АТФ энергия. Химия, 11 сынып, дидактикалық материал.

АТФ құрылысы

АТФ - аденозин трифосфатын білдіреді. Ол негізден (аденин), қанттан (рибозадан) және қатарынан үш фосфат тобынан тұрады. Міне, толық құрылым:

Бұл РНҚ құру үшін қолданылатын нуклеотидтерге ұқсас құрылым. (Байқаңыз, біз оны ДНҚ-мен емес, РНҚ-мен салыстыруымыз керек, өйткені қант рибозадан тұрады, дезоксирибоза емес.) Жалғыз айырмашылық - 1 емес, 3 фосфат тобының болуы.

ДНҚ мен РНҚ компоненттерін қалай жасасақ та, біз бұны не туралы сөйлескіміз келетініне толық сәйкес келетін блок-диаграммаға келтіре аламыз:

Неліктен жасушада ATP өте маңызды?

АТФ - бұл жасушаның негізгі энергия көзі. Энергия барлық мақсаттарға қажет, мысалы:

• молекулалардың синтезі, онда синтездің жеке сатылары эндотермиялық болады
• бұлшықеттердің жиырылуы
• жасуша шекаралары арқылы қозғалатын иондар
• жүйке импульстарын генерациялау

Фосфат топтары арасындағы байланыстар фосфор атомдарын қоршап тұрған барлық оксигендерге жалғыз жұптар арасындағы импульстармен (толық теріс зарядты қосқанда) әлсірейді.

Егер фосфат топтары арасындағы байланыстардың біреуі бұзылса, неғұрлым энергетикалық тұрақты заттар түзіліп, энергия бөлінеді.

Бұл энергияның көп бөлігі жылу ретінде кетпейді. Оның орнына оны тікелей реакция қажет.

Блок құрылымын қолдана отырып, ATP-де не болады:

Соңғы фосфат тобы әдетте «бейорганикалық фосфат» деп сипатталатын және Pi символы берілген өнімді шығару үшін бөлінеді.

Екі фосфат тобы қалған құрылымды аденозин дифосфаты деп атайды - ADP.

Бұл өзгеріс шамамен 30 кДж моль-1 энергиясын шығарады. Мұнда әдетте қолданылатын жеңілдетілген теңдеу келтірілген.

Бұл реакция үшін өте жоғары активтендіру энергиясы бар және ол тек қолайлы ферменттер болған жағдайда болады. АТФ коферменттің жақсы мысалы болып табылады - ферменттің басқа заттар арасындағы реакцияны катализдеу қабілетінің маңызды бөлігі.

Екі субстрат (реактивтер) арасында қарапайым реакция бар деп есептейік және олардың реакциясы эндотермиялық болады.

Реакцияның пайда болуы үшін АТФ субстраттармен қатар ферменттің белсенді аймағына қосылуы керек.

Субстраттың қатысуымен реакцияны жүзеге асыру үшін қажет энергия АТФ құрамындағы фосфат-фосфат байланысын бұзу арқылы алынады. Содан кейін бұл реакция реакцияның пайда болуы үшін тікелей субстратқа жіберіледі.

АТФ қалай қалпына келтіріледі?

АТФ жасуша реакцияларының кез-келген санында ADP-ке айналатындықтан, оны қалпына келтіру үшін басқа процестер болуы керек екені анық.

Егер АТФ ADP-ке айналғанда энергия босатылса, онда ADP-ны қайтадан АТФ-ке айналдыру үшін энергияның бір жерден табылып қалатыны анық.

Сіз жейтін көмірсулар немесе майлар, ақыр соңында, денеңіздің жасушаларында көптеген кішкентай қадамдар арқылы көмірқышқыл газы мен суға айналады. Бұл орын алған кезде көп мөлшерде энергия бөлінеді.

Мысалы, сахарозаның (қарапайым қант) жануының энтальпия өзгерісі -5644 кДж моль-1 құрайды. Бұл дегеніміз, көмірқышқыл газы мен су беру үшін 1 моль сахароза оттегімен жанғанда 5644 кДж шығады. Сол энергияның бір бөлігі қайтадан АТФ-қа және бейорганикалық фосфатты АТФ-қа айналдыру үшін қолданылады.

Бұл негізінен жасушаның митохондрия деп аталатын бөліктерінде жүреді, егер сіз ұзақ сөздерді жинағыңыз келсе, ол тотығатын фосфорлану деп аталады.