§13. АТФ и другие нуклеотиды. Витамины

§13. Вспомните.

Задание №1

Что такое обмен веществ?

Ответ:

Метаболизм, или обмен веществ, — это химические реакции, поддерживающие жизнь в живом организме.

Задание №2

Почему для жизнедеятельности любой биологической системы необходима энергия?

Ответ:

Энергия используется живыми организмами для построения новых клеток, для роста и работы органов и тканей, а также для поддержания оптимальной температуры тела и осуществления всех своих процессов жизнедеятельности.

Задание №3

Какие витамины вам известны? Какую роль они играют в организме человека?

Ответ:

Витамин A, витамины группы B (B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₇, B₉, B₁₂), витамин D, витамин C, витамин E, витамин K.
Витамины группы B — входят в состав многих ферментов; содержатся в продуктах; некоторые синтезируются кишечными симбионтами;
Витамин C, или аскорбиновая кислота — необходим для нормального формирования соединительной ткани; поступает с пищей; при его недостатке развивается цинга;
Витамин K— фактор свертываемости крови; образуется кишечными симбионтами;
Витамин A (ретинол) — необходим для образования зрительного пигмента — родопсина, при его недостатке развиваются нарушения зрения; поступает в организм с пищей животного происхождения или синтезируется в организме из провитамина витамина А — каротина, содержащегося в красно−оранжевых плодах и корнеплодах;
Витамин D — участвует в минерализации костной ткани, его активная форма формируется в организме при ультрафиолетовом облучении, поэтому связанное с ним заболевание — рахит — может развиваться при недостатке самого витамина или при недостатке ультрафиолета в зимнее время в северных районах.

Задание №4

Какой процесс называют гидролизом?

Ответ:

Гидролиз — химическая реакция взаимодействия вещества с водой, в результате которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений.

Подумайте.

Задание №1

Можно ли удобрения, применяемые человеком для подкормки культурных растений, рассматривать в качестве аналогов витаминов?

Ответ:

Да, можно. Удобрения нужны для поддержания баланса в питании растений, нормального их роста и развития, повышения устойчивости растений к вредителям и болезням, теми же свойствами обладают витамины.

Тренируемся.

Задание №1

Какое строение имеет молекула АТФ?

Ответ:

Молекула АТФ состоит из азотистого основания – аденина, пентозы – рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, т.е. АТФ – особый адениловый нуклеотид. В отличие от других нуклеотидов АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты.

Задание №2

Какое значение имеет АТФ для осуществления процессов обмена веществ у разных групп организмов?

Ответ:

АТФ является универсальным аккумулятором энергии — своеобразной энергетической «валютой» в клетках живых организмов. Клетки научились сопрягать процессы, сопровождающиеся выделением энергии, с синтезом АТФ из АДФ и неорганического фосфата (в качестве примеров можно привести субстратное фосфорилирование в ходе гликолиза и брожения, а также окислительное фосфорилирование в митохондриях и фотофосфорилирование в хлоропластах растений). В свою очередь, все процессы, протекающие с потреблением энергии, сопровождаются гидролизом АТФ до АДФ и неорганического фосфата (или до АМФ и пирофосфата). Освобождаемая при этом энергия используется клетками для совершения механической работы и для транспорта через биологические мембраны ионов натрия, калия или кальция против градиента их концентрации, а также для различных процессов биосинтеза.

Задание №3

Какие связи называют макроэргическими? Приведите примеры.

Ответ:

Макроэргические связи — это ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением значительного количества энергии: 30 кДж/моль и более (свободная энергия гидролиза). В молекуле АТФ имеются две макроэргические связи: между первым и вторым, а также между вторым и третьим остатками фосфорной кислоты.

Задание №4

Какую роль в организме человека и животных играют витамины?

Ответ:

Витамины участвуют в регуляции обмена веществ; они являются биологическими катализаторами или реагентами фотохимических процессов, протекающих в организме, также они активно участвуют в образовании ферментов.
Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность.

Задание №5

Что является источником витаминов для человека? Приведите примеры.

Ответ:

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека и животных, но некоторые синтезируются микрофлорой кишечника и тканями в минимальных количествах, поэтому основным источником витаминов является пища. Витамин B₁₂ содержится в печени, почках, сердце, а также находится в морепродуктах, сыры, молоке, рыбе, яичном желтке.

Совершенствуемся.

Задание №1

Используя доступные информационные источники, подготовьте сообщение о роли нуклеотидов и витаминов в осуществлении процессов жизнедеятельности организмов. Оформите его в виде презентации.

Ответ:

Нуклеиновые кислоты представляют собой высокомолекулярные линейные полимеры. Так как содержание нуклеиновых кислот больше всего в ядре, то они получили свое название от латинского слова nucleus («ядро», лат.). Впрочем, нуклеиновые кислоты содержатся не только в ядре, где, безусловно, их больше всего, но и в хлоропластах и митохондриях.

Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, которые состоят из мономеров – нуклеотидов. Молекула нуклеотида состоит из трех составных частей: из пятиуглеродного сахара – пентозы, из азотистого основания и остатка фосфорной кислоты.

Функции ДНК – хранение и передача наследственной информации.
• Хранение наследственной информации. Порядок расположения нуклеотидных остатков в молекуле ДНК определяет последовательность аминокислот в молекуле белка. В молекуле ДНК зашифрована вся информация о признаках и свойствах нашего организма.
• Передача наследственной информации следующему поколению. Эта функция осуществляется, благодаря способности молекулы ДНК к самоудвоению – репликации. ДНК может распадаться на две комплементарные цепочки, и на каждой из них на основе того же принципа комплементарности восстановится исходная последовательность нуклеотидов.

Обсуждаем.

Задание №1

Каким образом человек может обеспечить свой организм необходимым количеством энергии и витаминов? Обсудите это с учителем и одноклассниками.

Ответ:

Все продукты снабжают организм энергией, но одни обеспечивают быстрое насыщение и скачок уровня сахара в крови, а другие — медленное, и человек дольше остается сытым и энергичным. Организму больше требуется энергия, которая медленно высвобождается при переваривании.

Список:
1. Фрукты
Бананы — источник калия, необходимого для полноценной работы сердца, а также поддержания энергии. В них содержится клетчатка, поддерживающая нормальную работу кишечника и процессы пищеварения.
Еще один рекомендованный фрукт — авокадо. Он богат: нутриентами, витаминами, минералами, клетчаткой, Омега−жирными кислотами, повышающими уровень энергии в организме.
Яблоки обеспечивают организм энергией надолго. В их составе большое количество антиоксидантов. Апельсины – фрукты, которые не только поддерживают оптимальный уровень энергии, но хорошее настроение и работоспособность. Исследования показали, что молодые люди, регулярно употребляющие апельсины, в меньшей степени подвержены депрессии, гневу и раздражению.
2. Мясо и рыба
Специалисты рекомендуют включать в рацион жирные сорта рыбы. Например, в лососе содержатся Омега−3 жирные кислоты, снижающие уровень усталости и улучшающие работу головного мозга, ведь он состоит на 60% из жиров.
Рыба – это источник легкоусвояемого белка, витаминов группы В, и она поддерживает уровень энергии в течение дня.
Куриные яйца – источник полноценного белка и питательных веществ. Даже в вареных яйцах содержатся витамины, минералы, белки и жиры, поддерживающие энергию, и позволяющие дольше оставаться сытым.
3. Овощи
Овощи обеспечивают организм энергией. Это ценные источники клетчатки для полноценного переваривания, а также многочисленных витаминов и минералов.
Некоторые из овощей особенно ценны, например, свекла. Она не только быстро обеспечивает организм энергией, но и улучшает кровоток. Листовая зелень – это отличный источник витаминов, минералов и клетчатки. Она быстро восстанавливает уровень энергии и дарит заряд бодрости для всего организма.
4.Темный шоколад
Темный шоколад – самый быстрый способ обеспечить организм энергией. Насыщенный темный шоколад содержит меньше сахара, поэтому он не так вреден, как молочный. Более того, стоматологи отмечают, что этот тип шоколада в меньшей степени вредит зубам.
5. Зерновые

Цельнозерновые продукты обеспечивают организм энергией на длительное время. Это еще и отличный источник клетчатки для поддержания энергии. Это еще и отличные источники минералов, витаминов, фенольных соединений, которые поддерживают уровень энергии в организме.
Кукуруза содержит углеводы, а также клетчатку, помогающую длительно поддерживать энергию. Кстати, кукуруза содержит в себе мало калорий, но за счет длительного переваривания, человек дольше остается сытым.
Все виды риса одинаково полезны. Поддерживать уровень энергии позволяет коричневый рис. В нем больше всего клетчатки, в отличие от белого риса. Необработанный рис обеспечивает длительное насыщение, поддержание энергии.