§ 26. Загальна характеристика обміну речовин і перетворення енергії в клітинах

Пригадайте: що таке метаболізм і гомеостаз? Яка кількість енергії виділяється при розщепленні білків, ліпідів і вуглеводів? Яка будова та функції АТФ? Що таке хімічні реакції синтезу та розщеплення? Що таке ферменти, складні та прості білки? Які процеси називають окисними, а які – відновлювальними? Яка будова і функції мітохондрій і лізосом?

• Загальна характеристика обміну речовин у клітині. Окремі клітини та організми належать до відкритих систем. Це означає, що їхнє існування можливе лише завдяки надходженню в них із зовнішнього середовища поживних речовин, їхніх перетворень та виведення назовні продуктів життєдіяльності. Сукупність цих процесів має назву обмін речовин, або метаболізм (від грец. метаболе – переміна).

В організмах одночасно відбуваються процеси двох типів. До першого типу належать надходження з навколишнього середовища, засвоєння і накопичення речовин, які використовуються для синтезу сполук, необхідних для окремих клітин та усього організму. Сукупність реакцій синтезу, які забезпечують розвиток клітин та організмів, поновлення їхнього хімічного складу, називають пластичним обміном (від грец. пластос – створений). На здійснення цих процесів організм витрачає певну кількість енергії, необхідної для утворення хімічних зв’язків тощо. До другого типу належать процеси розкладу речовин. Вони супроводжуються виділенням енергії, необхідної зокрема для забезпечення пластичного обміну. Сукупність реакцій розкладу складних сполук в організмі, що супроводжуються виділенням енергії, називають енергетичним обміном.

Процеси розкладу сполук не завжди врівноважені процесами їхнього синтезу. Так, під час росту клітини чи організму процеси синтезу переважають над процесами розкладу. Завдяки цьому забезпечується накопичення необхідних сполук і ріст організмів. Під час інтенсивної фізичної роботи, у разі нестачі поживних речовин або старіння, навпаки, процеси розкладу переважають над процесами синтезу. Якщо втрати біомаси та енергії не будуть компенсовані харчуванням, то організм поступово виснажуватиметься, що врешті-решт призведе до загибелі.

Отже, енергетичний та пластичний обміни є складовими єдиного процесу обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах – метаболізму. Завдяки процесам обміну речовин і перетворення енергії забезпечується підтримання гомеостазу за змін умов навколишнього середовища. Підтримання гомеостазу – необхідна умова нормального функціонування будь-якої біологічної системи від клітинного до біогеоценотичного рівнів організації.

• Автотрофи, гетеротрофи та міксотрофи. Для живих організмів, які населяють нашу планету, основним джерелом енергії є сонячне світло, завдяки якому прямо чи опосередковано задовольняються їхні енергетичні потреби.

Ви пам’ятаєте, що організми, які здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами (від грец. аутос – сам і трофе – їжа, живлення). Енергію, яку поглинають з довкілля, вони використовують для забезпечення процесів життєдіяльності та накопичують у вигляді енергії хімічних зв’язків синтезованих сполук. Більшість автотрофних видів – зелені рослини, ціанобактерії, деякі бактерії та одноклітинні тварини (наприклад, панцирні джгутикові) – використовують світлову енергію, переважно сонячну. Деякі бактерії – нітрифікуючі, залізо- та сіркобактерії – для синтезу органічних сполук з неорганічних використовують енергію, яка вивільняється під час здійснення екзотермічних хімічних реакцій.

Гриби, більшість тварин і бактерій належать до гетеротрофів (від грец. гетерос – інший). Для них джерелом енергії слугують хімічні зв’язки органічних сполук, утворених іншими організмами. Ці органічні сполуки вони отримують, живлячись іншими живими істотами, їхніми рештками або продуктами життєдіяльності. Міксотрофи (від грец. міксіс – змішування) – організми зі змішаним типом живлення (росичка, омела, хламідомонада, евглена зелена). Такі організми здатні не лише синтезувати органічні сполуки з неорганічних, а й поглинати готові органічні речовини. Як ви пам’ятаєте, росичка здатна до фотосинтезу, але також живиться дрібними безхребетними тваринами – переважно комахами. Ця рослина поширена на болотяних ґрунтах, бідних азотистими сполуками. Їх росичка отримує, полюючи на комах.

• Енергетичний обмін та його етапи. У біологічних системах енергія існує в різних формах, здатних перетворюватись одна в іншу. Живі організми використовують енергію для забезпечення різних процесів життєдіяльності: хімічних (наприклад, синтезу органічних сполук), механічних (скорочення м’язів, руху одноклітинних організмів), електричних (проходження нервового імпульсу по нервовому волокну), теплових (підтримання сталої температури тіла), світлових (свічення деяких мікроорганізмів, комах, глибоководних риб тощо).

Ми вже згадували, що частина енергії, яка виділяється під час розщеплення органічних речовин, розсіюється у вигляді тепла, а частина – запасається у вигляді високоенергетичних хімічних зв’язків певних сполук. Як ви пам’ятаєте, такою універсальною сполукою — накопичувачем енергії в клітинах – слугує аденозинтрифосфатна кислота (АТФ).

Енергетичний обмін відбувається в три послідовні етапи: підготовчий, безкисневий і кисневий.

• Підготовчий етап енергетичного обміну. Початковий етап енергетичного обміну – підготовчий — відбувається в цитоплазмі клітин усіх організмів, а в більшості багатоклітинних тварин і людини – також і в порожнині органів травної системи. На підготовчому етапі складні органічні сполуки під дією ферментів розщеплюються на простіші: білки – до амінокислот, жири – до гліцерину і жирних кислот, полісахариди – до моносахаридів, нуклеїнові кислоти – до нуклеотидів. Ці процеси супроводжуються вивільненням енергії, але її кількість незначна, і вона розсіюється у вигляді тепла, яке організми можуть використовувати для підтримання певної температури тіла.

• Безкисневий етап енергетичного обміну (анаеробне дихання) відбувається в клітинах. Його ще називають анаеробним (від грец. ан – частка, що означає заперечення, та аер – повітря), оскільки сполуки, які утворилися на попередньому етапі, зазнають подальшого багатоступеневого розщеплення, але без участі кисню.

Мал. 26.1. Безкисневий та кисневий етапи енергетичного обміну

Анаеробне розщеплення, або анаеробне дихання, – це найпростіша форма перетворення та накопичення енергії в хімічних зв’язках молекул АТФ. Так, деякі мікроорганізми і безхребетні тварини (здебільшого паразити) не можуть використовувати кисень у процесах енергетичного обміну. Необхідну енергію вони отримують лише завдяки анаеробному розщепленню органічних сполук. Більшість організмів у процесах енергетичного обміну здатна використовувати кисень, однак і в них кисневому етапу завжди передує безкисневий.

Суттю безкисневого етапу енергетичного обміну є розщеплення молекули глюкози на дві молекули молочної (С₃Н₆О₃) трикарбонової кислоти (мал. 26.1). Процеси безкисневого розщеплення вуглеводів, або анаеробне дихання, узагальнено називають гліколізом (від грец. глікіс – солодкий та лізіс – розщеплення). Гліколіз можна записати таким рівнянням:

Унаслідок подальших перетворень синтезується піровиноградна (С₃Н₄О₃) кислота. Вона бере участь у реакціях наступного – кисневого етапу.

Під час гліколізу виділяється приблизно 200 кДж енергії. Частина її (майже 84 кДж, або 35-40 %) витрачається на синтез двох молекул АТФ, а решта – розсіюється у вигляді тепла. Кінцеві продукти гліколізу все ще містять багато хімічно зв’язаної енергії.

Незважаючи на відносно низьку ефективність, гліколіз має важливе фізіологічне значення. Завдяки цьому процесові організми можуть отримувати енергію за умов нестачі кисню, а його кінцеві продукти (піровиноградна кислота) зазнають подальших ферментативних перетворень за наявності кисню. Проміжні продукти гліколізу використовуються для синтезу різних сполук.

• Кисневий етап енергетичного обміну (аеробне дихання) відбувається в мітохондріях (мал. 26.1). Він супроводжується низкою окисно-відновних реакцій за участі певних ферментів. Унаслідок органічні сполуки, які утворилися на попередньому, безкисневому етапі, окиснюються до кінцевих продуктів – СО₂ та Н₂О. Завдяки цим реакціям організм отримує значну кількість енергії, необхідної для забезпечення життєдіяльності. Більша частина цієї енергії запасається в хімічних зв’язках молекул АТФ. Кисневий етап енергетичного обміну можливий лише за умов наявності кисню. Тому його ще називають аеробним (від грец. аер – повітря).

Уважно розгляньте малюнок 26.2. У лівій частині (І) ви бачите мітохондрію в розрізі. Прямокутник охоплює ту її частину, де є зовнішня (1), внутрішня (2) мембрани, а також міжмембранний простір (3). На правій частині малюнка (II) показано у схемі роботу ланцюга транспорту електронів (утворюють транспортні білки), пов’язаного з внутрішньою мембраною мітохондрії. Сполука, позначена як НАД • Н, за участі особливого ферменту окиснюється із звільненням електронів (e – ) та протонів (Н + ). Електрони (e – ), яким надана енергія, транспортуються за участі мобільних білків-переносників (4) на зовнішню поверхню мембрани. Там електрони передаються особливій білковій молекулі (5), що забезпечує їхній подальший транспорт.

Повна назва НАД (не для запам’ятовування) – нікотинамідаденіндинуклеотид. Ця сполука – частина багатьох складних ферментів, що забезпечують окисно-відновні реакції клітинного метаболізму.

Прослідкуємо подальший напрямок руху електронів. Як ви помітили, електрони повертаються всередину мітохондрії. Там вони взаємодіють з протонами (Н + ) та Оксигеном з утворенням води (6). Тепер знайдіть на малюнку три білкові молекули, що входять до складу внутрішньої мембрани мітохондрії (вони позначені цифрами 7, 8, 9). Ці молекули використовують частину звільненої енергії для перекачування йонів Гідрогену (Н + ) у простір між двома мембранами мітохондрії (3). Так виникає різниця концентрації йонів Н + по обидва боки внутрішньої мембрани мітохондрії (поміркуйте, де вона буде вищою).

Мал. 26.2. Схема роботи ланцюга транспорту електронів

Мал. 26.3. Молекула ферменту АТФ-синтетази забезпечує синтез АТФ під час кисневого енергетичного обміну: 1 – внутрішня мембрана мітохондрії; 2 – молекула білка, що забезпечує транспорт йонів Н + у міжмембранний простір мітохондрії; 3 – АТФ-сома, до складу якої входить фермент АТФ-синтетаза (скорочено – АТФ-аза)

Отже, на зовнішній поверхні внутрішньої мембрани мітохондрії буде зосереджений позитивний заряд, а біля внутрішньої поверхні – негативний. Цей негативний заряд наче «приваблює» протони і «змушує» їх повертатися до матриксу. Більша частина протонів, які повертаються всередину матриксу мітохондрії, шляхом дифузії проходять через канал у молекулі ферменту АТФ-синтетази (мал. 26.3). Цей фермент відповідає за синтез молекул АТФ. При поверненні йонів Гідрогену (Н + ) у матрикс мітохондрій звільняється енергія, яка використовується для синтезу молекул АТФ з АДФ та ортофосфатної кислоти.

Під час реакцій кисневого етапу енергетичного обміну утворюються молекули вуглекислого газу.

Повне окиснення до Н₂О та СО₂ продуктів ферментативних перетворень піровиноградної кислоти, які утворилися на кисневому етапі енергетичного обміну, супроводжується виділенням кількості енергії, достатньої для утворення 36 молекул АТФ. Під час цих перетворень виділяється приблизно 2800 кДж енергії, з яких у вигляді хімічних зв’язків молекул АТФ запасається приблизно 55 %, а 45 % – розсіюється у вигляді тепла.

Ви вже знаєте, що в процесі анаеробного етапу енергетичного обміну при розщепленні однієї молекули глюкози утворюються дві молекули АТФ. Таким чином, енергії, яка виділяється внаслідок повного розщеплення однієї молекули глюкози, вистачає на утворення 38 молекул АТФ.

Завершується енергетичний обмін виведенням кінцевих продуктів (вуглекислого газу та води) з організму.

Ключові терміни та поняття. Пластичний та енергетичний обмін, автотрофи, гетеротрофи, міксотрофи, гліколіз.

Коротко про головне

• Окремі клітини та організми належать до відкритих систем. Це означає, що їхнє існування можливе лише завдяки надходженню в них з довкілля поживних речовин, їхніх перетворень та виведення назовні продуктів життєдіяльності. Сукупність цих процесів має назву обмін речовин, або метаболізм.
• Метаболізм забезпечують два типи процесів: пластичний та енергетичний обміни. Сукупність реакцій синтезу, які забезпечують розвиток клітин та організмів, поновлення їхнього хімічного складу, називають пластичним обміном. На здійснення цих процесів організм витрачає певну кількість енергії, необхідної для утворення хімічних зв’язків тощо. До другого типу належать реакції розщеплення речовин. Вони супроводжуються виділенням енергії, необхідної для забезпечення пластичного обміну та інших процесів життєдіяльності. Сукупність реакцій розщеплення складних сполук в організмі, що супроводжуються виділенням енергії, називають енергетичним обміном. Завдяки збалансованим процесам обміну речовин і перетворення енергії забезпечується підтримання гомеостазу живої системи за змін умов навколишнього середовища.
• Організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами. Для гетеротрофів джерелом енергії є органічні сполуки, утворені іншими організмами. Міксотрофи – організми зі змішаним типом живлення: вони здатні не лише синтезувати органічні сполуки з неорганічних, а й поглинати готові органічні сполуки.
• Енергетичний обмін відбувається в три послідовні етапи: підготовчий, безкисневий та кисневий. На підготовчому етапі складні органічні сполуки під дією ферментів розщеплюються на простіші. Ці процеси супроводжуються вивільненням енергії, але її кількість незначна і вона розсіюється у вигляді тепла. Безкисневий, або анаеробний, етап енергетичного обміну відбувається в клітинах. Сполуки, які утворилися на попередньому етапі, зазнають подальшого багатоступеневого розщеплення без участі кисню. Суттю безкисневого етапу енергетичного обміну є розщеплення молекули глюкози на дві молекули молочної кислоти (гліколіз). Під час цього етапу виділяється приблизно 200 кДж енергії, 35-40 % якої запасається в макроергічних зв’язках молекул АТФ.
• Кисневий етап відбувається в мітохондріях, у внутрішніх мембранах яких відбувається синтез АТФ. Унаслідок окисно-відновних реакцій органічні сполуки, які утворилися на безкисневому етапі, окиснюються до СО₂ та Н₂О. Повне окиснення молекули молочної кислоти супроводжується виділенням енергії, достатньої для утворення 38 молекул АТФ. Під час цих перетворень запасається приблизно 55 % енергії, а 45 % – розсіюється у вигляді тепла. Таким чином, енергії, яка виділяється внаслідок повного розщеплення однієї молекули глюкози, вистачає на утворення 38 молекул АТФ.

Запитання для самоконтролю

1. Які процеси називають метаболізмом, пластичним та енергетичним обміном? 2. Які організми називають автотрофами, міксотрофами та гетеротрофами? 3. Які джерела енергії використовують автотрофні організми? 4. Яке значення АТФ у процесах енергетичного обміну? 5. У скільки етапів відбувається енергетичний обмін? Назвіть їх. 6. Охарактеризуйте підготовчий етап енергетичного обміну. 7. Які процеси відбуваються під час безкисневого етапу енергетичного обміну? 8. Які умови здійснення кисневого етапу енергетичного обміну? 9. Скільки загалом молекул АТФ синтезується під час безкисневого та кисневого етапів енергетичного обміну?

Поміркуйте

1. Чому життя неможливе без перетворень енергіі? 2. Чому при окисненні органічних сполук вивільняється енергія? 3. Чому розщеплення органічних сполук за присутності кисню виявляється енергетично ефективнішим, ніж за його відсутності?

§ 8. Поняття про перетворення енергії в біологічних системах. АТФ

Пригадайте будову нуклеотидів. Яке фізіологічне значення процесів дихання? Що таке метаболізм і гомеостаз? Що таке енергія з точки зору фізики? Що таке ферменти, складні та прості білки? Які процеси називають окисними, а які – відновними? Які сполуки називають пентозами?

Сукупність реакцій синтезу, які забезпечують розвиток клітин та організмів, поновлення їхнього хімічного складу, називають пластичним обміном. На здійснення цих процесів витрачається певна кількість енергії. Процеси розщеплення складних речовин до простіших супроводжуються виділенням енергії. Їх називають енергетичним обміном.

Процеси синтезу потрібних організму сполук і процеси їхнього розщеплення – це різні сторони єдиного процесу обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах – метаболізму. Завдяки процесам обміну речовин і перетворення енергії забезпечується підтримання гомеостазу за змін умов навколишнього середовища.

Автотрофи, гетеротрофи та міксотрофи. Для організмів, які населяють нашу планету, основним джерелом енергії є сонячне світло, завдяки якому прямо чи опосередковано задовольняються їхні енергетичні потреби (мал. 31). Пригадайте: організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами (від грец. аутос – сам і трофе – споживати) (мал. 32. А). При цьому одні з них здатні до фотосинтезу. Їх називають фототрофними (від грец. фотос – світло і трофе). До них належать зелені рослини, деякі бактерії (наприклад, ціанобактерії). Енергію світла, яку вони вбирають з довкілля, ці організми використовують для забезпечення власних процесів життєдіяльності або ж накопичують її у вигляді енергії хімічних зв’язків синтезованих ними сполук.

Активізуйте свої знання

Як окремі клітини, так і цілісні організми належать до відкритих біологічних систем. Це означає, що їхнє існування можливе лише завдяки постійному надходженню з навколишнього середовища поживних речовин разом із запасеною в них енергією, їхнім перетворенням з виділенням енергії та виведенню назовні продуктів життєдіяльності. Значна частина енергії, що виділяється, слугує для підтримання теплового балансу організмів. Сукупність згаданих процесів має назву обмін речовин, або метаболізм.

Запам’ятаємо: процеси пластичного обміну ще називають анаболізмом, або реакціями асиміляції, а процеси енергетичного – катаболізмом, або реакціями дисиміляції.

Мал. 31. Сонячне світло – основне джерело енергії для живих організмів. Завдання. Поясніть роль рослин у забезпеченні енергією інших мешканців нашої планети

Інші автотрофні організми для синтезу органічних сполук з неорганічних використовують енергію, яка вивільняється під час здійснення хімічних реакцій (деякі бактерії: нітрифікуючі, залізо- та сіркобактерії). Їх називають хемотрофними (від грец. гемо – хімічний і трофе).

Гриби, більшість тварин і бактерій належать до гетеротрофів (від грец. гетерос – різний і трофе) (мал. 32. Б). Для них джерелом енергії є органічні сполуки, утворені іншими організмами. Ці органічні сполуки вони отримують з їжею (живі організми, їхні рештки або продукти життєдіяльності). Існують і міксотрофи (від грец. міксіс – змішування і трофе) – організми зі змішаним типом живлення (росичка, омела, хламідомонада, евглена зелена; мал. 32. В). Такі організми здатні не лише синтезувати органічні сполуки з неорганічних, а й поглинати готові органічні речовини. Як ви пам’ятаєте, росичка здатна «полювати» на дрібних тварин – комах і ракоподібних.

АТФ та її функції. Аденозинтрифосфатна кислота (АТФ) – сполука, яка за своїм складом є нуклеотидом. Молекула АТФ складається із залишків азотистої основи (аденіну), пентози (рибози) та трьох залишків ортофосфатної кислоти (мал. 33). Ця речовина має незвичні для інших органічних сполук хімічні властивості.

Мал. 32. А. Автотрофні організми: 1 – ціанобактерії; 2 – зелені водорості; 3 – квіткові рослини. Б. Гетеротрофні організми: 1 – гетеротрофні бактерії; 2 – гриби; 3 – тварини. В. Міксотрофні організми: 1 – евглена зелена; 2 – омела; 3 – росичка

Молекули АТФ слугують універсальним хімічним акумулятором енергії в клітинах, за їхньої участі відбуваються всі процеси метаболізму.

Мал. 33. Будова молекули АТФ: 1 – аденозин (сполука, що складається із залишку аденіну та пентози); 2 – триортофосфат (три залишки ортофосфатної кислоти)

Це два високоенергетичних хімічних зв’язки, які виникають між послідовно розміщеними залишками ортофосфатної кислоти, у яких запасається значна кількість енергії.

Якщо за участі відповідного ферменту відщеплюється один залишок ортофосфатної кислоти, то АТФ перетворюється на аденозиндифосфатну кислоту (АДФ), при цьому звільняється близько 42 кДж енергії (мал. 34). Якщо ж відщеплюються два залишки молекул ортофосфатної кислоти, АТФ перетворюється на аденозинмонофосфатну кислоту (АМФ). При цьому вивільняється 84 кДж енергії.

Мал. 34. Перетворення молекул АТФ під час енергетичного обміну: енергія звільняється внаслідок відщеплення від молекули АТФ залишку ортофосфатної кислоти

Отже, у разі приєднання до АМФ залишку ортофосфатної кислоти запасається близько 42 кДж енергії. При цьому утворюється молекула АДФ. Також 42 кДж енергії запасається за умови приєднання ще одного залишку ортофосфатної кислоти до молекули АДФ. Молекула АДФ таким чином перетворюється на молекулу АТФ. Енергія, яка вивільняється в процесі розщеплення молекул АТФ, використовується для синтезу потрібних організму сполук, підтримання певної температури тіла, забезпечення інших процесів життєдіяльності.

Коротко про головне

Сукупність процесів надходження до біологічних систем з навколишнього середовища поживних речовин, енергії, їхні перетворення та виведення з них продуктів життєдіяльності має назву «обмін речовин», або «метаболізм».

В організмах одночасно відбуваються процеси пластичного та енергетичного обміну.

Організми, які здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами. Для гетеротрофів джерелом енергії є органічні сполуки, утворені іншими організмами. Міксотрофи – організми зі змішаним типом живлення.

Молекула аденозинтрифосфатної кислоти (АТФ) складається із залишків азотистої основи (аденіну), пентози (рибози) та трьох залишків ортофосфатної кислоти. Між залишками молекул ортофосфатної кислоти виникають два високоенергетичних хімічних зв’язки.

Ключові терміни та поняття: пластичний обмін (анаболізм, реакції асиміляції), енергетичний обмін (катаболізм, реакції дисиміляції), автотрофи, гетеротрофи, міксотрофи, АТФ.

Перевірте здобуті знання

1. Що таке метаболізм, пластичний та енергетичний обмін? 2. Які організми називають автотрофами, міксотрофами та гетеротрофами? 3. Які джерела енергії використовують автотрофні організми? 4. Яка структура молекули АТФ? 5. У чому полягає роль АТФ у перетворенні енергії в клітині?

Поміркуйте

1. Чому життя неможливе без перетворень енергії? 2. Чому під час окиснення органічних сполук вивільняється енергія?

ПРАКТИЧНА РОБОТА 1

Розв’язання елементарних вправ зі структури білків та нуклеїнових кислот

Дані, потрібні для розв’язання вправ: мінімальна відносна молекулярна маса амінокислоти становить приблизно 100, мінімальна відносна молекулярна маса нуклеотиду – 345, мінімальна відносна довжина окремого нуклеотиду – 0,34 нм. Одна амінокислота кодується послідовністю з трьох нуклеотидів (триплетом). Розв’язуючи задачі, пам’ятаємо: у складі молекули ДНК нуклеотиди з різних її ланцюгів сполучаються за принципом комплементарності (А-Т та Г-Ц), у складі молекул РНК замість нуклеотиду з тиміном (Т) присутній нуклеотид з урацилом (У).

Вправа 1. Молекула білка складається з 200 амінокислотних залишків. Визначте довжину ділянки одного з ланцюгів молекули ДНК, яка відповідає гену, що кодує цей білок, враховуючи, що 300 нуклеотидів у складі даного гена амінокислоти не кодують.

Приклад розв’язку вправи. 1. Якщо молекула білка складається з 200 амінокислотних залишків, то їх кодують 200 х з = 600 нуклеотидів. 2. До цього числа додаємо ще 300 некодуючих нуклеотидів: 600 + 300 = 900. 3. Визначаємо довжину ділянки, яка кодує даний білок, перемноживши число нуклеотидів на довжину одного нуклеотиду: 900 х 0,34 нм = 306 нм.

Відповідь: довжина ділянки одного з ланцюгів молекули ДНК, яка відповідає гену, що кодує цей білок, становить 306 нм.

Вправа 2. Довжина ділянки одного з ланцюгів молекули ДНК клітини бактерії становить 238 нм. Визначте кількість амінокислотних залишків у молекулі білка, яку кодує дана ділянка молекули ДНК.

Вправа 3. Молекулярна маса білка становить 60 000. Визначте кількість нуклеотидів, що входять до складу ділянки молекули ДНК із цим геном.

Вправа 4. Дослідження показали, що 24 % загальної кількості нуклеотидів молекули мРНК припадає на гуанін (Г), 38 % – на урацил (У), 22 % – на цитозин (Ц) та 16 % – на аденін (А). Визначте відсотковий уміст азотистих основ молекули ДНК, на якій була синтезована ця молекула мРНК.

Приклад розв’язку вправи. 1. Визначаємо за принципом комплементарності відсотковий уміст азотистих основ того ланцюга, на якому була синтезована дана молекула мРНК:

Молекула мРНК: Г – 24%, У – 38%, Ц – 22 % та А – 16 %.

Перший ланцюг ДНК: Ц – 24%, А – 38%, Г – 22 % та Т – 16 %.

Другий ланцюг ДНК: Г – 24%, Т – 38%, Ц – 22 % та А – 16 %.

2. Вираховуємо відсотковий уміст азотистих основ молекули ДНК, на якій була синтезована ця молекула мРНК: Ц – 23 % (24 + 22 / 2 = 23), Г – 23 % (24 + 22 / 2 = 23), А – 27 % (38 + 16 / 2 = 27), Т – 27 % (38 + 16/2 = 27).

Відповідь: до складу молекули ДНК входять 23 % нуклеотидів із цитозином, 23 % нуклеотидів з гуаніном, 27 % нуклеотидів з аденіном та 27 % нуклеотидів з тиміном.

Вправа 5. Відомо, що молекула мРНК складається з 1535 нуклеотидів. Зі скількох амінокислотних залишків складатиметься білкова молекула, яка кодується цією молекулою мРНК?

Вправа 6. Визначте нуклеотидний склад ділянки молекули ДНК, якщо молекула мРНК, синтезована на одному з її ланцюгів, має такий нуклеотидний склад: УАГГУЦГААЦГУ.

Вправа 7. Нуклеотидний склад одного з ланцюгів ДНК такий: ГЦТААЦЦГАТАЦГГ. На іншому ланцюзі цієї молекули синтезується молекула мРНК. Визначте її нуклеотидний склад.

Вправа 8. Обидва ланцюги молекули ДНК складаються з 2250 нуклеотидів. Визначте кількість амінокислотних залишків у складі молекули білка, яка синтезується на одному з ланцюгів цієї молекули ДНК.

Вправа 9. Гормон підшлункової залози глюкагон складається з 29 амінокислотних залишків. Скільки триплетів входить до складу гена, який кодує цю молекулу?

Вправа 10. Молекулярна маса кодуючих триплетів молекули ДНК становить 20 700. Визначте кількість амінокислотних залишків, які входять до складу цієї молекули білка.

Вправа 11. Визначте молекулярну масу білкової молекули, яка кодується ділянкою молекули ДНК завдовжки 102 нм.

Вправа 12. Визначте довжину гена, який кодує білок, що складається зі 125 амінокислотних залишків.

Вправа 13. Один з ланцюгів молекули ДНК має такий вигляд: ГЦГ ГГТ ГГА ТАА ЦТА ГЦЦ. Який вигляд матиме другий ланцюг цієї молекули, синтезований під час її самоподвоєння?

Вправа 14. Нуклеотидний склад молекули мРНК такий: ААЦГУУЦЦАГЦУ. Визначте нуклеотидний склад ланцюга ДНК, який протилежний ланцюгу, на якому синтезована ця молекула мРНК.

ТЕСТ НА ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ

Виберіть із запропонованих відповідей правильну

1. Укажіть елемент, який входить до складу гормонів щитоподібної залози: а) Купрум; б) Бор; в) Йод; г) Кобальт.

2. Укажіть назву сполук, розчинних у воді: а) гідрофобні; б) гідрофільні; в) органічні; д) неорганічні.

3. Назвіть сполуку, нерозчинну у воді: а) віск; б) глюкоза; в) фруктоза; г) тростинний цукор.

4. Укажіть сполуки, під час розщеплення яких виділяється найбільше енергії: а) ліпіди; б) вуглеводи; в) білки; г) вітаміни.

5. Назвіть сполуку, яка передає спадкову інформацію з ядра до місця синтезу білкової молекули: а) ДНК; б) мРНК; в) рРНК; г) тРНК.

6. Визначте сполуки, які забезпечують прискорення біохімічних реакцій: а) ДНК; б) гормони; в) вітаміни; г) ферменти.

7. Укажіть, як амінокислотні залишки сполучаються в поліпептидний ланцюг: а) завдяки водневим зв’язкам; б) завдяки ковалентним зв’язкам; в) завдяки гідрофобним взаємодіям; г) завдяки йонним взаємодіям.

8. Укажіть, який вигляд може мати вторинна структура білків: а) глобула; б) декілька сполучених між собою амінокислотних залишків; в) спіраль; г) ланцюг амінокислотних залишків.

9. Зазначте сполуку, до складу якої входить нуклеотид тимін: а) віск; б) ДНК; в) мРНК; г) тРНК.

10. Назвіть сполуку, яка належить до біополімерів: а) глюкоза; б) мРНК; в) жири; г) дезоксирибоза.

11. Укажіть хімічний елемент, що належить до органогенних: а) Карбон; б) Ферум; в) Сульфур; г) Фосфор.

12. Назвіть сполуки, до складу яких входять залишки ортофосфатної кислоти: а) білки; б) моносахариди; в) АТФ; г) жири.

Утворіть логічні пари

13. Установіть відповідність між хімічними елементами та сполуками, до складу яких вони входять.

• 1 Ферум (Fe)
• 2 Магній (Mg)
• 3 Купрум (Cu)
• 4 Йод (І)
• А гормон щитоподібної залози
• Б молекула хлорофілу
• В гормони підшлункової залози
• Г молекула гемоглобіну
• Д молекула гемоціаніну

14. Установіть відповідність між біополімерами та їхніми мономерами.

• 1 полісахариди
• 2 білки
• 3 ДНК
• 4 РНК
• А жирні кислоти
• Б нуклеотиди з тиміном
• В амінокислоти
• Г нуклеотиди з урацилом
• Д моносахариди

15. Визначте кількість енергії, яка виділяється під час розщеплення відповідних органічних сполук.

• 1 1 г білків
• 2 1 г жирів
• 3 перетворення АТФ на АДФ
• 4 перетворення АТФ на АМФ
• А 17,2 кДж
• Б 42 кДж
• В 38,9 кДж
• Г 126 кДж
• Д 84 кДж

16. Установіть відповідність між типами нуклеїнових кислот та їхніми функціями.

• 1 ДНК
• 2 мРНК
• 3 тРНК
• 4 рРНК
• А структурна: входять до складу субодиниць рибосом
• Б енергетична
• В зберігання спадкової інформації
• Г транспорт амінокислотних залишків до місця синтезу білкової молекули
• Д передача спадкової інформації від ядра до місця синтезу білкової молекули

Завдання з вибором трьох правильних відповідей із трьох груп запропонованих варіантів відповідей

17. Назвіть особливості, притаманні різним рівням структурної організації білкових молекул.

Первинний

Вторинний

Третинний

1 проста послідовність амінокислотних залишків

1 проста послідовність амінокислотних залишків

1 проста послідовність амінокислотних залишків

2 мають вигляд спіралі

2 мають вигляд спіралі

2 мають вигляд спіралі

3 мають вигляд глобули

3 мають вигляд глобули

3 мають вигляд глобули

18. Назвіть функції, які виконують у клітині молекули органічних сполук.

ДНК

Білки

АТФ

1 кодування спадкової інформації

2 кодування спадкової інформації

2 структурна (будівельна)

3 передача спадкової інформації до місця синтезу інших органічних молекул

3 транспорт амінокислот

19. Назвіть сполуки, у складі яких трапляються згадані типи хімічних зв’язків.

Високоенергетичні

Водневі

Дисульфідні

1 молекула води

2 третинна структура білків

3 вторинна структура білків

Запитання з відкритою відповіддю

20. Порівняйте властивості та функції ліпідів і вуглеводів.

21. Що спільного й відмінного між процесами деструкції та денатурації?

22. Чому провідна роль у процесах перетворення енергії у тваринних організмах належить вуглеводам, хоча під час розщеплення 1 г жирів енергії виділяється вдвічі більше?

23. Який зв’язок існує між структурою молекули води та її властивостями?

24. Які з хімічних сполук відіграють роль у підтриманні енергетичного балансу організму? Відповідь обґрунтуйте.

25. Чим визначається специфічність дії ферментів? Відповідь обґрунтуйте.

26. Що спільного та відмінного в будові та функціях різних типів нуклеїнових кислот?

27. Як структура ДНК пов’язана з її властивостями і функціями в живих організмах?

28. Чому деякі тварини – мешканці спекотних місцевостей запасають багато жиру? Відповідь обґрунтуйте.

29. Які з органічних сполук живих організмів відіграють захисну роль? Відповідь обґрунтуйте.

30. Чому організм людини не може повноцінно існувати за умов споживання лише рослинної їжі? Відповідь обґрунтуйте.

31. Що спільного та відмінного між структурою АТФ та нуклеотидів у складі різних типів нуклеїнових кислот?

32. Які з білків відіграють захисну роль? Відповідь обґрунтуйте.

33. Чому активність ферментів може проявлятись лише за певних умов? Відповідь обґрунтуйте.

34. Які закономірності кількісного вмісту залишків нітрогеновмісних основ у молекулі ДНК дали підставу для встановлення її просторової структури? Відповідь обґрунтуйте.

35. Як структура молекули тРНК пов’язана з її функціями? Відповідь обґрунтуйте.

§ 19. Біоенергетика та АТФ

У § 13 ми згадували АТФ як структурний елемент, з якого утворюється РНК, а в § 14 — як алостеричний регулятор. У цьому параграфі ми розглянемо АТФ як носія енергії.

Біологічні системи є надзвичайно складними, і щоб підтримувати всі структури та процеси, необхідні постійні витрати енергії. Ця енергія накопичується і використовується у вигляді енергії хімічних зв’язків. Ми отримуємо енергію, переводячи енергію хімічних зв’язків тисяч сполук їжі в основному в енергію хімічних зв’язків однієї молекули — АТФ. Це робить весь енергетичний обмін універсальним: організм має працювати з однією молекулою, що несе певну порцію енергії.

Чому саме АТФ став універсальною «енергетичною валютою» живих систем, наразі не є до кінця зрозуміло. Це могла бути еволюційна випадковість, що закріпилася. Але ми знаємо, як АТФ функціонує.

Назва АТФ розшифровується як аденозинтрифосфатна кислота. Молекула АТФ має три ортофосфатні групи (рис. 19.1, А). У результаті дисоціації на атомах Оксигену ортофосфатних груп виникають негативні заряди. Це призводить до відштовхування між Оксигенами, наче між чотирма магнітами, зафіксованими однойменними полюсами в напрямку один до одного. Але дальність відштовхування обмежена довжиною ковалентних зв’язків О—Р—О: вони не дозволяють атомам відштовхнутися далі. Це призводить до появи напруги в молекулі. Саме ця потенційна, нереалізована енергія відштовхування і є основною причиною високих енергій зв’язків між ортофосфатами в АТФ.

Рис. 19.1. Будова і функціонування АТФ

А. АТФ має у своєму складі три ортофосфатні групи, багаті на атоми Оксигену. Негативний заряд на Оксигенах створює напругу всередині молекули, а тому зв’язок між ортофосфатами стає високоенергетичним, або макроергічним. Б. Залежно від того, скільки ортофосфатів відщеплюється від молекули АТФ, виділяється різна кількість енергії.

Тому викоенергетичні зв’язки між ортофосфатами у складі АТФ називають — макроергічними 1 .

З курсу фізики вам відомо, що будь-які перетворення енергії з одного виду на інший супроводжуються втратою частини енергії у вигляді тепла. Саме ця втрата унеможливлює створення «вічного двигуна». Цих втрат неможливо уникнути, але їх можливо мінімізувати, якщо проводити енергетичні перетворення маленькими кроками. Отже, одна з функцій АТФ — мінімізувати втрати енергії реакцій за рахунок того, що АТФ несе малу 2 кількість енергії. Але ця кількість достатня для здійснення майже будь-якої реакції в організмі.

Тварини отримують енергію, окиснюючи органічні сполуки в мітохондріях

Якщо людина впродовж тривалого часу не їстиме, то відчує втому, причиною якої є нестача енергії. А чи запитували ви себе, навіщо ми дихаємо? Насправді дихання і живлення мають спільну мету, і ці два процеси у клітинах поєднуються в один: клітинне дихання.

Головна мета процесу травлення — розщепити складні молекули їжі до простих мономерних сполук (моносахаридів, амінокислот, жирних кислот), які поступають у внутрішнє середовище і транспортуються до всіх клітин організму. Всередині клітин ці сполуки можуть або використовуватися для синтезу складних вуглеводів (полісахаридів), білків і ліпідів, або розщеплюватися із вивільненням енергії в ланцюжку хімічних перетворень. Проміжним результатом деградації вуглеводів, ліпідів і білків є ацетильна група (—СО-СН₃), що з’єднана з коферментом А у вигляді ацетил-КоА (рис. 19.2). Мета цієї стадії розщеплення речовин — перевести велику кількість різних мономерів в одну, універсальну молекулу, що далі потрапляє в загальну для всіх організмів циклічну послідовність реакцій — цикл трикарбонових кислот, або цикл Кребса.

1 Від грец. makros — великий, і ergos — робота.

2 Зв’язок у молекулі АТФ називають макроергічним, тобто таким, що несе велику кількість енергії. Це порівняно із іншими хімічними зв’язками. Утім із точки зору організму, сумарний запас енергії в одній молекулі АТФ невеликий.

Цей цикл реакцій відбувається в мітохондріях — маленьких «енергетичних станціях» наших клітин. Сенс циклу Кребса полягає в тому, що ацетильна група (найменший залишок органічних сполук, що ми отримали з їжею) окиснюється до двох молекул вуглекислого газу за таким рівнянням:

Рис. 19.2. Структура коферменту А

Основою цієї молекули є залишок АДФ (бузковий). Він слугує «молекулярною ручкою» для ферментів, що працюють з коферментом. Залишок вітаміну В₅ (блакитний) потрібен для з’єднання «ручки» із залишком тіоспирту (зелений). Останній приєднує ацетильну групу і переносить її (червона).

Вуглекислий газ нам не потрібен, тому він виводиться з організму. Ця реакціє також дає відповідь на запитання, чому ми видихаємо вуглекислий газ. Ми їмо, щоб отримати протони та електрони. Але навіщо нам кисень?

Згідно з ендосимбіотичною теорією мітохондрії були вільноживними бактеріями, які поглинула клітина-попередник еукаріотичної клітини. Однак замість того, щоб їх перетравити в лізосомі, клітини-хазяї почали використовувати мітохондрії для власних потреб. Внутрішня мембрана мітохондрій формує численні зигзагоподібні зморшки, які називають кристами (рис. 19.3, А). Простір між внутрішньою і зовнішньою мембранами мітохондрії називають міжмембранним простором. Саме в ньому накопичуються протони, відщеплені від молекул їжі, що потрібні для синтезування АТФ.

Отож, окрім СO₂, у циклі Кребса клітини отримують також протони з електронами. Протони і електрони транспортуються до крист мітохондрій за допомогою переносника НАД + , що є похідним вітаміну В₃. Кристи містять ферменти електронтранспортного ланцюга, завдання яких — передавати електрони від молекул НАД’Н по ланцюгу від фермента до фермента. Електрони дають цим ферментам енергію на перенесення протонів у міжмембранний простір. Мітохондрії у внутрішній мембрані містять також молекулярний мотор — АТФ-синтазу (рис. 19.3, Б). Використовуючи градієнт протонів на мембрані (у міжмембранному просторі протонів більше ніж всередині мітохондрій), АТФ-синтаза утворює молекули АТФ. Під час цього процесу протони повертаються в матрикс — простір усередині мітохондрій. Накопичення протонів означало б закислення матриксу, що може вбити мітохондрії. Тому протони, об’єднуючись з електронами, що вже «пробігли» весь електронтранспортний ланцюг, реагують із молекулами кисню, утворюючи молекули води. Це і є відповідь на запитання, навіщо нам потрібен кисень.

Рис. 19.3. Утворення АТФ у тітохондріях

А. Мітохондрії мають вигнуту внутрішню мембрану, що формує кристи. Функція крист — збільшити площу поверхні внутрішньої мембрани мітохондрії, щоб розмістити максимальну кількість ферментів електронтранспортного ланцюга. Б. Дванадцять с-субодиниць АТФ-синтази пропускають протони крізь мембрану. Це пропускання обертає субодиниці ε та γ. Субодиниця γ має «шип», що, обертаючись, змушує субодиниці β змінювати їхню просторову структуру. Завдяки цьому активний центр субодиниці β стискає АДФ і ортофосфат (Ф) настільки, що пересилює енергію відштовхування заряджених фосфатів. У результаті утворюється молекула АТФ.

Підсумуємо: ми їмо, щоб отримати протони та електрони, і при цьому позбавляємося Карбону у вигляді вуглекислого газу. А кисень ми вдихаємо, щоб зв’язати протони та електрони, які вже виконали свою функцію із забезпечення синтезу АТФ.

Рослини отримують енергію, «черпаючи» її на Сонці

Ті клітини, що за ендосимбіотичною теорією «одомашнили» фотосинтезувальні бактерії й утворили хлоропласти, дали початок розвитку водоростям і рослинам. Як і мітохондрії, хлоропласти мають дві мембрани 1 . Окрім того, у них є ще додаткові мембранні міхурці, що мають назву тилакоїди. Останні формують наче «стоси монет» — грани (рис. 19.4). Функція тилакоїдів подібна до функції крист мітохондрій — вмістити якнайбільше ферментів електронтранспортного ланцюга, який у рослин працює дещо в інший спосіб.

Відмінність така: якщо мітохондрії використовують протони і електрони поживних речовин, то хлоропласти використовують протони і електрони води. Під час процесу фотолізу 2 , за участі йону Мангану(ІІ) (Mn 2+ ) як кофактора, молекула води ферментативно розкладається на кисень, протони та електрони: 2Н₂O = O₂ + 4Н + + 4е – . Електрони, наче гаряча картопля, миттєво передаються електронтранспортним ланцюгом через білки, що використовують енергію електронів для транспорту протонів усередину тилакоїда. Це формує протонний градієнт з обох боків мембрани тилакоїда, що дозволяє АТФ-синтазі утворювати АТФ за тим же принципом, що і в мітохондріях: пропускаючи протони з одного боку мембрани на інший. А енергія світла під час фотосинтезу потрібна, щоб «вибивати» електрони з молекул води та спонукати їх до руху електронтранспортним ланцюгом.

Рис. 19.4. Хлоропласти є двомембранними органелами, що мають додаткові мембранні структури — тилакоїди (на світлині — тонкі лінії усередині хлоропласта). Тилакоїди складаються у своєрідні стоси — грани (на світлині — темні скупчення).

1 Як ви вже знаєте, у ряді випадків цих мембран може бути більше.

2 Від грец. photos — світло, lists — послаблення, руйнування.

Куди тоді діваються електрони, що пройшли електронтранспортний ланцюг хлоропластів? Якщо в мітохондріях вони використовуються для створення молекул води, то хлоропласти використовують їх для відновлення іншого НАД-подібного переносника — НАДФ + (НАД-фосфату). НАДФ + підхоплює електрони разом із протонами і використовує для переведення вуглекислого газу в простий цукор — глюкозу за таким рівнянням:

Отже, рослини поглинають вуглекислий раз і виділяють в атмосферу кисень. Також, у цій реакції витрачається 12 відновлених НАДФ + із протонами та 18 молекул АТФ, що робить синтез глюкози енергетично дуже «дорогою» реакцією. Але добуті усі вони були за рахунок енергії світла.

Звісно, не варто забувати, що рослини й водорості теж мають мітохондрії й у них відбувається таке саме клітинне дихання, як і у нас. Тобто вони також дихають: поглинають кисень для окиснення глюкози і виділяють вуглекислий газ.

АТФ уможливлює протікання безлічі клітинних процесів

Як ви вже знаєте, АТФ необхідна для різних процесів у клітині. По-перше, всі рухи в клітині забезпечуються енергією АТФ. Так, наприклад, АТФ витрачається на транспортування всередині клітини окремих білків та РНК, мітохондрій і хлоропластів за допомогою моторних білків кінезинів, динеїнів, міозинів. По-друге, АТФ забезпечує енергією енерговитратні реакції, до прикладу, фосфорилювання глюкози, перед тим як вона буде використана для синтезу глікогену. Ще одна функція АТФ — алостерична регуляція білків шляхом їх фосфорилювання різними ферментами-кіназами. АТФ — основа функціонування різноманітних клітинних моторів і йонних насосів. Наприклад, підтримання правильних співвідношень йонів Натрію, Калію, Хлору та Кальцію всередині і ззовні нейронів є необхідною умовою їх роботи. Залишок АТФ входить до складу РНК. АТФ має також менш досліджені функції. Так, АТФ є медіатором болю в периферійній нервовій системі. А деякі найновіші наукові роботи присвячені АТФ як хаотропу — речовині, що підвищує розчинність макромолекул у розчині.

Цікаве життя

Чому рослини зелені?

Кожна ерудована людина знає, що рослини зелені завдяки наявності зеленого фотосинтезувального пігменту — хлорофілу. Але чому хлорофіл зелений?

Хлорофіл — це подібне до гему порфіринове кільце, але з йоном Магнію в центрі. Йон і деталі хімічної структури хлорофілу, визначають спектральні характеристики пігменту.

Спектральні характеристики — це той діапазон хвиль спектру світла, який поглинає, відбиває та випромінює молекула. Так, наведений графік демонструє інтенсивність поглинання на різних довжинах хвиль хлорофілом а: він поглинає синє та червоне світло. Водночас він відбиває зелене світло (500—560 нм), що робить рослини зеленими. Завдяки цим властивостям хлорофілу саме синє та червоне світло використовують у фермерстві для вирощування листя салату при штучному освітленні.

Отже, рослини використовують лише тонесенькі смужки спектра видимого світла? Це ж так неефективно! Насправді це не зовсім так. Білки мембран тилакоїдів, що несуть хлорофіл, формують величезні білкові комплекси, які мають назву антенні комплекси. Окрім кількох типів хлорофілів, комплекси несуть також багато інших пігментів, що мають інші спектральні властивості, тому і поглинають світло інших довжин.

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

• 1. У якій особливості будови молекули АТФ «прихована» значна енергія, що її використовують організми?

А в особливому типі хімічного зв’язку між атомами Карбону

Б у складній структурі колець аденіну

В у силі відштовхування ортофосфатних залишків

Г у рибозному кільці

Д у зв’язку між рибозою і ортофосфатним залишком

• 2. Що є безпосереднім джерелом енергії для обертання АТФ-синтази?

А окиснення ацетил-КоА

Б мембранний градієнт протонів

В енергія електронів, що транспортуються

Г енергія синього і червоного світла

Д відщеплення електронів від молекули води

• 3. У чому відмінність між «рослинним» і «тваринним» шляхами синтезу АТФ?

А рослини не використовують мітохондрії для синтезу АТФ

Б рослини не поглинають, а виділяють кисень

В рослинам потрібно світло

Г рослини відщеплюють протони від молекул води або цукрів, а тварини — лише від молекул поживних речовин

Д рослини відщеплюють протони від молекул води, а тварини — від молекул води або поживних речовин

• 4. Що є головним завданням електронтранспортного ланцюга мітохондрій і хлоропластів?

А перекачати протони для створення їх градієнта

Б позбутися електронів

В безпосередній синтез АТФ

Г утворення молекул води та кисню відповідно

Д утворення молекул вуглекислого газу

• 5. Завдяки чому АТФ є ідеальною «енергетичною валютою» в клітині?

А АТФ може входити до складу РНК

Б АТФ несе в собі чітко визначену порцію енергії

В АТФ може сам по собі втрачати ортофосфатні залишки та енергію

Г АТФ запасається у клітині у великих кількостях

Д ферментам «зручно» використовувати АТФ

У житті все просто

• 6. Скільки молекул АТФ та відновленого НАДФ + потрібно рослинам, щоб створити одну молекулу сахарози?

• 7. АТФ відрізняється від ГТФ, ЦТФ, ТТФ та УТФ лише нітрогеновмісною основою. Чому інші похідні нуклеотидів можуть використовуватися в клітині як джерела енергії?

У житті все не так просто

• 8. У бактерій немає ані мітохондрій, ані хлоропластів, але в них теж є АТФ-синтаза. Де вона розташована та як працює?

• 9. АТФ часто називають енергетичною валютою організмів. Чому саме валютою, а не грошима? Порівняйте АТФ з валютою за функціями, походженням і застосуванням. Знайдіть якомога більше критеріїв для порівняння. З іншого боку, АТФ — розмінна монета енергетичного обміну. Що означає така алегорична назва цієї речовини?