Модуль 1 Составитель: учитель химии и биологии АБК

Модуль 1
Составитель: учитель
химии и биологии АБК
АТФ
В цитоплазме каждой клетки, а также в митохондриях, хлоропластах 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 рибозой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в
молекуле АТФ соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями (в
формуле обозначены символом ~):
Функция АТФ – энергетическая, то есть выработка энергии для
обеспечения жизнедеятельности клетки. Как же это
происходит?
 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) и высвобождается порция энергии:
АТФ + Н2О = АДФ + H3PO4 + 40 кДж
 АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с
отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением
второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в
аденозинмонофосфат (АМФ), который далее не
гидролизуется:
АДФ + Н2О = АМФ + Н3РО4 + 40 кДж
АТФ образуется в специальных органоидах клетки – митохондриях (у всех) и
хлоропластах (у растений). В митохондриях идет процесс клеточного дыхания,
в хлопластах – процесс фотосинтеза. И в том и другом случае синтез АТФ
описывается уравнением:
АДФ + Н3РО4 + 40 кДж = АТФ
Этот процесс получил названия фосфорилирования. Для уточнения говорят:
об окислительном фосфорилирвоании (в митохондриях) или
о фотофосфорилировании (в хлопластах)
Витамины (от лат. слова “vita’ – жизнь) – дословно амины
жизни. Большинство витаминов к аминам не относятся, но
название осталось для обозначения биологически активных
веществ, выполняющих важнейшие биохимические и
физиологические функции в живых организмах. Витамины
относятся к низкомолекулярным соединениям.



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Отсутствие какого-либо из
витаминов в пище ведет к
недостаточному образованию
в организме определенных
жизненно важных ферментов
и, как следствие, к
специфическому нарушению
обмена веществ.

Во второй половине XIX века считалось, что пищевая
ценность продуктов определяется содержанием в них
белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.
Меж тем за века человечество накопило немалый опыт
длительных морских путешествий, когда при
достаточных запасах продовольствия люди гибли от
цинги. Почему?
На этот вопрос не было ответа до тех пор, пока в 1880
году русский ученый Николай Лунин, изучавший роль
минеральных веществ в питании, не заметил, что мыши,
поглощавшие искусственную пищу, составленную из всех
известных частей молока (казеина, жира, сахара и
солей), чахли и погибали. А мышки, получавшие
натуральное молоко, были веселы и здоровы. "Из этого
следует, что в молоке... содержатся еще другие вещества,
незаменимые для питания", - сделал вывод ученый.
Еще через 16 лет нашли причину болезни "бери-бери",
распространенной среди жителей Японии и Индонезии,
питавшихся в основном очищенным рисом. Врачу
Эйкману, работавшему в тюремном госпитале на острове
Ява, помогли... куры, бродившие по двору. Их кормили
очищенным зерном, и птицы страдали заболеванием,
напоминавшим "бери-бери". Стоило заметить его на рис
неочищенный - болезнь проходила.
Первым выделил витамин в кристаллическом виде
польский ученый Казимир Функ в 1911 году. Год спустя он
же придумал и название - от латинского "vita" - "жизнь".
В норме требуется небольшое количество витаминов.
Так, для человека потребность витаминах
составляет от 0,5 – 600 мг в сутки. Если же
содержание витамина выходит за эти рамки,
развиваются заболевания.
Отсутсвие витамина – авитаминоз
Недостаточность витамина – гиповитаминоз.
Избыточность витамина – гипервитаминоз.
Витамины
бывают
водорастворимые
жирорастворимые
и
Витамины и витаминоподобные вещества
Водорастаоримые витамины
(В1,В2, В3, В5, В6,В12, С, Н, Р )
Жирорастворимые витамины
(К, Е, Д, А)
Витаминоподобные вещества
Витамин
А
Бета-Каротин
Продукты растительного происхождения
Морковь, цитрусовые
Продукты животного происхождения
Сливочное масло, сыр, яйца, печень, рыбий жир
Морковь, петрушка, шпинат, весенняя зелень, дыня,
помидоры, спаржа, капуста, брокколи,
абрикосы
Молоко, яйца, рыбий жир, печень трески, жирные
сорта рыбы
D
Е
Кукурузное, подсолнечное, оливковое масла, горох,
облепиха
К
Зеленые лиственные овощи, шпинат, брюссельская,
белокачанная и цветная капуста, крупы из
цельного зерна
В1
Сухие пивные дрожжи, свинина, проростки пшеницы,
овес, орехи (фундук)
В2
Дрожжевой экстракт, проростки пшеницы, отруби
пшеницы, соевые бобы, капуста брокколи
Печень, яичный желток, сыр
РР
Зеленые овощи, орехи, крупы из цельного зерна,
дрожжи
Мясо, в том числе куриное, печень, рыба, молоко, сыр
В5
Дрожжи, бобовые, грибы, рис
Печень, мясные субпродукты
В6
Проростки и отруби пшеницы, зеленые лиственные
овощи
Мясо, печень, рыба, молоко, яйца
В9
Орехи, зеленые лиственные овощи, бобы, проростки
пшеницы, бананы, апельсины
Яйца, мясные субпродукты
В12
Дрожжи, морские водоросли
Печень, почки, икра, яйца, сыр, молоко, творог, мясо,
рыба
Н
Яичный желток, печень, почки
Витамин В1
тиамин
антиневритический витамин, аневрин, бери-бери витамин, анти-бери-бери
витамин
Витамин В2
рибофлавин
стимулятор роста, витамин роста, витамин G, лактофлавин
Витамин РР
кислота
никотиновая,
никотинамид
ниацин, антипеллагрический витамин, витамин В3, ниацин амид, амид
никотиновой кислоты
Витамин В5
кислота
пантотеновая
антидерматитный, фактор против дерматита цыплят, фильтратный фактор,
пантотен, витамин BX
Витамин В6
пиридоксин
адермин, фактор Y
Витамин В12
цианкобаламин
антианемический витамин
Витамин ВС
кислота
фолиевая
фолацин, птероилглутаминовая кислота, антианемический витамин; фактор
роста цыплят; индекс "С" произведен от англ. chicken - цыпленок
Витамин С
кислота
аскорбиновая
противоцинготный витамин, противоскорбутный витамин
Витамин Р
биофлавоноиды
флавоноиды, витамин проницаемости, капилляроукрепляющий витамин
Витамин Н
биотин

Современная медицина считает, что
на 85% состояние нашего здоровья
зависит от питания. Но
существующие на сегодняшний день
способы получения, обработки,
хранения и приготовления пищи
сводят на нет ее питательную и
биологическую ценность. Мало того,
что эта пища не обеспечивает все
возрастающие потребности человека
в витаминах, микро- и
макроэлементах, аминокислотах и
других питательных веществах, она
еще и способствует их усиленному
выделению, что приводит к
дальнейшему ухудшению состояния
здоровья.

Диета для рассеянных

Для сохранения отличной памяти
нейрофизиологи рекомендуют как
молодым, так и пожилым полюбить
рыбу, грецкие орехи, бутерброды из
ржаного хлеба со сливочным маслом,
салаты из овощей и бобовых,
заправленные подсолнечным маслом.

Блюда из морской и речной рыбы надо
есть как минимум два раза в неделю.
Обитатели водных глубин содержат не
только фосфор, но разнообразные
полиненасыщенные жирные кислоты,
которые заставляют плодотворно
трудиться наши "серые" клеточки.

Полезны для улучшения умственных
способностей разнообразные фрукты
и овощи. Так, ананасы, богатые
серотонином, делают чувствительнее
наши органы чувств. Бананы в
большом количестве содержат
витамин В6, недостаток которого
повинен в забывчивости. Виноград
помогает человеку сосредоточиться.
Той же способностью обладают
яблоки: зубрить учебник и грызть
яблоко -прекрасное сочетание. В
помидорах много марганца, который
очень полезен людям, занимающимся
интеллектуальным трудом. Морковь
замедляет процессы старения
организма, в том числе и мозга. Тем
же эффектом отличаются красный
перец (паприка) и апельсины.
Шампиньоны дают человеку витамин
В3 и пантотеновую кислоту, которые
помогают бороться с усталостью.
Картофель улучшает
работоспособность. Подсолнечное
масло влияет на степень живости
воображения.
Утренний кофе для светлой
головы
Ничто так не подстегивает работу
мысли, как чашечка кофе или чая. У
пожилых людей, которые
выпивают 220-270 мг кофе утром
или днем, память лучше, чем у
людей, употребляющих напитки
без кофеина. Это выяснилось при
тестировании, проведенном
учеными из Аризоны. Кстати, этот
факт нисколько не противоречит
результатам других исследований,
в ходе которых обнаружилось, что у
стариков память лучше всего
работает по утрам, а ближе к вечеру
им сложнее справиться с
забывчивостью.
Геронтологи рекомендуют
пожилым людям назначать важные
встречи на утро и выпивать чашку
кофе, которая способна сохранить
их голову светлой и во второй
половине дня. Но из-за высокого
содержания кофеина этими
допингами нельзя злоупотреблять
гипертоникам, язвенникам и
людям, страдающим некоторыми
другими хроническими недугами.
Истязание плоти и разума
Поклонники всевозможных
разгрузочных диет нередко не
могут похвастаться хорошей
памятью. Если чувство легкого
голода активизирует
умственную работу, то
длительное воздержание от
полноценной пищи действует
прямо противоположным
образом. Опыты
зафиксировали: реакция на
различные ситуации у людей с
нормальным режимом питания
происходила через 350-400
миллисекунд, а тем, кто истязал
плоть и ограничивал свой
дневной рацион, требовалось
все 500. Получается, что вместе
с килокалориями человек
сбрасывает и мегабайты
хранящейся в его мозге
информации. Кстати, замечено,
что память резко ослабевает у
тех, кто не имеет привычки
завтракать по утрам.
Вирусы (от лат. «vira» – яд) - неклеточные формы жизни, то есть не
имеют клеточного строения. Они представляют собой переходную форму
между живой и неживой природой. Вокруг нас живет около 35000
разновидностей вирусов, главная цель которых – паразитировать, а это
значит жить и размножаться за счет клетки хозяина, а ей может стать
бактериальная, растительная, животная, человеческая клетки.
Вирусы меньше бактерий в тысячу раз, поэтому их не увидишь в световом
микроскопе — нужно увеличение в двести тысяч и более раз, которое
обеспечивают только электронные устройства. Вирус гепатита А — один
из самых мелких, всего 27—30 нанометров, а вирус натуральной оспы
просто гигант: он достигает 500 нанометров и приближается по размеру
к бактерии. Вирус гриппа и ВИЧ имеют среднюю величину: 100 —120
нанометров.
В 1887 г. в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь:
листья растений покрывались сложным абстрактным рисунком,
растекавшимся по листу, словно краска, переливающаяся с одного листа на
другой, от одного растения к другому.
На место происшествия был направлен выпускник Санкт-Петербургского
университета Д.И. Ивановский.
ВТМ имеет палочковидную
форму и представляющий
собой полый цилиндр. Стенка
цилиндра образована
молекулами белка, а в его
полости расположена спираль
РНК. Белковая оболочка
защищает нуклеиновую
кислоту от неблагоприятных
условий внешней среды, а
также препятствует
проникновению ферментов
клеток к РНК и ее
расщеплению.
Строение вирусов
Вирусы имеют молекулярную
природу. Их состав можно
описать схемой:
Нуклеиновая кислота (ДНК
или РНК) + белки
(структурные, для
проникновения в клетку и для
размножения).
Рисунок. Разнообразие вирусов (в виде
вирионов).
А) вирусы растений;
Б) вирусы животных;
В) бактпериофаги (вирусы бактерий).
Отличие вирусов от других
Оболочка из белков вокруг нуклеоида
называется капсид.
Таким образом выделяют ДНК-
живых существ – наличие
только ОДНОЙ нуклеиновой
кислоты, в клетках – их ДВА
вида.
и РНК-содержащие вирусы.
Полностью собранная вирусная
частица получила название
вириона.
Жизнь вируса возможна только внутри клетки живого организма
(хозяина), где он паразитирует. Вне клетки, в окружающей среде
он существует в виде кристаллов, и ничем не отличается от
нуклеопротеидных комплексов. В виде кристалла вирус – не
живой организм, а представитель неживой природы. Здесь он в
таком состоянии может находиться от нескольких часов до
нескольких лет.
Проникнув в клетку, он встраивает свою ДНК (РНК-содержащие
вирусы с помощью фермента обратной транскриптазы
переводят РНК в ДНК) в геном клетки хозяина, и та начинает
послушно выполнять генетические программы, записанные в ДНК
вируса (синтез нуклеиновых кислот и белков вируса). При этом
вещества для синтеза и ферменты клетка использует свои
собственные. Далее идет самосборка новых вирусных частиц –
вирионов, они покидают эту клетку и заражают соседние.
На этой стадии вирус можно рассматривать как живое существо.
a. Фаг Т4. Головка фага примерно
100nm в длину и 75nm в ширину.
b. Фаг на поверхности E. Coli
(сверху - поясняющая схема).
c. Инфицированная бактериальная
клетка с образующимися новыми
фаговыми частицами.
d. Инфицированная клетка со
сформированными фаговыми
частицами, прикрепленными к
внутренней стороне мембраны.
e. Лизировавшая клетка.
 Вирусы будучи паразитами практически всех форм жизни -
это мощный мутагенный фактор. Часть мутаций может
быть полезна, и таким образом осуществляется
совершенствование механизмов защиты живых существ.
 Вирусы – возбудители многих инфекционных заболеваний.
Среди них – оспа, вирусные гепатиты, вирус
иммунодефицита человека (ВИЧ), грипп, ОРВИ, желтая
лихорадка, ящур, мозаики растений, болезни бактерий.
Массовые заболевания (эпидемии и пандемии) – это один из
механизмов регулирования численности особей каждого
вида.
 Бактериофаги возможно использовать для лечения
инфекций бактериального происхождения, вместо
антибиотиков.