Сергей Мамонтов - Биология. Общие закономерности. 9 класс

6. Вспомните из предыдущих курсов биологии, какую функцию выполняет глюкоза в организме человека. Какое количество глюкозы в крови является нормой? Чем опасно резкое снижение концентрации глюкозы в плазме крови?

7. Объясните, почему термины «жиры» и «липиды» не являются синонимами.

8. Какие функции выполняют липиды? В каких клетках и тканях их особенно много?

9. Откуда в организме берётся метаболическая вода?

10. Что такое нуклеиновые кислоты? Какие типы нуклеиновых кислот вы знаете? Чем отличаются РНК и ДНК?

11. Сравните химический состав живых организмов и тел неживой природы. Какие выводы можно сделать на основе этого сравнения?

12. Какие особенности строения атома углерода обусловливают его ключевую роль в формировании молекул органических веществ?

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению.Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

• Найдите в Интернетесайты, материалы которых могут служить дополнительным источником информации, раскрывающим содержание ключевых понятий параграфа.

• Подготовьтесь к следующему уроку.Используя дополнительные источники информации (книги, статьи, ресурсы сети Интернет и др.), сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Для поддержания жизнедеятельности клеток в них непрерывно идут процессы биологического синтеза, или биосинтеза. С помощью ферментов из простых низкомолекулярных веществ образуются сложные высокомолекулярные соединения: из аминокислот синтезируются белки, из моносахаридов – сложные углеводы. Азотистые основания включаются в состав нуклеотидов, из которых формируются нуклеиновые кислоты. Разнообразные липиды возникают путём химических превращений сравнительно простых веществ, источником которых служит остаток уксусной кислоты – ацетат. Так образуются жирные кислоты, отличающиеся друг от друга числом атомов углерода в молекуле. Соединяясь с глицерином, они образуют известные нам жиры и масла. В конечном счёте структура всех органических молекул, синтез которых осуществляется с помощью ферментов, определяется совокупностью генов данной клетки – генотипом.

Синтезированные вещества используются в процессе роста для построения клеток и их органоидов и для замены израсходованных или разрушенных молекул. Все реакции синтеза идут с поглощением энергии. В ходе реакций распада, наоборот, энергия выделяется.

Вспомните!

• Аминокислоты • Нуклеотиды • Рибосомы • Генетический код

• РНК • ДНК

Совокупность реакций биологического синтеза называют пластическим обменом (или ассимиляцией). Название данного вида обмена отражает его сущность: из простых веществ, поступающих в клетку извне, образуются вещества клетки.

Рассмотрим одну из важнейших форм пластического обмена – биосинтез белков. Как уже отмечалось, всё многообразие их свойств в конечном счёте определяется последовательностью аминокислот в белковой цепи. Множество отобранных эволюцией уникальных сочетаний аминокислот воспроизводится путём синтеза нуклеиновых кислот с последовательностью азотистых оснований, соответствующей последовательности аминокислот в белках. Каждой аминокислоте в полипептидной цепочке в молекуле ДНК соответствует комбинация из трёх нуклеотидов – триплет. Эта зависимость между триплетами оснований и аминокислотами называется генетическим кодом. В такой код входит 64 разных триплета – возможные сочетания трёх из четырёх азотистых оснований.

Некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами. Такая избыточность кода повышает надёжность передачи генетической информации. Случайная замена третьего нуклеотида в этих триплетах никак не отразится на структуре синтезируемого белка. В каждой молекуле ДНК, состоящей из миллионов нуклеотидных пар, записана информация о последовательности аминокислот в сотнях различных белков. Каким образом участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одного белка, отграничивается от других участков? Существуют триплеты, которые «запускают» синтез полинуклеотидной цепочки, и триплеты, которые прекращают синтез, т. е. служат «знаками препинания».

Одно из основных свойств кода – его специфичность. Один триплет всегда соответствует одной аминокислоте. Код универсален для всего живого – от микроорганизмов до человека.

Для того чтобы синтезировался белок, информация о последовательности аминокислот в его структуре должна быть доставлена к рибосомам – органоидам клетки, осуществляющим синтез белка. Для этого на одной из цепей молекулы ДНК синтезируется одноцепочечная молекула РНК, последовательность нуклеотидов которой точно соответствует (комплементарна) последовательности нуклеотидов матрицы – полинуклеотидной цепи ДНК. Так образуется информационная РНК (иРНК), которая затем перемещается в цитоплазму клетки (рис. 5).

В цитоплазме к одному из концов иРНК прикрепляются субъединицы рибосомы, и начинается синтез полипептида. Рибосома перемещается по молекуле иРНК не плавно, а прерывисто, триплет за триплетом (рис. 6).

По мере перемещения рибосомы по молекуле иРНК к полипептидной цепочке одна за другой пристраиваются аминокислоты, соответствующие триплетам иРНК. Точное соответствие аминокислоты коду триплета иРНК обеспечивается транспортной РНК. Для каждой аминокислоты существует своя тРНК, один из триплетов которой комплементарен строго определённому триплету иРНК. Точно так же каждой аминокислоте соответствует свой фермент, присоединяющий её к тРНК. После завершения синтеза полипептидная цепочка отделяется от матрицы – молекулы иРНК. Молекула иРНК может использоваться для синтеза полипептидов многократно, как и рибосома. В целом процесс перевода информации, заключённой в последовательности нуклеотидов в ДНК, в последовательность аминокислот в белке показан на рисунке 5.

Рис. 5. Схема биосинтеза белка (чёрной стрелкой обозначено направление движения рибосомы)

Рис. 6. Синтез полипептидной цепи на рибосоме: А, Б, В, Г – последовательные стадии трансляции

Описание синтеза белков дано здесь очень упрощённо. На самом деле этот процесс чрезвычайно сложен и связан с участием многих ферментов и затратой большого количества энергии.