulāciju vai autoregulāciju.

Šūnu darbības regulēšanas pamats ir informācijas procesi, t.i. procesi, kuros tiek veikta saziņa starp atsevišķām sistēmas saitēm, izmantojot signālus. Signāls ir izmaiņas, kas notiek kādā sistēmas saitē. Reaģējot uz signālu, tiek uzsākts process, kura rezultātā tiek novērstas radušās izmaiņas. Kad sistēmas normālais stāvoklis tiek atjaunots, tas kalpo kā jauns signāls procesa pārtraukšanai.

Kā darbojas šūnu signalizācijas sistēma, kā tā nodrošina autoregulācijas procesus tajā?

Signālu uztveršanu šūnas iekšienē veic tās fermenti. Fermentiem, tāpat kā lielākajai daļai olbaltumvielu, ir nestabila struktūra. Vairāku faktoru, tostarp daudzu ķīmisko aģentu, ietekmē tiek izjaukta fermenta struktūra un tiek zaudēta tā katalītiskā aktivitāte. Šīs izmaiņas parasti ir atgriezeniskas, t.i., pēc aktīvā faktora likvidēšanas fermenta struktūra atgriežas normālā stāvoklī un atjaunojas tā katalītiskā funkcija.

Šūnu autoregulācijas mehānisms ir balstīts uz faktu, ka viela, kuras saturs tiek regulēts, spēj specifiski mijiedarboties ar fermentu, kas to ģenerē. Šīs mijiedarbības rezultātā fermenta struktūra tiek deformēta un tā katalītiskā aktivitāte tiek zaudēta.

Šūnu autoregulācijas mehānisms darbojas šādi. Mēs jau zinām, ka šūnā ražotās ķīmiskās vielas parasti rodas vairāku secīgu fermentatīvu reakciju rezultātā. Atcerieties glikozes sadalīšanās procesus bez skābekļa un bez skābekļa. Katrs no šiem procesiem atspoguļo garu sēriju - vismaz duci secīgu reakciju. Ir pilnīgi skaidrs, ka šādu polinomu procesu regulēšanai pietiek ar jebkuras saites atslēgšanu. Pietiek izslēgt vismaz vienu reakciju, un visa līnija apstāsies. Tādā veidā tiek regulēts ATP saturs šūnā. Kamēr šūna ir miera stāvoklī, tās ATP saturs ir aptuveni 0,04%. Pie tik lielas ATP koncentrācijas tas reaģē ar kādu no enzīmiem bez skābekļa sadalīšanas glikozes procesa. Šīs reakcijas rezultātā visas šī enzīma molekulas nedarbojas, un konveijera līnijas bez skābekļa un skābekļa procesiem ir neaktīvas. Ja kādas šūnas darbības dēļ ATP koncentrācija tajā samazinās, tad tiek atjaunota enzīma struktūra un darbība un bez skābekļa un tiek uzsākti skābekļa procesi. Tā rezultātā tiek ražots ATP, un tā koncentrācija palielinās. Kad tas sasniedz standartu (0,04%), konveijers bez skābekļa un skābekļa procesiem automātiski izslēdzas.

2241-2250

2241. Ģeogrāfiskā izolācija noved pie specifikācijas, jo sākotnējās sugas populācijās pastāv
A) atšķirība
B) konverģence
B) aromorfoze
D) deģenerācija

2242. Biosfēras neatjaunojamie dabas resursi ietver
A) kaļķu nogulsnes
B) tropu meži
B) smiltis un māls
D) ogles

2243. Kāda ir recesīvās pazīmes fenotipa izpausmes varbūtība pirmās paaudzes pēcnācējiem, ja abiem vecākiem ir Aa genotips?
A) 0%
B) 25%
B) 50%
D) 75%

Abstrakts

2244. Molekulā ir enerģētiski bagātas saites starp fosforskābes atlikumiem
A) vāvere
B) ATP
B) mRNS
D) DNS

2245. Uz kāda pamata attēlā attēlotais dzīvnieks ir klasificēts kā kukainis?
A) trīs pāri staigājošu kāju
B) divas vienkāršas acis
B) viens caurspīdīgu spārnu pāris
D) ķermeņa sadalīšana galvā un vēderā

Abstrakts

2246. Rezultātā veidojas zigota, atšķirībā no gametas
A) mēslošana
B) partenoģenēze
B) spermatoģenēze
D) mejozes I nodaļa

2247. Rezultātā veidojas augos neauglīgi hibrīdi
A) starpsugu krustošana
B) poliploidizācija
B) attālā hibridizācija
D) analizējot šķērsošanu

Cik daudz ATP ir organismā?

2249. Rh negatīvajiem cilvēkiem, salīdzinot ar Rh pozitīviem cilvēkiem, sarkano asins šūnu sastāvs atšķiras
A) lipīdi
B) ogļhidrāti
B) minerāli
D) olbaltumvielas

2250. Iznīcinot smadzeņu garozas temporālās daivas šūnas, cilvēks
A) iegūst izkropļotu priekšstatu par objektu formu
B) neatšķir skaņas stiprumu un augstumu
B) zaudē kustību koordināciju
D) neatšķir vizuālos signālus

© D.V. Pozdņakovs, 2009-2018

Adblock detektors

1. Kādi vārdi teikumā trūkst un ir aizstāti ar burtiem (a-d)?

"ATP molekula sastāv no slāpekļa bāzes (a), piecu oglekļa monosaharīda (b) un (c) skābes atlikuma (d)."

Šos vārdus aizstāj ar burtiem: a – adenīns, b – riboze, c – trīs, d – fosforskābe.

2. Salīdziniet ATP un nukleotīda uzbūvi. Nosakiet līdzības un atšķirības.

Faktiski ATP ir RNS adenilnukleotīda (adenozīna monofosfāta jeb AMP) atvasinājums. Abu vielu molekulas ietver slāpekļa bāzes adenīnu un piecu ogļu cukura ribozi. Atšķirības ir saistītas ar faktu, ka RNS adenilnukleotīds (tāpat kā jebkurā citā nukleotīdā) satur tikai vienu fosforskābes atlikumu, un tajā nav augstas enerģijas (augstas enerģijas) saišu. ATP molekula satur trīs fosforskābes atlikumus, starp kuriem ir divas augstas enerģijas saites, tāpēc ATP var darboties kā akumulators un enerģijas nesējs.

3. Kāds ir ATP hidrolīzes process?

ATF: enerģijas valūta

ATP sintēze? Kāda ir ATP bioloģiskā loma?

Hidrolīzes procesā no ATP molekulas tiek noņemts viens fosforskābes atlikums (defosforilēšana). Šajā gadījumā tiek pārtraukta augstas enerģijas saite, tiek atbrīvots 40 kJ/mol enerģijas un ATP tiek pārveidots par ADP (adenozīndifosforskābi):

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ

ADP var iziet tālāku hidrolīzi (kas notiek reti), likvidējot citu fosfātu grupu un izdalot otru enerģijas “daļiņu”. Šajā gadījumā ADP tiek pārveidots par AMP (adenozīna monofosforskābi):

ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ

ATP sintēze notiek fosforskābes atlikuma pievienošanas rezultātā ADP molekulai (fosforilēšana). Šis process notiek galvenokārt mitohondrijās un hloroplastos, daļēji šūnu hialoplazmā. Lai no ADP izveidotu 1 molu ATP, ir jāiztērē vismaz 40 kJ enerģijas:

ADP + H3PO4 + 40 kJ → ATP + H2O

ATP ir universāla noliktava (akumulators) un enerģijas nesējs dzīvo organismu šūnās. Gandrīz visos bioķīmiskajos procesos, kas notiek šūnās, kurām nepieciešama enerģija, ATP tiek izmantots kā enerģijas piegādātājs. Pateicoties ATP enerģijai, tiek sintezētas jaunas olbaltumvielu, ogļhidrātu, lipīdu molekulas, tiek veikta aktīva vielu transportēšana, notiek flagellas un skropstu kustība, notiek šūnu dalīšanās, darbojas muskuļi, tiek uzturēta nemainīga ķermeņa temperatūra siltajā. asiņaini dzīvnieki utt.

4. Kādus savienojumus sauc par makroerģiskiem? Kādas funkcijas var veikt vielas, kas satur augstas enerģijas saites?

Makroerģiskās saites ir tās, kuru pārrāvums izdala lielu enerģijas daudzumu (piemēram, katras makroerģiskās ATP saites pārrāvumu pavada 40 kJ/mol enerģijas izdalīšanās). Vielas, kas satur augstas enerģijas saites, var kalpot kā baterijas, nesēji un enerģijas piegādātāji dažādiem dzīvības procesiem.

5. ATP vispārīgā formula ir C10H16N5O13P3. Kad 1 mols ATP tiek hidrolizēts par ADP, atbrīvojas 40 kJ enerģijas. Cik daudz enerģijas izdalīsies 1 kg ATP hidrolīzes laikā?

● Aprēķiniet ATP molāro masu:

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

● Hidrolizējot 507 g ATP (1 mol), atbrīvojas 40 kJ enerģijas.

Tas nozīmē, ka pēc 1000 g ATP hidrolīzes izdalīsies: 1000 g × 40 kJ: 507 g ≈ 78,9 kJ.

Atbilde: Kad 1 kg ATP tiek hidrolizēts līdz ADP, tiks atbrīvots aptuveni 78,9 kJ enerģijas.

6. ATP molekulas, kas iezīmētas ar radioaktīvo fosfora 32P pēdējā (trešajā) fosforskābes atlikumā, tika ievadītas vienā šūnā, bet ATP molekulas, kas marķētas ar 32P pirmajā (vistuvākajā ribozei) atlikumā, tika ievadītas otrā šūnā. Pēc 5 minūtēm abās šūnās tika mērīts neorganiskā fosfāta jonu saturs, kas marķēts ar 32P. Kur tas bija augstāks un kāpēc?

Pēdējais (trešais) fosforskābes atlikums ir viegli atdalāms ATP hidrolīzes laikā, un pirmais (vistuvāk ribozei) netiek atdalīts pat ATP divpakāpju hidrolīzes laikā par AMP. Tāpēc radioaktīvā neorganiskā fosfāta saturs būs lielāks šūnā, kurā tika ievadīts ATP, kas iezīmēts pēdējā (trešā) fosforskābes atlikumā.

Daškovs M.L.

Vietne: dashkov.by

RNS molekula, atšķirībā no DNS, parasti ir viena nukleotīdu ķēde, kas ir daudz īsāka nekā DNS. Tomēr kopējā RNS masa šūnā ir lielāka nekā DNS. RNS molekulas atrodas gan kodolā, gan citoplazmā.

Ir zināmi trīs galvenie RNS veidi: informatīvais jeb šablons, - mRNS; ribosomu - rRNS, transports - tRNS, kas atšķiras pēc molekulu formas, izmēra un funkcijām. To galvenā funkcija ir līdzdalība olbaltumvielu biosintēzē.

Jūs redzat, ka RNS molekula, tāpat kā DNS molekula, sastāv no četru veidu nukleotīdiem, no kuriem trīs satur tādas pašas slāpekļa bāzes kā DNS nukleotīdi (A, G, C). Tomēr slāpekļa bāzes timīna vietā RNS satur citu slāpekli saturošu bāzi - uracilu (U). Tādējādi RNS molekulas nukleotīdi ietver slāpekļa bāzes: A, G, C, U. Turklāt ogļhidrātu dezoksiribozes vietā RNS satur ribozi.

Visu organismu šūnās ir ATP – adenozīntrifosforskābes – molekulas. ATP ir universāla šūnu viela, kuras molekulā ir ar enerģiju bagātas saites. ATP molekula ir viens unikāls nukleotīds, kas, tāpat kā citi nukleotīdi, sastāv no trim sastāvdaļām: slāpekļa bāzes - adenīna, ogļhidrāta - ribozes, bet viena vietā tajā ir trīs fosforskābes molekulu atliekas. Katra ATP molekula satur divas augstas enerģijas saites.

Pārraujot augstas enerģijas saiti un ar enzīmu palīdzību atdalot vienu fosforskābes molekulu, atbrīvojas 40 kJ/mol enerģijas, un ATP pārvēršas par ADP – adenozīndifosforskābi. Kad tiek noņemta cita fosforskābes molekula, atbrīvojas vēl 40 kJ/mol; Veidojas AMP - adenozīna monofosforskābe. Šīs reakcijas ir atgriezeniskas, tas ir, AMP var pārvērst par ADP, ADP par ATP.

ATP molekula - kas tas ir un kāda ir tās loma organismā

ATP molekulas tiek ne tikai sadalītas, bet arī sintezētas, un tāpēc to saturs šūnā ir relatīvi nemainīgs. ATP nozīme šūnas dzīvē ir milzīga. Šīm molekulām ir vadošā loma enerģijas metabolismā, kas nepieciešams, lai nodrošinātu šūnas un visa organisma dzīvību.