Клетки организма собаки образуют атф в – Энергетика обмена веществ. АТФ универсальный источник энергии. Пути образования АТФ в организме

Каково значение АТФ в клетке?

АТФ и ее роль в клетке

В цитоплазме каждой клетки, а также в митохондриях, хлоро-пластах и ядрах содержится аденозинтрифосфорная кислота (Л ТФ) . Она поставляет энергию для большинства реакций, происходящих в клетке. С помощью АТФ клетка синтезирует новые молекулы белков, углеводов, жиров, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт веществ, биение жгутиков и ресничек и т. д.

Молекула АТФ представляет собой нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибо-зой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТф соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями (в формуле обозначены символом ~):

Связи между фосфатными группами не очень прочные, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) н высвобождается порция энергии:

АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в аденозин-монофосфат (АМФ) , который далее не гидролизуется:

АТФ образуется из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. Этот процесс называется фосфорили-рованием. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:

Следовательно, основное значение процессов дыхания и фотосинтеза определяется тем, что они поставляют энергию для синтеза АТФ, с участием которой в клетке выполняется большая часть работы.

Таким образом, АТФ — это главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.

АТФ чрезвычайно быстро обновляется. У человека, например, каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2 400 раз в сутки, так что ее средняя продолжительность жизни менее 1 мин. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах (частично в цитоплазме) . Образовавшаяся здесь АТФ направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.
Ссылка 1: [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
Ссылка 2:Подробнее 2

otvet.mail.ru

Строение АТФ и биологическая роль. Функции АТФ

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ – одного из основных источников энергии.

АТФ – универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается пластического обмена. Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в химических связях аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин макроэргические связи впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков фосфорной кислоты.

Рибоза – углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин – азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты. К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат). Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже – 120 кДж энергии. При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ - одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах репликации ДНК и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) - цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором. Аллостерические эффекторы – это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции. Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата – это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза – анаэробный этап аэробного дыхания. В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы пировиноградной кислоты, которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

  • С6Н12О6 + 2АДФ + 2Фн ––> 2С3Н4O3 + 2АТФ + 4Н.

Окислительное фосфорилирование. Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование – это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования - это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза – основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

Интересные факты об АТФ

- В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

- В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

- Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

- Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

- В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии. Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

fb.ru

АТФ и ее роль в клетке


АТФ и ее роль в клетке

В цитоплазме каждой клетки, а также в митохондриях, хлоро-пластах и ядрах содержится аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Она поставляет энергию для большинства реакций, происходящих в клетке. С помощью АТФ клетка синтезирует новые молекулы белков, углеводов, жиров, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт веществ, биение жгутиков и ресничек и т. д.

Молекула АТФ представляет собой нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибо-зой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТф соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями (в формуле обозначены символом ~):

Связи между фосфатными группами не очень прочные, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) н высвобождается порция энергии:

АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в аденозин-монофосфат (АМФ), который далее не гидролизуется:

АТФ образуется из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. Этот процесс называется фосфорили-рованием. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:

Следовательно, основное значение процессов дыхания и фотосинтеза определяется тем, что они поставляют энергию для синтеза АТФ, с участием которой в клетке выполняется большая часть работы.

Таким образом, АТФ — это главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.

АТФ чрезвычайно быстро обновляется. У человека, например, каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2 400 раз в сутки, так что ее средняя продолжительность жизни менее 1 мин. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах (частично в цитоплазме). Образовавшаяся здесь АТФ направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.

Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://biology.asvu.ru

coolreferat.com

Подержание АТФ в клетке

В клетках всех организмов имеются молекулы АТФ - аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ - универсальное вещество клетки, молекула которого имеет богатые энергией связи. Молекула АТФ - это один своеобразный нуклеотид, который, как и другие нуклеотиды, состоит из трех компонентов: азотистого основания - аденина, углевода - рибозы, но вместо одного содержит три остатка молекул фосфорной кислоты (рис. 12). Связи, обозначенные на рисунке значком, - богаты энергией и называются макроэргическими. Каждая молекула АТФ содержит две макроэргические связи.

При разрыве макроэргической связи и отщеплении с помощью ферментов одной молекулы фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии, а АТФ при этом превращается в АДФ - аденозиндифосфорную кислоту. При отщеплении еще одной молекулы фосфорной кислоты освобождается еще 40 кДж/моль; образуется АМФ - аденозинмонофосфорная кислота. Эти реакции обратимы, то есть АМФ может пре вращаться в АДФ, АДФ - в АТФ.

Молекулы АТФ не только расщепляются, но и синтезируются, по этому их содержание в клетке относительно постоянно. Значение АТФ в жизни клетки огромно. Эти молекулы играют ведущую роль в энергетическом обмене, необходимом для обеспечения жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Молекула РНК, как правило, одиночная цепь, состоящая из четырех типов нуклеотидов - А, У, Г, Ц. Известны три основных вида РНК: иРНК, рРНК, тРНК. Содержание молекул РНК в клетке непостоянно, они участвуют в биосинтезе белка. АТФ - универсальное энергетическое вещество клетки, в котором имеются богатые энергией связи. АТФ играет центральную роль в обмене энергии в клетке. РНК и АТФ содержатся как в ядре, так и в цитоплазме клетки.

Любой-клетке, как и всякой живой системе, присуща способность сохранять свой состав и все свои свойства на относительно постоянном уровне. Так, например, содержание АТФ в клетках составляет около 0,04%, и эта величина стойко удерживается, несмотря на то что АТФ постоянно расходуется в клетке в процессе жизнедеятельности. Другой пример: реакция клеточного содержимого слабощелочная, и эта реакция устойчиво удерживается, несмотря на то что в процессе обмена веществ постоянно образуются кислоты и основания. Стойко удерживается на определенном уровне не только химический состав клетки, но и другие ее свойства. Высокую устойчивость живых систем нельзя объяснить свойствами материалов, из которых они построены, так как белки, жиры и углеводы обладают незначительной устойчивостью. Устойчивость живых систем активна, она обусловлена сложными процессами координации и регуляции.

Рассмотрим, например, каким образом поддерживается постоянство содержания АТФ в клетке. Как мы знаем, АТФ расходуется клеткой при осуществлении ею какой-либо деятельности. Синтез же АТФ происходит в результате процессов без кислородного и кислородного расщепления глюкозы. Очевидно, что постоянство содержания АТФ достигается благодаря точному уравновешиванию обоих процессов — расхода АТФ и ее синтеза: как только содержание АТФ в клетке снизится, тотчас же включаются процессы без кислородного и кислородного расщепления глюкозы, в ходе которых АТФ синтезируется и содержание АТФ в клетке повышается. Когда уровень АТФ достигнет нормы, синтез АТФ притормаживается.

Включение и выключение процессов, обеспечивающих поддержание нормального состава клетки, происходит в ней автоматически. Такая регуляция называется саморегуляцией или авторегуляцией.

Основой регуляции деятельности клетки являются процессы информации, т. е. процессы, в которых связь между отдельными звеньями системы осуществляется с помощью сигналов. Сигналом служит изменение, возникающее в каком-нибудь звене системы. В ответ на сигнал запускается процесс, в результате которого возникшее изменение устраняется. Когда нормальное состояние системы восстановлено — это служит новым сигналом для выключения процесса.

Понижение содержания АТФ в клетке представляет сигнал, запускающий процесс синтеза АТФ. Когда концентрация АТФ достигнет нормы — это новый сигнал, приводящий к выключению синтеза АТФ.

Каким же образом работает сигнальная система клетки, как она обеспечивает процессы авторегуляции в ней?

Прием сигналов внутри клетки производится ее ферментами. Ферменты, как и большинство белков, обладают неустойчивой структурой. Под влиянием ряда факторов, в том числе многих химических агентов, структура фермента нарушается и каталитическая активность его утрачивается. Это изменение, как правило, обратимо, т. е. после устранения действующего фактора структура фермента возвращается к норме и его каталитическая функция восстанавливается.

Механизм авторегуляции клетки основан на том, что вещество, содержание которого регулируется, способно к специфическому взаимодействию с порождающим его ферментом. В результате этого взаимодействия структура фермента деформируется и каталитическая активность его утрачивается.

Механизм авторегуляции клетки работает следующим образом. Мы уже знаем, что химические вещества, вырабатываемые в клетке, как правило, возникают в результате нескольких последовательных ферментативных реакций. Вспомните без кислородный и кислородный процессы расщепления глюкозы. Каждый из этих процессов представляет длинный ряд — не менее десятка последовательно протекающих реакций. Вполне очевидно, что для регуляции таких многочленных процессов достаточно выключения какого-либо одного звена. Достаточно выключить хотя бы одну реакцию — и остановится вся линия. Именно этим путем и осуществляется регуляция содержания АТФ в клетке. Пока клетка находится в покое, содержание АТФ в ней около 0,04%. При такой высокой концентрации АТФ она реагирует с одним из ферментов без кислородного процесса расщепления глюкозы. В результате этой реакции все молекулы данного фермента лишены активности и конвейерные линии без кислородного и кислородного процессов бездействуют. Если благодаря какой-либо деятельности клетки концентрация АТФ в ней снижается, тогда структура и функция фермента восстанавливаются и без кислородный и кислородный процессы запускаются. В результате происходит выработка АТФ, концентрация ее увеличивается. Когда она достигнет нормы (0,04%), конвейер без кислородного и кислородного процессов автоматически выключается.

По образцу авторегуляции АТФ происходит авторегуляция содержания и других веществ в клетке.



biofile.ru

Большая энциклопедия школьника

Большая энциклопедия школьникауникальное издание, содержащее весь свод знаний, необходимый ученикам младших классов. Для детей, собирающихся в 1-й класс, она послужит незаменимым помощником для подготовки к школе. В этой энциклопедии ребенок сможет найти любую интересующую его информацию, в понятном и простом для него изложении. Вы подбираете слова и определения для простых вещей, которые надо объяснить ребенку? Сомневаетесь в формулировках? Просто возьмите «Большую энциклопедию школьника» и найдите нужный ответ вместе с малышом!

Математика в стихах
Развитие речи
Азбука в картинках
Игры на развитие внимания
Как правильно выбрать школу
Ваш ребенок левша
Как готовить домашнее задание
Контрольные и экзамены

Большая энциклопедия школьника - это твой надёжный путеводитель в мире знаний. Она проведёт сквозь извилистые лабиринты наук и раскроет завесу великих тайн Вселенной. С ней ты поднимешься высоко к звёздам и опустишься на дно самых глубоких морей, ты научишься видеть мельчайшие организмы и осязать огромные пространства Земли. Отправившись в это увлекательное путешествие, ты значительно расширишь свой кругозор и поднимешься на новую ступень развития. Отныне никакие вопросы учителей не смогут поставить тебя в тупик, ты сможешь найти выход из любой ситуации. Мир знаний зовёт тебя. В добрый путь!

Ребенок не хочет учить буквы

Ребенок не хочет учить буквы - Понимаете, ведь надо что-то делать! - с тревогой говорила мне полная, хорошо одетая дама, едва умещающаяся на стуле. Ее ноги в аккуратных лодочках были плотно сжаты (юбка до середины колена казалась слегка коротковатой для такой монументальной фигуры), руки сложены на коленях. - Ей же на тот год в школу, все ее сверстники уже читают, а она даже буквы ...

Past continuous passive

Страдательный залог образуется с помощью вспомогательного глагола 'to be'. Страдательный залог глагола 'to repair' в группе 'continuous' : To be repaired = Быть исправленным. The road is being repaired = Дорогу чинят. The road is not being repaired = Дорогу не чинят. Is the road being repaired? = Чинят ли дорогу? The road was being repaired = Дорогу чинили. The road was not being repaired = Дорогу не чинили. Was the road being repaired? = Чинили ли дорогу? Страдательный ...

Определение формулы органического вещества по его молярной массе

Задание: Определить формулу углеводорода, если его молярная масса равна 78 г. № п/п Последовательность действий Выполнение действий 1. Записать общую формулу углеводорода. Общая формула углеводорода СхНу 2. Найти молярную массу углеводорода в общем виде. М(СхНу)=12х +у 3. Приравнять найденное в общем виде значение молярной массы к данному в ...

У

У ЗВУК (У). 1) Удобная буква! Удобно в ней то, Что можно на букву Повесить пальто. У – сучок, В любом лесу Ты увидишь букву У. 2) ФОНЕТИЧЕСКАЯ ЗАРЯДКА. - Как воет волк! ( у – у – у ) 3) ЗАДАНИЯ. а) Подними руку, если услышишь звук (у): паук, цветок, лужа, диван, стол, стул, голуби, курица. б) Где стоит (у)? Зубы, утка, наука, кенгуру ...

for-schoolboy.ru

Функции АТФ. Какую функцию выполняет АТФ?

Если перефразировать известное выражение «движение – это жизнь», становится понятным, что все проявления живой материи - рост, размножение, процессы синтеза питательных веществ, дыхание - являются, по сути, движением атомов и молекул, входящих в состав клетки. Возможны ли эти процессы без участия энергии? Конечно, нет.

Откуда же живые тела, начиная от гигантских организмов, например, таких как синий кит или американская секвойя, и заканчивая ультрамикроскопическими бактериями, черпают ее запасы?

Биохимия нашла ответ на этот вопрос. Аденозинтрифосфорная кислота – вот универсальное вещество, используемое всеми обитателями нашей планеты. В этой статье мы рассмотрим строение и функции АТФ у различных групп живых организмов. Кроме этого, определим, какие органеллы ответственны за его синтез в растительных и животных клетках.

История открытия

В начале ХХ века в лаборатории Гарвардской медицинской школы несколько ученых, а именно Суббарис, Ломан и Фриске, обнаружили соединение, близкое по строению к адениловому нуклеотиду рибонуклеиновых кислот. Однако оно содержало не один, а целых три остатка фосфатной кислоты, соединенных с моносахаридом рибозой. Через два десятка лет Ф. Липман, изучая функции АТФ, подтвердил научное предположение о том, что данное соединение переносит энергию. С этого момента биохимикам представилась прекрасная возможность детально ознакомиться со сложным механизмом синтеза данного вещества, происходящего в клетке. В дальнейшем было открыто ключевое соединение: фермент - АТФ-синтаза, отвечающий за образование молекул кислоты в митохондриях. Чтобы определить, какую функцию выполняет АТФ, выясним, какие же процессы, протекающие в живых организмах, не могут осуществиться без участия этого вещества.

Формы существования энергии в биологических системах

Многообразные реакции, происходящие в живых организмах, требуют различных видов энергии, способных трансформироваться друг в друга. К ним относятся механические процессы (движение бактерий и простейших, сокращение миофибрилл в мышечной ткани), биохимический синтез. В этот список также входят электрические импульсы, лежащие в основе возбуждения и торможения, тепловые реакции, поддерживающие постоянную температуру тела у теплокровных животных и человека. Люминесцентное свечение морского планктона, некоторых насекомых и глубоководных рыб тоже относится к разновидностям энергии, продуцируемой живыми телами.

Все выше описанные явления, происходящие в биологических системах, невозможны без молекул АТФ, функции которых заключаются в запасании энергии в виде макроэргических связей. Они возникают между адениловым нуклеозидом и остатками фосфатной кислоты.

Откуда берется клеточная энергия?

Согласно законам термодинамики, появление и исчезновение энергии происходит по определенным причинам. Расщепление органических соединений, входящих в состав пищи: белков, углеводов и особенно липидов приводит к выделению энергии. Первичные процессы гидролиза происходят в пищеварительном тракте, где макромолекулы органических соединений подвергаются действию ферментов. Часть полученной энергии рассеивается в виде тепла или идет на поддержание оптимальной температуры внутреннего содержимого клетки. Оставшаяся же порция аккумулируется в виде в митохондриях – силовых станциях клетки. Это и есть основная функция молекулы АТФ – обеспечение и пополнение энергетических потребностей организма.

Какова роль катаболических реакций

Элементарная единица живой материи – клетка, может функционировать только при условии постоянного обновления энергии в ее жизненном цикле. Для выполнения этого условия в клеточном метаболизме существует направление, названное диссимиляцией, катаболизмом или энергетическим обменом. В его бескислородном этапе, являющемся самым простым способом образования и запасания энергии, из каждой молекулы глюкозы, при условии отсутствия кислорода, синтезируется 2 молекулы энергоемкого вещества, обеспечивающего главные функции АТФ в клетке – снабжение ее энергией. Большинство реакций бескислородного этапа происходит в цитоплазме.

В зависимости от того, каково строение клетки, он может протекать различными путями, например, в виде гликолиза, спиртового или молочнокислого брожения. Однако биохимические особенности этих метаболических процессов не влияют на то, какую функцию выполняет АТФ в клетке. Она универсальна: сохранить энергетические запасы клетки.

Как строение молекулы связано с ее функциями

Ранее мы установили тот факт, что в составе аденозинтрифосфорной кислоты находится три фосфатных остатка, соединенных с нитратным основанием – аденином, и моносахаридом – рибозой. Так как практически все реакции в цитоплазме клетки осуществляются в водной среде, молекулы кислоты под действием гидролитических ферментов разрывают ковалентные связи с образованием сначала аденозиндифосфорной кислоты, а затем АМФ. Обратные реакции, приводящие к синтезу аденозинтрифосфорной кислоты, происходят в присутствии фермента фосфотрансферазы. Так как АТФ выполняет функцию универсального источника клеточной жизнедеятельности, в нее входят две макроэргические связи. При последовательном разрыве каждой из них выделяется по 42 кДж. Этот ресурс используется в метаболизме клетки, в ее ростовых и репродуктивных процессах.

Значение АТФ-синтаз

В органеллах общего значения - митохондриях, находящихся в растительных и животных клетках, расположена ферментативная система - дыхательная цепь. Она содержит энзим – АТФ-синтазу. Молекулы биокатализатора, имеющие вид гексамера, состоящего из глобул протеина, погружены как в мембрану, так и в строму митохондрии. Благодаря активности фермента, из АДФ и остатков неорганической фосфатной кислоты происходит синтез энергетического вещества клетки. Образовавшиеся молекулы АТФ выполняют функцию аккумулирования энергии, необходимой для ее жизнедеятельности. Отличительной чертой биокатализатора является то, что при избыточной концентрации энергетических соединений он ведет себя как гидролитический фермент, расщепляя их молекулы.

Особенности синтеза аденозинтрифосфорной кислоты

Растения имеют серьезную особенность обмена веществ, кардинально отличающую эти организмы от животных. Она связана с автотрофным способом питания и способностью к процессу фотосинтеза. Образование молекул, содержащих макроэргические связи, происходит у растений в клеточных органоидах – хлоропластах. Уже известный нам фермент АТФ-синтаза входит у них в состав тилакоидов и стромы хлоропластов. Функции АТФ в клетке – это запасание энергии как у автотрофных, так и гетеротрофных организмов, в том числе человека.

Соединения с макроэргическими связями синтезируются у сапротрофов и гетеротрофов в реакциях окислительного фосфорилирования, проходящих на кристах митохондрий. Как видим, в процессе эволюции у различных групп живых организмов сформировался совершенный механизм синтеза такого соединения, как АТФ, функции которого заключаются в обеспечении клетки энергией.

fb.ru

КР биол 9-11. Органоиды клетки

Строение и функции органоидов клетки

А1. Любая клетка способна к: 1) обмену веществ 2) мейозу 3) движению 4) сократимости

А2. После появления электронного микроскопа ученые открыли в клетке: 1) ядро 2) рибосомы 3) вакуоль 4) хлоропласты

А3. Клетка растения от клетки животного вы отличите по: 1) присутствию клеточной мембраны 2) отсутствию ядра 3) присутствию хлоропластов 4) отсутствию митохондрий

А4. Митохондрии мышечной клетки можно увидеть: 1) в лупу 2) в школьный световой микроскоп 3) в электронный микроскоп 4) невооруженным глазом

А5. Клеточные структуры, образованные ДНК и белком, называются: 1) аппаратом Гольджи 2) хлоропластами 3) митохондриями 4) хромосомами

А6. Белок в клетке синтезируется: 1) на рибосомах 2) в ядре 3) в лизосомах 4) на гладкой ЭПС

А7. Переваривание пищевых частиц и удаление отмерших клеток происходит в организме с помощью: 1) аппарата Гольджи 2) эндоплазматической сети 3) лизосом 4) рибосом

А8. Безъядерными клетками у человека являются: 1) зрелые эритроциты 2) клетки печени 3) гаметы 4) нервные клетки

А9. Роль клеточной теории заключается в : 1) открытии органоидов клетки 2) открытии клетки 3) обобщении знаний о строении организмов 4) объяснении механизма фотосинтеза у растений

А10. Клеточная мембрана состоит в основном из: 1) белков и углеводов 2) липидов 3) белков и липидов 4) нуклеиновых кислот

А11. Впервые описал растительную клетку: 1) А. Левенгук 2) К. Тимирязев 3) Р. Гук 4) Ф. Реди

А12. В митохондриях происходит: 1) синтез углеводов 2) накопление АТФ 3) образование лизосом 4) фотосинтез

А13. Фотосинтезирующими органеллами могут быть: 1) лейкопласты и хромопласты 2) митохондрии и рибосомы 3) хлоропласты и хроматофоры 4) лизосомы и центриоли

А14. Запасное вещество животной клетки: 1) крахмал 2) глюкоза 3) гликоген 4) белки

А15. При работе с микроскопом ваш глаз смотрит в: 1) объектив 2) окуляр 3) тубус 4) зеркало

А16.В эритроцитах лягушки по сравнению со зрелыми эритроцитами человека есть: 1) цитоплазма 2) гемоглобин 3) мембрана 4) ядра

А17.Клетки организма собаки образуют АТФ в: 1) рибосомах 2) эндоплазматической сети 3) митохондриях 4) ядре

А18. Фотосинтезирующий пигмент – это: 1) хлоропласт 2) хлорофилл 3) хроматофор 4) хроматин

А19. Какой органоид клетки по своей функции можно сравнить с кровеносной системой позвоночных животных? 1) клеточную мембрану 2) эндоплазматическую сеть 3) вакуоль 4) рибосому

А20. Генетическая информация у человека хранится в: 1) ядре 2) рибосомах 3) лизосомах 4) цитоплазме

А21. Органоиды – это: 1) постоянные функциональные части клетки 2) временные образовании клетки 3) выросты клетки 4) образования, состоящие из множества клеток

А22. Органоидом, в котором происходит синтез белка, является: 1) рибосома 2) эндоплазматическая сеть 3) клеточная мембрана 4) митохондрия

А23. Какая из клеточных структур имеется только у растений? 1) клеточная мембрана 2) вакуоль 3) хлоропласт 4) ядро

А24. Какие органоиды клетки участвуют в создании тургорного давления? 1) хлоропласты 2) вакуоли 3) лизосомы 4) рибосомы

В1. Выберите признаки, отличающие клетку животного от бактериальной клетки: 1) наследственный материал содержится в ядре 2) образует споры 3) митохондрий нет 4) есть клеточная стенка 5) содержит двойной набор хромосом 6) есть аппарат Гольджи

В2. Определите хронологическую последовательность биологических открытий: 1) клеточное ядро 2) световой микроскоп 3) клетка 4) электронный микроскоп 5) эндоплазматическая сеть

В3. Выберите процессы, в результате которых в клетке запасается энергия: 1) биосинтез белков 2) удвоение ДНК 3) фотосинтез 4) окисление питательных веществ 5) бескислородное дыхание 6) деление клетки

В4. Соотнесите клеточные органеллы с содержанием в них ДНК.

Клеточные органеллы

Содержание ДНК в органеллах

А) Рибосомы

Б) Хлоропласты

1) Содержат

В) Митохондрии

Г) Ядро

2) Не содержат

Д) Лизосомы

Е) Аппарат Гольджи

В5. Какие из перечисленных функций выполняют в клетке лизосомы: 1) участвуют в синтезе белков 2) расщепляют частицы, захваченные клеткой 3) синтезируют молекулы РНК 4) расщепляют устаревшие органоиды клетки 5) разрушают некоторые клетки в процессе индивидуального развития организма 6) накапливают белки, углеводы и липиды

В6. Установите соответствие между особенностями строения митохондрий и вакуолей.

Особенности строения

Органоиды

1) имеет две мембраны 2) имеет одну мембрану 3) содержит клеточный сок 4) внутренняя мембрана образует выросты – кристы 5) содержит ферменты, участвующие в окислении органических веществ 6) содержит пигменты

А) митохондрия

Б) вакуоль

В7. Клеточные органоиды выполняют разные функции, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. Так, например, в хлоропластах растительных клеток происходит ____, а на рибосомах синтезируется _____. В митохондриях вырабатывается ____, а ядро хранит ______.

1 – транспорт веществ 2 – фотосинтез 3 – крахмал 4 – наследственная информация 5 – АТФ 6 – белок

В 8. Наука, изучающая строение и функции клеток, называется ______. Система канальцев, отвечающая за транспорт веществ по клетке, называется _____. Органоиды, отвечающие за синтез белка, называются ____.

1 – гистология 2 – аппарат Гольджи 3 – цитология 4 – эндоплазматическая сеть 5 – рибосомы 6 - лизосомы

С 1. Исследователь взял две группы клеток и поместил их в разные пробирки с питательной средой. У одной группы клеток он удалил ядро. Другая группа клеток осталась невредимой. Как изменится число клеток в разных группах через некоторое время и почему?

С 2. Прочитайте текст и выполните задания.

Прокариотические и эукариотические клетки

Электронный микроскоп выявил фундаментальные отличия меж­ду эукариотическими и прокариотическими клетками. Предполагает­ся, что прокариотические (бактериальные) клетки возникли раньше эукариотических. Бактериальным клеткам присущи все жизненные функции, но у них нет окруженных мембраной органелл, имеющих­ся в эукариотических клетках, а именно: митохондрий, эндоплазматического ретикулума, хлоропластов, лизосом и комплексов Гольджи. Самое же важное их отличие заключается в том, что у них нет и окруженного мембраной ядра. Именно этот признак является решаю­щим при делении клеток на прокариотические и эукариотические. У прокариот есть лишь нуклеарная область, мембраной не окружен­ная. Прокариотическая ДНК представлена одной свернутой кольцевой молекулой. В отличие от ДНК, содержащейся в хромосомах эукариот, ДНК прокариот связана лишь с очень небольшим количеством белка. Рибосомы в прокариотических клетках имеются, но они здесь мельче, чем в цитоплазме эукариотических клеток.

У прокариотических клеток имеются клеточные стенки несколько иного химического состава, чем у прокариотических клеток, и клеточ­ные мембраны. Однако внутренние мембраны примитивны. Некоторые из них участвуют в образовании клеточной стенки, а некоторые, как у фотосинтезирующих бактерий, содержат хлорофилл. Вакуолей с кле­точным соком у прокариотических клеток нет, нет и пищеварительных или сократительных вакуолей, которые присутствуют в эукариотических клетках животных.

1) Составьте таблицу:

Сравнительная характеристика прокариотических и эукариотических клеток

Структура

Эукариотическая клетка

Прокариотическая клетка

Есть

Есть, но имеет дру­гой химический состав

Клеточная мембрана

Есть

Хромосомы

Кольцевые, содержат мало белка

Ядро

Окружено мем­браной

Вакуоли

2)В каких клетках в большей степени решена проблема «разделе­ния труда»- в про- или эукариотических? Ответ объясните.

3) Докажите, что прокариотические клетки способны синтезиро­вать собственные белки.

С 3. Прочитайте текст и выполните задания.

ДВУМЕМБРАННЫЕ ОРГАНОИДЫ КЛЕТКИ

К двумембранным относят достаточно крупные органоиды клетки — митохондрии и хлоропласты. Они имеют свои собст­венные молекулы ДНК, способны, независимо от ядра клетки, к биосинтезу и делению. Эти органоиды выполняют одну из наиболее значимых функций — преобразуют внешнюю энергию в разные ее виды, которые могут быть использованы для жизне­деятельности клеток и целостных организмов.

Эллипсовидные по форме митохондрии характерны для всех эукариот. Наружная мембрана у них гладкая, а внутренняя об­разует складки, или кристы. На мембранах крист располагаются многочисленные ферменты. Они катализируют окисление орга­нических веществ и участвуют в энергетическом обмене. Основ­ная функция митохондрий — синтез универсального источника энергии — АТФ.

Хлоропласты, в отличие от митохондрий, присутствуют только в растительных клетках, но встречаются и у некоторых простейших, например, у эвглены зеленой. С этими органоида­ми связан процесс фотосинтеза, заключающийся в преобразова­нии световой энергии в энергию химических связей молекул глюкозы. Благодаря процессу фотосинтеза в атмосферу постоян­но поступает молекулярный кислород.

Хлоропласты несколько крупнее митохондрий. Внутри почти шаровидного тела имеются многочисленные мембраны, на ко­торых располагаются ферменты. Там же находится пигмент хло­рофилл, придающий хлоропластам зеленый цвет.

1) Используя содержание текста «Двумембранные органо­иды клетки», заполните в таблице «Сравнительная характерис­тика двумембранных органоидов клетки» графы, обозначенные цифрами 1, 2, 3.

При выполнении задания перерисовывать таблицу не обяза­тельно. Достаточно записать номер графы и содержание пропу­щенного элемента.

Сравнительная характеристика двумембранных органоидов

Признаки для сравнения

Митохондрии

Хлоропласты

Форма органоида

Эллипсовидная

1

Для каких клеток характерны органоиды?

2

Только для растительных клеток эукариот

3

Синтез АТФ

Фотосинтез

2)Пользуясь текстом «Двумембранные органоиды клетки» и своими знаниями, перечислите исходные вещества и конеч­ные продукты энергетического обмена. Напишите схему хими­ческого уравнения процесса дыхания.

С 4.

Прочитайте текст «Пластиды» и заполните в таблице «Сравни­тельная характеристика пластид» графы, обозначенные цифрами 1,2,3.

При выполнении задания перерисовывать таблицу необязательно. Достаточно записать номер графы и содержание пропущенного эле­мента.

ПЛАСТИДЫ

В цитоплазме клеток всех растений находятся пластиды. Раз­личают три основных типа пластид: зелёные — хлоропласты, цвет­ные — хромопласты, бесцветные — лейкопласты.

Хлоропласты содержатся в клетках листьев и других зелёных ор­ганов растений. Зелёный цвет хлоропластов зависит от содержания в них пигмента хлорофилла. Хлоропласты отграничены от цито­плазмы двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, а внутрен­няя образует много складчатых выростов — гран. В мембранах гран расположены молекулы хлорофилла. В хлоропластах происходит фотосинтез, синтезируется крахмал и АТФ.

Хромопласты находятся в цитоплазме клеток цветков; плодов, стеблей и листьев. Присутствием хромопластов объясняется жёлтая, оранжевая и красная окраска венчиков цветков, плодов, осенних листьев.

Лейкопласты бесцветны. Они содержатся в цитоплазме неокра­шенных частей растений, например, в стеблях, корнях, клубнях. Форма их разнообразна. Лейкопласты накапливают зёрна крахмала.

Хлоропласты, хромопласты и лейкопласты способны к взаим­ному переходу. Так, при созревании плодов или изменении окраски листьев осенью хлоропласты превращаются в хромопласты, а лей­копласты могут превращаться в хлоропласты, например, при позеленении клубней картофеля.

Сравнительная характеристика пластид

Название пластид

Хлоропласты

Хромопласты

Лейкопласты

Особенности строения

Внутренняя мембрана образует систему выростов - гран, в которых содержится хлорофилл

2

Бесцветны

Функции

1

Придают окраску цветкам, плодам и осенним листьям

3

studfiles.net

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *