Что такое молекула АТФ, какие соединения входят в её состав; строение, функции и роль в живых клетка

Синтез АТФ — структура, функции и пути образования аденозинтрифосфорной кислоты

Синтез АТФ – процесс, направленный на поддержание жизнедеятельности клетки, сопровождаемый образованием энергии. Образование АТФ происходит на внутренней мембране митохондрий, которые являются энергетическим аккумулятором клетки.

Расшифровка АТФ

Аденозинтрифосфорная кислота или АТФ – необходимое условие для существования 9 из 10 клеток с аэробным дыханием. Получение энергии происходит при фосфорилировании, присоединении остатка фосфорной кислоты. На одну молекулу АТФ приходится около 7,3 килокалории энергии.

Какие соединения входят в состав АТФ

Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. В состав АТФ входят аденозин, три остатка фосфорной кислоты. Связи, существующие между аминокислотой и фосфатом, подвергаются гидролизу в присутствии воды, в результате образуется АДФ (аденозиндифосфат), фосфорная кислота. Этот процесс происходит с высвобождением энергии.

Энергообразование происходит за счет разрыва макроэргических связей АТФ (обозначаемых в формуле знаком тильда). Сам аденозин состоит из аденина – пуринового нуклеотида и рибозы. Первая участвует в синтезе ДНК, вторая — составляющая структуры РНК.

Образование энергии

Макроэргическая связь заключена между общими электронами остатков фосфорной кислоты (что и удерживает их вместе). Кислород и фосфор образуют общую электронную пару — высокоэнергетическую. Поэтому при отщеплении снижается энергия электронов: отщепляется фосфат и выделяется ее избыточное количество.

Процесс переноса электронов осуществляется посредством дыхательной цепи. Основную роль здесь играет восстановленный НАДН (Никотинамидадениндинуклеотид). Данное вещество окисляется, отдавая водород. Также на дыхательной цепи синтезируется АТФ. Фосфорилирование происходит на внутренней стороне мембраны митохондрии при помощи АТФ-синтазы.

Последняя выступает переносчиком ионов водорода, что необходимо в связи с существованием градиента на внутренней и внешней мембранах. Перенос водорода через мембрану – хемиосмос, ведет к возникновению связи между АДФ и остатком фосфорной кислоты, иначе говоря, к окислительному фосфорилированию.

Пути синтеза АТФ и его роль

Образование АТФ возможно в ходе гликолиза, цикла трикарбоновых кислот или цикла Кребса. Такие процессы носят название субстратного фосфорилирования.

В ходе первого получают четыре молекулы АТФ, две молекулы пирувата или пировиноградной кислоты из глюкозы. Это бескислородное расщепление. На обеспечение данного процесса затрачивается 2 АТФ, протекает он в цитоплазме или цитозоле. Цикл лимонной кислоты происходит на кристах (складки внутренней оболочки) митохондрий в ходе окисления пирувата. При этом происходит отщепление одного атома углерода с образованием ацетилкоэнзима А и восстановление НАДН.

Далее синтезируется лимонная кислота при участии щавелевоуксусной кислоты. Цитрат превращается в цис-аконитат, который переходит в изоцитрат. К последнему присоединяется окисленный НАДН, который восстанавливается. Отщепление водорода приводит к синтезу кетоглутарата, с ним снова соединяется окисленный НАДН и ацетилкоэнзим А. На этой стадии синтезируется сукцинил-коэнзим А, к которому присоединяется ГДФ (гуанозиндифосфат).

Читайте также:  Почему чешется копчик у мужчин и женщин �� Как избавиться от зуда в районе копчика

Данная молекула восстанавливается в ГТФ (гуанозинтрифосфат) плюс образуется сукцинат. Он превращается в фумарат, затем малат. В этой реакции синтезируется оксалоацетат и восстановленный НАДН. Так, цикл Кребса возвращается к цитрату. На каждый цикл затрачиваются 2 молекулы АТФ, синтезируется 6 НАДН в цикле и 4 на подготовительных этапах. Последняя энергетически приравнивается к трем молекулам АТФ.

В синтезе цитрата задействованы также два ФАДН2 (флавинадениндинуклеотид), на каждую приходится по две АТФ. Таким образом, синтезируемое количество АТФ соответствует 38 молекулам с позиций биологии и биохимии. Однако следует помнить, что это теоретическое число, необходимое для дыхания клетки. Все реакции цикла Кребса катализируются ферментами.

Главная роль – поддержание клеточного дыхания, направленного на рост клетки, синтез новых веществ.

Функции АТФ

Важнейшая функция – участие в энергетическом обмене. Энергия, выделяемая в ходе данных превращений, вновь идет на синтез АТФ. При этом 40% рассеивается в виде тепла.

Поскольку для поддержания любых процессов жизнедеятельности необходимы энергозатраты АТФ – аккумулятор клетки, универсальный источник запасов энергии. Гликолиз активно протекает при физической нагрузке, в мышцах. Субстратное фосфорилирование также осуществляется из креатинфосфата других органических веществ.

Важно подчеркнуть, что цикл Кребса протекает при расщеплении как углеводов, так и белков и жиров. Если в качестве «топлива» клетка использует не углевод, гликолиз не протекает (отсюда не происходит затрата двух молекул АТФ с образованием четырех). Но цикл трикарбоновых кислот протекает одинаково, так как главную роль там играет ацетил-коэнзим А. При кислородном голодании клетка перестраивается на гликолитический путь.

Заключение

АТФ — это особое соединение, содержащее связи, при гидролизе которых высвобождается огромное количество энергии. Называя синтезом АТФ процесс, выполняющий функцию поддержания жизнедеятельности клетки, нельзя не понять, каково значение этого явления. В действительности количество синтезируемого аденозинтрифосфата может быть меньше 38 молекул. Суть процесса заключается в синтезе макроэргических веществ, поступающих в дыхательную цепь переноса электронов.

Назовите азотистое основание входящее в состав атф

Установите соответствие между характеристиками и видами молекул: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) содержит один вид азотистых оснований

Б) обеспечивает энергией реакции синтеза

В) входит в состав рибосом

Г) содержит макроэргические связи

Д) содержит четыре вида азотистых оснований

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А Б В Г Д Е

РНК — рибонуклеиновая кислота. В состав нуклеотида РНК входит одно из четырёх азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, урацил), рибоза и остаток фосфорной кислоты. В клетке находятся несколько основных типов РНК, которые выполняют разные функции: иРНК, тРНК, рРНК. На иРНК транслируется белок, тРНК приносит аминокислоты к месту трансляции, а рРНК входит в состав рибосом.

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) содержит азотистое основание — аденин, рибозу и три остатка фосфорной кислоты. Связи между остатками фосфорных кислот макроэргические, при их разрыве выделяется большое количество энергии, которая обеспечивает энергией реакции синтеза.

Читайте также:  Прегнил - официальная инструкция по применению, аналоги, цена, наличие в аптеках

Тест по биологии на тему молекулярный уровень. «молекулярный уровень организации»

1. Мономер ДНК
2. Где располагается наследственный материал у вирусов? А) в цитоплазме; Б) в ядре; В) в специальной оболочке.
3. ДНК в составе нуклеотидов не содержит:
а) рибозу б) тимин в) урацил

4. Первичная структура белка
5. Функции и-РНК А) хранит генетическую информацию; Б) собирает белковые молекулы; В) переносит генетическую информацию из ядра к месту синтеза белка; Г) доставляет аминокислоты к рибосоме.
6. Мономер белка А) аминокислота; Б) нуклеотид; В) моносахариды; Г) глицерин и жирные кислоты.
7. Соответствие А-Т, Г-Ц, А-У называется:
а) транскрипцией б) редупликац ией в) комплементарностью . Цепи ДНК удерживаются вместе с помощью:
а) пептидных связей б) ионных связей в) водородных связей
9. Вторичная структура белка А) цепь аминокислот; Б) глобула; В) спираль; Г) несколько глобул, собранных в единый комплекс.
10. Функции ДНК А) хранит генетическую информацию; Б) доставляет аминокислоты к рибосоме; Г) собирает белковые молекулы; Г) участвует в биосинтезе белка.
11. РНК встречаются в:
а) ядре б) цитоплазме в) рибосомах

12. Процесс утраты природной структуры белка:
а) ренатурация б) денатурация
в) гомеостаз

13. Биологические катализаторы — это:
а) антигены б) антитела в) ферменты

14. Фермент:
а) ускоряет сразу несколько типов реакций
б) работает в узких температурных пределах
в) может работать только при определенном значении рН среды

15. Функции углеводов в животных клетках:
а) запасающая б) энергетическая
в) транспортная

16. Клетчатка и хитин — это примеры:
а) полисахаридов б) моносахаридов в) дисахаридов

17 .Как называется органическое вещество,в молекулах которого содержатся атомы С,О,Н,выполняющее энегретическую и строительную функцию? А-нуклеиновая кислота В-белок Б-углевод Г-АТФ
18.Какие углеводы относятся к полимерам? А-моносахариды Б-дисахариды В-полисахариды 19.К группе моносахаридов относят: А-глюкозу Б-сахарозу В-целлюлозу 20 .Какова роль молекул АТФ в клетке? А-обеспечивают транспортную функцию Б-передают наследственную информацию В-обеспечивают процессы жизнедеятельности энергией Г-ускоряют биохимические реакции
21. Дайте определение терминам: ДНК, РНК, комплементарность, нуклеотид, целлюлоза. 22. Задача: Участок молекулы ДНК имеет следующее строение: ААТГЦГАТГЦТТАГТТТАГГ, необходимо достроить комплементарную цепочку и-РНК.

«Молекулярный уровень»

1. Липиды от других веществ отличаются:
а) гидрофильными частями
б) гидрофобными частями
в) растворимостью в воде

2. Мономеры белков — это:
а) аминокислоты б) моносахариды в) нуклеотиды

3. Белки являются:
а) полинуклеотидами б) полипептидами
в) полисахаридами

4. Расположите последовательно структуры белка:
а) глобула б) полимерная цепь
в) спираль

5. Водородные связи встречаются в:
а) белках б) нуклеиновых кислотах
в) липидах

6. В составе РНК не встречается:
а) рибоза б) аденин в) глицерин

7. РНК чаще всего состоят из:
а) одной цепи б) двух цепей
в) отдельных нуклеотидов

Читайте также:  Меновазин — дешевый, но бесценный

8. Гликоген выполняет:
а) транспортную б) каталитическую
в) запасающую функцию

9. Произошла денатурация белка при воздействии небольшой дозы УФ. После снятия воздействия УФ функции белка восстановились. Какие уровни структуры пострадали при денатурации: а) только вторичная структура; б) только первичная структура;
в) третичная и вторичная; г) третичная, вторичная и первичная.
10. Из указанных соединений липидную природу имеет: а) гемоглобин; б) инсулин; в) тестостерон; г) пенициллин.
11. Цепи ДНК удерживаются вместе с помощью:
а) пептидных связей б) ионных связей
в) водородных связей

12. Мономером клетчатки, крахмала, гликогена является 1) фруктоза 2) аминокислота 3) глюкоза 4) рибоза 13.сколько из известных аминокислот участвуют в синтезе белков? А-20 Б-100 В-23
14. Какая часть молекул аминокислот отличает их друг от друга? А-радикал Б-карбоксильная группа В-аминогруппа
15. Какие соединения входят в состав АТФ? А- аденин,углевод рибоза,3 молекулы фосфорной кислоты Б- гуанин, сахар фруктоза, остаток фосфорной кислоты. В-рибоза,глицерин и какая-либо аминокислота
16.Гуаниловому нуклеотиду комплементарен нуклеотид: А-тимидиловый В-цитидиловый Б-адениловый Г-уридиловый
17.Какой ученый предложил термин «биология»: А) Ч. Дарвин; Б) А. Левенгук; В) Т. Руз; Г) Л. К. Тревиранус.
18. Гликоген и целлюлоза — это примеры:
а) полисахаридов б) моносахаридов
в) дисахаридов
19.мономерами нуклеиновых кислот являются: А-аминокислоты В-жиры Б-нуклеотиды Г-глюкоза
20.К какому классу химическ.веществ относится рибоза? А-белок Б-углевод В-липид
21. Задача. В какой последовательности будут располагается нуклеотиды в и-РНК, если цепочка ДНК имеет следующий состав: ГГТАТАГЦГЦТТААГЦЦТТ.
22. Дайте определение терминам: полисахариды, ферменты, ренатурация , мономер, хитин. Тест. Молекулярный уровень. 1 вариант. 9 класс.

А1.Какой из химических элементов содержится в клетках в наибольшем количестве:
1.азот
2.кислород
3.углегод
4.водород
А2.Назовите химический элемент, который входит в состав АТФ, всех мономеров белков и нуклеиновых кислот.
1)N 2)P 3)S 4)Fe
А3.Укажите химическое соединение, которое углеводом НЕ является.
1)лактоза 2)хитин 3)кератин 4)крахмал
А4.Как называется структура белка, которая представляет собой спираль из цепочки аминокислот, свернутую в пространстве клубком?

А5.В клетках животных запасным углеводом является:
1.крахмал
2.целлюлоза
3.глюкоза
4.гликоген
А6.Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:
1.глюкоза
2.крахмал
3.гликоген
4.лактоза
А7.Что является мономером РНК?
1)азотистое основание 2)нуклеотид 3)рибоза 4)урацил
А8.Сколько видов азотистых оснований входит в состав молекулы РНК?
1)5 2)2 3)3 4)4
А9.Какое азотистое основание ДНК комплиментарно цитозину?
1)аденин 2)гуанин 3)урацил 4)тимин
А10. Универсальным биологическим аккумулятором энергии являются молекулы
1).белков 2).липидов 3).ДНК 4).АТФ
А11. В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином составляет 5% от общего числа. Сколько нуклеотидов с тимином содержится в этой молекуле
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%
А12.Какова роль молекул АТФ в клетке?

1-обеспечивают транспортную функцию 2-передают наследственную информацию

3-обеспечивают процессы жизнедеятельности энергией 4-ускоряют биохимические

В1. Какие функции в клетке выполняют углеводы?

Каталитическую 4) структурную

Энергетическую 5) запасающую

Двигательную 6) сократительную

В2. Какие структурные компоненты входят в состав нуклеотидов молекулы ДНК?

Ссылка на основную публикацию
Что такое диффузный нетоксический зоб 1 степени причины развития, лечение и профилактика патологии
Эутиреоидный узловой коллоидный зоб Зоб – стойкое увеличение щитовидной железы, не связанное с ее воспалением. Коллоидный узловой зоб- это увеличение...
Что такое белая горячка с точки зрения медицины симптомы и признаки
Белая горячка и другие алкогольные психозы Прекращение непрерывного злоупотребления алкоголем в течение нескольких дней или недель может вызвать абстинентный синдром...
Что такое близорукость CooperVision Russia
Что такое близорукость? Миопия или «близорукость»- это заболевание, при котором близлежащие предметы четко видны, однако, удаленные предметы видны расплывчато. Это...
Что такое жидкостная цитология ГБУЗ КО; КОКОД
Мазок на цитологию: как правильно расшифровать? Что значит «мазок на цитологию» в гинекологии? Как прочитать его результаты и почему всем...
Adblock detector