L'ATP e altri composti organici della cellula sono brevi. Acidi nucleici, ATP e altri composti organici della cellula

Domanda 1. Qual è la struttura della molecola di ATP?
L'ATP è l'adenosina trifosfato, un nucleotide appartenente al gruppo degli acidi nucleici. La concentrazione di ATP nella cellula è bassa (0,04%; nei muscoli scheletrici, 0,5%). La molecola dell'acido adenosina trifosforico (ATP) nella sua struttura ricorda uno dei nucleotidi della molecola di RNA. L'ATP comprende tre componenti: l'adenina, lo zucchero ribosio a cinque atomi di carbonio e tre residui di acido fosforico, interconnessi da speciali legami ad alta energia.

Domanda 2. Qual è la funzione dell'ATP?
L'ATP è una fonte universale di energia per tutte le reazioni nella cellula. L'energia viene rilasciata in caso di separazione di residui di acido fosforico dalla molecola di ATP durante la rottura di legami ad alta energia. Il legame tra i residui di acido fosforico è ad alta energia; la sua scissione rilascia circa 4 volte più energia rispetto alla scissione di altri legami. Se un residuo di acido fosforico viene separato, l'ATP passa in ADP (acido adenosina difosforico). Questo rilascia 40 kJ di energia. Quando il secondo residuo di acido fosforico viene separato, vengono rilasciati altri 40 kJ di energia e l'ADP viene convertito in AMP (adenosina monofosfato). L'energia rilasciata viene utilizzata dalla cellula. La cellula utilizza l'energia dell'ATP nei processi di biosintesi, durante il movimento, durante la produzione di calore, durante la conduzione degli impulsi nervosi, nel processo di fotosintesi, ecc. L'ATP è un accumulatore universale di energia negli organismi viventi.
Durante l'idrolisi del residuo di acido fosforico, viene rilasciata energia:
ATP + H 2 O = ADP + H 3 PO 4 + 40 kJ / mol

Domanda 3. Quali connessioni sono chiamate macroergiche?
I legami tra i residui di acido fosforico sono chiamati macroergici, poiché quando si rompono viene rilasciata una grande quantità di energia (quattro volte di più rispetto a quando vengono scissi altri legami chimici).

Domanda 4. Che ruolo svolgono le vitamine nel corpo?
Il metabolismo è impossibile senza la partecipazione di vitamine. Le vitamine sono sostanze organiche a basso peso molecolare che sono vitali per l'esistenza del corpo umano. Le vitamine non sono prodotte affatto nel corpo umano o sono prodotte in quantità insufficienti. Poiché molto spesso le vitamine sono la parte non proteica delle molecole enzimatiche (coenzimi) e determinano l'intensità di molti processi fisiologici nel corpo umano, è necessaria la loro costante assunzione nel corpo. Le eccezioni in una certa misura sono le vitamine del gruppo B e A, che possono accumularsi in piccole quantità nel fegato. Inoltre, alcune vitamine (B 1 B 2, K, E) sono sintetizzate da batteri che vivono nell'intestino crasso, da dove vengono assorbite nel sangue umano. Con una mancanza di vitamine nel cibo o malattie del tratto gastrointestinale, l'assunzione di vitamine nel sangue diminuisce e si verificano malattie, che sono chiamate collettivamente ipovitaminosi. In completa assenza di qualsiasi vitamina, si verifica un disturbo più grave, che si chiama carenza vitaminica. Ad esempio, la vitamina D regola lo scambio di calcio e fosforo nel corpo umano, la vitamina K è coinvolta nella sintesi della protrombina e favorisce la normale coagulazione del sangue.
Le vitamine si suddividono in idrosolubili (vitamine C, PP, B) e liposolubili (A, D, E, ecc.). Le vitamine idrosolubili vengono assorbite in una soluzione acquosa e, in caso di eccesso nel corpo, vengono facilmente escrete nelle urine. Le vitamine liposolubili vengono assimilate insieme ai grassi, quindi una violazione della digestione e dell'assorbimento dei grassi è accompagnata da una mancanza di vitamine (A, O, K). Un aumento significativo del contenuto di vitamine liposolubili negli alimenti può causare una serie di disturbi metabolici, poiché queste vitamine sono scarsamente escrete dal corpo. Attualmente, ci sono almeno due dozzine di sostanze legate alle vitamine.

1. Quali tipi di energia conosci?

Risposta. Ci sono molti tipi di energia. Eccone alcune: solare (elettromagnetica), termica, a combustione interna, meccanica, idraulica, gravitazionale, elettromagnetica, nucleare, termica, bioenergetica.

2. Perché l'energia è necessaria per l'attività vitale di qualsiasi organismo?

Risposta. L'energia è necessaria per la sintesi di tutte le sostanze specifiche nel corpo, mantenendo la sua organizzazione altamente ordinata, trasporto attivo di sostanze all'interno delle cellule, da una cellula all'altra, da una parte all'altra del corpo, per la trasmissione degli impulsi nervosi, movimento degli organismi, mantenendo una temperatura corporea costante e per altri scopi.

3. Quali vitamine conosci? Qual è il loro ruolo?

Risposta. Le vitamine sono un gruppo di composti organici a basso peso molecolare di struttura relativamente semplice e di varia natura chimica. Questo è un combinato, chimicamente, un gruppo di sostanze organiche, unite sulla base della loro assoluta necessità di un organismo eterotrofico come parte integrante del cibo. Le vitamine si trovano negli alimenti in quantità molto piccole e quindi appartengono ai micronutrienti.

Vitamine - (dal lat. Vita - "vita") - sostanze richieste dal corpo per la vita normale.

Le vitamine sono coinvolte in una varietà di reazioni biochimiche, svolgendo una funzione catalitica nei centri attivi di un gran numero di vari enzimi o agendo come intermediari regolatori delle informazioni, svolgendo funzioni di segnalazione di proormoni e ormoni esogeni.

Non sono un fornitore di energia per il corpo e non hanno un valore plastico significativo. Tuttavia, le vitamine svolgono un ruolo essenziale nel metabolismo.

La concentrazione di vitamine nei tessuti e il fabbisogno giornaliero per loro sono piccoli, ma con un'assunzione insufficiente di vitamine nel corpo si verificano cambiamenti patologici caratteristici e pericolosi.

La maggior parte delle vitamine non sono sintetizzate nel corpo umano. Pertanto, devono entrare regolarmente e in quantità sufficienti nel corpo con il cibo o sotto forma di complessi vitaminici e minerali e integratori alimentari. Un'eccezione è la vitamina K, una quantità sufficiente della quale viene normalmente sintetizzata nell'intestino crasso umano a causa dell'attività dei batteri.

Con una violazione dell'assunzione di vitamine nell'organismo, sono associate 3 principali condizioni patologiche: una mancanza di una vitamina - ipovitaminosi, una mancanza di una vitamina - avitaminosi e un eccesso di una vitamina - ipervitaminosi.

Sono note circa una dozzina e mezza di vitamine. In base alla solubilità, le vitamine sono divise in liposolubili - A, D, E, F, K e idrosolubili - tutto il resto. Le vitamine liposolubili si accumulano nel corpo e i loro depositi sono il tessuto adiposo e il fegato. Le vitamine idrosolubili non vengono depositate in quantità significative, ma vengono escrete in eccesso. Da un lato, ciò spiega il fatto che l'ipovitaminosi delle vitamine idrosolubili è abbastanza comune e, dall'altro, a volte si osserva ipervitaminosi delle vitamine liposolubili.

Domande dopo §13

1. Qual è la struttura della molecola di ATP?

Risposta. I nucleotidi sono la base strutturale di una serie di sostanze organiche importanti per l'attività vitale. I più diffusi tra questi sono i composti ad alta energia (composti ad alta energia contenenti legami ricchi di energia o ad alta energia) e, tra questi ultimi, l'adenosina trifosfato (ATP).

L'ATP è costituito dalla base azotata dell'adenina, dal carboidrato ribosio e (a differenza dei nucleotidi del DNA e dell'RNA) da tre residui di acido fosforico.

2. Qual è la funzione dell'ATP?

Risposta. L'ATP è un custode universale e portatore di energia nella cellula. Quasi tutte le reazioni biochimiche nella cellula che richiedono un dispendio energetico utilizzano l'ATP come fonte. Quando un residuo di acido fosforico viene separato, l'ATP passa in adenosina difosfato (ADP), se viene separato un altro residuo di acido fosforico (che è estremamente raro), l'ADP passa in adenosina monofosfato (AMP).

3. Quali connessioni sono chiamate macroergiche?

Risposta. Quando si separano il terzo e il secondo residuo di acido fosforico, viene rilasciata una grande quantità di energia (fino a 40 kJ). Questa connessione è chiamata macroergica (è indicata dal simbolo ~). Il legame tra il ribosio e il primo residuo di acido fosforico non è ad alta energia e durante la sua rottura vengono rilasciati solo circa 14 kJ di energia.

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ, ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ.

I composti macroergici possono anche essere formati sulla base di altri nucleotidi. Ad esempio, la guanosina trifosfato (GTP) svolge un ruolo importante in numerosi processi biochimici, ma l'ATP è la fonte di energia più diffusa e universale per la maggior parte delle reazioni biochimiche nella cellula. L'ATP si trova nel citoplasma, nei mitocondri, nei plastidi e nei nuclei.

4. Che ruolo svolgono le vitamine nel corpo?

Risposta. Composti organici biologicamente attivi - vitamine (dal latino vita - vita) sono assolutamente necessari in piccole quantità per il normale funzionamento degli organismi. Svolgono un ruolo importante nei processi metabolici, essendo spesso parte integrante degli enzimi.

Le vitamine sono indicate in lettere latine, sebbene ognuna di esse abbia un nome. Ad esempio, vitamina C - acido ascorbico, vitamina A - retinolo, ecc. Alcune vitamine sono solubili nei grassi e sono chiamate liposolubili (A, D, E, K), altre sono solubili in acqua (C, B, PP, H ) e, di conseguenza, sono detti idrosolubili.

Sia una carenza che un eccesso di vitamine possono portare a gravi interruzioni di molte funzioni fisiologiche del corpo.

Confronta l'ATP con DNA e RNA. Quali sono le loro somiglianze e differenze?

Risposta. Somiglianze: ATP, DNA e RNA sono costituiti da nucleotidi.

Differenze: nucleotide di ATP, polimeri di DNA e RNA, l'ATP contiene solo una base azotata, adenina e DNA e RNA sono costituiti da quattro. L'ATP, a differenza del DNA e dell'RNA, contiene tre residui di acido fosforico.

1. Quali sostanze organiche conosci?

Materia organica: proteine, acidi nucleici, carboidrati, grassi (lipidi), vitamine.

2. Quali vitamine conosci? Qual è il loro ruolo?

Assegna vitamine idrosolubili (C, B1, B2, B6, PP, B12 e B5), liposolubili (A, B, E e K).

3. Quali tipi di energia conosci?

Magnetico, termico, luminoso, chimico, elettrico, meccanico, nucleare, ecc.

4. Perché l'energia è necessaria per l'attività vitale di qualsiasi organismo?

L'energia è necessaria per la sintesi di tutte le sostanze specifiche nel corpo, mantenendo la sua organizzazione altamente ordinata, trasporto attivo di sostanze all'interno delle cellule, da una cellula all'altra, da una parte all'altra del corpo, per la trasmissione degli impulsi nervosi, movimento degli organismi, mantenendo una temperatura corporea costante e per altri scopi.

Domande

1. Qual è la struttura della molecola di ATP?

L'adenosina trifosfato (ATP) è un nucleotide costituito dalla base azotata dell'adenina, dal ribosio carboidrato e da tre residui di acido fosforico.

2. Qual è la funzione dell'ATP?

L'ATP è una fonte universale di energia per tutte le reazioni nella cellula.

3. Quali connessioni sono chiamate macroergiche?

Il legame tra i residui di acido fosforico è chiamato macroergico (è indicato con il simbolo ~), poiché quando viene rotto, viene rilasciata quasi quattro volte più energia rispetto a quando vengono scissi altri legami chimici.

4. Che ruolo svolgono le vitamine nel corpo?

Le vitamine sono composti organici complessi che sono necessari in piccole quantità per il normale funzionamento degli organismi. A differenza di altre sostanze organiche, le vitamine non vengono utilizzate come fonte di energia o materiale da costruzione.

L'effetto biologico delle vitamine nel corpo umano è la partecipazione attiva di queste sostanze ai processi metabolici. Nel metabolismo di proteine, grassi e carboidrati, le vitamine partecipano direttamente o come parte di complessi sistemi enzimatici. Le vitamine sono coinvolte nei processi ossidativi, a seguito dei quali si formano numerose sostanze da carboidrati e grassi, che vengono utilizzati dall'organismo come materiale energetico e plastico. Le vitamine contribuiscono alla normale crescita delle cellule e allo sviluppo dell'intero organismo. Le vitamine svolgono un ruolo importante nel mantenimento delle risposte immunitarie dell'organismo, garantendone la resistenza ai fattori ambientali avversi.

Compiti

Riassumendo le tue conoscenze, prepara una relazione sul ruolo delle vitamine nel normale funzionamento del corpo umano. Discuti con i tuoi compagni di classe la domanda: come può una persona fornire al suo corpo la quantità necessaria di vitamine?

L'assunzione tempestiva ed equilibrata della quantità richiesta di vitamine contribuisce al normale funzionamento di una persona. La maggior parte di loro entra nel corpo con il cibo, quindi è importante mangiare bene (perché il cibo contenga vitamine nella giusta quantità, deve essere vario ed equilibrato).

Il ruolo delle vitamine nel corpo umano

Le vitamine sono sostanze vitali di cui il nostro corpo ha bisogno per supportare molte delle sue funzioni. Pertanto, un'assunzione sufficiente e costante di vitamine nel corpo con il cibo è estremamente importante.

L'effetto biologico delle vitamine nel corpo umano è la partecipazione attiva di queste sostanze ai processi metabolici. Nel metabolismo di proteine, grassi e carboidrati, le vitamine partecipano direttamente o come parte di complessi sistemi enzimatici. Le vitamine sono coinvolte nei processi ossidativi, a seguito dei quali si formano numerose sostanze da carboidrati e grassi, che vengono utilizzati dall'organismo come materiale energetico e plastico. Le vitamine contribuiscono alla normale crescita delle cellule e allo sviluppo dell'intero organismo. Le vitamine svolgono un ruolo importante nel mantenimento delle risposte immunitarie dell'organismo, garantendone la resistenza ai fattori ambientali avversi. Questo è essenziale nella prevenzione delle malattie infettive.

Le vitamine ammorbidiscono o eliminano l'effetto negativo di molti farmaci sul corpo umano. La mancanza di vitamine influisce sullo stato dei singoli organi e tessuti, nonché sulle funzioni più importanti: crescita, procreazione, capacità intellettuali e fisiche, funzioni protettive del corpo. Una mancanza a lungo termine di vitamine porta prima a una diminuzione della capacità lavorativa, quindi a un deterioramento della salute e, nei casi più estremi e gravi, può portare alla morte.

Solo in alcuni casi il nostro organismo riesce a sintetizzare singole vitamine in piccole quantità. Ad esempio, l'aminoacido triptofano può essere convertito nel corpo in niacina. Le vitamine sono necessarie per la sintesi degli ormoni - speciali sostanze biologicamente attive che regolano una varietà di funzioni corporee.

Si scopre che le vitamine sono sostanze che sono fattori indispensabili nell'alimentazione umana e sono di grande importanza per la vita del corpo. Sono essenziali per il sistema ormonale e il sistema enzimatico del nostro corpo. Regolano anche il nostro metabolismo, rendendo il corpo umano sano, vigoroso e bello.

La maggior parte di essi entra nel corpo con il cibo e solo alcuni vengono sintetizzati nell'intestino da microrganismi benefici che vivono in esso, ma in questo caso non sono sempre sufficienti. Molte vitamine vengono rapidamente distrutte e non si accumulano nel corpo nelle quantità richieste, quindi una persona ha bisogno di una loro assunzione costante con il cibo.

L'uso delle vitamine a fini terapeutici (terapia vitaminica) era originariamente interamente associato all'impatto su varie forme della loro carenza. Dalla metà del XX secolo, le vitamine sono state ampiamente utilizzate per la fortificazione degli alimenti e per i mangimi negli allevamenti.

Un certo numero di vitamine è rappresentato non da uno, ma da diversi composti correlati. La conoscenza della struttura chimica delle vitamine ha permesso di ottenerle per sintesi chimica; insieme alla sintesi microbiologica, è il metodo principale per la produzione di vitamine su scala industriale.

La fonte primaria di vitamine sono le piante, in cui si accumulano le vitamine. Le vitamine vengono fornite al corpo principalmente con il cibo. Alcuni di essi sono sintetizzati nell'intestino sotto l'influenza dell'attività vitale dei microrganismi, ma le quantità di vitamine formate non sempre soddisfano pienamente i bisogni del corpo.

Conclusione: le vitamine influenzano l'assorbimento dei nutrienti, contribuiscono alla normale crescita delle cellule e allo sviluppo dell'intero organismo. Come parte integrante degli enzimi, le vitamine determinano la loro normale funzione e attività. La mancanza, e ancor più l'assenza di qualsiasi vitamina nel corpo, porta a disturbi metabolici. Con la loro mancanza nel cibo, la capacità lavorativa di una persona diminuisce, la resistenza del corpo alle malattie, all'azione di fattori ambientali sfavorevoli. Come risultato di una carenza o assenza di vitamine, si sviluppa una carenza vitaminica.