Нуклеиновые кислоты подготовка к егэ - Exhelper.top

Скачать материал

Курс добавлен 19.01.2023

Сейчас обучается 103 человека из 40 регионов

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Нуклеиновые кислоты
2 слайд

Строение нуклеотида
Нуклеиновые кислоты – биополимеры
Мономеры НК — нуклеотиды
Углевод- пентоза (С5)
Азотистое
основание
Остаток
Фосфорной
кислоты
…-нуклеотид-нуклеотид-нуклеотид-нуклеотид-…
3 слайд

Строение нуклеотида

Обратим внимание на нумерацию углеродов (С) в молекуле углевода
4 слайд

Азотистые основания
5 слайд

Азотистые основания
Пуриновые
Аденин
Гуанин

Пиримидиновые
Цитозин
Урацил
Тимин
ДНК
Аденин
Гуанин
Цитозин
Тимин

А — Т
Г — Ц

РНК
Аденин
Гуанин
Цитозин
Урацил

А — У
Г — Ц
6 слайд

Углеводы НК
Дезоксирибоза
Рибоза
ДНК
РНК
7 слайд

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – высокомолекулярный линейный полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей.
8 слайд

Молекула ДНК

Цепи удерживаются водородными связями между нуклеотидами
А — Т 2 водородные связи
Ц — Г 3 водородные связи
Между двух нуклеотидов возникает сложнодиэфирная связь (углеродный остаток сахара и остаток фосфорной кислоты)
9 слайд

водородные связи
сложнодиэфирные связи
Свойства ДНК:

Комплементарность

Антипараллельность
10 слайд

Три принципа строения ДНК
1. Полуконсервативность
каждая дочерняя ДНК содержит одну цепочку из материнской ДНК и одну новосинтезированную
2. Комплементарность А/Т, Ц/Г напротив аденина одной цепи ДНК стоит тимин другой цепи ДНК, напротив цитозина всегда стоит гуанин

3. Антипараллельность — цепочки ДНК лежат друг к другу противоположными концами
11 слайд

Антипараллельность

на одном конце двойной цепи ДНК, одна цепь имеет 5′ — конец,
а другая 3′ — конец.
В процессе репликации ДНК-полимераза может удлинять только 3′ — конец
12 слайд

Репликация — удвоение молекулы ДНК
Процесс удвоения ДНК идет снизу вверх. Левая цепочка растет в том же направлении,а правая — в противоположном
Верхняя новая цепочка (ведущая цепь) удлиняется в том же направлении, в котором происходит удвоение
Нижняя новая цепочка (отстающая цепь) не может удлиняться в том же направлении, т.к. 5′-конец не растет. Она растет с помощью коротких фрагментов Оказаки (100-200 нуклеотидов), каждый растет в 3′-направлении
13 слайд

Ферменты репликации
Фермент Хеликаза — разрывает водородные связи между водородными соединениями
ДНК-полимераза — присоединяет новые нуклеотиды к 3′-концу новой цепочки ДНК
Фермент Праймаза — делает праймер (короткий фрагмент нуклеиновой кислоты)
Фермент Топоизомераза — разрещает одну из двух нитей ДНК, после чего ДНК проворачивается вокруг одной из своих цепей, так что тугие петли не образуются
14 слайд

Структура двойной спирали ДНК была предложена Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году на основании рентгеноструктурных данных, полученных Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин, и «правил Чаргаффа»

Ф.Крик (1916-2004г.)
Д.Уотсон (1928г.)
15 слайд

Их работа отмечена Нобелевской премией по физиологии и медицине 1962 г.
16 слайд

Функции:
1.хранение
2.воспроизведение
3.передача наследственной информации

Нахождение в клетке:
Ядро
Митохондрии
пластиды
17 слайд

В молекуле ДНК находится 1100 нуклеотидов с аденином что составляет 10% от их общего числа.Определите, сколько нуклеотидов с тимином, ганином, цитозином, содержится в отдельности в молекуле ДНК
18 слайд

Виды РНК
т РНК
1. переносит аминокислоты к рибосоме
2. имеет форму клеверного листа
3. имеет комплиментарные участки
4. имеет антикодон
19 слайд

Рибосомные РНК
р-РНК
85%
120-3500 нуклеотидов
Входят в состав рибосом, где происходит синтез белка
Виды РНК
20 слайд

Виды РНК
Информационные (матричные) РНК
и-РНК (м-РНК)
5%
75-3000 нуклеотидов
Передача информации о структуре белка с молекул ДНК из ядра к рибосомам
21 слайд

Сравнительная характеристика НК
22 слайд

Сравнительная характеристика НК
23 слайд

Сравнительная характеристика НК
24 слайд

Сравнительная характеристика НК
25 слайд

Выполни тест
1.Мономерами ДНК и РНК являются?
1. азотистое основание
2. дезоксирибоза и рибоза
3. азотистое основание и фосфорная кислота
4. нуклеотиды
2.В каком случае правильно названы все отличия и -РНК от ДНК?
1. одно-цепочная, содержит дезоксирибозу, хранение информации
2. двуцепочечная, содержит рибозу, передает информацию
3. одно-цепочная, содержит рибозу, передает информацию
4. двуцепочная, содержит дезокирибозу, хранит информацию
26 слайд

Выполни тест
3.Прочная ковалентная связь в молекуле ДНК возникает между:
1. нуклеотидами
2. дезоксирибозами соседних нуклеотидов
3. остатками фосфорной кислоты и сахара соседних нуклеотидов
4.Какая из молекул РНК самая длинная?
1. т-РНК
2. р-РНК
3. и-РНК
5.В реакцию с аминокислотами вступает:
1. т-РНК
2. р-РНК
3. и-РНК
4. ДНК
27 слайд

Выполни тест
6.В каком случае правильно указан состав нуклеотида ДНК?
1) рибоза, остаток ФК, тимин;
2) ФК, урацил,дезоксирибоза;
3) остаток ФК, дезосирибоза, аденин;
4) остатокФК, рибоза, гуанин.
28 слайд

Выполни тест
7.Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК?
а)тимин; б)урацил; в)гуанин; г)цитозин; д)аденин.

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 154 679 материалов в базе

Выберите категорию:
Выберите учебник и тему

Выберите класс:
Тип материала:
- Все материалы
- Статьи
- Научные работы
- Видеоуроки
- Презентации
- Конспекты
- Тесты
- Рабочие программы
- Другие методич. материалы

Найти материалы

Материал подходит для УМК

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»
Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»
Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»

Источник

1. Определение ДНК

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 (рис. 1).

Рис. 1. Органеллы, в которых содержится ДНК

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 (рис. 2).

Рис. 2. Нуклеотиды

Сахар, входящий в состав нуклеотида, представляет собой пентозу, то есть он является пятиуглеродным сахаром. В зависимости от вида пентозы (дезоксирибоза или рибоза) различают молекулы ДНК и РНК (рис. 3).

Рис. 3. Химический состав нуклеотидов

Азотистые основания. Во всех типах нуклеиновых кислот: ДНК или РНК, содержатся основания четырех разных видов (рис. 4). В ДНК: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В РНК вместо тимина (Т) урацил (У).

Фосфорная кислота. Нуклеиновые кислоты являются кислотами, потому что в их состав входит остаток фосфорной кислоты. Обратите внимание на то, что остаток фосфорной кислоты присоединен к сахару по гидроксильной группе 3’ и 5’ углеродом атома (рис. 5).

Рис. 5 Фосфодиэфирная связь между отдельными нуклеотидами в цепочке нуклеиновой кислоты

Это очень важно для понимания того, каким образом нуклеотиды образуют нуклеиновую кислоту. Они соединяются друг с другом с помощью т. н. фосфодиэфирной связи.

2. Структура молекулы ДНК

Нуклеиновые кислоты, как и белки, имеют первичную, вторичную и третичную структуру. Первичная структура ДНК – это последовательность нуклеотидных остатков в полинуклеотидных цепях.

Вторичная структура – пространственная конфигурация полинуклеотидных цепей ДНК

В формировании вторичной структуры полинуклеотидной цепи важное значение имеют водородные связи, которые возникают на основе принципа комплементарности, то есть дополнительности или соответствия между парами оснований: аденином и тимином, гуанином и цитозином

Эти комплементарные пары способны образовывать между собой прочные водородные связи. Так, между аденином и тимином формируются две водородные связи, а между гуанином и цитозином – три водородные связи.

В 1953 году Джеймс Уотсон и Френсис Крик предложили пространственную модель структуры ДНК (рис. 9).

Рис. 9. Лауреаты Нобелевской премии «за создание пространственной модели ДНК»

Согласно этой модели, молекула ДНК представляет собой двухцепочечную правозакрученную спираль, состоящую из комплементарных друг другу антипараллельных цепей.

Эти цепи связаны друг с другом азотистыми основаниями. Если «раскрутить» молекулу ДНК, то она будет напоминать винтовую лестницу. Две цепочки – образованы остатками фосфорной кислоты и пентозы, а перекладины «лестницы» – азотистые основания, которые взаимодействуют друг с другом с помощью водородных связей.

Между аденином и тимином возникают две водородные связи, а между гуанином и цитозином – три.

3. Третичная структура ДНК

У всех живых организмов молекула ДНК плотно упакована с образованием сложных трехмерных структур. Нахождение ДНК в суперспирализованном состоянии дает возможность сделать молекулу более компактной (рис. 10).

Рис. 10. Третичная структура ДНК. Сверхплотная упаковка ДНК с белками-гистонами образует хромосому

У всех живых организмов двуспиральная молекула ДНК плотно упакована и образует сложные трехмерные структуры (рис. 11).

Рис. 11. Модели двухцепочечных ДНК

Двухцепочная ДНК бактерий имеет кольцевидную форму и образует суперспираль. Суперспирализация необходима для упаковки громадной по клеточным меркам ДНК в малом объеме клетки.

Например, ДНК кишечной палочки имеет длину более 1 мм, в то время как длина клетки не превышает 5 мкм (в 1 мм = 1000 мкм) (рис. 12).

Рис. 12. ДНК в нуклеоиде бактерий (слева) и в клетках тела человека (справа)

Хромосомы эукариот представляют собой суперспирализованные линейные молекулы ДНК (рис. 13).

Рис. 13. Хромосомы эукариот

В процессе упаковки эукариотическая ДНК обматывает белки – гистоны, располагающиеся вдоль ДНК через определенные интервалы. Эти белки образуют нуклеосомы (рис. 14). Вторым уровнем пространственной организации ДНК является образование хроматина – волокон, из которых состоят хромосомы.

Рис. 14. Третичная структура ДНК

В ядре каждой клетки тела человека, кроме половых клеток, содержится 23 пары хромосом (рис. 15). На каждую из них приходится по одной молекуле ДНК. Длина всех 46 молекул ДНК в одной клетке человека почти равна двум метрам, а число нуклеотидных пар в ней 3,2 млрд.

Рис. 15. Хромосомы человека. Кариотип мужчины

Так что, если бы молекула ДНК не была организована в плотную структуру, то наша жизнь была бы невозможна геометрически.

4. Функции молекулы ДНК

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.

5. История открытия нуклеиновых кислот

В научной литературе посвященной изучению строению молекулы ДНК, как правило, упоминается Джеймс Уотсон и Френсис Крик (рис. 9).

Но первооткрывателями нуклеиновых кислот был Фридрих Иоганн Мишер (рис. 16), швейцарский ученый, который работал в Германии.

Рис. 16. Первооткрыватель нуклеиновых кислот

В 1869 году Мишер занимался изучением животных клеток – лейкоцитов. Для получения лейкоцитов он использовал гнойные повязки, которые ему доставлялись из больниц. Он брал гной, отмывал лейкоциты и выделял из них белок.

В процессе исследований Мишеру удалось установить, что кроме белков, в лейкоцитах содержится ещё какое-то неизвестное вещество.

Оно выделялось в виде нитевидного или хлопьевидного осадка при создании кислой среды. При добавлении щелочи этот осадок растворялся.

Исследуя препарат лейкоцитов под микроскопом, Мишер обнаружил, что в процессе отмывания лейкоцитов соляной кислотой от них остаются ядра. Он сделал вывод, что в ядрах имеется неизведанное вещество, то есть новое вещество, которое он назвал нуклеином, от слова nucleus – ядро.

Кроме этого, по данным химического анализа Мишер установил, что это новое вещество состоит из углерода, водорода, кислорода и фосфора. Фосфорорганических соединений в то время было известно очень мало, поэтому Мишер пришел к выводу, что открыл новый класс соединений в ядре.

Так в XIX веке стало известно о существовании нуклеиновых кислот, но тогда никто не мог предположить, какая огромная роль принадлежит нуклеиновым кислотам в сохранении разнообразия наследственных признаков организмов.

6. Вещество наследственности

Первые доказательства того, что молекула ДНК заслуживает довольно серьёзного внимания, были получены 1944 году группой бактериологов во главе с Освальдом Эвери. Он много лет изучал пневмококки – микроорганизмы, вызывающие воспаления легких, или пневмонию. Эвери смешивал два вида пневмококков, один из которых вызывал заболевание, а другой – нет. Предварительно болезнетворные клетки убивали, и затем добавляли к ним пневмококки, которые не вызывали заболевание.

Рис. 17. Опыты Эвери и Гриффитса

Результаты опытов были удивительны. Некоторые живые клетки после контакта с убитыми научились вызывать болезнь. Эвери удалось выяснить природу вещества, участвующего в процессе передачи информации от мертвых клеток живым (рис. 17). Этим веществом оказалась молекула ДНК.

7.РНК. Строение РНК

Рибонуклеиновая кислота (РНК) – полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. Образование полимера происходит так же, как и у ДНК, за счет фосфодиэфирной связи между остатком фосфорной кислоты и рибозой.

Мономеры РНК в составе нуклеотидов содержат пятиуглеродный сахар (пентоза), фосфорную кислоту (остаток фосфорной кислоты) и азотистое основание (см. Рис. 2).

Рис. 2. Строение нуклеотида РНК

Азотистые основания РНК – урацил, цитозин, аденин и гуанин. Моносахарид нуклеотида РНК представлен рибозой (см. Рис. 2).

РНК – одноцепочная молекула значительно меньших размеров, чем молекула ДНК.

Молекула РНК содержит от 75 до 10 000 нуклеотидов.

РНК-содержащие вирусы

Рис. 3. РНК-содержащий вирус

Многие вирусы, например вирус гриппа, содержат в качестве единственной нуклеиновой кислоты молекулу РНК (см. Рис. 3). РНК-содержащих вирусов, болезнетворных для человека, больше, чем ДНК-содержащих. Они вызывают полиомиелит, гепатит А, острые простудные заболевания.

Арбовирусы – вирусы, которые переносятся членистоногими. Являются возбудителями клещевого и японского энцефалита, а также желтой лихорадки.

Реовирусы (см. Рис. 4), редкие возбудители респираторных и кишечных заболеваний человека, стали предметом особого научного интереса из-за того, что их генетический материал представлен в виде двухцепочной молекулы РНК.

Рис. 4. Строение реовируса

Также существуют ретровирусы, которые вызывают ряд онкологических заболеваний.

8.Типы РНК

В зависимости от строения и выполняемой функции различают три основных типа РНК: рибосомную, транспортную и информационную (матричную).

1. Информационная РНК

Как показали исследования, информационная РНК составляет 3-5 % от общего содержания РНК в клетке. Это одноцепочная молекула, которая образовывается в процессе транскрипции на одной из цепей молекулы ДНК. Это связано с тем, что ДНК у ядерных организмов находятся в ядре, а синтез белка происходит на рибосомах в цитоплазме, поэтому возникла необходимость в «посреднике». Функцию «посредника» выполняет матричная РНК, она передает информацию о структуре белка из ядра клеток, где находится ДНК, к рибосомам, где эта информация реализуется (см. Рис. 5).

Рис. 5. Матричная РНК (мРНК)

В зависимости от объема копируемой информации, молекула матричной РНК может иметь различную длину.

Большинство матричных РНК существуют в клетке непродолжительное время. В бактериальных клетках существование таких РНК определяется минутами, а в клетках млекопитающих (в эритроцитах) синтез гемоглобина (белка) продолжается после утраты эритроцитами ядра в течение нескольких дней.

2. Рибосомная РНК

Рибосомные РНК (см. Рис. 6) составляют 80 % от всех рибосом, присутствующих в клетке. Эти РНК синтезируются в ядрышке, а в клетке они находятся в цитоплазме, где вместе с белками образуют рибосомы. На рибосомах происходит синтез белка. Здесь «код», заключенный в матричную РНК, транслируется в аминокислотную последовательность молекулы белка.

Рис. 6. Рибосомная РНК (рРНК)

3. Транспортная РНК

Транспортные РНК (см. Рис. 7) образуются в ядре на ДНК, а затем переходят в цитоплазму.

Рис. 7. Транспортная РНК (тРНК)

На долю таких РНК приходится около 10 % от общего содержания РНК в клетке. Они имеют самые короткие молекулы из 80-100 нуклеотидов.

Транспортные РНК присоединяют к себе аминокислоту и транспортируют ее к месту синтеза белка, к рибосомам.

Все известные транспортные РНК за счет комплементарного взаимодействия между азотистыми основаниями образовывают вторичную структуру, по форме напоминающую лист клевера (см. Рис. 8). В молекуле тРНК есть два активных участка – триплет антикодон на одном конце и акцепторный участок, присоединяющий аминокислоту, на другом.

Рис. 8. Строение тРНК («клеверный лист»)

Каждой аминокислоте соответствует комбинация из трех нуклеотидов, которая носит название триплет.

Рис. 9. Таблица генетического кода

Кодирующие аминокислоты триплеты – кодоны ДНК (см. Рис. 9) – передаются в виде информации триплетов (кодонов) мРНК. У верхушки клеверного листа тРНК располагается триплет нуклеотидов, который комплементарен соответствующему кодону мРНК (см. Рис. 10). Этот триплет различен для тРНК, переносящих разные аминокислоты, и кодирует именно ту аминокислоту, которая переносятся данной тРНК. Он получил название антикодон.

Рис. 10. тРНК

Акцепторный конец является «посадочной площадкой» для определенной аминокислоты.

Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка.

Гипотеза РНК мира

Концепция РНК мира заключается в том, что когда-то очень давно молекула РНК могла выполнять функцию как молекулы ДНК, так и белков.

В живых организмах практически все процессы происходят благодаря ферментам белковой природы. Белки, однако, не могут самореплицироваться и синтезируются в клетки на основании информации, заложенной в ДНК. Но и удвоение ДНК происходит только благодаря участию белков и РНК. Следовательно, образуется замкнутый круг, из-за которого в рамках теории возникновения жизни спонтанное возникновение такой сложной системы маловероятно.

В начале 1980-х годов в лаборатории ученых Чека и Олтмена (обладатели нобелевской премии по химии) в США была открыта каталитическая способность РНК. РНК-катализаторы были названырибозимами (см. Рис. 11).

Рис. 11. Структура рибозимомолекулы РНК, выполняющей функцию катализа

Оказалось, что активный центр рибосом тоже содержит большое количество рибосомных РНК. Также РНК способны создавать двойную цепочку и самореплицироваться. То есть РНК могли существовать полностью автономно, катализируя метаболические реакции, например синтеза новых рибонуклеатидов, и самовоспроизводясь, сохраняя из поколения в поколение каталитические свойства. Накопление случайных мутаций привело к появлению РНК, катализирующих синтез определенных белков, являющихся более эффективными катализаторами, в связи с чем эти мутации закреплялись в ходе естественного отбора. Также возникли специализированные хранилища генетической информации – молекула ДНК, а РНК стала посредником между ДНК и белками.

Источник

Нуклеиновые кислоты — это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В настоящее время известно два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК).

Нуклеотид образован азотистым основанием, остатком сахара-пентозы и остатком ортофосфорной кислоты. Особенности нуклеотидов в основном определяются азотистыми основаниями, входящими в их состав, поэтому даже условно нуклеотиды обозначаются по первым буквам их названий. В состав нуклеотидов могут входить пять азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), урацил (У) и цитозин (Ц). Пентозы нуклеотидов — рибоза и дезоксирибоза — определяют, какой нуклеотид будет образован — рибонуклеотид или дезоксирибонуклеотид. Рибонуклеотиды являются мономерами РНК, могут выступать в качестве сигнальных молекул (цАМФ) и входить в состав макроэргических соединений, например АТФ, и коферментов, таких как НАДФ, НАД, ФАД и др., а дезоксирибонуклеотиды входят в состав ДНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — двухцепочечный биополимер, мономерами которого являются дезоксирибонуклеотиды. В состав дезоксирибонуклеотидов входят только четыре азотистых основания из пяти возможных — аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) или цитозин (Ц), а также остатки дезоксирибозы и ортофосфорной кислоты. Нуклеотиды в цепи ДНК соединяются между собой через остатки ортофосфорной кислоты, образуя фосфодиэфирную связь. При образовании двухцепочечной молекулы азотистые основания направлены вовнутрь молекулы. Однако соединение цепей ДНК происходит не случайным образом — азотистые основания разных цепей соединяются между собой водородными связями по принципу комплементарности: аденин соединяется с тимином двумя водородными связями (А=Т), а гуанин с цитозином — тремя (Г$≡$Ц).

Для нее были установлены правила Чаргаффа:

Количество нуклеотидов ДНК, содержащих аденин, равно количеству нуклеотидов, содержащих тимин (А=Т).
Количество нуклеотидов ДНК, содержащих гуанин, равно количеству нуклеотидов, содержащих цитозин (Г$≡$Ц).
Сумма дезоксирибонуклеотидов, содержащих аденин и гуанин, равна сумме дезоксирибонуклеотидов, содержащих тимин и цитозин (А+Г = Т+Ц).
Отношение суммы дезоксирибонуклеотидов, содержащих аденин и тимин, к сумме дезоксирибонуклеотидов, содержащих гуанин и цитозин, зависит от вида организмов.

Структура ДНК была расшифрована Ф. Криком и Д. Уотсоном (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1962 г.). Согласно их модели, молекула ДНК представляет собой правозакрученную двойную спираль. Расстояние между нуклеотидами в цепи ДНК равно 0.34 нм.

Важнейшим свойством ДНК является способность к репликации (самоудвоению). Основной функцией ДНК является хранение и передача наследственной информации, которая записана в виде последовательностей нуклеотидов. Стабильность молекулы ДНК поддерживается за счет мощных систем репарации (восстановления), но даже они не способны полностью устранить неблагоприятные влияния, что в конечном итоге приводит к возникновению мутаций. ДНК эукариотических клеток сосредоточена в ядре, митохондриях и пластидах, а прокариотических — находится прямо в цитоплазме. Ядерная ДНК является основой хромосом, она представлена незамкнутыми молекулами. ДНК митохондрий, пластид и прокариот имеет кольцевую форму.

Рибонуклеиновая кислота (РНК) — биополимер, мономерами которого являются рибонуклеотиды. Они содержат также четыре азотистых основания — аденин (А), урацил (У), гуанин (Г) или цитозин (Ц), отличаясь тем самым от ДНК по одному из оснований (вместо тимина в РНК встречается урацил). Остаток сахара-пентозы в рибонуклеотидах представлен рибозой. РНК — в основном одноцепочечные молекулы, за исключением некоторых вирусных. Выделяют три основных типа РНК: информационные, или матричные (иРНК, мРНК), рибосомальные (рРНК) и транспортные (тРНК). Все они образуются в процессе транскрипции — переписывания с молекул ДНК.

иРНК составляют наименьшую фракцию РНК в клетке (2– 4 %), что компенсируется их разнообразием, так как в одной клетке могут содержаться тысячи различных иРНК. Это одноцепочечные молекулы, являющиеся матрицами для синтеза полипептидных цепей. Информация о структуре белка записана в них в виде последовательностей нуклеотидов, причем каждую аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов — кодон.

рРНК представляют собой наиболее многочисленный тип РНК в клетке (до 80 %). Их молекулярная масса составляет в среднем 3000–5000; образуются в ядрышках и входят в состав клеточных органоидов — рибосом. рРНК, по-видимому, также играют определенную роль в процессе синтеза белка.

тРНК — наименьшие из молекул РНК, так как содержат всего 73–85 нуклеотидов. Их доля от общего количества РНК клетки составляет около 16 %. Функция тРНК — транспорт аминокислот к месту синтеза белка (на рибосомы). По форме молекулы тРНК напоминают листок клевера. На одном из концов молекулы находится участок для прикрепления аминокислоты, а в одной из петель — триплет нуклеотидов, комплементарный кодону иРНК и определяющий, какую именно аминокислоту будет переносить тРНК — антикодон.

Все типы РНК принимают активное участие в процессе реализации наследственной информации, которая с ДНК переписывается на иРНК, а на последней осуществляется синтез белка. тРНК в процессе синтеза белка доставляет аминокислоты к рибосомам, а рРНК входит в состав непосредственно рибосом.

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — это нуклеотид, содержащий, помимо азотистого основания аденина и остатка рибозы, три остатка фосфорной кислоты. Связи между двумя последними фосфорными остатками — макроэргические (при расщеплении выделяется 42 кДж/моль энергии), тогда как стандартная химическая связь при расщеплении дает 12 кДж/моль. При необходимости в энергии макроэргическая связь АТФ расщепляется, образуются аденозиндифосфорная кислота (АДФ), фосфорный остаток и выделяется энергия:

АТФ + Н₂О $→$ АДФ + H₃PO₄ + 42 кДж.

АДФ также может расщепляться с образованием АМФ (аденозинмонофосфорной кислоты) и остатка фосфорной кислоты:

АДФ + Н₂О $→$ АМФ + H₃PO₄ + 42 кДж.

В процессе энергетического обмена (при дыхании, брожении), а также в процессе фотосинтеза АДФ присоединяет фосфорный остаток и превращается в АТФ. Реакция восстановления АТФ называется фосфорилированием. АТФ является универсальным источником энергии для всех процессов жизнедеятельности живых организмов.

Изучение химического состава клеток всех живых организмов показало, что они содержат одни и те же химические элементы, химические вещества, выполняющие одинаковые функции. Более того, участок ДНК, перенесенный из одного организма в другой, будет в нем работать, а белок, синтезированный бактериями или грибами, будет выполнять функции гормона или фермента в организме человека. Это является одним из доказательств единства происхождения органического мира.

Источник

Задумайтесь! Мы с вами состоит из миллиардов атомов. Все атомы находятся в круговороте, и
все атомы, которыми мы обладаем, в ком-то и где-то находились те 4,5 млрд. лет, которые существует Земля. Они были частями
животных, растений, грибов и бактерий — а сейчас принадлежат нам на короткое время.

С химической точки зрения ответ на вопрос «Жив ли изучаемый объект?» — не представляется возможным. Понятию «жизнь» дано
колоссальное количество определений. Жизнь — это самовоспроизведение с изменением, способ существования белковых тел,
постоянный обмен веществ с внешней средой.

Мы приступаем к изучению неорганических и органических веществ клетки. Начнем с неотъемлемого компонента клетки,
благодаря которому жизнь на Земле в принципе стала возможна — вода.

Вода

Составляет 60-80% массы клетки. Молекула воды обладает уникальным свойством — полярностью, которое возникает из-за
разницы в электроотрицательности (ЭО) между атомами кислорода и водорода (у кислорода ЭО больше).

Поскольку молекула воды полярна, ее называют диполь. Между молекулами воды возникают непрочные водородные связи:
водородная связь начинается от отрицательно заряженного атома кислорода (2δ^—) одной молекулы воды и
тянется до положительно заряженного атома водорода другой молекулы воды (δ⁺)

По отношению к воде все вещества можно подразделить на два типа:

Гидрофильные (греч. hydro — вода и philéo — люблю) — вещества, которые хорошо растворяются в воде. Гидрофильными
веществами являются сахара, соли, альдегиды, спирты, аминокислоты.
Гидрофобные (греч. hydro — вода и phobos — страх) — вещества, которые не растворяются в воде. Гидрофобными
веществами являются жиры.

Роль воды в клетке трудно переоценить. Ее функции и свойства крайне важны:

Вода — универсальный растворитель

Большинство реакций, которые протекают в клетке, идут в растворе (водной среде). Полярность молекулы воды позволяет
ей быть отличным растворителем для других гидрофильных (полярных) веществ.

Вода — терморегулятор

Вода может поглощать теплоту при минимальном изменении температуры. Это настоящее «спасение» для клеток: чуть только
температура меняется, вода начинает поглощать избыток тепла, защищая клетку от перегревания. Выделяясь на поверхность
кожи с потом, вода испаряется, поверхность кожи при этом охлаждается.

Вода — реагент

Она не только создает среду для реакций в клетке, но и сама активно участвует во многих из них. Расщепление питательных
веществ, попавших в клетку, происходит за счет реакции гидролиза (греч. hydro — вода и lysis — расщепление).

Транспортная функция

Питательные вещества, газы перемещаются по организму с током крови. Вода составляет 90-92% плазмы крови, является ее основным
компонентом. С помощью воды происходит не только доставка веществ к клеткам, но и удаление из организма побочных продуктов
обмена веществ.

Структурная функция

Вода придает тканям тургор (лат. turgor — наполнение) — внутреннее осмотическое давление в живой клетке, создающее
напряжение оболочек клеток. Вода составляет от 60 до 95% цитоплазмы, придает клеткам форму. Изменение тургора клеток растений
приводит к перемещениям их частей, раскрытию устьиц, цветков.

Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделенный от чистого растворителя с
помощью полупроницаемой мембраны.

Главное — понимать суть: если мы поместим живую клетку в гипертонический раствор, то
вода (растворитель) устремится из клетки в раствор (в сторону большей концентрации соли) — это приведет к сморщиванию
клеток.

Если же клетка окажется
в гипотоническом растворе, то вода извне устремится внутрь клетки (опять-таки в сторону большей концентрации солей),
приводя при этом к разбуханию (и возможному разрыву) клетки.

Элементы

Живая клетка — кладезь элементов таблицы Менделеева. Процент содержания различных элементов отличается, в связи с чем все они делятся на
3 группы:

Биогенные (основные) — C, H, O, N. Входят в состав органических соединений, составляют основную часть клетки
Макроэлементы (греч. makrós — большой) — составляют десятые и сотые доли в клетке: K, Na, Ca, Mg, Cl, P, S
Микроэлементы (греч. mikrós — маленький) — составляют тысячные доли в клетке: Zn, Cu, I, Co, Mn, Fe

Процентное содержание элемента не коррелирует с его важностью и биологической значимостью. Так, к примеру, микроэлемент
I играет важную роль в синтезе гормонов щитовидной железы: тироксина, трийодтиронина. За нормальные рост и развитие
организмов отвечают Zn, Mn, Cu.

Благоприятно влияют на сперматозоиды Zn, Ca, Mg, защищая их от оксидативного стресса (окисления). Невозможным становится
нормальное образование эритроцитов без должного уровня Fe и Cu.

Соли

В водной среде клетки соли диссоциируют (распадаются) на положительно заряженные ионы — катионы (Na⁺, K⁺,
Ca²⁺, Mg²⁺) и отрицательно заряженные — анионы (Cl^—, SO₄^2-,
HPO₄^2-, H₂PO₄^—).

Для процессов возбуждения клетки (нейрона, миоцита — мышечной клетки) внутри клетки должна поддерживаться низкая концентрация ионов Na⁺ и высокая концентрация ионов K⁺. В окружающей клетку среде все наоборот: много Na и мало K. В мембране существует
специальный натрий-калиевый насос, который поддерживает необходимое равновесие. Если это
соотношение нарушится, то нейрон не сможет сгенерировать нервный импульс, а клетка мышцы — сократиться.

Соли в клетке и организме выполняют ряд важных функций:

Участвуют в активации ферментов
Создают буферные системы (бикарбонтаную, фосфатную, белковую)
Поддерживают кислотно-щелочное состояние (КЩС)
Создают осмотическое давление клетки
Создают мембранный потенциал клеток (натрий-калиевый насос)
Являются основным минеральным составляющим скелета внутреннего и наружного (у моллюсков)

Мы переходим к органическим компонентам клетки, к которым относятся: жиры, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты.

Белки, или пептиды (греч. πεπτος — питательный)

Белки — полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки представляют линейную структуру, образованную из
длинной цепи аминокислот, между которыми возникают пептидные связи. Пептидная связь образуется между карбоксильной
группой (COOH) одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты (NH₂).

Между понятиями пептиды и белки существует определенная разница. Белки состоят из сотен тысяч аминокислот. Пептидами
называют небольшие белки, содержащие до 10 аминокислот. Ими являются некоторые гормоны: окситоцин,
вазопрессин, тиреолиберин — эти пептиды выполняют регуляторную функцию.

Выделяется несколько уровней пространственной организации белка:

Первичная — полипептидная цепь, в которой аминокислоты расположены линейно
Вторичная — полипептидная цепь закручивается в спираль, формируется α или β структура
Третичная — спирали скручиваются в глобулу (лат. globulus — шарик)
Четвертичная — образуется у сложных белков путем соединения нескольких глобул

При резком изменении оптимальных для белка условий он подвергается денатурации: при этом происходит переход от
высших структур организации к низшим, или «раскручивание белка». Важно заметить, что аминокислотная последовательность (первичная структура белка) при этом не меняется, однако свойства белка меняются кардинально (теряется его гидрофильность).

Осмелюсь сделать заявление: вы часто начинаете свой день с денатурации белка. Простейший способ провести такой
эксперимент — пожарить яичницу. Заметьте, что изначально яичный белок прозрачный и текучий, но по итогу жарки эти свойства
утрачиваются: он становится непрозрачным и вязким.

Завершаем тему о белках изучением их функций:

Каталитическая (греч. katalysis — разрушение)

Белки — природные катализаторы, ускоряющие реакции в организме в десятки и сотни тысяч раз. Эту роль главным образом
выполняют белки-ферменты (энзимы).

Иногда в состав белков входят так называемые ко-факторы — небелковые соединения,
которые необходимы ферменту для его биологической активности (в роли ко-факторов могут выступать Zn²⁺,
Mg²⁺).

Строительная

Белки входят в состав клеточных мембран. Сложные белки: коллаген, эластин — входят в состав соединительных тканей организма,
придавая им некоторую прочность и эластичность.

Регуляторная

Некоторые гормоны, регулирующие обменные процессы в организме, имеют белковое происхождение: инсулин, глюкагон,
адренокортикотропный гормон (АКТГ).

Защитная

Говоря об этой функции, прежде всего, стоит вспомнить об антителах — иммуноглобулинах, которые синтезируют B-лимфоциты.
Антитела нейтрализуют чужеродные организму антигены (разрушают бактерии).

Помимо антител, защитную функцию выполняют
также белки свертывающей системы крови (тромбин и фибриноген): они предохраняют организм от кровопотери.

Энергетическая

При недостаточном питании в организме начинают окисляться молекулы белков. При расщеплении 1 г белков выделяется 17,6 кДж энергии.

Транспортная

Некоторые белки крови способны присоединять к себе и переносить различные молекулы. Альбумины участвуют в транспорте
жирных кислот, глобулины — гормонов и некоторых ионов (Fe, Cu). Основной белок эритроцитов — гемоглобин — способен
переносить кислород, углекислый и угарный газы (угарный конечно нежелательно ему переносить, будет отравление)

Сократительная

Двигательные белки, актин и миозин, на уровне саркомера обеспечивают сокращение мышц. При возбуждении мышечной
ткани тонкие нити актина начинают тереться о толстые нити миозина, приводя к сокращению.

Рецепторная

На поверхности мембраны белки образуют многочисленные рецепторы, которые, соединяясь с гормонами, приводят к
изменению обмена веществ в клетке. Таким образом, гормоны реализуют воздействие на клетки органов-мишеней.

Жиры, или липиды (греч. lipos — жир)

С химической точки зрения жиры являются сложными эфирами, образованными трехатомным спиртом глицерином и высшими
карбоновыми кислотами (жирными кислотами). Среди их свойств надо выделить то, что они практически нерастворимы
в воде. Вспомните, как тяжело смыть жир с рук водой.

Почему именно мыло смывает жир с рук? Дело в том, что молекула мыла повторяет свойства жира: одна часть ее гидрофобна,
а другая гидрофильна. Мыло соединяется с молекулой жира гидрофобной частью, и вместе они легко смываются водой.

Приступим к изучению функций жиров:

Энергетическая

При окислении жиров выделяется много энергии: 1 г — 38,9 кДж. Это вдвое больше выделяющейся энергии при расщеплении
1г углеводов.

Запасающая

Жиры имеют способность накапливаться в клетках, расположенных в подкожно-жировой клетчатке, внутренних органах.
Эти запасы являются резервом организма на случай голодания или при недостаточном питании.

В жирах также запасается вода: в 100 г жира содержится 107 мл воды. Многим пустынным животным (верблюдам)
жировые запасы помогают длительное время обходиться без воды.

Структурная

Жиры входят в состав биологических мембран клеток человека вместе с белками. Из фосфолипидов построены мембраны всех
клеток органов и тканей!

Так, к примеру, холестерин — обязательный компонент мембраны, придает ей определенную жесткость и совершенно необходим
для нормальной жизнедеятельности (заболевания возникают только при нарушении липидного обмена).

Терморегуляция

Жиры обладают плохой теплопроводностью. Располагаясь в подкожно-жировой клетчатке, они образуют термоизолирующий слой.
Особенно хорошо он развит у ластоногих (моржи и тюлени), китов, защищает их от переохлаждения.

Гормональная

Некоторые гормоны по строению относятся к жирам: половые (андрогены — мужские и эстрогены — женские), гормон
беременности (прогестерон), кортикостероиды.

Участие в обмене веществ (метаболизме)

Производное жира — витамин D — принимает важное участие в обмене кальция и фосфора в организме. Он образуется
в коже под действием ультрафиолетового излучения (солнечного света). При недостатке витамина D возникает заболевание —
рахит.

Углеводы

Представляют собой органические соединения, состоящие из одной или нескольких молекул простых сахаров. Выделяется три основных
класса углеводов:

Моносахариды (греч. monos — единственный)

Простые сахара, легко растворяющиеся в воде и имеющие сладкий вкус. Моносахариды подразделяются на гексозы (имеют 6 атомов углерода)
— глюкоза, фруктоза, и пентозы (имеют 5 атомов углерода) — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.

Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий)

При гидролизе олигосахариды распадаются на моносахариды. В состав олигосахаридов может входить от 2 до 10 моносахаридных остатков.
Если в состав олигосахарида входят 2 остатка моносахарида, то его называют дисахарид. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза,
мальтоза. При гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу.

Полисахариды

Это биополимеры, в состав которых входят сотни тысяч моносахаридов. Они обладают высокой молекулярной массой,
нерастворимы в воде, на вкус несладкие.

Крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и муреин — все это биополимеры. Давайте вспомним, где они находятся.

Клеточная стенка образована: у растений — целлюлозой, у грибов — хитином, у бактерий — муреином. Запасным питательным
веществом растений является крахмал, животных — гликоген.

Перечислим функции, которые выполняют углеводы:

Энергетическая

В результате расщепления 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии.

Запасающая

Запасным питательным веществом растений и животных соответственно являются крахмал и гликоген. Расщепление гликогена позволяет
нам оставаться в сознании и быть активными между приемами пищи.

Гликоген представляет собой разветвленную молекулу, состоящую
из остатков глюкозы. За счет больших размеров такая молекула хорошо удерживается в клетке, а ее разветвленность позволяет ферментам
быстро отщеплять множество молекул глюкозы одновременно.

Существуют заболевания, при которых распад
гликогена нарушается: в результате нейроны не получают глюкозы (источника энергии, соответственно не синтезируются и молекулы АТФ). Из-за этого становятся возможны частые потери сознания.

Структурная (опорная)

Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, придавая им необходимую твердость. Хитин образует клеточную стенку
грибов и наружный скелет членистоногих.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро)

Высокомолекулярные органические соединения, представленные двумя видами: ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты) и РНК
(рибонуклеиновые кислоты). ДНК и РНК — биополимеры, мономером которых является нуклеотид. Запомните, что нуклеотид
состоит из 3 компонентов:

Азотистое основание

Для ДНК характерны следующие азотистые основания: аденин — тимин, гуанин — цитозин; для РНК: аденин — урацил,
гуанин — цитозин. Исходя из принципа комплементарности, данные основания соответствуют друг другу, в результате
чего между ними образуются связи.

Между аденином и тимином образуется 2 водородные связи, а между гуанином и цитозином — 3.

Именно по этой причине количество аденина в молекуле ДНК всегда совпадает с количеством тимина. К примеру, если
в ДНК 20% аденина, то с уверенностью можно сказать, что в ней 20% тимина. Выходит на оставшиеся основания — цитозин
и гуанин — остается 60%, значит, цитозин и гуанин составляют в ДНК 30% каждый. Таким нехитрым образом, зная процент
содержания одного основания, можно подсчитать все остальные.

Остаток сахара

В ДНК остаток сахара — дезоксирибоза, в РНК — рибоза.

Остаток фосфорной кислоты — фосфат

Мы подробно изучили структуру ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) — двойной правозакрученной спиральной молекулы. Теперь
настало время детально поговорить об РНК (рибонуклеиновой кислоте). Все виды РНК синтезируются на матрице — ДНК, различают
три вида РНК:

Рибосомальная РНК (рРНК)

Синтезируется в ядрышке. рРНК входит в состав
малых и больших субъединиц рибосом. В процентном отношении рРНК составляет 80-90% всей РНК клетки.

Информационная РНК (иРНК, син. — матричная РНК, мРНК)

Синтезируется в ядре в ходе процесса транскрипции (лат. transcriptio — переписывание).
Фермент РНК-полимераза строит цепь иРНК по принципу комплементарности с ДНК. Исходя из данного принципа,
гуанин (Г) в молекуле ДНК соединяется с цитозином (Ц) в РНК. Далее соответственно: цитозин (Ц) — гуанин (Г),
аденин (А) — урацил (У), тимин (Т) — аденин (А).

Транспортная РНК (тРНК)

Обеспечивает транспорт аминокислоты к рибосоме во время синтеза белка. Благодаря этому становится возможным
соединение аминокислот друг с другом, образуется белок. тРНК имеет характерную форму клеверного листа.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 479 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 …

Добавить в вариант

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5’ концу одной цепи соответствует 3’ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5’ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5’ к 3’ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Кодирующая область гена называется открытой рамкой считывания. Фрагмент конца гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ААГЦГЦТААТАГЦАТАТТАГАГЦТА-3’

3’-ТТЦГЦГАТТАТЦГТАТААТЦТЦГАТ-5’

Определите верную открытую рамку считывания и найдите последовательность аминокислот во фрагменте конца полипептидной цепи. Известно, что конечная часть полипептида, кодируемая этим геном, имеет длину более четырёх аминокислот. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Показать

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (концу в одной цепи соответствует 3ʹ- конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5ʹ- конца. Рибосома движется по иРНК

в направлении от 5ʹ- к 3ʹ- концу. Все виды РНК синтезируются на ДНК- матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов (нижняя цепь  — матричная):

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте и определите аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет с 5ʹ конца соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по биологии

Источник: ЕГЭ по биологии 14.06.2022. Основная волна. Разные задачи

Известно, что комплементарные цепи нуклеиновых кислот антипараллельны (5′ концу одной цепи соответствует 3′ конец другой цепи). Синтез нуклеиновых кислот начинается с 5′ конца. Рибосома движется по иРНК в направлении от 5′ к 3′ концу. Ген имеет кодирующую и некодирующую области. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов:

5′-ЦААТАТГЦГЦГГТАТТАТАГАГ-3′

3′-ГТТАТАЦГЦГЦЦАТААТАТЦТЦ-5′

Определите последовательность аминокислот начала полипептида, если синтез начинается с аминокислоты Мет. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Показать

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по биологии

Источник: ЕГЭ по биологии 14.06.2022. Основная волна. Разные задачи

Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется молекула белка, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь матричная (транскрибируемая)):

5’-ААТАЦГЦГТТЦАТЦГ-3’

3’-ТТАТГЦГЦААГТАГЦ-5’

Найдите первый кодирующий триплет на смысловой цепи ДНК. Установите кодирующую последовательность нуклеотидов иРНК и аминокислотную последовательность молекулы белка, которые синтезируются на данном фрагменте ДНК. Объясните последовательность решения задачи. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. При написании последовательностей нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Показать

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по биологии

Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется молекула белка, имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая (кодирующая)):

5’-ААТГЦГЦГТТЦАТЦГ-3’

3’-ТТАЦГЦГЦААГТАГЦ-5’

Показать

5’-ЦГААГГТГАЦААТГТ-3’

3’-ГЦТТЦЦАЦТГТТАЦА-5’

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2022 по биологии

Установите соответствие между характеристиками нуклеиновых кислот и их видами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКА

А)  синтезируется в ядрышке

Б)  кодирует последовательность

аминокислот

В)  формирует каркас рибосомы

Г)  переносит аминокислоты к месту синтеза

Д)  присоединяет к себе аминокислоту

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б	В	Г	Д

Рассмотрите схему молекулы нуклеиновой кислоты и определите тип соединения, его функцию в клетке и органоид, в котором происходят процессы с участием данной нуклеиновой кислоты. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

Тип соединения	Функция	Органоид
______________(А)	______________(Б)	______________(В)

Список терминов и понятий:

1)  транспорт углеводов через мембрану

2)  транспорт аминокислот к месту синтеза

3)  белок

4)  рРНК

5)  тРНК

6)  рибосома

7)  клеточный центр

8)  гладкая ЭПС

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Установите соответствие между характеристиками и видами молекул нуклеиновых кислот, обозначенных на схеме биосинтеза белка цифрами 1 и 2: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

А)  состоит из двух спирально закрученных цепей

Б)  транспортирует аминокислоты

В)  содержит антикодон

Г)  способна к репликации

Д)  имеет форму клеверного листа

ВИДЫ МОЛЕКУЛ

НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А	Б	В	Г	Д	Е

Показать

Напишите название этапа биосинтеза белка, который обозначен на рисунке цифрой I.

Какова роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белка?

Однажды один очень дотошный учёный решил перепроверить эксперимент Эрвина Чаргаффа. Он выделил нуклеиновую кислоту из целого ряда организмов разных групп и определил содержание аденина, гуанина, тимина и цитозина в их генетическом материале. Результаты он занёс в таблицу.

Источник ДНК	Группа организмов	Содержание нуклеотида, %
Аденин	Гуанин	Цитозин	Тимин
Человек	Млекопитающие	31,0	19,1	18,4	31,5
Корова	Млекопитающие	28,7	22,2	22,0	27,2
Морской ёж	Беспозвоночные	32,8	17,7	17,4	32,1
Пшеница	Растения	27,3	22,7	22,8	27,1
Лосось	Рыбы	29,7	20,8	20,4	29,1
Дрожжи	Грибы	31,3	18,7	17,1	32,9
Вирус полиомиелита	Вирусы	30,4	25,4	19,5	0.0
Туберкулёзная микобактерия	Бактерии	15,1	34,9	35,4	14,6
Бактериофаг Т2	Вирусы	32,6	18,2	16,6	32,6

Изучите таблицу и выберите верные утверждения:

1)  Правило Чаргаффа гласит, что количество остатков аденина равно количеству остатков гуанина в ДНК, а количество цитозина  — количеству тимина.

2)  Содержание гуанина у дрожжей равно 18,7%

3)  У вируса полиомиелита учёный не обнаружил тимина, т. к. вирус полиомиелита  — РНК-вирус.

4)  Содержание цитозина у туберкулезной микобактерии 34,9%.

5)  Данные эксперименты не подтвердили эксперименты и выводы Э. Чаргаффа.

Источник: РЕШУ ОГЭ

Известно, что ген имеет кодирующую и не кодирующую белок части. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя транскрибируемая):

5’-ЦАГТАТГЦГТААГЦАТТАЦЦТА-3’

3’-ГТЦАТАЦГЦАТТЦГТААТГГАТ-5’

Определите последовательность белка, кодируемую данным фрагментом, если первая аминокислота в полипептиде -мет. Укажите последовательность иРНК, определите, с какого нуклеотида начнётся синтез белка. Обоснуйте последовательность своих действий. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

5’-АЦГЦАТГАТАГЦТАЦАЦГТАГТ-3’

3’-ТГЦГТАЦТАТЦГАТГТГЦАТЦА-5’

Определите последовательность белка, кодируемую данным фрагментом, если первая аминокислота в полипептиде − мет. Укажите последовательность иРНК, определите, с какого нуклеотида начнётся синтез белка. Обоснуйте последовательность своих действий. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент начала гена имеет следующую последовательность нуклеотидов (верхняя цепь смысловая, нижняя  — транскрибируемая):

5’-АГАТГЦТГАЦГЦЦАТАТГЦТ-3’

3’-ТЦТАЦГАЦТГЦГГТАТАЦГА-5’

Определите последовательность белка, кодируемую данным фрагментом, если первая аминокислота в полипептиде —мет. Укажите последовательность иРНК, определите с какого нуклеотида начнётся синтез белка. Обоснуйте последовательность своих действий. Для решения задания используйте таблицу генетического кода. При написании нуклеиновых кислот указывайте направление цепи.

Генетический код (иРНК)

Первое

основание

Второе основание

Третье

основание

Фен

Лей

Сер

Тир

  —

Цис

  —

Три

Лей

Про

Гис

Глн

Арг

Иле

Мет

Тре

Асн

Лиз

Сер

Арг

Вал

Ала

Асп

Глу

Гли

Рассмотрите рисунок с изображением одного из процессов матричного синтеза и определите процесс, основной тип ферментов, его катализирующих, и тип мономеров, используемых для синтеза. Заполните пустые ячейки таблицы, используя элементы, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий элемент из предложенного списка.

Процесс	Фермент	Мономеры
(А)_________	(Б)_________	(В)_________

Список элементов

1)  репликация

2)  ДНК-полимераза

3)  рибонуклеотиды

4)  транскрипция

5)  РНК-полимераза

6)  дезоксирибонуклеотиды

7)  трансляция

8)  нуклеиновые кислоты

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Процесс	Фермент	Мономеры
(А)_________	(Б)_________	(В)_________

Список элементов

1)  репликация

2)  ДНК-полимераза

3)  рибонуклеотиды

4)  транскрипция

5)  РНК-полимераза

6)  дезоксирибонуклеотиды

7)  трансляция

8)  нуклеиновые кислоты

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Вставьте в текст «ДНК» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.

ДНК

Молекула ДНК  — биополимер, мономерами которого служат __________(А). В состав мономера входят остаток фосфорной кислоты, пятиуглеродный сахар  — __________(Б) и азотистое основание. Азотистых оснований всего четыре: аденин, гуанин, цитозин и __________(В). Бóльшая часть ДНК сосредоточена в ядре, а небольшие её количества находятся в митохондриях и __________(Г).

ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ:

1)  рибоза

2)  аминокислота

3)  рибосома

4)  урацил

5)  нуклеотид

6)  дезоксирибоза

7)  пластида

8)  тимин

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Источник: РЕШУ ОГЭ

Принцип комплементарности лежит в основе взаимодействия

1) аминокислот и образования первичной структуры белка

2) нуклеотидов и образования двуцепочечной молекулы ДНК

3) глюкозы и образования молекулы полисахарида клетчатки

4) глицерина и жирных кислот и образования молекулы жира

Принцип комплементарности лежит в основе образования водородных связей между

1) аминокислотами и молекулами белка

2) нуклеотидами в молекуле ДНК

3) глицерином и жирной кислотой в молекуле жира

4) глюкозой в молекуле клетчатки

Чем отличается строение тРНК от рибонуклеиновых кислот других типов?

Схема строения какого вещества изображена на рисунке? Какие разновидности этого вещества существуют? В чём состоит его участие в обмене веществ?

Все приведённые ниже признаки, кроме двух, являются свойствами генетического кода. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

1)  триплетность

2)  изменчивость

3)  однозначность

4)  вариативность

5)  специфичность

Источник: РЕШУ ЕГЭ

Всего: 479 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 …

Источник

Название нуклеиновых кислот произошло от слова «нуклеус» — в переводе с латинского ядро. Впервые нуклеиновые кислоты были обнаружены в ядре клеток в 1868 году швейцарским учёным Иоганном Фридрихом Мишером.

Долгое время функция нуклеиновых кислот в клетке была неясна. Считалось что эти вещества являются всего лишь запасником фосфора в организме.

Хотя Ф. Мишер писал, что это вещество явно связано с процессом оплодотворения, но до середины XX века биологи так и не могли разгадать загадку нуклеиновых веществ.

По мнению ученых того времени, строение молекул нуклеиновых кислот было слишком однообразным и не могло рассматриваться в качестве носителя генетической информации.

Постепенно было доказано, что именно нуклеиновые кислоты являются носителем наследственной информации, благодаря им дочерние клетки наследуют свойства и признаки материнской клетки.

Нуклеиновые кислоты- природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Нуклеиновые кислоты— биологические полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

К нуклеиновым кислотам относят:

дезоксирибонуклеиновую кислоту- ДНК
рибонуклеиновую кислоту- РНК

ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

ДНК у прокариот находится в цитоплазме в составе нуклеоида.

ДНК у эукариотических организмов содержится исключительно в ядре клетки.

РНК содержится и в ядре, и в ядрышке, и в цитоплазме эукариотических клеток.

Нуклеотид (мономер) нуклеиновых кислот состоит из:

азотистого основания
остатка углевода- пентозы (рибоза в РНК, дезоксирибоза в ДНК)

остатка фосфорной кислоты

Связи между нуклеотидами легко подвергаются распаду при реакции с водой (гидролиз).

Азотистые основания- это ароматические гетероциклические соединения, производные пиримидина или пурина.

Пять соединений этого класса являются основными структурными компонентами нуклеиновых кислот, общими для всей живой материи.

Пиримидиновые основания наиболее просто устроены и к ним относят:

урацил
тимин
цитозин

Пуриновые основания являются производными пурина, молекула которого состоит из двух гетероциклов. К пуриновым основаниям относятся:

аденин
гуанин

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Для сокращения названий нуклеотидов в биологии принято обозначать одной буквой — первой буквой их названия:

цитозин- Ц

гуанин- Г

аденин- А

тимин- Т

урацил- У

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

ДНК- дезоксирибонуклеиновая кислота

Нуклеиновую кислоту, содержащую дезоксирибозу, называют дезоксирибонуклеиновой кислотой или ДНК.

ДНК- это вещество, которое отличается необычным молекулярным строением и не похоже ни на одно химическое соединение.

Функции ДНК:

кодирование аминокислот
служит матрицей для синтеза всех видов РНК
хранение наследственной информации

Молекула ДНК представляет собой две спирально закрученные друг вокруг друга цепи:

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Используя все имеющиеся данные о нуклеиновых кислотах, в 1953 году в США ученые Ф.Крик и Д.Уотсон смоделировали пространственную модель ДНК, где четко видно, что ДНК- это полимер, а его мономерами являются нуклеотиды.

Нуклеотид ДНК состоит из 3-х компонентов:

азотистого основания четырех видов (тимин, цитозин, аденин, гуанин)
пятиатомного сахара- дезоксирибозы
остатка фосфорной кислоты

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Нуклеотиды соединены в одной цепи через углевод одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты соседнего нуклеотида прочной ковалентной связью.

В двойную цепь нуклеотиды соединены комплементарно через азотистые основания водородными связями:

между аденином и тимином двойная водородная связь

между гуанином и цитозином тройная водородная связь

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Нуклеотидный состав ДНК в 1905 г. впервые количественно проанализировал американский биолог Эрвин Чаргафф.

Он обнаружил, что в молекуле ДНК число пуриновых оснований всегда равно числу пиримидиновых.

Молекулярное количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно цитозину- это правило Чаргаффа или принцип комплементарности (дополнительности).

Согласно принципу комплементарности можно восстановить недостающую цепь ДНК.

Задача:

Первая цепочка ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:

А- Г- Ц- Т- Т- Ц- Г- Г- А- Г

Достойте вторую цепочку ДНК, используя принцип комлементарности.

Решение:

Мы видим, что первый нуклеотид в первой цепи ДНК- аденин (А), смотрим правило комплементарности:

значит аденину (А) соответствует тимин (Т).

Далее второй нуклеотид в первой цепи гуанин (Г)— опять обращаемся к принципу комплементарности: гуанин (Г) соответствует цитозину (Ц).

И таким образом мы можем достроить всю вторую цепь ДНК.

Первая цепь ДНК: А- Г- Ц- Т- Т- Ц- Г- Г- А- Г

Вторая цепь ДНК: Т- Ц- Г- А- А- Г- Ц- Ц- Т- Ц

Кроме достраивания цепей ДНК в ЕГЭ присутствуют задачи на определение количества (%) нуклеотидов в гене и определение длины гена.

Для решения таких задач тоже используют правило Чаргаффа:молекулярное количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно цитозину.

Нуклеотиды расположены на расстоянии друг от друга 0,34 нм, а молекулярная масса одного нуклеотида равна 345 — эти величины постоянные, они также используются для решения задач по ДНК.

Примеры задач:

Задача

В молекуле ДНК доля тиминовых нуклеотидов составляет 15% от общего количества нуклеотидов.

Определите количество других видов нуклеотидов в данной молекуле ДНК.

Решение:

1. По правилу Чаргаффа количество Тимина (Т) в ДНК равно аденину (А), следовательно, если доля Т = 15%, значит и А будет = 15%.

2. В сумме А + Т = 30%

3. Всего всех нуклеотидов ДНК = 100%, из них на долю А + Т приходится 30%

4. 100% — 30% = 70%, то есть 70% приходится на гуанин (Г) и цитозин (Ц)

5. Количество Ц = Г , следовательно 70% : 2 = 35% (35% = Г; 35% = Ц)

Ответ: А = (15%), Т = (15%), Г = (35%), Ц = (35%)

Задача

Участок цепи ДНК содержит 1500 нуклеотидов. В одной из цепей содержится 150 нуклеотидов А, 200 нуклеотидов Т, 250 нуклеотидов Г и 150 нуклеотидов Ц. Сколько нуклеотидов каждого вида будет во второй цепи ДНК?

Решение:

По правилу Чаргаффа в ДНК количество гуанина (Г) равно цитозину (Ц), количество тимина (Т) равно аденину (А). Если А в первой цепочке 150 нуклеотидов, значит и Т во второй цепи будет тоже 150, следовательно получается:

1-я цепь: 2-я цепь:

А = 150 Т = 150

Т = 200 А = 200

Г = 250 Ц = 250

Ц =1 50 Г = 150

Ответ: Во второй цепи ДНК: Т=150; А=200; Ц=250; Г=150

Задача

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Сколько каждого нуклеотида содержится в этой молекуле ДНК? Какова длина этой молекулы ДНК?

Решение:

1) Исходя из принципа комплементарности (А + Т) + (Г+ Ц) = 100%

Тогда количество цитидиловых нуклеотидов равно: Г = Ц = 880, или 22%, то есть Г = 22% и Ц = 22%

2) На долю (Т + А) приходится: 100% — (22% + 22%) = 56%- количество Т и А

3) Необходимо посчитать количество нуклеотидов, исходя из процентных данных. Составляем пропорцию:

880 = 22%

Х = 56%

Х = (880*56) : 22 = 2400 нуклеотидов, приходится в сумме на А+Т

Так как А = Т, то 2400 : 2=1120 нуклеотидов, то есть 1120 = А и 1120 нуклеотидов Т

3) Всего в этой молекуле ДНК содержится (880 х 2) + (1120 х 2) = 4000 нуклеотидов.

4) Для определения длины ДНК узнаем, сколько нуклеотидов содержится в одной цепи:

4000 : 2 = 2000

Мы знаем, что нуклеотиды расположены на расстоянии друг от друга 0,34 нм и вычисляем длину ДНК в одной цепи:

0,34 нм х 2000 нуклеотидов= 680 нм.

Ответ: в молекуле ДНК Г = Ц = 880 и А = Т = 1120 нуклеотидов; длина этой молекулы 680 нм.

Синтез ДНК

Каждая молекула ДНК способна к самоудвоению, в основе которого лежит тот же принцип комлементарности (дополнительности). Этот принцип поможет понять, как строится новая молекула ДНК в новой клетке.

Перед каждым делением клетки (в интерфазе) происходит образование новой молекулы ДНК под действием фермента дезоксирибонуклеазы.

Фермент разрывает двойную цепь ДНК и спираль раскручивается.

Каждая отдельная цепь собирает новую молекулу ДНК по принципу комплементарности, в результате образуется две молекулы ДНК.

Этот процесс называется редупликация ДНК— копирование молекулы ДНК.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Нуклеиновую кислоту, содержащую рибозу, называют рибонуклеиновой кислотой или РНК.

РНК— это полимер, мономерами которого являются нуклеотиды.

В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой, и эта цепь очень похожа на одну из цепей ДНК.

РНК участвует в реализации генетической информации.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

По своей структуре нуклеотиды РНК очень близки, но не тождественны нуклеотидам ДНК, они также образуют между собой водородные связи.

Цепи РНК значительно короче и их вес меньше цепей ДНК.

Состав мономера (нуклеотида) РНК:

азотистые основания четырех видов (цитозин, гуанин, аденин, урацил), они такие же как у ДНК, кроме урацила, который очень близок по строению с тимином ДНК
пятиуглеродный моносахарид (рибоза)
остаток фосфорной кислоты

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Виды РНК

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полимеры, все они принимают участие в процессах образования белка.

Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК.

Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией, этот процесс подробно раскрыт в теме биосинтез белка.

Выделяют три вида РНК:

информационная (матричная) РНК- обозначается иРНК или мРНК
транспортная РНК- обозначается тРНК
рибосомная РНК- обозначается рРНК

Информационная РНК— содержит информацию о первичной структуре (аминокислотной последовательности) белков.

Длина зрелой мРНК составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов.

На долю иРНК приходится до 5% от общего содержания РНК в клетке.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Функции иРНК:

перенос генетической информации от ДНК к рибосомам
служит матрицей для синтеза молекулы белка
определяет аминокислотную последовательность первичной структуры белковой молекулы

Транспортные РНК (тРНК) содержат обычно от 73 до 93 нуклеотидов.

По структуре тРНК напоминают лист клевера.

В клетке встречается около 40 видов тРНК, каждый из них имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

На долю тРНК приходится около 10% от общего содержания РНК в клетке.

В строении тРНК можно выделить участок, который состоит из трех нуклеотидов-антикодон.

Антикодоны специфически связываются с тройкой нуклеотидов (кодон) на матричной РНК при синтезе белка.

Конкретная тРНК может транспортировать строго определенную аминокислоту, соответствующую ее антикодону.

Функции тРНК — транспорт аминокислот к месту синтеза белка, к рибосомам, трансляционный посредник.

Рибосомные РНК (рРНК) содержат от 3000 до 5000 нуклеотидов.

На долю рРНК приходится 80- 85% от общего содержания РНК в клетке.

В комплексе с рибосомными белками рРНК образует рибосомы- органоиды, осуществляющие синтез белка.

В эукариотических клетках синтез рРНК происходит в ядрышках.

Функции рРНК:

необходимый структурный компонент рибосом и обеспечение функционирования рибосом
обеспечение взаимодействия рибосомы и тРНК

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Все виды РНК синтезируются в клеточном ядре на матрице ДНК под действием ферментов полимераз.

Таблица сравнения ДНК и РНК

Нуклеиновая кислота	ДНК	РНК
Особенности строения	Двойная спираль, способность к репликации (самоудвоению)	Одинарная цепочка нуклеотидов. Виды РНК: информационная (матричная) РНК- (иРНК или мРНК) транспортная РНК- (тРНК) рибосомная РНК- (рРНК)
Строение нуклеотида	Азотистое основание- углевод- остаток фосфорной кислоты
Локализация в клетке	Ядро, митохондрии, хлоропласты	Ядро, ядрышко, цитоплазма, рибосомы, митохондрии, хлоропласты
Локализация в ядре	Хромосомы	Ядрышко
Азотистые основания	Аденин (А) Тимин (Т) Гуанин (Г) Цитозин (Ц)	Аденин (А) Урацил (У) Гуанин (Г) Цитозин (Ц)
Углевод нуклеотида	Пятиуглеродный моносахарид дезоксирибоза	Пятиуглеродный моносахарид рибоза
Функции	Хранение и передача наследственной информации	Биосинтез белка (реализация наследственной информации)

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

АТФ— аденозинтрифосфат или аденозинтрифосфорная кислота.

Все проявления жизнедеятельности, все функции клетки осуществляются с затратой энергии.

Энергия требуется для движения, биохимических реакций, переноса веществ через клеточные мембраны, для любых форм клеточной активности.

Источником энергии в живых клетках, обеспечивающим все виды их деятельности, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

АТФ был открыт в 1929 г. Карлом Ломанном, а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке.

АТФ содержится в каждой клетке животного или растительного организма, в клетках бактерий и вирусах, хотя запас АТФ в клетках не велик.

АТФ содержится в:

цитоплазме
митохондриях
ядре клетки

У растений АТФ:

образуется в световой фазе фотосинтеза
используется в темновой фазе при синтезе глюкозы

За счет обменных процессов в организме происходит пополнение истраченных запасов этого богатого энергией вещества.

При усиленной, но кратковременной работе, например при беге на короткую дистанцию, мышцы работают за счет распада собственного АТФ. После окончания бега спортсмен усиленно дышит, в этот период происходит интенсивное окисление углеводов и других веществ для восполнения израсходованной АТФ.

При длительной напряженной работе содержание АТФ в клетках может существенно не изменяться, так как реакции окисления успевают обеспечить быстрое и полное восстановление израсходованной АТФ.

Итак, АТФ представляет единый и универсальный источник энергии для функциональной деятельности клетки.

В организме возможна передача энергии из одних частей клетки в другие и заготовка энергии впрок.

Синтез АТФ может происходить в одном месте клетки и в одно время, а использоваться в другом месте и в другое время.

Наиболее большое количество молекул АТФ можно обнаружить в скелетных мышцах.

АТФ- единый и универсальный источник энергообеспечения клетки.

По химическому строению АТФ является нуклеотидом.

Состав нуклеотида АТФ:

азотистое основание- аденин (А)
углевод- рибоза
три остатка фосфорной кислоты

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Error: /home/l/ladle/public_html/system/cache/templates_c/16fbcdd666690ac75e28774c6d9ac733.php does not exists!

Error: /home/l/ladle/public_html/system/cache/templates_c/1d007858edd8543c568f752dd6578e7e.php does not exists!

И теперь самое важное: при реакции отщепления одной фосфорной кислоты выделяется большое количество энергии (40 кДж).

Чтобы подчеркнуть такую высокую энергетическую эффективность фосфорно-кислородной связи в АТФ ее называют «связью, богатой энергией» или макроэргической и обозначают знаком «~»

В АТФ имеются две макроэргические связи.

Значение АТФ в жизни клетки: центральная роль в клеточных превращениях энергии (распад АТФ на АДФ и АМФ с выделением энергии, синтез АТФ из АДФ с поглощением энергии)

Синтез АТФ

Два исследователя Пол Д. Бойер (США) и Джон Э. Уолкер (Великобритания) в 1997 году получили Нобелевскую премию за объяснение ферментативного механизма, лежащего в основе синтеза АТФ.

АТФ синтезируется в митохондриях в несколько этапов при взаимодействии специального фермента АТФ-синтазы с фосфатами во время дыхания клетки (окисление глюкозы в присутствии кислорода) и во время фотосинтеза (за счет солнечной энергии).

Синтез молекул АТФ происходит в ходе кислородного этапа энергетического обмена, во время которого в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Error: /home/l/ladle/public_html/system/cache/templates_c/16fbcdd666690ac75e28774c6d9ac733.php does not exists!

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

История открытия витаминов

До XIX века о существовании витаминов ничего не было известно. Хотя болезни от нехватки этих веществ у людей активно проявлялись, обычно причины болезненного состояния списывались на инфекцию.

Особенно страдали от нехватки витаминов мореплаватели, которые при длительных путешествиях погибали от цинги- болезни, вызываемой острым недостатком витамина C.

Витамины по большей части содержатся в овощах и фруктах, которые моряки не брали с собой так как они быстро портились.

При цинге из-за недостатка витамина С нарушается биосинтез коллагена, входящего в состав соединительной ткани. В результате становятся слабыми сосуды, появляются кровотечения, поражаются кости, выпадают зубы, понижается иммунитет.

В 1747 году шотландский врач Джеймс Линд, пребывая в длительном плавании, провел своего рода эксперимент на матросах, больных цингой, дополнительно вводя в их рацион различные продукты.

В ходе этой работы было обнаружено, что у матросов, в рацион которых врач Линд добавлял фрукты, а в частности, цитрусовые лимоны и апельсины, болезнь проходила после 6 дней употребления этих фруктов.

Однако в то время его открытие признания в научном мире не заслужило.

Джеймс Линд и его работа:

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

В 1795 году лимоны и другие цитрусовые стали стандартной добавкой к рациону британских моряков.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Вторая половина XIX века была периодом бурного развития химии и физиологии.

К тому времени были получены основные сведения о химической природе главных составных частей пищи: белков, жиров, углеводов.

В 1880 году русский врач Николай Иванович Лунин в 26 лет экспериментально доказал, что в молоке содержатся некие вещества, незаменимые для питания.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Его опыт состоял в следующем:

Исследователь взял две группы мышей.

Первую группу мышей кормил натуральным коровьим молоком, а вторую группу смесью белков, жиров, углеводов и минеральных солей, по составу и в соотношениях, полностью соответствовавших коровьему молоку.

Опыт длился 70 дней.

Животные первой группы, питавшиеся натуральным молоком, оставались здоровыми на всем протяжении опыта.

Мыши из второй группы, питавшиеся смесью, погибали в срок от 11 до 21 дня.

Н.И.Лунин писал в своей диссертации: «В молоке, кроме казеина, жира, молочного сахара и солей, должны содержаться другие вещества, которые совершенно необходимы для питания. Обнаружить эти вещества и изучить их значение представляет большой интерес».

Именно исследование Н.И.Лунина можно считать первыми доказательствами существования витаминов, а самого Лунина российским первооткрывателем витаминов.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Далее история учения о витаминах продолжится в ходе изучения болезни «Бе́ри—бе́ри», которая была характерна для японских жителей, питавшихся очищенным рисом.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Истоки заболевания были найдены спустя годы.

В 1897 году ирландский врач Христиан Эйкман пришел к выводу, что, шлифуя рис, люди лишают себя необходимых полезных веществ, которые входят в состав верхних слоев неочищенных зерен.

В 1911 году польский учёный Казимир Функ, выделил кристаллический препарат из рисовых отрубей, небольшое количество которого излечивало бери-бери. Функ назвал это вещество «витамин»: от латинских слов «vita» (жизнь) и «amine» (азот).

С развитием биологической химии ученные постепенно установили химические формулы витаминов и научились получать их в чистом виде.

Благодаря применению витаминов исчезли такие массовые болезни, как рахит, цинга, пеллагра и другие авитаминозы.

Краткая история открытия жирорастворимых витаминов:

Витамин	Когда и какими учеными был открыт витамин
Витамин А	В 1917 г. был обнаружен независимо Элмером Макколом и Лайфайеттом VHS Менделем и Томасом Бурром Осборном.
Витамин Д	В 1937 г. Виндаус сумел выделить активный витамин Д3.
Витамин Е	В 1936 г. получены первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерен. Синтез витамина Е осуществлен в 1938г. Каррером.

Краткая история открытия водорастворимых витаминов:

Витамин	Когда и какими учеными был открыт витамин
Витамин В₁ (тиамин)	В 1911г. польским учёным Казимиром Функом. В чистом виде впервые выделен Б. Янсеном в 1926г.
Витамин В₂ (рибофлавин)	В 1879 г. ученый Блисc открыл это вещество. Как рибофлавин описан в 1932г.
Витамин В₃	В качестве витамина был открыт в 1933 г. Р.Уильямсом
Витамин С	В 1923 г. доктором Гленом Кингом было установлено химическое строение витамина С. В 1928 г. доктор и биохимик Альберт Сент-Дьёрди впервые выделил витамин С. В 1933 г. швейцарские исследователи синтезировали аскорбиновую кислоту (аналог витамина С)
Витамин К	В 1929 г. датский биохимик Хенрик Дам выделил жирорастворимый витамин, который в 1935 г. назвали витамином К. Участвует в свертываемости крови.
Витамин РР (никотиновая кислота)	С 1915 г. американский врач Гольдберг исследовал этот витамин, и постепенно был получен кристаллический препарат никотиновой кислоты

Классификация и роль витаминов в организме человека

Большую часть витаминов организм не способен синтезировать сам, поэтому витамины должны попадать в наш организм вместе с пищей.

Источниками витаминов для человека являются пищевые продукты растительного и животного происхождения.

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Некоторые витамины образуются микрофлорой кишечника.

Витамины делят на:

жирорастворимые витамины: А, D, E, K
водорастворимые витамины: C, Р и витамины группы B

При недостатке или переизбытке в организме какого-либо витамина наступает болезненное состояние, характеризуемое определенным набором симптомов.

Гиповитаминоз- патологическое состояние, связанное с недостатком в организме определенного витамина.

Авитаминоз— тяжелое патологическое состояние, связанное с отсутствием в организме определенного витамина.

Гипервитаминоз— патологическое состояние, связанное с избытком в организме определенного витамина.

Авитаминозы и гиповитаминозы могут возникать не только в случае отсутствия витаминов в пище, но и при нарушении их всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.

Жирорастворимые витамины накапливаются в жировой ткани и печени, поэтому гиповитаминозы и авитаминозы этих витаминов наблюдаются реже, чем у водорастворимых витаминов, которые не могут накапливаться в организме.

Таким образом, чаще наблюдаются гиповитаминозы водорастворимых витаминов и гипервитаминозы жирорастворимых витаминов.

Витаминология— медико-биологическая наука, изучающая структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях.

Водорастворимые витамины:

Витамины группы В входят в состав многих ферментов, содержатся в продуктах (например, в хлебе), некоторые синтезируются кишечными симбионтами
Витамин С, или аскорбиновая кислота необходим для нормального формирования соединительной ткани. Он защищает от окисления ферменты, ответственные за синтез антител, поэтому помогает иммунной системе; поступает с пищей; при его недостатке развивается цинга
Витамин К – фактор свертываемости крови; образуется кишечной микрофлорой
Витамин РР (никотиновая кислота) – участвует в метаболизме белков, жиров, аминокислот, углеводов. Является лекарственным средством

Жирорастворимые витамины:

Витамин А (ретинол) необходим для образования зрительного пигмента сетчатки — родопсина (при его недостатке развиваются нарушения зрения и болезнь куриная слепота), поступает с пищей
Витамин D участвует в минерализации костной ткани. Его активная форма формируется в организме при ультрафиолетовом облучении (эндогенный витамин), поэтому связанное с ним заболевание рахит может развиваться при недостатке самого витамина или при недостатке ультрафиолета в зимнее время в северных районах. Витамина D содержится много в рыбьем жире (экзогенный витамин)
Витамин Е (токоферол) участвует в репродуктивной функции и иммунной защите, поступает с пищей

Различные факторы: кипячение, замораживание, высушивание, освещение могут оказать негативное влияние на витамины и разрушить их.

Наименее стойким из всех витаминов является витамин С, который начинает разрушаться при нагревании всего лишь до 60°С, а также при доступе воздуха, солнечного света, повышении влажности.

Витамин А более устойчив к действию высокой температуры, но легко окисляется при доступе воздуха.

Витамин D выдерживает продолжительное кипячение в кислой среде, а в щелочной быстро разрушается.

Витамины группы В более устойчивы и меньше разрушаются при кулинарной обработке. Наименее стоек из них витамин В1, который распадается при длительном кипячении и повышении температуры до 120°С.

Витамин Е выдерживает кипячение любой длительности.

Длительное хранение и высушивание губительно действуют на витамины А, С, но не разрушают витамины D, Е, В₁, B₂.

Витамин	Функции	Симптомы авитаминоза и гиповитаминоза	Источники витамина для организма
А	Для роста и развития, нормального функционирования слизистых оболочек, восприятия света, иммунитет (синтез интерферонов, иммуноглобулина, лизоцима); антиоксидант	Язвы на коже и слизистых оболочках. «Куриная слепота» – неспособность видеть при слабом свете; у детей -отставание в росте	Печень, сливочное масло, сыр, в виде каротина- в моркови, красном перце, тыкве, и в других овощах и фруктах красного цвета
В₁	Необходим для нормальной деятельности нервной системы	Заболевание под названием Бери-бери – повышенная возбудимость, нарушение сна, снижение памяти, судороги, паралич	В оболочках зерен злаковых растений, гречневой и овсяной крупах, зеленом горошке, ржаной хлеб
В₂	Влияет на состояние эпителия слизистой оболочки ротовой полости и других пищеварительных органов	Воспаление слизистой оболочки в ротовой полости, трещинки в углах рта, Катаракта – помутнение хрусталиков глаз	Молоко, сыр, и другие молочные продукты, печень почки, гречневая крупа
В₆	Участвует в белковом обмене, уменьшает отложения в сосудах холестерина, который ведёт к развитию атеросклероза, ожирению печени и отложению камней в желчном пузыре	Ожирение печени, нарушение функции нервной системы, вызывает потерю аппетита, тошноту, воспаление языка, образование трещин в углах рта, воспаление красной каймы губ	Дрожжи пекарские и пивные, печень животных и рыб, яичный желток, сельдь, треска, зеленый горошек, стручковая фасоль, куриное мясо. Частично синтезируется микробами
В₁₂	Участвует в синтезе ферментов, ответственных за созревание клеток крови в костном мозге	Ухудшение аппетита, слабость, снижение массы тела. Злокачественная анемия (малокровие)	Печень, яичные желтки, кисломолочные продукты
С	Участвует в синтезе белков соединительной ткани, повышает иммунитет	Быстрая утомляемость слабеет устойчивость к инфекциям, сонливость. Цинга – стенки кровеносных сосудов становятся хрупкими, кровоточат десна, расшатываются и выпадают зубы	Овощи, фрукты, ягоды, много в шиповнике, черной смородине, лимоне и капусте
D	Регулирует содержание кальция и фосфора в крови, минерализация костей и зубов	Рахит – кости теряют прочность, у детей искривляются ноги деформируется грудная клетка, замедляется рост. Нарушение усвоения кальция и фосфора, снижается тонус мышц и устойчивость к инфекционным болезням	Яичный желток, печень, рыбий жир, молоко, образуется в коже под влиянием УФ лучей
РР	Обеспечивает нормальное протекание окислительно-восстановительных процессов, участвует в образовании гормонов надпочечников	Нарушение деятельности пищеварительной системы, потемнение кожи, покрытие её язвочками	Дрожжи, неочищенный рис, печень, яичный желток, молоко. Образуется в организме из продуктов питания
Н (биотин)	Участвует в энергетическом обмене	У маленьких детей недостаток витамина Н проявляется дерматитом. У взрослых мелкое шелушение кожи, сонливость, потеря аппетита, мышечная слабость, болезненность мышц, рвота, малокровие	Ананас, свекла, гречка, фасоль, мясо и субпродукты, грибы; синтезируется бактериальными симбионтами в толстом кишечнике

Эта информация доступна зарегистрированным пользователям

Источник

ДНК

1. Мономер — нуклеотид
(дезоксирибонуклеотид).

2. ДНК имеет две цепи.

3. Сахар дезоксирибоза (пентоза).

4. Остаток фосфорной кислоты.

5. Азотистые основания. Пуриновые: аденин, гуанин. Пиримидиновые: цитозин, тимин.

РНК

1. Мономер — нуклеотид (рибонуклеотид).

2. РНК имеет одну цепь.

3. Сахар рибоза (пентоза).

4. Остаток фосфорной кислоты.

5. Азотистые основания. Пиримидиновые: урацил, цитозин. Пуриновые: аденин, гуанин.

Тимин отличается от урацила присутствием метильной группы СH_3-.Содержание РНК в клетке колеблется, при активном синтезе белка увеличивается. тРНК (10 процентов от обще массы РНК в клетке), рРНК (90%), иРНК(0,5–1%). ВНИМАНИЕ! ДНК расположена всегда внутри ядра
клетки и не выходит из него (если ядро имеется). Все виды РНК синтезируются на основе ДНК в ядре, могут покидать ядро и выходить в цитоплазму к тому месту, где идет синтез белка.

История открытия нуклеиновых кислот

1. В 1868 год у швейцарский биохимик Фридрих Мишер первым открыл и исследовал нуклеиновые кислоты.

2. В 1951 году Эрвин Чаргафф, американский биохимик, доказал наличие четырех азотистых оснований в ДНК, причем установил, что количество А=Т (две водородные связи), Ц=Г (три водородные связи). Таким образом, число пуриновых оснований всегда одинаково с числом пиримидиновых — это правило Чаргаффа.

3. В 1953 году американский биохимик Джеймс Уотсон в тандеме с английским физиком Фрэнсисом Криком изучили строение молекулы ДНК, выяснили, что пуриновые и пиримидиновые основания расположены в ее сердцевине, а сахарофосфатный остов на периферии. Более того, данные ученые утверждали, что чередование пар нуклеотидов отличает гены друг от друга, и генетическая информация закодирована в их последовательности. Цепи имеют азотистые основания, соединенные по принципу дополнения, или комплементарности.

4. В те же годы группа английского ученого Александера Тодда выявила строение связей в молекуле ДНК, соединяющих нуклеотиды одной цепи. Фосфодиэфирные связи — связи между углеродным атомом дезоксирибозы в 5-штрих положении с углеродным атомом другой дезоксирибозы в 3-штрих положении через остаток фосфорной кислоты.

Антипараллельность ДНК

1. Антипараллельность — ориентация цепей ДНК: напротив 5-штрих конца одной цепи находится 3-штрих конец другой цепи. У некоторых фагов ДНК имеет одну цепь, кольцевую.

2. ДНК из двух цепей могут быть и кольцевыми, и линейными. У бактерий, в хлоропластах и митохондриях только кольцевая ДНК, у всех высших созданий, растений, грибов, животных — линейная.

АТФ

1. АТФ — мононуклеотид. Она, как и липиды, не является полимером.

2. В составе АТФ имеются аденин, рибоза, три остатка фосфорной кислоты. В АТФ две макроэргические
связи — между первым и вторым, вторым и третьим остатками фосфорной кислоты.

3. В результате реакции гидратации АТФ расщепляется с выделением энергии до АДФ и Ф: АТФ с = АДФ+Ф+E (30 кДж/моль). В результате реакции гидратации АДФ расщепляется с выделением энергии до АМФ и Ф: АДФ плюс вода = АМФ+Ф+E.

4. АМФ — самое энергетически «бедное» соединение, образующееся после расщепления АДФ.

5. АТФ очень быстро распадается и живет всего 1 минуту. Она расщепляется и восстанавливается 2400 раз в сутки.

6. АТФ образуется в цитоплазме и митохондриях клеток животных, в хлоропластах растений.

7. Энергия АТФ идет на сокращение мышц, тепло, биосинтез веществ, работу нервной системы. Очень много АТФ тратится на фагоцитоз и пиноцитоз, экзоцитоз (секреции веществ). Около трети всей АТФ клетки расходуется на перекачку ионов натрия и калия через мембрану.

8. Обратное всасывание кровью полезных веществ в почечных канальцах требует затраты АТФ, как и канальцевая секреция. Также АТФ нужна в условиях диффузии, когда она идет против градиента концентрации.

Источник

Описание презентации по отдельным слайдам:

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Материал подходит для УМК

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

<img decoding="async" src="https://www.sites.google.com/site/biologiaege/_/rsrc/1450688596911/nukleinovye-kisloty/%D0%A1%D0%BD%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%BA%20%D1%8D%D0%BA%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0%202015-12-21%20%D0%B2%2011.48.32.png" />

1. Определение ДНК

2. Структура молекулы ДНК

3. Третичная структура ДНК

4. Функции молекулы ДНК

5. История открытия нуклеиновых кислот

6. Вещество наследственности

7.РНК. Строение РНК

8.Типы РНК

Гипотеза РНК мира

Вода

Элементы

Соли

Белки, или пептиды (греч. πεπτος — питательный)

Жиры, или липиды (греч. lipos — жир)

Углеводы

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро)

Новое и интересное на сайте: