§40.Аденозинүшфосфаттың құрлысы және қызметі.

10 сынып ЖМБ №19

ДӘІЖО___________

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
«» КММ
(білім беру ұйымының атауы)
Қысқа мерзімді (сабақ) жоспары

АТФ-тың құрылысы мен қызметі.

§40.Аденозинүшфосфаттың құрлысы және қызметі.

(Сабақ тақырыбы)

Сабақтың барысы:

ҚЫСҚА МЕРЗІМДІ ЖОСПАРҒА ҚОСЫМША

Қызықты фактілер мен мысалдар:

1. ATP және дене жаттығулары: Бұлшықеттер энергияны көбіне АУФ молекулалары арқылы алады. Мысалы, жүгіріп жүрген кезде бұлшықеттер АУФ-ті "жағдайын өзгерту" үшін ыдыратады. Бірақ бұл процесс тек 1-2 секундқа созылады, сондықтан ұзақ физикалық күш салу үшін қосымша энергия көздері қажет болады.

2. АУФ және ұйқы: Ұйқы кезінде организм АУФ молекулаларын өндіріп, оларды сақтайды. Қалыпты ұйқы кезінде жасушалар мен ми энергияны қалпына келтіреді, бұл сіздің ағзаңыздың дұрыс жұмыс істеуі үшін маңызды.

3. АУФ энергияның валютаcы ретінде: Биологтар АУФ-ті тірі жүйелерде энергияның «валютаcы» ретінде сипаттайды. Бұл осы молекуланың барлық тіршілік процестеріндегі маңызды рөлін көрсетеді. Қандай да бір жасушалық процесс үшін энергия қажет болғанда, АУФ ыдырап, энергия босатады.

4. Биологиядағы "энергиямен алмастыру": АУФ-тің фосфат топтарын қосу немесе алу арқылы энергияның алу мен шығынын реттеу процесі организмдегі барлық энергия алмасу үшін қажетті механизмдердің бірі болып табылады.

«Бейнетүсіндіру» әдісі. мұғалім жаңа сабақты бейне сурет, кесте арқылы түсіндіру.

Сурет. 1. АТФ молекуласының үш схемалық суреті

Сурет 2. АТФ гидролизі және оның АДФке айналуы

Оқушыға беретін мәтін

1. АТФ молекуласының құрылысы мен қызметтері

Білетіндей, нуклеин қышқылдар нуклеотидтерден құрастырылған. Жасушада нуклеин қышқылдар бірігіп немесе бос күй»де орналасуы мүмкін. Бос күйде олар ағза үшін біраз маңызды қызметтерді атқара алады.

Осындай нуклеотидтерге АТФ молекуласы немесе аденозинүшфосфорлы қышқыл жатады. Басқа нуклеотидтер сияқты АТФ бескөміртекті қант – рибоза, азот негізі – аденин, және де басқа ДНК мен РНК нуклеотидтерде сияқты емес, фосфор қышқылының үш қалдығынан құралған.

Сурет. 1. АТФ молекуласының үш схемалық суреті

АТФтің ең маңызды қызметі ол жасушадағы амбебап энергияның сақтаушы мен тасымалдаушы болып саналады. Жасушада өтетін барлық биохимиялық реакциялар энергияны талап етеді, энергия көзі ретінде АТФ пайдаланылады.

Фосфор қышқылының бір қалдығын бөлініп кеткен кезде, АТФ молекуласы АДФ молекуласына айналады аденозиндифосфат). Тағы бір қалдықты бөліп тастаған кезде АМФ пайда боладым (аденозинмонофосфат).

Сурет 2. АТФ гидролизі және оның АДФке айналуы

Фосфор қышқылынан екінші мен үшінші қалдықты бөліп тастаған кезде көп мөлшерде энергия бөлінеді, 40 кДж дейін. Сол себептен фосфор қышқылынын қалдықтары арасында байланыстарды макроэргиялық деп атап, оған сәйкес белгімен белгілейді.

Қарапайым байланыс гидролизге ұщыраған кезде энергияның аз мөлшері бөлінеді немесе сіңіреді. Ал макроэргиялық байланыс гидролизге ұшыраған кезде үлкен энергия мөлшері бөлінеді (40 кДж). Рибоза мен фосфор қышқылының бірінші қалдығы арасында байланыс макроэргиялық болып саналмайды, ол гидролизге ұшыраған кезде 14 кДж энергия бөлінеді..

Макроэргиялық қосылытар басқа нуклеотидтердің негізінде де пайда бола алады, мысалы ГТФ (гуанозинтрифосфат), нәруіздің биосинтез барысында энергия көзі ретінде пайдаланып, сигнал беруде қатысады, транскрипция барысында РНК синтезде субстрат болып қатысады, ең таралған эмбебап энергия көзі АТФ болып саналады.

АТФ цитоплазмада, ядрода, митохондриялар мен хлоропласттардың құрамында да болуы мүмкін.

Қорыта айтқанда біз АТФ не екенін еске түсіріп, оның қызметтері туралы және макроэргиялық байланыс туралы білетін болдық.

Аденозиндифосфат (АДФ) - аденозиннен және фосфор қышқылының 2 қалдығынан тұратын нуклеотид. АДФ органикалық заттардың тотығуы нәтижесінде бөлінген бос химиялық қуатты (энергияны) пайдаланып, бейорганикалық фосфатпен фосфорлану реакциясына түсіп, аденозинтрифосфатты — АТФ-ті (бос энергияны жинақтаушы қосылыс) түзеді. Фосфорлану реакциясы жасушаның жалпы органеллаларының бірі — митохондрияларда жүреді.

Аденозинмонофосфат (АМФ) — айналымдық (циклдік) нуклеотид. АМФ - организмдегі маңызды биохимиялық реттегіштердің бірі. Ол көптеген гормондар әсерлерінің молекулалық механизміне, жүйке қозуының берілуі, бұлшықеттердің жиырылуы және осы сияқты т.б. процестерге қатысады.

Фотофосфорлау – жарық энергиясы есебінен АТФ синтезінің үдерісі. Осы үдеріс өз атауын: АТФ молекуласының синтезі – «энергияның шоғырлануы » – фосфаттың АДФ-ке қосылу үдерісіне байланысты алды. Демек, фосфорлау үдерісі жүреді. Сонымен қатар фосфаттың АМФ-қа қосылуы және оның АДФ-ке айналуы да фосфорлау болып табылады. Бұл фотосинтез барысында жарық фотоны есебінен жүретіндіктен, үдерістің химизмі атауына энергия көзінің белгіленуі қосылады. Жарық пен хлорофилдің әрекеттесуі нәтижесінде фотон энергиясы АТФ молекуласының химиялық энергиясына айналады.

ФУНКЦИОНАЛДЫҚ САУАТТЫЛЫҚ ТАПСЫРМАСЫ

Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________

1. Мәтін (Аденозинүшфосфаттың құрылысы мен қызметі)

Аденозинүшфосфат (АТФ) — барлық тірі организмдерде маңызды рөл атқаратын молекула. Ол энергияның негізгі тасымалдаушысы болып табылады, және жасушалардағы биохимиялық реакцияларда энергияның қажеттілігін қамтамасыз етеді.

АТФ молекуласы үш фосфат тобынан, аденозин нуклеотидінен және азотты негізден тұрады. Бұл молекуланың химиялық құрылымы келесідей:

• Аденозин: аденин азотты негізі мен рибоза қантынан тұрады.

• Фосфат топтары: үш фосфат тобы бар, олар химиялық байланыс арқылы бір-біріне қосылады.

АТФ гидролизі (АТФ → АДФ + P_i) энергияның босап шығуына себеп болады. Бұл процесс тірі жасушаларда метаболикалық процестер үшін негізгі энергия көзі болып табылады.

2. Зерттеу

Тапсырма: Жасушалардағы энергияны қолдану процесінде АТФ-тың рөлі туралы зерттеу жүргізіңіз. Мысалы, жүрек бұлшықетінің жиырылу процесінде АТФ-тың қажеттілігі мен әсерін зерттеңіз.

Мақсаты: АТФ молекуласының қызметін зерттеу, оның энергияны сақтау және тасымалдаудағы рөлін түсіну.

Қадамдар:

1. Жасуша деңгейінде энергия қолдану мен өндіруді сипаттаңыз._____________________________

2. АТФ-тың негізгі қызметтерін талдаңыз.________________________________________________

3. АТФ молекулаларының гидролизі мен энергияның бөліну процесін түсіндіріңіз._____________

3. Кесте

4. Тест сұрақтары

1. АТФ молекуласының құрылымы қандай элементтерден тұрады?

   • A) Аденозин және 2 фосфат

   • B) Аденозин және 3 фосфат

   • C) Аденин және 1 фосфат

   • D) Глюкоза және 3 фосфат

2. АТФ молекулаларында энергия қандай түрде сақталады?

   • A) Қант молекулаларында

   • B) Фосфат байланыстарында

   • C) Азотты негіздерде

   • D) Қышқыл топтарында

3. АТФ гидролизі нәтижесінде не пайда болады?

   • A) АТФ және су

   • B) АДФ және фосфат

   • C) АМФ және су

   • D) Глюкоза және АТФ

4. АТФ молекулалары қандай процестерде қолданылады?

   • A) Жасушалық тыныс алу

   • B) ДНҚ репликациясы

   • C) Жасушалық қозғалыс

   • D) Барлығы

5. Талдау

Талдау тапсырмасы: Жасуша энергиясының тапшылығы немесе артықшылығы АТФ синтезі мен пайдалану процестеріне қалай әсер етеді?

Жауап: Энергия тапшылығы немесе артықшылығы АТФ-тың тиімділігін төмендетеді немесе жоғарылатады. Мысалы, энергияның тапшылығы кезінде жасушалар АТФ-ты тиімді пайдалануға және оның синтезін тездетуге тырысады, ал энергия артықшылығы жағдайында бұл процестер баяулайды.

ҚАЛЫПТАСТЫРУШЫ БАҒАЛАУ ТАПСЫРМАЛАР

Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________

1-тапсырма

1. 1 суретте АТФ құрылысын сипаттайтын химиялық формуласы бейнеленген, олардың құрылым бірліктерін анықтау үшін:

Азотты негізді (аденин) – дөңгелектеу арқылы көрсетіңіз.

Қантты (рибоза) – көк түсті сиядан басқа түспен бояңыз.

Фосфат тобын – астын екі сызық арқылы сызып көрсетіңіз.

Гликоген молекуласының фрагментін, яғни 100 глюкоза қалдығы тотығу кезінде гликолиз нәтижесінде жасушада қанша АТФ молекуласы синтезделеді? АТФ молекулаларының көп мөлшерде түзілуінің маңызы неде?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2-тапсырма.

4.1 суретті және кілт сөздерді пайдаланып, төмендегі тыныс алу кезеңдері мен онда түзілетін АТФ сандарын бейнелейтін сызбанұсқаны толтыр: этил спирті, 2 АТФ, сүт қышқылы, 34 АТФ, Кребс циклі, 2 АТФ, глюкоза, ферментация (ашу), 2 АТФ, гликолиз, электрон тасымал тізбегі.

3-тапсырма.

Бір жасушаға радиобелсенді фосформен 32 Р соңғы үшінші фосфор қышқылының қалдығы бойынша белгіленген АТФ молекуларын, Ал басқа жасушаға радиобелсенді фосформен 32 Р бірінші рибозаға ең жақын фосфор қышқылының қалдығы бойынша белгіленген АТФ молекуларын еңгізді. Бес минуттан кейін бейорганикалық 32 Р ион-фосфаттың мөлшерін өлшеген. Қай жасушада ол жоғары болды және неге?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дескриптор:

- АТФ құрылысын сипаттайтын химиялық формулалардағы құрылым бірліктерін анықтайды – 2 балл;

- гликоген молекулаларының фрагменттері 100 глюкозадан синтезделетін АТФ молекулаларының саны мен қызметінің маңызын сипаттайды – 2 балл;

Жеке жұмыс дескрипторы:

- АТФ молекуласының түзілу механизмін сызбанұсқада дұрыс реттілігін анықтайды – 2 балл;

- жасушадағы АТФ молекуласының өзгеруін салыстырады – 2 балл;