Глава 3: Відповіді на хімію життя

Переглянути питання

1. Що таке елемент? Наведемо три приклади.
2. Визначте з'єднання. Поясніть, як утворюються сполуки.
3. Порівняйте і контрастуйте атоми і молекули.
4. З'єднання під назвою вода може бути розбито на складові його елементи шляхом подачі на нього електричного струму. Яке співвідношення елементів виробляється в цьому процесі?
5. Віднесіть іони та ізотопи до елементів і атомів.
6. Що є найважливішим елементом життя?
7. Оксид заліза часто відомий як іржа - червонувата речовина, яку ви можете знайти на корозійному металі. Хімічна формула цього виду оксиду заліза - Fe ₂ O ₃. Дайте відповідь на наступні питання про оксид заліза і коротко поясніть кожну відповідь.

   а Чи є оксид заліза елементом або сполукою?

   б Чи вважалася б одна частинка оксиду заліза молекулою чи атомом?

   c Опишіть відносну частку атомів в оксиді заліза.

   d Що призводить до того, що Fe і O злипаються в оксиді заліза?

   e Чи складається оксид заліза з атомів металів, атомів металоїдів, атомів неметалів або комбінації будь-якого з них?

8. ¹⁴ С - ізотоп вуглецю, який використовується в радіовуглецевому датуванні органічного матеріалу. Найпоширеніший ізотоп вуглецю - ¹² С. Як ви думаєте, ¹⁴ С і ¹² С мають різну кількість нейтронів або протонів? Поясніть свою відповідь.
9. Поясніть, чому іони мають позитивний або негативний заряд.
10. Назвіть три субатомні частинки, описані в цьому розділі.

Відгук Відповіді

1. Елемент - це чиста речовина, яка не може бути розщеплена на інші типи речовин. Приклади можуть відрізнятися. Зразок відповіді: Три приклади елементів - залізо, водень та вуглець.
2. З'єднання - це унікальна речовина, яка складається з двох і більше елементів, об'єднаних в фіксованих пропорціях. Сполуки утворюються в хімічних реакціях. Нові хімічні зв'язки утворюються, коли речовини вступають в реакцію один з одним.
3. Атоми - це найдрібніші частинки елементів, які ще мають властивості елементів. Молекули - це найдрібніші частинки сполук, які ще мають властивості сполук. Атоми надзвичайно малі і складаються з субатомних частинок, включаючи електрони, протони і зазвичай нейтрони. Субатомні частинки утримуються разом електромагнітними і ядерними силами. Молекули складаються з двох або більше атомів, тому вони, як правило, більші за окремі атоми. Атоми в молекулах утримуються хімічними зв'язками, в яких різні атоми поділяють електрони.
4. Співвідношення елементів, що утворюються при розпаді води на складові її елементи, становить дві частини водню до однієї частини кисню.
5. Іони - це атоми, які мають більше або менше електронів, ніж протони, тому вони мають негативний або позитивний заряд. Ізотопи - це атоми, які мають однакову кількість протонів, тому вони представляють один і той же елемент, але мають різну кількість нейтронів.
6. Вуглець
7. а Це сполука, оскільки вона складається з атомів (Fe і O) різних елементів.

   б Оскільки оксид заліза є сполукою, одна частинка називалася б молекулою.

   c Оксид заліза містить 2 атома заліза (Fe) і 3 атома кисню (O).

   d Оскільки оксид заліза є сполукою, атоми (Fe і O) утримуються між собою хімічними зв'язками. Це відбувається за рахунок спільного використання електронів.

   е Оксид заліза виготовляється як з металевих (Fe), так і з неметалевих (O) атомів.

8. Вони мають різну кількість нейтронів, оскільки обидва вони є ізотопами вуглецю. Ізотопи мають однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів.
9. Іони мають позитивний або негативний заряд, оскільки мають нерівну кількість електронів і протонів. Електрони мають негативний заряд, а протони - позитивний. Якщо є однакова кількість електронів і протонів, атом не матиме чистого заряду, оскільки вони скасовують один одного. Якщо електронів більше, він матиме чистий негативний заряд, а якщо протонів буде більше, він матиме чистий позитивний заряд.
10. протони, нейтрони та електрони

Переглянути питання

1. Чим ковалентний зв'язок відрізняється від іонного зв'язку?
2. Чому водневий зв'язок є відносно слабким зв'язком?
3. Діаграма полярності молекули води
4. Що таке хімічний зв'язок?
5. Поясніть, чому атоми водню та кисню більш стабільні, коли вони утворюють зв'язки в молекулі води.
6. Скільки валентних електронів має натрій? Скільки валентних електронів має хлор? Як атом хлору зв'язується з натрієм? Що таке заряд на іоні натрію? А як щодо іона хлору?
7. Коли відбувається ковалентний зв'язок? Як це працює?
8. Скільки валентних електронів має кисень?

Відгук Відповіді

1. У ковалентному зв'язку атом поділяє один або кілька електронів з іншим атомом. Тоді як при ковалентному зв'язку електрони передаються між атомами. Іон дасть один або кілька електронів іншому іону, а протилежно заряджені іони з'єднуються разом, утворюючи солі.
2. Водневі зв'язки не обумовлені обміном або спільним використанням електронів між атомами. Однак це слабкий міжмолекулярний зв'язок між позитивною стороною однієї полярної молекули з негативною стороною іншої полярної молекули. Вода є класичним прикладом полярної молекули, оскільки вона має трохи позитивну сторону і трохи негативну сторону через більшу різницю в електронегативності кисню і водню.
3. Дивіться малюнок нижче:

4. З'єднання двох атомів за рахунок спільного використання або перенесення електронів називається хімічним зв'язком. Існує два основних типи склеювання, ковалентне та іонне зв'язування.

5. У молекулі води на малюнку\(\PageIndex{2}\) кожен атом водню розділяє пару електронів з атомом кисню. Ділившись електронами, кожен атом має електрони, доступні для заповнення його єдиного або зовнішнього енергетичного рівня. Кожен з атомів водню має пару спільних електронів, тому їх перший і єдиний енергетичний рівень повний. Атом кисню має в цілому вісім валентних електронів, тому його зовнішній енергетичний рівень повний. Повний рівень зовнішньої енергії є найбільш стійким можливим розташуванням електронів. Це пояснює, чому елементи утворюють хімічні зв'язки між собою.

6. Натрій має один валентний електрон у своїй найвищій валентній оболонці, а хлор має 7 електронів у зовнішній валентній оболонці. Натрій віддає свій валентний електрон хлору, як зазначено на анімації нижче. В результаті іон натрію набуває позитивний заряд і іон хлору набуває негативний заряд. Вони зв'язуються завдяки їх протилежному заряду.

7. Коли два атоми з досить рівною електронегативною силою поділяють електрони, щоб виконати зовнішню оболонку один одного, це називається ковалентним зв'язком. Для однієї ковалентної зв'язку два атома поділяють два електрони.

8. 6 електронів.

Переглянути питання

1. Чому вуглець так важливий для життя на Землі?
2. Які бувають біохімічні сполуки?
3. Опишіть різноманітність біохімічних сполук і поясніть, як вони класифікуються.
4. Визначте два види вуглеводів. Які основні функції цього класу біохімічних сполук?
5. Які ролі відіграють ліпіди в живих істотах?
6. Фермент амілаза міститься в слині. Це допомагає розщеплювати крохмалі в продуктах на більш прості молекули цукру. Який тип біохімічної сполуки, на вашу думку, є амілаза?
7. Поясніть, як ДНК і РНК містять генетичний код.
8. Які три елементи присутні в кожному класі біохімічної сполуки?
9. Для кожного з наступних термінів:

   нуклеїнова кислота; амінокислота; моносахарид; білок; нуклеотид; полісахарид

   а Визначте, чи це мономер або полімер.

   б Зіставте кожен мономер з його правильним полімером.

   c Визначте, який клас біохімічної сполуки представлений кожною парою мономер/полімер.

10. Глюкоза - мономер або полімер? Поясніть свою відповідь.
11. Який елемент міститься в білках і нуклеїнових кислотах, але не у вуглеводах?
12. Опишіть взаємозв'язок між білками і нуклеїновими кислотами.
13. Чому, на вашу думку, важливо харчуватися дієтою, яка містить баланс вуглеводів, білків та жирів?

Відгук Відповіді

1. Вуглець настільки важливий для життя на Землі, оскільки він є основою біохімічних сполук. Вуглець може утворювати стійкі зв'язки з багатьма елементами, включаючи себе, тому він може створювати величезну різноманітність дуже великих і складних молекул.
2. Біохімічні сполуки - це з'єднання на основі вуглецю, які містяться в живих істотах. Вони складають клітини та інші структури організмів і здійснюють життєві процеси.
3. У живих істотах майже 10 мільйонів біохімічних сполук. Всі їх можна класифікувати на один з чотирьох основних класів: вуглеводи, ліпіди, білки та нуклеїнові кислоти.
4. Види вуглеводів включають цукру і крохмалі. Основні функції цього класу біохімічних сполук включають забезпечення клітин енергією, накопичення енергії, формування певних структур в живих істотах, таких як клітинні стінки рослин.
5. У живих істотах ліпіди накопичують енергію, утворюють клітинні мембрани і несуть повідомлення.
6. Зразок відповіді: Амілаза - це фермент, тому я думаю, що це білок. Виконуючи роль ферментів, є однією з основних функцій білків в живих істотах.
7. ДНК та РНК - це нуклеїнові кислоти, які є полімерами, що складаються з мономерів, званих нуклеотидами. Всі нуклеотиди схожі за винятком компонента, званого азотною основою. Існує чотири різні азотні основи, і кожен нуклеотид містить одну з цих чотирьох основ. Послідовність азотних основ в ланцюгах нуклеотидів в молекулах ДНК і РНК становить код синтезу білка, званий генетичним кодом.
8. Вуглець, водень та кисень
9. а. мономери: амінокислота, моносахарид, нуклеотид. Полімери: нуклеїнова кислота, білок, полісахарид

   б. мономер/полімерні пари: амінокислота і білок; моносахарид і полісахарид; нуклеотид і нуклеїнова кислота.

   с. аміно і білок = білки; моносахарид і полісахарид = вуглеводи; нуклеотиди і нуклеїнові кислоти = нуклеїнові кислоти

10. Глюкоза є мономером, оскільки вона є моносахаридом і багато молекул глюкози разом складають полісахарид (полімер).
11. Азот
12. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Нуклеїнові кислоти і білки є одночасно біохімічними сполуками. Нуклеїнові кислоти несуть інструкції з виготовлення білків, а також безпосередньо допомагають у виготовленні білків.
13. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Я думаю, що важливо їсти дієту, яка має баланс вуглеводів, білків та жирів, оскільки кожен клас біохімічної сполуки має різні функції. Нам потрібні ці різні сполуки для виконання різноманітних функцій, необхідних нашим тілам для виживання.

Переглянути питання

1. Що таке вуглеводи? Опишіть їх структуру.
2. Порівняйте і контрастуйте цукру і складні вуглеводи.
3. Визначте чотири основні типи складних вуглеводів і їх функції.
4. Якщо жувати крохмалисту їжу, таку як солоний крекер протягом декількох хвилин, вона може почати солодко. Поясніть чому.
5. Правда чи брехня. Глюкоза в основному зберігається ліпідами в організмі людини.
6. Покладіть наступні вуглеводи по порядку від найменшого до найбільшого:

   целюлоза; фруктоза; сахароза

7. Назвіть три вуглеводи, які містять глюкозу як мономер.
8. Джинси виготовлені з міцної міцної бавовни. Поясніть, як ви думаєте, ця тканина отримує свої жорсткі якості, виходячи з того, що ви знаєте про будову вуглеводів.
9. Як ви думаєте, які швидше засвоюються: прості цукру або складні вуглеводи? Поясніть свою відповідь.
10. Правда чи брехня. Целюлоза розщеплюється в травній системі людини на молекули глюкози.
11. ___________ волокно розчиняється у воді, __________ волокно не розчиняється у воді.
12. Які подібності та відмінності між м'язовим глікогеном і глікогеном печінки?
13. Який вуглевод використовується безпосередньо клітинами живих істот для отримання енергії?
14. Який з перерахованого нижче не є складним вуглеводом?

    Хітин А.А.

    Б. крохмаль

    C. дисахарид

    Д. жодне з перерахованих вище

Відгук Відповіді

1. Вуглеводи - найпоширеніший клас біохімічних сполук. Мономерами вуглеводів є моносахариди, такі як глюкоза, які містять всього шість атомів вуглецю. Більші вуглеводи є полісахаридами і можуть містити сотні або навіть тисячі моносахаридів.
2. Цукор - це прості вуглеводи, що складаються всього з одного або двох моносахаридів. Вони солодкі на смак і забезпечують організм енергією. Складні вуглеводи - це полісахариди, такі як крохмаль. Вони складаються з безлічі моносахаридів і взагалі або зберігають енергію, або складають структури в живих істотах.
3. Чотири основні типи складних вуглеводів - крохмаль, глікоген, целюлоза та хітин. Крохмаль - це полісахарид, який рослини роблять для накопичення енергії. Глікоген - це полісахарид, який тварини та гриби роблять для накопичення енергії. Целюлоза - це полісахарид, що становить клітинні стінки рослин і багатьох водоростей. Хітин - це полісахарид, що становить клітинні стінки грибів, екзоскелети членистоногих, дзьоби і внутрішні оболонки інших тварин.
4. Крохмалиста їжа може почати відчувати солодкий смак після того, як ви пережовуєте її протягом декількох хвилин, оскільки фермент амілаза в слині починає розщеплювати крохмаль до його складових моносахаридів, або цукрів, які солодкі на смак.
5. Помилковий
6. фруктоза, сахароза, целюлоза
7. Відповіді будуть різними, але можуть включати: сахарозу, мальтозу, лактозу, крохмалі, глікоген та целюлозу.
8. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Бавовна - це переважно целюлоза, яка є полісахаридним ланцюгом від декількох сотень до багатьох тисяч пов'язаних одиниць глюкози. Ці довгі ланцюги, ймовірно, надають бавовні його міцність і в'язкість.
9. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Прості цукру, такі як глюкоза, ймовірно, швидше засвоюються, оскільки вони вже розщеплені на невелику одиницю, яку організм може використовувати як енергію. Складні вуглеводи потрібно розщеплювати на їх складові моносахариди, такі як глюкоза, перш ніж вони можуть бути використані організмом.
10. Помилковий
11. розчинний; нерозчинний
12. М'язовий глікоген і глікоген печінки є одночасно полісахаридами глюкози і використовуються людським організмом для зберігання глюкози. Однак м'язовий глікоген перетворюється в глюкозу тільки для використання м'язовими клітинами, тоді як глікоген печінки перетворюється в глюкозу для використання іншим організмом.
13. глюкоза
14. C

Переглянути питання

1. Що таке ліпіди
2. Порівняйте і контрастуйте насичені і ненасичені жирні кислоти.
3. Визначте три основні типи ліпідів і опишіть відмінності в їх структурах.
4. Як тригліцериди відіграють важливу роль в обміні речовин людини?
5. Поясніть, як фосфоліпіди утворюють клітинні мембрани.
6. Що таке холестерин, і яка його основна функція?
7. Наведіть три приклади стероїдних гормонів у людини.
8. Який тип жирної кислоти, на вашу думку, переважає в стейку та сирі чізстейку, показаного вище? Поясніть свою відповідь.
9. Який тип жиру найімовірніше залишатиметься рідким при більш холодних температурах: сало, оливкова олія або соєва олія? Поясніть свою відповідь.
10. Чому ви думаєте, що форма різних типів молекул жирних кислот впливає на те, наскільки легко вони тверднуть?
11. Високий рівень холестерину в крові може спричинити негативні наслідки для здоров'я, але пояснити, чому ми не хотіли б позбутися від усього холестерину в нашому організмі.
12. Назвіть два типи ліпідів, що входять до складу клітинної мембрани.
13. Правда чи брехня. Жирні кислоти складаються з тригліцеридів.
14. Який тип ліпідів часто функціонує як хімічні молекули месенджера?

Відгук Відповіді

1. Ліпіди є основним класом біохімічних сполук, що включає масла і жири. Молекули ліпідів складаються переважно з повторюваних одиниць, званих жирними
2. Атоми вуглецю насичених жирних кислот пов'язані з якомога більшою кількістю атомів водню, утворюючи прямі ланцюги. Насичені жирні кислоти мають більш високі температури плавлення і є твердими речовинами при кімнатній температурі. Тварини використовують насичені жирні кислоти для накопичення енергії. Атоми вуглецю ненасичених жирних кислот не пов'язані з якомога більшою кількістю атомів водню, утворюючи зігнуті ланцюги. Ненасичені жирні кислоти мають більш низькі температури плавлення і є рідинами кімнатної температури. Рослини використовують ненасичені жирні кислоти для накопичення енергії.
3. Три основних типи ліпідів - це тригліцериди, фосфоліпіди та стероїди. Тригліцериди містять гліцерин, а також жирні кислоти, фосфоліпіди містять фосфати і гліцерин крім жирних кислот, а стероїди містять ядро з чотирьох 5- або 6-вуглецевих кілець з іншими компонентами, прикріпленими до цього чотирьохкільцевого ядра.
4. Тригліцериди відіграють важливу роль у метаболізмі людини як джерела енергії та транспортери харчових жирів. Коли ви їсте, ваше тіло перетворює будь-які калорії, які йому не потрібні відразу в тригліцериди, які зберігаються у ваших жирових клітині. Коли вам потрібна енергія між прийомами їжі, гормони викликають вивільнення деяких із цих збережених тригліцеридів назад у кров.
5. Клітинні мембрани - це в основному фосфоліпідні бішари. Бішар утворюється, коли багато фосфоліпідних молекул вишикуються гідрофобним хвостом до гідрофобного хвоста. Це створює внутрішню і зовнішню поверхню гідрофільних головок, які вказують на водянистий позаклітинний простір або водянистий просвіт клітин.
6. Холестерин - це стероїдна сполука. Його основною функцією є те, що є важливим компонентом клітинної мембрани.
7. Три приклади стероїдних гормонів у людини включають кортизон, який є гормоном боротьби або польоту, і естроген і тестостерон, які є статевими гормонами.
8. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Я думаю, що насичені жирні кислоти будуть переважати, тому що стейк (червоне м'ясо) і сир походять від корів, а тварини, такі як корови, зазвичай використовують насичені жирні кислоти для накопичення енергії.
9. Соєва олія, оскільки є хорошим джерелом поліненасичених жирних кислот, які залишаються рідкими при більш низьких температурах, ніж мононенасичені жирні кислоти (оливкова олія) або насичені жирні кислоти (сало).
10. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Молекули насичених жирних кислот є прямими ланцюгами і тому можуть бути легко і щільно упаковані разом, тому вони легко тверднуть. Зігнуті ланцюги молекул ненасичених жирних кислот ускладнюють їх щільне укладання і затвердіння.
11. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Холестерин є важливим компонентом клітинної мембрани, яка оточує всі наші клітини. Тому дуже важливо мати трохи холестерину для того, щоб наш організм підтримувався і функціонував належним чином.
12. Фосфоліпіди та стероїди (наприклад, холестерин)
13. Помилковий
14. Стероїди, зокрема гормони

Переглянути питання

1. Що таке білки?
2. Як дві амінокислоти об'єднуються разом, щоб зробити дипептид?
3. Окреслюємо чотири рівні структури білка.
4. Визначте чотири функції білків.
5. Поясніть, чому білки можуть взяти на себе стільки різних функцій в живих істотах.
6. Яка роль білків в раціоні людини?
7. Чи можете ви мати білок як з альфа-спіраллю, так і з бета-аркушем? Чому чи чому ні?
8. Якщо в гені є мутація, яка спричиняє кодування іншої амінокислоти, ніж та, яка зазвичай кодується в такому положенні всередині білка, це вплине на:

   а. первинна структура білка? Поясніть свою відповідь.

   b. вищі структури (вторинні, третинні, четвертинні) білка? Поясніть свою відповідь.

   c Функція білка? Поясніть свою відповідь.

9. а. як називається область білка, що відповідає за зв'язування з іншою молекулою?

   b. який рівень/с білкової структури створює цей регіон?

10. Влаштуйте наступне по порядку від найменшого до найбільшого рівня організації:

    пептид; білок; амінокислота; поліпептид

11. Правда чи брехня. Ви можете визначити функцію всіх білків з їх четвертинної структури.
12. Поясніть, що означає читання, коли сказано, що амінокислоти «переробляються».

Відгук Відповіді

1. Білки є основним класом біохімічних сполук, що складаються з малих молекул, які називаються амінокислотами.
2. Пептид - це молекула, що складається з двох або більше амінокислот. Зв'язок, яка скріплює дві амінокислоти, являє собою пептидний зв'язок, або ковалентний хімічний зв'язок між двома сполуками (в даному випадку двома амінокислотами). Він виникає, коли карбонова група однієї молекули реагує з аміногрупою іншої молекули, зв'язуючи дві молекули і вивільняючи молекулу води. реакція також називається реакцією синтезу зневоднення.
3. Основною структурою білка є послідовність амінокислот у його поліпептидному ланцюгу (ах). Вторинна структура білка відноситься до таких конфігурацій, як спіралі та аркуші всередині поліпептидів. Третинна структура білка відноситься до загальної форми молекули білка і визначає її функцію. Четвертинна структура виникає, якщо утворюються кілька білків, і працюють разом як єдиний білковий комплекс.
4. Відповіді можуть відрізнятися. Відповідь зразка: Чотири функції білків складають м'язи, діючи як ферменти для прискорення хімічних реакцій у клітині, діючи як антитіла для зв'язування з конкретними чужорідними речовинами та націлювання на них для руйнування та несуть матеріали.
5. Білки можуть взяти на себе стільки різних функцій в живих істотах через їх дивовижну різноманітність структур і їх здатність зв'язуватися з іншими молекулами конкретно і щільно.
6. Роль білків в раціоні людини полягає в постачанні амінокислот, які необхідні нашим клітинам для синтезу білків людини. Ми не можемо виробляти всі різні амінокислоти, які нам потрібні для цієї мети, тому ми розщеплюємо білки в продуктах, які ми їмо, для їх складових амінокислот.
7. Так, тому що альфа-спіралі та бета-листи - це обидва типи вторинних структур. Оскільки вторинні структури локальні, в різних областях білка можуть бути різні типи.
8. а. так, тому що первинною структурою є послідовність амінокислот, закодованих геном, тому, якщо це зміниться, первинна структура змінюється безпосередньо.

   б. ймовірно, тому, що первинна структура визначає вищі структури білка, а первинна структура змінюється цією мутацією.

   c. ймовірно, тому, що третинна структура взагалі дає білку свою функцію, і якщо зміна амінокислоти змінює третинну структуру (що ймовірно) це змінить функцію білка.

9. а. сайт прив'язки

   б. третинна структура багато в чому визначає місце прив'язки, але той, в свою чергу, визначається первинними і вторинними структурами.

10. амінокислота, пептид, поліпептид, білок
11. Помилкові. Не всі білки мають четвертинну структуру.
12. Амінокислоти переробляються в організмі, тому що коли білки розщеплюються, їх амінокислоти можуть бути використані знову для отримання нових білків.

Переглянути питання

1. Які бувають нуклеїнові кислоти?
2. Чим РНК відрізняється за структурою від ДНК?
3. Опишіть нуклеотид. Поясніть, як нуклеотиди зв'язуються разом, утворюючи полінуклеотид.
4. Яку роль азотні основи в нуклеотидах відіграють у структурі та функції ДНК?
5. Яка роль РНК?
6. Поясніть, чому Марк і Скотт Келлі виглядають так схожі, використовуючи те, що ви дізналися про нуклеїнові кислоти в цій статті.
7. Правда чи брехня. A, C, G і T представляють основи в РНК.
8. Правда чи брехня. Два полінуклеотидних ланцюга РНК скручуються у форму подвійної спіралі.
9. Правда чи брехня. Цитозин завжди зв'язується з гуаніном в ДНК.
10. Якщо частина ланцюга ДНК має послідовність основ ATTG, яка відповідна послідовність основ, з якою вона зв'язується на іншому ланцюжку?
11. Влаштуйте наступне по порядку від найменшого до найбільшого рівня організації:

    ДНК; нуклеотид; полінуклеотид

12. В рамках процесу реплікації ДНК два полінуклеотидних ланцюга відокремлюються один від одного, але кожен окремий ланцюг залишається недоторканим. Які зв'язки розриваються в цьому процесі?

    А. зв'язки між сусідніми цукрами і фосфатними групами

    B. зв'язки всередині нуклеотидів

    C. зв'язки між взаємодоповнюючими базами

    D. зв'язки між аденіном і гуаніном

13. Аденін, гуанін, цитозин та тимін - це:

    A. нуклеотиди

    Б. азотні основи

    C. цукру в ДНК та РНК

    D. фосфатні групи

14. Деякі захворювання і розлади викликані генами. Поясніть, чому ці генетичні порушення можуть передаватися від батьків до їхніх дітей.

Відгук Відповіді

1. Нуклеїнові кислоти - це клас біохімічних сполук, що включає ДНК і РНК.
2. ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів. Кожен нуклеотид містить цукрову дезоксирибозу. Чотири азотні основи, знайдені в ДНК, - це аденін, тимін, гуанін та цитозин. РНК, навпаки, складається всього з одного полінуклеотидного ланцюга, і кожен нуклеотид містить цукрову рибозу. Замість базового тиміну в РНК міститься базовий урацил.
3. Нуклеотид - це невелика молекула, що складається з цукру, фосфатної групи та азотної основи. Молекула цукру одного нуклеотиду зв'язується з фосфатною групою іншого нуклеотиду. Чергуються цукри і фосфатні групи утворюють «кістяк» полінуклеотида.
4. Зв'язки утворюються між комплементарними основами азоту в двох полінуклеотидах ДНК, утримуючи два ланцюга разом і змушуючи молекулу набувати характерну форму подвійної спіралі. Послідовність азотних основ в ДНК становить генетичний код, в якому міститься інструкція по синтезу білків в клітині.
5. Зразок відповіді. Роль РНК допомагає синтезувати білки в клітині.
6. Марк і Скотт Келлі виглядають настільки схожими, тому що успадкували ідентичну ДНК від батьків як однакові близнюки, а ДНК містить гени, які визначають багато наших рис.
7. Помилковий
8. Помилковий
9. Правда
10. ТААК
11. нуклеотид, полінуклеотид, ДНК
12. C
13. Б
14. ДНК передається від батьків до їх нащадків, тому якщо є ген, який викликає захворювання або розлад, батьки можуть передати це своїм дітям. У тварин, які розмножуються статевим шляхом, таких як люди, потомство не завжди отримує розлад, оскільки вони містять ДНК обох батьків.

Переглянути питання

1. Що таке хімічна реакція?
2. Визначте реагенти і продукти в хімічній реакції.
3. Перерахуйте три приклади загальних змін, які передбачають хімічні реакції.
4. Визначте хімічний зв'язок.
5. Що таке хімічне рівняння? Наведемо приклад.
6. Наші клітини використовують глюкозу (C ₆ H ₁₂ O ₆) для отримання енергії в хімічній реакції, яка називається клітинним диханням. У цій реакції шість молекул кисню (O ₂) вступають в реакцію з однією молекулою глюкози. Дайте відповідь на наступні питання з приводу цієї реакції.
   1. Скільки атомів кисню в одній молекулі глюкози?
   2. Випишіть, як виглядатиме реактивна сторона цього рівняння.
   3. Скільки атомів кисню в цілому в реагентах? Поясніть, як ви розрахували свою відповідь.
   4. Скільки атомів кисню в продуктах в цілому? Чи можна відповісти на це питання, не знаючи, що собою являє продукція? Чому чи чому ні?
7. Дайте відповідь на наступні питання щодо рівняння, яке ви бачили вище: CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O
   1. Чи може вуглекислий газ (СО ₂) перетворитися на метан (CH ₄) та кисень (O ₂) у цій реакції? Чому чи чому ні?
   2. Скільки молекул вуглекислого газу (СО ₂) утворюється в цій реакції?
8. Чи є випаровування рідкої води у водяну пару хімічною реакцією? Чому чи чому ні
9. Чому розриваються зв'язки в реагентах під час хімічної реакції?
10. Контрастні ендотермічні та екзотермічні хімічні реакції. Наведіть приклад кожного.
11. Визначте енергію активації.
12. Поясніть, чому всі хімічні реакції вимагають енергії активації.
13. Тепло - це форма ____________.
14. В якому типі реакції додається тепло до реагентів?
15. При якому типі реакції виробляється тепло?
16. а Якби до ендотермічної реакції не додавалася енергія, чи відбулася б ця реакція? Чому чи чому ні?
    • б Якби до екзотермічної реакції не додавалася енергія, чи відбулася б ця реакція? Чому чи чому ні?
17. Поясніть, чому хімічна холодна упаковка відчуває холод при активації.
18. Поясніть, чому клітинне дихання і фотосинтез є «протилежностями» один одного.
19. Поясніть, як сонце побічно дає нашим клітинам енергію.

Відгук Відповіді

1. Хімічна реакція - це процес, який змінює одні хімічні речовини на інші.
2. Реагенти - це речовини, які починають хімічну реакцію, а продукти - речовини, які утворюються в результаті хімічної реакції. При хімічній реакції зв'язки розриваються в реагентах і в продуктах утворюються нові зв'язки.
3. Приклади можуть відрізнятися. Зразок відповіді: Три приклади загальних змін, які включають хімічні реакції, - це горіння свічок, іржавіння заліза та гниття органічної речовини.
4. Хімічний зв'язок - це сила, що утримує атоми в молекулі.
5. Хімічне рівняння - це символічний спосіб представлення того, що відбувається під час хімічної реакції. Прикладом хімічного рівняння є рівняння спалювання метану: СН ₄ + 2О ₂ → СО ₂ + 2Н ₂ О.
6. а. шість

   б. С ₆ Н ₁₂ О ₆ + 6О ₂

   с. 18. Шість походять з однієї молекули глюкози, а 12 - з шести молекул O ₂ (6 x 2 на молекулу), загалом 18.

   д. 18. Так, відповісти на питання можна, не знаючи конкретних продуктів, адже існує збереження маси. Якщо знати, скільки атомів кисню знаходиться в реагентах, в продуктах буде стільки ж.

7. а. ні, тому що вуглекислий газ є продуктом в реакції, і стрілка йде тільки від реагентів до продуктів в цій реакції.

   б. один. Якщо числа немає, то представлена одна молекула.

8. Ні, тому що рідка вода і водяна пара складаються з одних і тих же молекул (вода, тобто Н ₂ О), тому не відбувається хімічної зміни однієї речовини в іншу. Це просто фізична зміна стану.
9. За визначенням, хімічна реакція - це процес, який змінює одні хімічні речовини на інші. Для цього оригінальні хімічні речовини (реагенти) мають деякі свої зв'язки розірвані, щоб переставити їх атоми на нові молекули.
10. Ендотермічні хімічні реакції поглинають енергію, тоді як екзотермічні хімічні реакції виділяють енергію. Прикладом ендотермічного процесу є фотосинтез. Прикладом екзотермічного процесу є клітинне дихання.
11. Енергія активації - це енергія, необхідна для початку хімічної реакції.
12. Всі хімічні реакції вимагають енергії активації, щоб почати молекули рухатися і натикаються разом, щоб вони могли реагувати.
13. енергетика
14. ендотермічний
15. екзотермічний
16. а. ні, тому що в ендотермічній реакції вхід енергії необхідний для того, щоб реакція відбулася.

    б. ні, тому що навіть в екзотермічної реакції потрібна деяка енергія для початку реакції (енергія активації).

17. Коли трубка всередині упаковки зламана, вона виділяє хімічну речовину, яка реагує з водою всередині упаковки. Ця реакція поглинає теплову енергію, оскільки вона ендотермічна. Це швидко охолоджує вміст пачки.
18. Відповіді можуть відрізнятися. Зразок відповіді. Клітинне дихання екзотермічне і використовує глюкозу для вивільнення енергії. Фотосинтез ендотермічний і використовує енергію для створення глюкози.
19. Відповіді можуть відрізнятися. Зразок відповіді. Рослини використовують енергію сонця для створення цукрів за допомогою фотосинтезу. Коли люди їдять рослини, вони виділяють цю енергію через процес клітинного дихання. Крім того, люди можуть їсти тварин, які їдять рослини (або тварин, які їдять інших тварин, які їдять рослини!) тому в кінцевому підсумку енергія, яку використовують наші тіла, походить від сонця.

Переглянути питання

1. Що таке біохімічні реакції?
2. Визначте обмін речовин.
3. Порівняйте і контрастуйте катаболічні та анаболічні реакції.
4. Поясніть роль ферментів в біохімічних реакціях.
5. Що таке ферментативно-дефіцитні розлади?
6. Правда чи брехня. Метаболізм - це один специфічний вид катаболізму.
7. Правда чи брехня. Біохімічні реакції включають катаболічні та анаболічні реакції.
8. Поясніть, чому відносно низька температура живих істот, а також низька концентрація реагентів призвели б до того, що біохімічні реакції протікають дуже повільно в організмі без ферментів.
9. Дайте відповідь на наступні питання про те, що відбувається після того, як ви з'їсте бутерброд.

   а. шматочки бутерброда потрапляють у ваш шлунок, де є травні ферменти, які розщеплюють їжу. Який тип метаболічної реакції це? Поясніть свою відповідь.

   б Через процес травлення частина бутерброда розщеплюється до глюкози, яка потім додатково розщеплюється, щоб вивільнити енергію, яку можуть використовувати ваші клітини. Це екзотермічна або ендотермічна реакція? Поясніть свою відповідь.

   c Білки в сирі, м'ясі та хлібі в бутерброді в кінцевому підсумку розщеплюються на їх складові амінокислоти. Тоді ваше тіло використовує ці амінокислоти для створення нових білків. Який вид метаболічної реакції представлений побудовою цих нових білків? Поясніть свою відповідь.

10. Поясніть, чому ваш організм не просто використовує один або два ферменти для всіх його біохімічних реакцій.
11. A ________ - специфічна речовина, на яку фермент впливає в біохімічній реакції.
12. Фермент - біологічний _____________.

    А. катаболізм

    Б. форма енергії активації

    С. каталізатор

    D. реагент

Відгук Відповіді

1. Біохімічні реакції - це хімічні реакції, які відбуваються всередині живих істот.
2. Метаболізм відноситься до суми всіх біохімічних реакцій в організмі.
3. Біохімічні реакції обміну речовин включають як катаболічні, так і анаболічні реакції. катаболічні реакції - це екзотермічні біохімічні реакції, які вивільняють енергію, тоді як анаболічні реакції - це ендотермічні біохімічні реакції, які поглинають енергію.
4. Більшість біохімічних реакцій вимагають ферменту, який представляє собою білок, який виступає біологічним каталізатором. Вони необхідні для прискорення біохімічних реакцій, як правило, за рахунок зниження енергії активації, необхідної для початку реакцій. Кожен фермент має певний субстрат або речовина, на яку він діє, і реакцію, яку він каталізує.
5. Ферментно-дефіцитні порушення - це успадковані порушення обміну речовин, при яких певний фермент неповноцінний або відсутній через успадкування генних мутацій.
6. Помилковий
7. Правда
8. Біохімічні реакції вимагають енергії для початку, щоб звести молекули реагентів разом. При більш високих температурах теплової енергії більше, і це змушує молекули переміщатися і натикаються один в одного. Якщо температура відносно низька, як в організмі людини, молекули рухаються не так сильно, і може не вистачити енергії, щоб реакції відбувалися швидко. Крім того, якщо концентрація молекул реагентів низька, менше шансів, що вони будуть натикатися один в одного і зможуть реагувати.
9. а Це катаболічна реакція, оскільки більші молекули в сендвічі розщеплюються на менші частини.

   б. екзотермічний, тому що виділяється енергія.

   c Анаболічні, тому що це нарощування більших молекул з менших.

10. Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Ваш організм не просто використовує один або два ферменти для всіх своїх біохімічних реакцій, оскільки ферменти є субстратоспецифічними, тому для різних субстратів потрібні різні ферменти. Крім того, різні ферменти часто вимагають конкретних умов навколишнього середовища (тобто температури або рН), тому один або два ферменти не обов'язково працюватимуть у всіх різних середовищах організму.
11. субстрат
12. C

Переглянути питання

1. Опишіть будову молекули води. Що таке полярність, і чому вода полярна?
2. Поясніть, як внутрішня полярність молекули води робить її хорошим розчинником?
3. Поясніть, як водневі зв'язки змушують молекули рідкої води склеюватися.
4. Що таке капілярна дія? Наведемо приклад.
5. Яке властивість води допомагає підтримувати гомеостаз і як?

Відгук Відповіді

1. Вода являє собою просту молекулу, що складається з одного атома кисню, зв'язаного з двома різними атомами водню. Через більш високу електронегативності атома кисню зв'язки є полярними ковалентними (полярними зв'язками). Атом кисню притягує спільні електрони ковалентних зв'язків в значно більшій мірі, ніж атоми водню. В результаті атом кисню набуває частковий негативний заряд (Δ−), тоді як атоми водню кожен набувають частковий позитивний заряд (Δ+). Молекула приймає зігнуту структуру через двох одиноких пар електронів на атомі кисню.
2. Вода може розчиняти інші полярні молекули, оскільки трохи позитивні атоми водню у воді притягуються до трохи негативних атомів в інших полярних молекулах, а трохи негативні атоми кисню у воді притягуються до трохи позитивних атомів в інших полярних молекулах. Це призводить до того, що інші полярні молекули розсіюються між молекулами води - тобто розчиненими.
3. Полярність - це різниця електричного заряду між різними частинами однієї і тієї ж молекули. Молекули води полярні, оскільки атом кисню в молекулі води притягує електрони сильніше, ніж атоми водню. В результаті атом кисню має трохи негативний заряд, а атоми водню мають трохи позитивний заряд.
4. Капілярна дія - це здатність рідини протікати у вузьких просторах без допомоги зовнішніх сил, таких як гравітація, і на противагу їм. Цей ефект можна побачити при складанні рідин між волосками пензля, в тонкій трубці, в пористих матеріалах, таких як папір, в деяких непористих матеріалах (наприклад, зрідженому вуглецевому волокні) або в клітці. Це відбувається, коли міжмолекулярні сили притягання між рідиною і твердими навколишніми поверхнями (сили адгезії) сильніші, ніж сили зчеплення всередині рідини. Якщо діаметр трубки досить малий, то поєднання поверхневого натягу (що викликано згуртованістю всередині рідини) і сили адгезії між рідиною і ємністю діють разом, щоб підняти рідину.
5. Вода розчиняє солі, щоб концентрація іонів була рівною по всій клітинній мембрані. Коли вода з поту випаровується, вона охолоджує температуру тіла. Вода також регулює артеріальний тиск, збільшуючи або зменшуючи об'єм крові.

Переглянути питання

1. Яке рішення?
2. Визначте кислотність.
3. Поясніть, як вимірюється кислотність.
4. Порівняйте і контрастні кислоти і основи.
5. Соляна кислота виділяється шлунком для забезпечення кислого середовища для ферменту пепсину. Який рН цієї кислоти? Наскільки сильна кислота в порівнянні з іншими кислотами?
6. Правда чи брехня. Міцні основи ніжні і не можуть зашкодити вам, на відміну від сильних кислот.
7. Правда чи брехня. Чим нижче рН, тим вище концентрація іонів водню.
8. а Визначте іон.

   b Визначте іони в наступному рівнянні і поясніть, чому вони є іонами:

   2 Н ₂ О → Н ₃ О ⁺ ОН ^-

9. Поясніть, чому підшлункова залоза виділяє бікарбонат в тонкий кишечник.
10. Як ви думаєте, пепсин буде працювати в тонкому кишечнику? Чому чи чому ні?
11. РН шлунка становить _________ тонкої кишки.

    А. так само, як

    Б. не так важливо, як рН

    C. вище, ніж

    D. нижче, ніж

12. а. можливо, ви змішали оцет і харчову соду і помітили, що вони міхур і реагують один з одним. Поясніть, чому так відбувається.

    б Поясніть, що відбувається з рН цього розчину після того, як ви змішаєте оцет і харчову соду.

13. Гормони вагітності можуть викликати розслаблення нижнього сфінктера стравоходу. Як ви думаєте, який вплив це має на вагітних жінок? Поясніть свою відповідь.

Відгук Відповіді

1. Розчин являє собою суміш двох і більше речовин, яка має однаковий склад на всьому протязі.
2. Кислотність відноситься до концентрації іонів водню в розчині.
3. Кислотність вимірюється за шкалою рН щодо чистої води, яка має значення рН 7. Чиста вода має дуже низьку концентрацію іонів гідронію і по суті є нейтральною. Це означає, що точка нейтральності за шкалою pH дорівнює 7.
4. Кислоти - це кислі дегустаційні розчини з концентрацією іонів гідронію більшою, ніж у чистої води, і рН нижче 7. Основи - гіркі дегустаційні розчини з концентрацією іонів гідронію менше, ніж у чистої води, і рН вище 7.
5. РН соляної кислоти дорівнює нулю, що робить її однією з найсильніших кислот.
6. Помилковий
7. Правда
8. а. іон - це електрично заряджений атом або молекула.

   b. H ₃ O ⁺ і OH ^- є іонами, оскільки вони мають позитивний (+) або негативний (-) заряд.

9. Підшлункова залоза виділяє бікарбонат в тонкий кишечник, щоб нейтралізувати кислоту, що надходить зі шлунка. Це пояснюється тим, що ферменти в тонкому кишечнику потребують основного середовища, в якому працювати.
10. Ні, тому що для роботи пепсину потрібна кисле середовище, а тонкий кишечник є більш основним.
11. D
12. а Оцет - це кислота, а харчова сода - основа. Кислота і основа нейтралізують один одного, викликаючи спостережувану реакцію.

    б. розчин стає ближче до нейтрального (рН = 7), тому що кислота (оцет) і основа (харчова сода) нейтралізують один одного.

13. Розслаблення нижнього сфінктера стравоходу у вагітних може спричинити у жінок печію або ГЕРХ, оскільки шлункові кислоти можуть повернутися в стравохід через розслаблений сфінктер.

Розділ Резюме Огляд Питання

1. Чотири основні класи біохімічних сполук: вуглеводи, ліпіди, білки та нуклеїнові кислоти. Для кожного з наведених нижче речовин визначте, до якого з цих класів відноситься речовина.

а. ферменти

б. фруктоза

c. ДНК

d. РНК

е Стероїди

2. Хімічна формула складного вуглеводного глікогену - C ₂₄ H ₄₂ O ₂₁.

а. які елементи в глікогені?

б. скільки атомів в одній молекулі глікогену?

c Чи є глікоген іоном? Чому чи чому ні?

d Чи є глікоген моносахаридом або полісахаридом? Окрім запам'ятовування цього факту, як би ви це знали на основі інформації в питанні?

е Яка функція глікогену в організмі людини?

3. У чому різниця між іоном і полярною молекулою? Наведіть приклад кожного в своєму поясненні.

4. Визначте мономер і полімер.

5. Для кожного з наступних полімерів визначте назву його мономерів:

а. РНК

б. протеїн

с. складні вуглеводи

6. У чому різниця між білком і поліпептидом?

7. Люди з діабетом мають проблеми з контролем рівня глюкози в крові. Знаючи це, чому, на вашу думку, часто рекомендується людям з діабетом обмежувати споживання вуглеводів?

8. Визначте кожну з наступних реакцій як ендотермічну або екзотермічну.

а. клітинне дихання

б. фотосинтез

c. катаболічні реакції

d Анаболічні реакції

9. Пепсин - це фермент в шлунку, який допомагає нам перетравлювати білок. Дайте відповідь на наступні питання про пепсин.

а. що таке субстрат для пепсину?

б Як працює пепсин для прискорення реакції перетравлення білка?

c Враховуючи те, що ви знаєте про структуру білків, які, на вашу думку, є деякі продукти реакції, яку каталізує пепсин?

д Шлунок в нормі кислий. Як ви думаєте, що станеться з активністю пепсину та впливом на перетравлення білка, якщо рН значно підвищений?

10. Що визначає нейтральний рН? Що таке числове значення нейтрального рН?

11. Правда чи брехня. Ненасичені жирні кислоти мають прямі ланцюги.

12. Правда чи брехня. Код ДНК містить вказівки щодо правильної послідовності нуклеїнових кислот в білку.

13. Правда чи брехня. Фосфоліпіди складають клітинні мембрани.

14. Функція білків може включати:

А. допомагаючи клітинам зберігати форму

Б. допомагає знищити чужорідні речовини

С. прискорення біохімічних реакцій

D. все вищесказане

15. Що з перерахованого не входить до складу нуклеотиду?

А. азотна основа

B. молекула целюлози

C. молекула цукру

D. фосфатна група

16. «поштовхом», необхідним для початку хімічної реакції, є

А. ферментативна енергія

B. ендотермічна енергія

C. енергія активації

D. енергія реагенту

Розділ Резюме Огляд Відповіді

1. а. білки

б. вуглеводи

с. нуклеїнові кислоти

d. нуклеїнові кислоти

е. ліпіди

2. a. вуглець, водень і кисень

б. 87

c Ні, глікоген не є іоном, оскільки він не має заряду.

д Це полісахарид. Ви можете сказати це, тому що в питанні згадується, що глікоген є складним вуглеводом. Складні вуглеводи є полісахаридами і складаються з багатьох моносахаридів.

е. глікоген використовується для зберігання глюкози в організмі людини і діє як енергетичний запас.

3. Іони - це атоми або молекули з позитивним або негативним зарядом, наприклад, Na ⁺ або OH ^-. Вони мають різну кількість електронів і протонів, що призводить до цього загального чистого заряду. Полярні молекули, такі як вода (H ₂ O), мають невеликий електричний заряд в різних частинок молекули, але в цілому вони електрично нейтральні.

4. Мономер - це невелика молекула, яка може зв'язуватися в повторюваних одиницях, утворюючи більшу молекулу, звану полімером.

5. а. нуклеотиди

б. амінокислоти

с. моносахариди

6. А білок складається з одного або декількох поліпептидів.

7. Глюкоза - це форма вуглеводів, а інші вуглеводи легко розщеплюються на молекули глюкози. Тому людям з діабетом зазвичай кажуть обмежувати та/або контролювати споживання вуглеводів, оскільки вживання вуглеводів може різко вплинути на рівень глюкози в крові.

8. a. екзотермічний

б. ендотермічний

c. екзотермічний

d. ендотермічний

9. а. субстратом для пепсину є білок, який він розщеплює.

б. пепсин, як і всі ферменти, знижує енергію активації, необхідну для протікання реакції.

c Відповіді будуть відрізнятися. Зразок відповіді. Продукти перетравлення білка, ймовірно, менші частини білків, можливо, навіть аж до рівня окремих амінокислот.

d Пепсин вимагає кислого середовища, щоб функціонувати належним чином. Якщо рН шлунка підвищений, це стало б більш основним. Тому пепсин не буде функціонувати належним чином, і травлення білків буде порушено.

10. Нейтральний рН - це рН чистої води, якому дається значення 7. Речовини, які мають концентрацію іонів гідронію, таку ж, як і чиста вода, вважаються нейтральними.

11. Помилковий

12. Помилковий

13. Правда

14. D

15. Б

16. C