МХ-22 біологія і екологія 28.10.22

 28.10.2022

Комбіноване заняття (2 год.)

Тема 2.2. БІООРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ. БІЛКИ. НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ.

Опрацювати: Біологія 10 клас (за посиланням «Підручники»), §20, с.79-82

Виконати (письмово):

1. Записати в зошит таблицю 1:

Таблиця 1. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДНК ТА РНК

Ознаки	ДНК	РНК
Мономери	Дезоксирибонуклеотиди: аденілові, тимідилові, гуанілові, цитидилові (А, Т, Г, Ц)	Рибонуклеотиди: аденілові, уридилові, гуанілові, цитидилові (А, У, Г, Ц)
Склад нуклеотидів	Нітрогеновмісні основи: аденін, гуанін, тимін, цитозин.  Вуглевод – дезоксирибоза. Ортофосфатна кислота	Нітрогеновмісні основи: аденін, гуанін, урацил, цитозин. Вуглевод – рибоза. Ортофосфатна кислота
Структура	Подвійна спіраль	Одинарний ланцюг
Властивості	Здатність до реплікації й репарації	Нездатні до реплікації й ренатурації
Функції	Спадкова	Інформаційна (іРНК), транспортна (тРНК), структурна (рРНК)

2 Зіставте названі функції з тими білками, що їх реалізують. Заповніть таблицю відповідей та отримайте назву цілого класу білків, що забезпечують умови для зсідання білків, витривалість клітин в умовах високої температури.

Функція білків:

1 Пластична

2 Каталітична

3 Регуляторна

4 Рецепторна

5 Захисна

6 Резервна

7 Рухова

8 Поживна

Приклади білків:

А Пепсин, трипсин, мальтаза

Е Родопсин, йодопсин

И Казеїн молока

Н Актин, міозин, тубулін

О Білки клейковини

П Інсулін, вазопресин

Р Фібрин, антитіла

Ш Колаген, кератин, осеїн

1	2	3	4	5	6	7	8

 

3. Підготуйте повідомлення про один із названих білків (на вибір).

 

БІООРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ – речовини, що входять до складу живої природи та беруть участь у перетвореннях речовин, енергії та інформації. Ці органічні речовини живого мають певні особливості, що тісно пов’язані із їхніми функціями. Біомолекули мають високу енергоємність завдяки численним зв’язкам, здатність до окиснення з виділенням великої кількості енергії, здатність до гідролітичного розкладу за участі води, залежну від умов змінну активність з визначальним впливом ферментів та ін. Для біомолекул характерні й складні взаємоперетворення. Наприклад, з вуглеводів утворюються й відкладаються жири, з білків можуть формуватися вуглеводи й жири, з жирів – вуглеводи. Взаємозв’язок між обміном білків, жирів і вуглеводів виникає на основі спільності проміжних продуктів та універсальної енергетичної ролі АТФ. Для біомолекул характерною є взаємодія з біонеорганічними речовинами. Так, у автотрофів біомолекули утворюються з СО₂ й Н₂О, розклад біомолекул у реакціях окиснення відбувається з утворенням СО₂ , Н₂О та амоніаку.

Основними функціями біоорганічних речовин в обміні речовин є:

1) структурна – участь у реакціях синтезу з утворенням різних нових молекул;

2) енергетична – участь у реакціях розкладу та забезпеченні енергетичних потреб живого (глюкоза, фруктоза, АТФ);

3) регуляторна – участь у регуляції біохімічних процесів та функцій (ферменти, вітаміни, гормони);

4) резервна – хімічна інертність та нерозчинність у воді зумовлюють відкладання певних біомолекул про запас (крохмаль, глікоген, жири, олії);

5) захисна – біомолекули знешкоджують внутрішні й зовнішні шкідливі речовини, захищають від ультрафіолетового випромінювання, хвороботворних вірусів, бактерій (лізоцим);

6) інформаційна – участь у процесах сприймання, збереження й реалізації інформації (рецепторні білки, РНК, ДНК).

                                  БІООРГАНІЧНІ РЕЧОВИНИ

Малі молекули                                                               Макромолекули

Мономери біополімерів:                                            Біополімери:

моносахариди, амінокислоти,                                    полісахариди,

нуклеотиди. Вищі жирні кислоти                             білки, нуклеїнові кислоти.

                                                                                      Ліпідні комплекси

Отже, найзагальнішими функціями біоорганічних речовин є структурна, енергетична, регуляторна, захисна, резервна та інформаційна.

 

Яка будова та біологічна роль білків в обміні речовин?

БІЛКИ – це високомолекулярні біополімерні органічні сполуки, мономерами

яких є амінокислоти. Білки є біополімерами з 20 різних мономерів – природних (протеїногенних) амінокислот, сполучених у макромолекули в специфічній кількості, складі й послідовності за допомогою пептидних зв’язків. Порядок розташування амінокислот у молекулах білків визначається послідовністю нуклеотидів в генах. Білки поділяють за хімічним складом на прості та складні.

Прості білки (кератин, колаген) побудовані лише з амінокислотних залишків, а складні (муцин, гемоглобін) містять ще й небілкові компоненти (атоми металів, молекули ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот тощо). Виокремлюють чотири рівні структури білків: первинну, вторинну, третинну й четвертинну.

Структурна організація білків:

1 – первинна структура (ланцюг);

2 – вторинна структура (спіраль);

3 – третинна структура (глобула);

4 – четвертинна структура (мультимер).

Більшість білків набуває правильної структури лише в певних умовах середовища. Зі зміною цих умов білок змінює свою структуру, або денатурує. Денатурація – процес порушення природної структури білків із збереженням первинної. Чинниками, що спричиняють зміну конформації білків, є: нагрівання, випромінювання, сильні кислоти, сильні основи, концентровані солі, важкі метали, органічні розчинники тощо.

За умови збереження первинної структури відбувається ренатурація – відновлення втраченої природної структури білків. Таким чином, особливості білка визначаються його первинною структурою.

А ось процес руйнування первинної структури білків завжди є необоротним. Це вже деструкція.

Біологічна роль білків виявляється на кожному з етапів метаболізму. Надходження речовин, енергії та інформації у біосистеми забезпечується білками, що здійснюють транспортну, рухову, захисну, поживну функції. Анаболічні й катаболічні перетворення всередині біосистем реалізуються завдяки пластичній, енергетичній, каталітичній, резервній, регуляторній функціям білків. У видаленні й знешкодженні продуктів обміну беруть участь захисні білки.

Отже, обмін білків посідає центральне місце у всьому різноманітті обмінних процесів біосистем.

 

Яка біологічна роль нуклеїнових кислот у метаболізмі?

НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ – складні високомолекулярні біополімери, побудовані з нуклеотидів. У всіх живих організмах нуклеїнові кислоти виконують роль збереження, передачі й реалізації спадкової інформації. Вперше їх виявлено в ядрі клітини, звідки й походить назва цих сполук (від лат. nucleos – ядро). Це інформаційні «молекули життя»: ДНК зберігає генетичну інформацію, а різні типи РНК сприяють її реалізації. Нуклеїновим кислотам, як і білкам, притаманна первинна структура – певна послідовність розташування нуклеотидів, а також складніші вторинна і третинна структури, які формуються за допомогою водневих зв'язків, електростатичних, гідрофобних та інших взаємодій.

Нуклеїнові кислоти – основні «дійові особи» синтезу білкових молекул. Все, що необхідно клітині для життя, запрограмовано в ділянках молекул ДНК – генах. Закодована в них інформація реалізується молекулами РНК:

іРНК переписує інформацію з гена й переносить її на рибосоми, в утворенні яких беруть участь рРНК. На молекулі іРНК, як на матриці, синтезується молекула певного білка, а окремі амінокислоти для його синтезу постачаються транспортною РНК (тРНК).

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДНК ТА РНК

Ознаки	ДНК	РНК
Мономери	Дезоксирибонуклеотиди: аденілові, тимідилові, гуанілові, цитидилові (А, Т, Г, Ц)	Рибонуклеотиди: аденілові, уридилові, гуанілові, цитидилові (А, У, Г, Ц)
Склад нуклеотидів	Нітрогеновмісні основи: аденін, гуанін, тимін, цитозин. Вуглевод – дезоксирибоза. Ортофосфатна кислота	Нітрогеновмісні основи: аденін, гуанін, урацил, цитозин. Вуглевод – рибоза. Ортофосфатна кислота
Структура	Подвійна спіраль	Одинарний ланцюг
Властивості	Здатність до реплікації й репарації	Нездатні до реплікації й ренатурації
Функції	Спадкова	Інформаційна (іРНК), транспортна (тРНК), структурна (рРНК)