БИОЛОГИЯ · 11 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Молекулы, наследственность и эволюция

§ 8. РНК и АТФ

РНК содержит рибозу и урацил вместо дезоксирибозы и тимина. Её молекула обычно представлена одной цепью, способной образовывать сложные пространственные участки.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
08
Главный вопрос

Почему сходные по составу нуклеотиды могут переносить информацию, аминокислоты и энергию?

Биологическая лаборатория

Как работает оборот АТФ

Открывайте этапы по порядку или возвращайтесь к любому из них. На каждом шаге схема объясняет, что меняется и почему.

Исследуйте изменения и читайте объяснения. Учебные схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

РНК отличается от ДНК

РНК содержит рибозу и урацил вместо дезоксирибозы и тимина. Её молекула обычно представлена одной цепью, способной образовывать сложные пространственные участки. Комплементарное спаривание внутри цепи создаёт петли и спирали, важные для функции. РНК не является просто временной копией всей ДНК: разные её виды имеют разные задачи. Некоторые молекулы регулируют работу генов или катализируют химические превращения.

Выделяем главное

РНК
Нуклеиновая кислота с рибозой и основаниями А, У, Г и Ц
Урацил
Пиримидиновое основание, характерное для РНК вместо тимина
Внутрицепочечное спаривание
Образование комплементарных участков между частями одной молекулы нуклеиновой кислоты
Выделяем главное
02

Три роли в синтезе белка

Информационная РНК задаёт последовательность аминокислот будущего белка. Транспортная и рибосомная РНК обеспечивают чтение этой записи и сборку цепи.

Каждая тРНК связывается с определённой аминокислотой и распознаёт кодон своим антикодоном. Рибосомная РНК формирует основу рибосомы и участвует в катализе образования пептидной связи. Разделение ролей помогает понять, почему одной копии генетической записи недостаточно для синтеза белка.

Разделение труда РНК
мРНК
Последовательность кодонов
Задаёт порядок аминокислот
тРНК
Антикодон и связанная аминокислота
Соединяет распознавание с доставкой
рРНК
Основа рибосомы
Участвует в организации и катализе
Информационная РНК
РНК, служащая матрицей для синтеза полипептида
Транспортная РНК
РНК, доставляющая аминокислоту к рибосоме и распознающая кодон
Рибосомная РНК
РНК, входящая в основу рибосомы и участвующая в её каталитической работе
От схемы — к объяснению

РНК: молекулярная структура

Vossman · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

Рибосома — комплекс РНК и белков

Vossman · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

Строение митохондрии

Mariana Ruiz Villarreal LadyofHats · Public domain
Wikimedia Commons · источник

03

АТФ как переносчик свободной энергии

АТФ состоит из аденина, рибозы и трёх фосфатных групп. Её превращения связывают реакции, высвобождающие энергию, с процессами, требующими затрат.

При гидролизе АТФ до АДФ и фосфата суммарно высвобождается свободная энергия, которую клетка использует через сопряжённые реакции. Энергия не возникает просто от разрыва связи: значение имеет весь переход от реагентов к продуктам. АТФ постоянно расходуется и вновь синтезируется.

Оборот энергетического посредника
  1. 1
    АДФ и фосфат

    Исходные компоненты для восстановления АТФ.

  2. 2
    Поступление энергии

    Дыхание или фотосинтетическая система обеспечивают синтез.

  3. 3
    АТФ

    Передаёт возможность совершать затратную работу.

  4. 4
    Гидролиз и сопряжение

    Образуются АДФ и фосфат, цикл может повториться.

↻ Продолжение возвращает к началу цикла

Энергия не движется по замкнутому кругу: необходим новый приток, часть рассеивается.

АТФ
Аденозинтрифосфат, универсальный посредник энергетического обмена клетки
АДФ
Аденозиндифосфат с двумя фосфатными группами
Сопряжение реакций
Связывание процессов, при котором энергетически выгодная реакция обеспечивает затратную
От схемы — к объяснению
04

Информация и энергетический оборот

Нуклеиновые кислоты хранят или реализуют информацию, а АТФ главным образом обслуживает энергетический обмен. Сходство отдельных химических компонентов не делает их функции одинаковыми.

Запас АТФ относительно невелик и быстро обновляется, тогда как жиры и полисахариды могут служить долговременными запасами. При синтезе РНК используются нуклеозидтрифосфаты, а встроенное звено остаётся частью полимера. Так молекулярные «кирпичики» включаются в разные процессы клетки.

Выделяем главное

Нуклеозид
Соединение азотистого основания с сахаром без фосфатной группы
Фосфорилирование
Присоединение фосфатной группы к молекуле
Энергетический обмен
Совокупность превращений, обеспечивающих клетку доступной для работы энергией
Выделяем главное
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

Почему АТФ нельзя назвать главным долговременным энергетическим запасом организма?

Сверить рассуждение

Её пул постоянно расходуется и восстанавливается в клетках. Для длительного хранения большого количества энергии используются прежде всего жиры и запасные полисахариды.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

РНК содержит рибозу и урацил вместо дезоксирибозы и тимина. Её молекула обычно представлена одной цепью, способной образовывать сложные пространственные участки.

02

Информационная РНК задаёт последовательность аминокислот будущего белка. Транспортная и рибосомная РНК обеспечивают чтение этой записи и сборку цепи.

03

АТФ состоит из аденина, рибозы и трёх фосфатных групп. Её превращения связывают реакции, высвобождающие энергию, с процессами, требующими затрат.

04

Нуклеиновые кислоты хранят или реализуют информацию, а АТФ главным образом обслуживает энергетический обмен. Сходство отдельных химических компонентов не делает их функции одинаковыми.

05

Разные РНК выполняют взаимодополняющие функции. Их форма и последовательность важны для работы с информацией.

06

АТФ связывает энергетические процессы клетки. Для её восстановления требуется энергия других реакций или внешнего источника.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Нуклеиновая кислота с рибозой и основаниями А, У, Г и Ц»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Пиримидиновое основание, характерное для РНК вместо тимина»
3. Какое понятие соответствует описанию? «РНК, служащая матрицей для синтеза полипептида»
4. Какое понятие соответствует описанию? «РНК, доставляющая аминокислоту к рибосоме и распознающая кодон»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Аденозинтрифосфат, универсальный посредник энергетического обмена клетки»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Аденозиндифосфат с двумя фосфатными группами»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Соединение азотистого основания с сахаром без фосфатной группы»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Присоединение фосфатной группы к молекуле»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Образование комплементарных участков между частями одной молекулы нуклеиновой кислоты»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Связывание процессов, при котором энергетически выгодная реакция обеспечивает затратную»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 11 класс», § 8 «РНК и АТФ», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…