כפי שאנו כבר יודעים, התא מורכב מכימיקלים אורגניים ואי-אורגניים. החומרים האנאורגניים העיקריים המרכיבים את התא הם מלחים ומים.

מים כמרכיב של חיים

מים הם המרכיב הדומיננטי של כל האורגניזמים. פונקציות ביולוגיות חשובות של מים מבוצעות בשל התכונות הייחודיות של המולקולות שלהם, בפרט נוכחותם של דיפולים, המאפשרים להיווצר קשרי מימן בין התאים.

הודות למולקולות מים בגוף של יצורים חיים, מתרחשים תהליכי הייצוב התרמי והויסות התרמי. תהליך ויסות החום מתרחש עקב קיבולת החום הגבוהה של מולקולות המים: שינויי טמפרטורה חיצוניים אינם משפיעים על שינויי הטמפרטורה בתוך הגוף.

הודות למים, איברי גוף האדם שומרים על גמישותם. מים הם אחד המרכיבים העיקריים של נוזלי הסיכה הדרושים למפרקים של בעלי חוליות או לשק קרום הלב.

הוא כלול בריר, מה שמקל על תנועת החומרים דרך המעיים. מים הם מרכיב של מרה, דמעות ורוק.

מלחים וחומרים אנאורגניים אחרים

התאים של אורגניזם חי, בנוסף למים, מכילים חומרים אנאורגניים כמו חומצות, בסיסים ומלחים. Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1- הם החשובים ביותר בחיי האורגניזם. חומצות חלשות מבטיחות סביבה תא פנימית יציבה (אלקלית חלשה).

ריכוז היונים בחומר הבין תאי ובתוך התא יכול להיות שונה. כך, למשל, יוני Na + מרוכזים רק בנוזל הבין-תאי, בעוד ש-K + נמצא אך ורק בתא.

הפחתה חדה או עלייה במספר יונים מסוימים בהרכב התא מובילה לא רק לתפקוד לקוי שלו, אלא גם למוות. למשל, ירידה בכמות Ca + בתא גורמת לפרכוסים בתוך התא ולמוות נוסף שלו.

כמה חומרים אנאורגניים מקיימים לעתים קרובות אינטראקציה עם שומנים, חלבונים ופחמימות. אז דוגמה בולטת הן תרכובות אורגניות עם זרחן וגופרית.

גופרית, שהיא חלק ממולקולות חלבון, אחראית ליצירת קשרים מולקולריים בגוף. הודות לסינתזה של זרחן וחומרים אורגניים, משתחררת אנרגיה ממולקולות חלבון.

מלחי סידן

מלחי סידן תורמים להתפתחות תקינה של רקמת העצם, כמו גם לתפקוד המוח וחוט השדרה. חילוף החומרים של סידן בגוף מתבצע עקב ויטמין D. עודף או חוסר במלחי סידן מוביל לתפקוד לקוי של הגוף.

ספר לימוד לכיתות י'-י"א

סעיף I. תא - יחידת חיים
פרק א' הרכב כימי של התא

יצורים חיים מכילים מספר רב של יסודות כימיים. הם יוצרים שני סוגים של תרכובות - אורגניות ואי-אורגניות. תרכובות כימיות, שבסיס המבנה שלהן הם אטומי פחמן, הן סימן ההיכר של יצורים חיים. תרכובות אלו נקראות אורגניות. תרכובות אורגניות מגוונות ביותר, אך רק לארבעה מחלקות שלהן יש משמעות ביולוגית כללית: חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות ושומנים.

§ 1. תרכובות אנאורגניות

יסודות כימיים בעלי חשיבות ביולוגית.מתוך יותר מ-100 היסודות הכימיים המוכרים לנו, אורגניזמים חיים מכילים כ-80, ורק ביחס ל-24 ידוע אילו תפקידים הם מבצעים בתא. מכלול האלמנטים הללו אינו מקרי. מקורם של החיים במימי האוקיינוס ​​העולמי, ואורגניזמים חיים מורכבים בעיקר מאותם יסודות היוצרים תרכובות המסיסות בקלות במים. רוב היסודות הללו הם בין האור, התכונה שלהם היא היכולת להיכנס לקשרים חזקים (קוולנטיים) וליצור מולקולות מורכבות רבות ושונות.

חמצן (יותר מ-60%), פחמן (כ-20%) ומימן (כ-10%) שולטים בהרכב התאים של גוף האדם. חנקן, סידן, זרחן, כלור, אשלגן, גופרית, נתרן, מגנזיום, ביחד, מהווים כ-5%. שאר 13 האלמנטים מהווים לא יותר מ-0.1%. לתאים של רוב החיות יש הרכב יסודי דומה; רק התאים של צמחים ומיקרואורגניזמים שונים זה מזה. אפילו אותם אלמנטים הכלולים בתאים בכמויות זניחות לא ניתנים להחלפה בשום דבר והם נחוצים לחלוטין לכל החיים. לפיכך, תכולת היוד בתאים אינה עולה על 0.01%. עם זאת, עם מחסור בו באדמה (בגלל זה ובמוצרי מזון), הגדילה וההתפתחות של ילדים מתעכבים. תכולת הנחושת בתאי בעלי חיים אינה עולה על 0.0002%. אבל עם חוסר נחושת באדמה (ולכן בצמחים), מתרחשות מחלות המוניות של חיות משק.

הערך עבור התא של אלמנטים בסיסיים ניתן בסוף פסקה זו.

תרכובות אנאורגניות (מינרליות).הרכב התאים החיים כולל מספר תרכובות פשוטות יחסית שנמצאות גם בטבע הדומם – במינרלים, מים טבעיים. אלו תרכובות אנאורגניות.

מים הם אחד החומרים הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ. הוא מכסה את רוב פני כדור הארץ. כמעט כל היצורים החיים מורכבים בעיקר ממים. בבני אדם, תכולת המים באיברים וברקמות נעה בין 20% (ברקמת העצם) ל-85% (במוח). בערך 2/3 מהמסה של אדם הם מים, בגוף של מדוזה עד 95% מהמים, אפילו בזרעי צמחים יבשים, המים הם 10-12%.

למים יש כמה תכונות ייחודיות. תכונות אלה כה חשובות עבור אורגניזמים חיים, עד שאי אפשר לדמיין חיים ללא השילוב הזה של מימן וחמצן.

התכונות הייחודיות של המים נקבעות על פי מבנה המולקולות שלה. במולקולת מים, אטום חמצן אחד קשור באופן קוולנטי לשני אטומי מימן (איור 1). מולקולת המים היא קוטבית (דיפול). מטענים חיוביים מרוכזים באטומי מימן, מכיוון שהחמצן הוא אלקטרושלילי יותר ממימן.

אורז. 1. יצירת קשרי מימן במים

אטום החמצן הטעון שלילי של מולקולת מים אחת נמשך לאטום המימן הטעון חיובי של מולקולה אחרת כדי ליצור קשר מימן (איור 1).

מבחינת חוזק, קשר מימן חלש בערך פי 15-20 מקשר קוולנטי. לכן, קשר המימן נשבר בקלות, אשר נצפה, למשל, במהלך אידוי המים. עקב התנועה התרמית של מולקולות במים, חלק מקשרי מימן נשברים, אחרים נוצרים.

לפיכך, מולקולות במים נוזליים הן ניידות, מה שחשוב לתהליכים מטבוליים. מולקולות מים חודרות בקלות את ממברנות התא.

בשל הקוטביות הגבוהה של המולקולות, מים הם ממס לתרכובות קוטביות אחרות. יותר חומרים מתמוססים במים מאשר בכל נוזל אחר. לכן מתרחשות תגובות כימיות רבות בסביבה המימית של התא. מים ממיסים מוצרים מטבוליים ומוציאים אותם מהתא ומהגוף בכללותו.

למים קיבולת חום גבוהה, כלומר, יכולת לספוג חום עם שינוי מינימלי בטמפרטורה שלהם. בשל כך, הוא מגן על התא מפני שינויים פתאומיים בטמפרטורה. מכיוון שהרבה חום מושקע על אידוי מים, על ידי אידוי מים, אורגניזמים יכולים להגן על עצמם מפני התחממות יתר (לדוגמה, בזמן הזעה).

למים מוליכות תרמית גבוהה. תכונה זו יוצרת אפשרות לפיזור אחיד של חום בין רקמות הגוף.

מים משמשים כממס ל"חומרי סיכה" הדרושים בכל מקום בו יש משטחי שפשוף (למשל בחיבורים).

למים יש צפיפות מקסימלית ב-4 מעלות צלזיוס. לכן, קרח, שצפיפותו נמוכה יותר, קל יותר ממים וצף על פניו, מה שמגן על המאגר מפני הקפאה.

ביחס למים, כל חומרי התא מחולקים לשתי קבוצות: הידרופילי - "אוהב מים" והידרופובי - "מפחד ממים" (מיוונית "הידרו" - מים, "פילאו" - אהבה ו"פובוס" - פחד) .

חומרים הידרופיליים הם חומרים המסיסים מאוד במים. אלה מלחים, סוכרים, חומצות אמינו. חומרים הידרופוביים, לעומת זאת, כמעט בלתי מסיסים במים. אלה כוללים, למשל, שומנים.

משטחי התא המפרידים בין התא מהסביבה החיצונית ומכמה מבנים אחרים מורכבים מתרכובות בלתי מסיסות במים (הידרופוביות). זה שומר על השלמות המבנית של התא. באופן פיגורטיבי, תא יכול להיות מיוצג ככלי עם מים, שבו מתרחשות תגובות ביוכימיות המבטיחות חיים. הקירות של כלי זה אינם מסיסים במים. עם זאת, הם מסוגלים להעביר באופן סלקטיבי תרכובות מסיסות במים.

בנוסף למים, בין החומרים האנאורגניים של התא יש לציין מלחים שהם תרכובות יוניות. הם נוצרים על ידי קטיונים של אשלגן, נתרן, מגנזיום ומתכות אחרות ואניונים של חומצות הידרוכלוריות, פחמתיות, גופריתיות, זרחניות. במהלך ניתוק מלחים כאלה מופיעים קטיונים בתמיסות (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+ וכו') ואניונים (CI -, HCO 3 -, HS0 4 - וכו'). ריכוז היונים על פני השטח החיצוניים של התא שונה מריכוזם על פני השטח הפנימיים. מספר שונה של יוני אשלגן ונתרן על פני השטח הפנימיים והחיצוניים של התא יוצר הבדל מטען על הממברנה. על פני השטח החיצוניים של קרום התא ישנו ריכוז גבוה מאוד של יוני נתרן, ועל פני השטח הפנימיים ישנו ריכוז גבוה מאוד של יוני אשלגן וריכוז נמוך של נתרן. כתוצאה מכך נוצר הבדל פוטנציאלי בין המשטח הפנימי והחיצוני של קרום התא, הגורם להעברת עירור לאורך העצב או השריר.

יוני סידן ומגנזיום הם מפעילים של אנזימים רבים, ואם הם חסרים, תהליכים חיוניים בתאים מופרעים. מספר פונקציות חשובות מבוצעות באורגניזמים חיים על ידי חומצות אנאורגניות ומלחיהן. חומצה הידרוכלורית יוצרת סביבה חומצית בקיבה של בעלי חיים ובני אדם ובאיברים המיוחדים של צמחים אוכלי חרקים, ומאיצה את עיכול חלבוני המזון. שאריות חומצה זרחתית (H 3 P0 4), המצטרפות למספר חלבוני תאים אנזימטיים ואחרים, משנים את פעילותם הפיזיולוגית. שאריות של חומצה גופרתית, המצטרפות לחומרים זרים בלתי מסיסים במים, נותנות להם מסיסות ובכך תורמים להרחקתם מהתאים והאורגניזמים. מלחי נתרן ואשלגן של חומצות חנקתיות וזרחתיות, מלח סידן של חומצה גופרתית הם מרכיבים חשובים בתזונה המינרלית של צמחים, הם מוחלים על הקרקע כדשנים להזנת צמחים. ביתר פירוט, הערך עבור התא של יסודות כימיים ניתן להלן.

יסודות כימיים חשובים ביולוגית של התא

1. מה התפקיד הביולוגי של המים בתא?
2. אילו יונים נמצאים בתא? מה התפקיד הביולוגי שלהם?
3. איזה תפקיד ממלאים הקטיונים הכלולים בתא?

כל האורגניזמים על הפלנטה שלנו מורכבים מתאי הדומים בהרכבם הכימי. במאמר זה נדבר בקצרה על ההרכב הכימי של התא, תפקידו בחייו של האורגניזם כולו, ונגלה מה המדע חוקר נושא זה.

קבוצות של יסודות בהרכב הכימי של התא

המדע החוקר את החלקים והמבנה המרכיבים של תא חי נקרא ציטולוגיה.

ניתן לחלק את כל היסודות הכלולים במבנה הכימי של הגוף לשלוש קבוצות:

• מאקרונוטריינטים;
• יסודות קורט;
• אולטרה-מיקרו-אלמנטים.

מקרו-נוטריינטים כוללים מימן, פחמן, חמצן וחנקן. כמעט 98% מכלל המרכיבים המרכיבים נופלים על חלקם.

יסודות קורט זמינים בעשיריות ומאיות האחוז. ותכולה קטנה מאוד של אולטרה-מיקרו-אלמנטים - מאיות ואלפי האחוז.

4 המאמרים המוביליםשקרא יחד עם זה

בתרגום מיוונית, "מאקרו" פירושו גדול, ו"מיקרו" פירושו קטן.

מדענים מצאו שאין אלמנטים מיוחדים הטבועים רק באורגניזמים חיים. לכן, אותו טבע חי, אותו טבע דומם מורכב מאותם יסודות. זה מוכיח את הקשר ביניהם.

למרות התוכן הכמותי של יסוד כימי, היעדר או הפחתה של לפחות אחד מהם מוביל למוות של האורגניזם כולו. אחרי הכל, לכל אחד מהם יש משמעות משלו.

תפקיד ההרכב הכימי של התא

מקרונוטריינטים הם הבסיס לביופולימרים, כלומר חלבונים, פחמימות, חומצות גרעין ושומנים.

יסודות קורט הם חלק מהחומרים האורגניים החיוניים המעורבים בתהליכים מטבוליים. הם המרכיבים המרכיבים של מלחים מינרלים, שהם בצורה של קטיונים ואניונים, היחס שלהם קובע את הסביבה האלקלית. לרוב, הוא מעט בסיסי, כי היחס בין מלחים מינרליים אינו משתנה.

המוגלובין מכיל ברזל, כלורופיל - מגנזיום, חלבונים - גופרית, חומצות גרעין - זרחן, חילוף חומרים מתרחש עם כמות מספקת של סידן.

אורז. 2. הרכב התא

חלק מהיסודות הכימיים הם מרכיבים של חומרים אנאורגניים, כגון מים. הוא ממלא תפקיד חשוב בחייהם של תאי צמחים ובעלי חיים כאחד. מים הם ממס טוב, בגלל זה, כל החומרים בתוך הגוף מחולקים ל:

• הידרופילי - להמיס במים;
• הידרופובי - אין להמיס במים.

בשל נוכחות המים, התא הופך אלסטי, הוא תורם לתנועה של חומרים אורגניים בציטופלזמה.

אורז. 3. חומרים של התא.

טבלה "מאפייני ההרכב הכימי של התא"

כדי להבין בבירור אילו יסודות כימיים הם חלק מהתא, כללנו אותם בטבלה הבאה:

אלמנטים		מַשְׁמָעוּת
מקרונוטריינטים
חמצן, פחמן, מימן, חנקן
		מרכיב אינטגרלי מהקליפה בצמחים, בגוף החי הוא בהרכב העצמות והשיניים, לוקח חלק פעיל בקרישת הדם.
		כלול בחומצות גרעין, אנזימים, רקמת עצם ואמייל השן.
יסודות קורט
		זה הבסיס של חלבונים, אנזימים וויטמינים.
		מספק העברת דחפים עצביים, מפעיל סינתזת חלבון, פוטוסינתזה ותהליכי גדילה.
		אחד המרכיבים של מיץ קיבה, פרובוקטור אנזים.
		לוקח חלק פעיל בתהליכים מטבוליים, מרכיב של הורמון בלוטת התריס.
		מספק העברת דחפים במערכת העצבים, שומר על לחץ קבוע בתוך התא, מעורר סינתזה של הורמונים.
		מרכיב של כלורופיל, רקמת עצם ושיניים, מעורר סינתזת DNA ותהליכי העברת חום.
		חלק בלתי נפרד מהמוגלובין, עדשה, קרנית, מסנתז כלורופיל. מעביר חמצן לכל הגוף.
Ultramicroelements
		חלק בלתי נפרד מתהליכי היווצרות הדם, הפוטוסינתזה, מאיץ תהליכי חמצון תוך תאי.
מַנגָן		הוא מפעיל פוטוסינתזה, משתתף ביצירת דם, מספק תשואה גבוהה.
		מרכיב של אמייל השן.
		מסדיר את צמיחת הצמח.

מה למדנו?

לכל תא של הטבע החי יש קבוצה משלו של יסודות כימיים. על פי הרכבם, לאובייקטים בעלי טבע חי ודומם יש קווי דמיון, זה מוכיח את הקשר הקרוב ביניהם. כל תא מורכב ממאקרו-נוטריינטים, מיקרו-נוטריינטים ואולטרה-מיקרונוטריינטים, שלכל אחד מהם תפקיד משלו. היעדר לפחות אחד מהם מוביל למחלה ואף למוות של האורגניזם כולו.

חידון נושא

הערכת דוח

דירוג ממוצע: 4.5. סך הדירוגים שהתקבלו: 819.

חומרים אנאורגניים המרכיבים את התא

מטרת השיעור: לחקור את ההרכב הכימי של התא, לזהות את תפקידם של חומרים אנאורגניים.

מטרות השיעור:

חינוכי: להראות את מגוון היסודות הכימיים והתרכובות המרכיבות אורגניזמים חיים, את משמעותם בתהליך החיים;

מתפתח: להמשיך את היווצרות מיומנויות ויכולות של עבודה עצמאית עם ספר לימוד, היכולת להדגיש את העיקר, לגבש מסקנות;

חינוכי: לחנך גישה אחראית ליישום המשימות שהוקצו.

צִיוּד: מקרן מולטימדיה, מצגת, דפי מידע.

מערך שיעור

א. רגע ארגוני.

ברכות; - הכנת הקהל לעבודה; - זמינות תלמידים.

II. הנעת פעילות חינוכית.

- הנה קבוצת מילים: נחושת, חלבונים, ברזל, פחמימות, שומנים, ויטמינים, מגנזיום, זהב, גופרית, סידן, זרחן.

לאיזה שתי קבוצות ניתן לחלק את המילים הללו? הסבר את התשובה. (אורגני ואי-אורגני; כימיקלים ויסודות כימיים).

- מי מכם יכול למנות את תפקידם של חומרים מסוימים, יסודות בחייהם של אורגניזמים חיים?

- הגדר לעצמך את המטרה והיעדים של השיעור שלנו, על סמך כותרת הנושא.

III. הצגת חומר חדש.

הַצָגָה. המצגת כוללת 3 שיעורים בנושא זה בבת אחת. אנו מתחילים לעבוד עם שקופית המפתח השנייה: עקוב אחר ההיפר-קישור כדי לעבור לשיעור הרצוי.

שקופית 3:שיחה על פי הסכימה "התוכן של יסודות כימיים בגוף האדם".:

- התא מכיל כ-80 יסודות כימיים שונים המצויים בעצמים בעלי טבע דומם. מה זה יכול להגיד? (על המשותף של הטבע החי והדומם). 27 אלמנטים מבצעים פונקציות מסוימות, השאר נכנסים לגוף עם מזון, מים, אוויר.

- מהם היסודות הכימיים ובאיזה כמות נמצאים בגוף האדם?

- כל התרכובות הכימיות שנמצאות באורגניזמים חיים מחולקות לקבוצות.

- באמצעות הטבלה, שרטטו תרשים "הקבוצות העיקריות של יסודות כימיים בטבע" (ראה טבלה "אלמנטים המרכיבים את התאים של אורגניזמים חיים", ראה שולחן 1 ). חמצן, מימן, פחמן, חנקן, גופרית וזרחן הם מרכיבים חיוניים של מולקולות פולימרים ביולוגיים (חלבונים, חומצות גרעין), הם נקראים לעתים קרובות ביולוגים.

תָכְנִית

שקופית 5:התחל למלא את הטבלה - סיכום עיון במחברת שלך (טבלה זו תושלם בשיעורים הבאים, ראה טבלה 2 ).

- מכל התרכובות הכימיות הכלולות באורגניזמים חיים, המים מהווים 75 - 85% ממשקל הגוף.

מדוע יש צורך בכמות המים הזו? מה תפקידם של המים באורגניזם חי?

אתה כבר יודע שמבנה ותפקוד קשורים זה בזה. בואו נסתכל מקרוב על המבנה של מולקולת המים כדי לגלות מדוע יש למים תכונות כאלה. במהלך ההסבר, אתה ממלא את ההערות התומכות במחברת שלך (ראה שקופית 5).

שקופיות 6 - 7להדגים את התכונות המבניות של מולקולת המים, את תכונותיה.

- מבין התרכובות האנאורגניות המרכיבות אורגניזמים, יש חשיבות גדולה ביותר למלחים של חומצות מינרליות והקטיונים והאניונים המתאימים. אמנם הצורך של בני אדם ובעלי חיים במינרלים מתבטא בעשרות ואף באלפיות הגרם, אולם היעדר כל אחד מהמרכיבים החשובים מבחינה ביולוגית במזון מוביל למחלות קשות.

- מלא את הטבלה, העמודה "מלחים מינרלים", תוך שימוש בחומר ספר הלימוד עמ' 104 - 107. ( שקופית 8,לחץ על ההיפר-קישור כדי לבדוק את העבודה שנעשתה).

- תנו דוגמאות המוכיחות את תפקידם של מלחים מינרלים בחיי יצורים חיים.

IV. תיקון חומר חדש:

מספר תלמידים (כמה מחשבים בכיתה) מבצעים מבחן אינטראקטיבי 1 "חומרים אי-אורגניים של התא";

השאר מבצעים משימות לאימון חשיבה ויכולת הסקת מסקנות(נְדָבָה) :

יש קשר מסוים בין שני המונחים הראשונים. בין המושג הרביעי לאחד מהמושגים הבאים יש את אותו הקשר. מצא את זה:

1. יוד: בלוטת התריס = פלואור: __________________

א) לבלב ב) אמייל השןג) חומצת גרעין ד) בלוטות יותרת הכליה

2. ברזל: המוגלובין = __________: כלורופיל:

א) קובלט ב) נחושת ג) יוד ד) מגנזיום

3. לבצע הכתבה דיגיטלית "מולקולות". 1. קשרי מימן הם הקשרים החלשים ביותר במולקולה (1). 2. מבנה והרכב זהים (0). 3. ההרכב תמיד קובע את המבנה (0). 4. ההרכב והמבנה של מולקולה קובעים את תכונותיה (1). 5. הקוטביות של מולקולות המים מסבירה את יכולתן להתחמם ולהתקרר באיטיות (0). 6. אטום החמצן במולקולת המים נושא מטען חיובי. (0)

ו.סיכום השיעור.

השגתם את המטרות והיעדים של השיעור? אילו דברים חדשים גילית בשיעור הזה?

סִפְרוּת:

ביולוגיה. כיתה ט': מערכי שיעור לפי ספר הלימוד מאת S.G. Mamontov, V.B. Zakharova, N.I. Sonina / ed. - comp. מ.מ.גומניוק. וולגוגרד: מורה, 2006.

לרנר ג.י. ביולוגיה כללית. מבחני שיעור ומטלות. כיתה י' - יא'. / - מ': אקווריום, 1998.

Mamontov S.G., Zakharov V.B., Sonin N.I. ביולוגיה. דפוסים כלליים. כיתה ט': פרוק. לחינוך כללי ספר לימוד מפעלים. – M.: Bustard, 2000.

CD ערכת משאבים חינוכיים דיגיטליים עבור ספר הלימוד Teremov A.V., Petrosova R.A., Nikishov A.I. ביולוגיה. דפוסי חיים כלליים: 9 תאים. עורך הומני. מרכז VLADOS, 2003. Physicon LLC, 2007.

אורגניזמים מורכבים מתאי. לתאים של אורגניזמים שונים יש הרכב כימי דומה. טבלה 1 מציגה את היסודות הכימיים העיקריים המצויים בתאים של אורגניזמים חיים.

טבלה 1. תכולת היסודות הכימיים בתא

לפי התוכן בתא, ניתן להבחין בשלוש קבוצות של אלמנטים. הקבוצה הראשונה כוללת חמצן, פחמן, מימן וחנקן. הם מהווים כמעט 98% מההרכב הכולל של התא. הקבוצה השנייה כוללת אשלגן, נתרן, סידן, גופרית, זרחן, מגנזיום, ברזל, כלור. התוכן שלהם בתא הוא עשיריות ומאיות האחוז. המרכיבים של שתי הקבוצות הללו שייכים מאקרו-נוטריינטים(מיוונית. מאקרו- גדול).

שאר האלמנטים, המיוצגים בתא על ידי מאיות ואלפי האחוז, נכללים בקבוצה השלישית. זה יסודות קורט(מיוונית. מיקרו- קטן).

לא נמצאו בתא יסודות הטבועים רק בטבע החי. כל היסודות הכימיים הללו הם גם חלק מהטבע הדומם. זה מצביע על אחדות הטבע החי והדומם.

היעדר אלמנט כלשהו יכול להוביל למחלה, ואף למוות של הגוף, שכן כל אלמנט ממלא תפקיד מסוים. מקרונוטריינטים מהקבוצה הראשונה מהווים את הבסיס לביופולימרים - חלבונים, פחמימות, חומצות גרעין ושומנים, שבלעדיהם החיים בלתי אפשריים. גופרית היא חלק מחלבונים מסוימים, זרחן הוא חלק מחומצות גרעין, ברזל הוא חלק מהמוגלובין, ומגנזיום הוא חלק מכלורופיל. לסידן תפקיד חשוב בחילוף החומרים.

חלק מהיסודות הכימיים הכלולים בתא הוא חלק מחומרים אנאורגניים - מלחים מינרלים ומים.

מלח מינרלינמצאים בתא, ככלל, בצורה של קטיונים (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ואניונים (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), שהיחס ביניהם קובע את החומציות של המדיום, החשובה לחיי התאים.

(בתאים רבים, המדיום מעט בסיסי וה-pH שלו כמעט ולא משתנה, שכן יחס מסוים של קטיונים ואניונים נשמר בו כל הזמן.)

מבין החומרים האנאורגניים בחיות הבר, תפקיד עצום הוא מים.

החיים בלתי אפשריים בלי מים. הוא מהווה מסה משמעותית של רוב התאים. הרבה מים כלולים בתאי המוח ובעוברי האדם: יותר מ-80% מהמים; בתאי רקמת שומן - 40% בלבד, עד גיל מבוגר תכולת המים בתאים יורדת. אדם שמאבד 20% מהמים מת.

התכונות הייחודיות של המים קובעות את תפקידם בגוף. הוא מעורב בויסות חום, הנובע מיכולת החום הגבוהה של מים - צריכת כמות גדולה של אנרגיה בעת חימום. מה קובע את יכולת החום הגבוהה של המים?

במולקולת מים, אטום חמצן קשור בקוולנטיות לשני אטומי מימן. מולקולת המים היא קוטבית מכיוון שלאטום החמצן יש מטען שלילי חלקי, ולכל אחד משני אטומי המימן

מטען חיובי חלקי. קשר מימן נוצר בין אטום החמצן של מולקולת מים אחת לבין אטום המימן של מולקולה אחרת. קשרי מימן מספקים חיבור של מספר רב של מולקולות מים. כאשר מים מחוממים, חלק ניכר מהאנרגיה מושקעת על שבירת קשרי מימן, מה שקובע את יכולת החום הגבוהה שלהם.

מים - ממס טוב. בשל הקוטביות, המולקולות שלו מקיימות אינטראקציה עם יונים בעלי מטען חיובי ושלילי, ובכך תורמות לפירוק החומר. ביחס למים, כל חומרי התא מחולקים להידרופילים והידרופוביים.

הידרופילי(מיוונית. הידרו- מים ו fileo- אהבה) נקראים חומרים שמתמוססים במים. אלה כוללים תרכובות יוניות (למשל מלחים) וכמה תרכובות לא יוניות (למשל סוכרים).

הידרופובי(מיוונית. הידרו- מים ו פובוסים- פחד) נקראים חומרים שאינם מסיסים במים. אלה כוללים, למשל, שומנים.

מים ממלאים תפקיד חשוב בתגובות הכימיות המתרחשות בתא בתמיסות מימיות. הוא ממיס תוצרים מטבוליים שאינם נחוצים לגוף ובכך תורם לסילוקם מהגוף. תכולת המים הגבוהה בתא מעניקה לו גְמִישׁוּת. מים מקלים על התנועה של חומרים שונים בתוך התא או מתא לתא.

גופים בעלי טבע חי ודומם מורכבים מאותם יסודות כימיים. הרכב האורגניזמים החיים כולל חומרים אנאורגניים - מים ומלחי מינרלים. הפונקציות הרבות החיוניות של המים בתא נובעות מהמוזרויות של המולקולות שלו: הקוטביות שלהן, היכולת ליצור קשרי מימן.

רכיבים לא אורגניים של התא

כ-90 יסודות נמצאים בתאים של אורגניזמים חיים, וכ-25 מהם נמצאים כמעט בכל התאים. לפי התוכן בתא, היסודות הכימיים מחולקים לשלוש קבוצות גדולות: מאקרו-אלמנטים (99%), מיקרו-אלמנטים (1%), אולטרה-מיקרו-אלמנטים (פחות מ-0.001%).

מקרונוטריינטים כוללים חמצן, פחמן, מימן, זרחן, אשלגן, גופרית, כלור, סידן, מגנזיום, נתרן וברזל.
מיקרו-אלמנטים כוללים מנגן, נחושת, אבץ, יוד, פלואור.
Ultramicroelements כוללים כסף, זהב, ברום, סלניום.

אלמנטים	תוכן בגוף (%)	משמעות ביולוגית
מקרו-נוטריינטים:
O.C.H.N	62-3	הם חלק מכל החומרים האורגניים של התא, מים
זרחן R	1,0	הם חלק מחומצות גרעין, ATP (יוצר קשרים מאקרו-אירגיים), אנזימים, רקמת עצם ואמייל שיניים
סידן Ca +2	2,5	בצמחים הוא חלק מממברנת התא, בבעלי חיים הוא חלק מהעצמות והשיניים, הוא מפעיל קרישת דם
יסודות קורט:	1-0,01
גופרית S	0,25	מכיל חלבונים, ויטמינים ואנזימים
אשלגן K+	0,25	גורם להולכה של דחפים עצביים; מפעיל של אנזימים של סינתזת חלבון, תהליכי פוטוסינתזה, גידול צמחים
כלור CI -	0,2	הוא מרכיב של מיץ קיבה בצורה של חומצה הידרוכלורית, מפעיל אנזימים
נתרן Na+	0,1	מספק הולכה של דחפים עצביים, שומר על לחץ אוסמוטי בתא, מגרה סינתזה של הורמונים
מגנזיום Mg +2	0,07	כלול במולקולת הכלורופיל, הנמצאת בעצמות ובשיניים, מפעילה סינתזת DNA, חילוף חומרים אנרגטי
יוד אני -	0,1	הוא חלק מהורמון בלוטת התריס - תירוקסין, משפיע על חילוף החומרים
ברזל פה+3	0,01	הוא חלק מהמוגלובין, מיוגלובין, העדשה והקרנית של העין, מפעיל אנזים, ומעורב בסינתזה של כלורופיל. מספק הובלת חמצן לרקמות ואיברים
Ultramicroelements:	פחות מ-0.01, כמויות עקבות
נחושת Si +2		משתתף בתהליכים של hematopoiesis, פוטוסינתזה, מזרז תהליכי חמצון תוך תאיים
מנגן מנגן		מגביר את התפוקה של צמחים, מפעיל את תהליך הפוטוסינתזה, משפיע על תהליכי ההמטופואזה
בור V		משפיע על תהליכי הצמיחה של צמחים
פלואור F		זה חלק מהאמייל של השיניים, עם מחסור, מתפתחת עששת, עם עודף - פלואורוזיס
חומרים:
H 2 0	60-98	הוא מרכיב את הסביבה הפנימית של הגוף, משתתף בתהליכי הידרוליזה, מבנים את התא. ממס אוניברסלי, זרז, משתתף בתגובות כימיות

רכיבים אורגניים של תא

חומרים	מבנה ומאפיינים	פונקציות
ליפידים
	אסטרים של חומצות שומן גבוהות יותר וגליצרול. פוספוליפידים מכילים גם שארית H 3 PO4. יש להם תכונות הידרופוביות או הידרופיליות-הידרופוביות, עוצמת אנרגיה גבוהה	בְּנִיָה- יוצר שכבה ביליפידית של כל הממברנות. אֵנֶרְגִיָה. רגולציה תרמית. מָגֵן. הורמונלי(קורטיקוסטרואידים, הורמוני מין). רכיבים של ויטמינים D, E. מקור מים בגוף שמור חומר תזונתי
פחמימות
חד סוכרים: גלוקוז, פרוקטוז, ריבוז, דאוקסיריבוז	מסיס היטב במים	אֵנֶרְגִיָה
דו סוכרים: סוכרוז, מלטוז (סוכר מאלט)	מסיס במים	רכיבים של DNA, RNA, ATP
פוליסכרידים: עֲמִילָן, גליקוגן, תָאִית	מסיס גרוע או לא מסיס במים	שמור חומר תזונתי. בנייה - המעטפת של תא צמחי
סנאים	פולימרים. מונומרים - 20 חומצות אמינו.	אנזימים הם ביו-זרזים.
	מבנה I - רצף חומצות האמינו בשרשרת הפוליפפטידית. תקשורת - פפטיד - CO- NH-	בנייה - הם חלק ממבני הממברנה, ריבוזומים.
	מבנה II - א-הליקס, קשר - מימן	מוטורי (חלבוני שריר מתכווצים).
	מבנה III - תצורה מרחבית א- ספירלות (כדוריות). קשרים - יוניים, קוולנטיים, הידרופוביים, מימן	הובלה (המוגלובין). מגן (נוגדנים). מווסת (הורמונים, אינסולין)
	מבנה IV אינו אופייני לכל החלבונים. חיבור של מספר שרשראות פוליפפטידים למבנה-על אחד, הם מסיסים בצורה גרועה במים. הפעולה של טמפרטורות גבוהות, חומצות מרוכזות ואלקליות, מלחים של מתכות כבדות גורמת לדנטורציה
חומצות גרעין:	ביופולימרים. מורכב מנוקלאוטידים
DNA - חומצה דאוקסי-ריבונוקלאית.	הרכב נוקלאוטידים: דאוקסיריבוז, בסיסים חנקניים - אדנין, גואנין, ציטוזין, תימין, שאריות H 3 PO 4. השלמה של בסיסים חנקניים A \u003d T, G \u003d C. סליל כפול. בעל יכולת הכפלה עצמית	הם יוצרים כרומוזומים. אחסון והעברה של מידע תורשתי, קוד גנטי. ביוסינתזה של RNA, חלבונים. מקודד את המבנה הראשוני של חלבון. כלול בגרעין, במיטוכונדריה, בפלסטידים
RNA - חומצה ריבונוקלאית.	הרכב נוקלאוטידים: ריבוז, בסיסים חנקן - אדנין, גואנין, ציטוזין, אורציל, שאריות H 3 PO 4 השלמה של בסיסים חנקניים A \u003d U, G \u003d C. שרשרת אחת
RNA שליח		העברת מידע על המבנה הראשוני של החלבון, המעורב בביוסינתזה של חלבון
RNA ריבוזומלי		בונה את גוף הריבוזום
העבר RNA		מקודד ומעביר חומצות אמינו לאתר סינתזת החלבון - הריבוזום
RNA ו-DNA ויראלי		המנגנון הגנטי של וירוסים

אנזימים.

התפקיד החשוב ביותר של חלבונים הוא קטליטי. מולקולות חלבון שמגבירות את קצב התגובות הכימיות בתא במספר סדרי גודל נקראות אנזימים. אף תהליך ביוכימי אחד בגוף לא מתרחש ללא השתתפות אנזימים.

למעלה מ-2000 אנזימים התגלו עד כה. היעילות שלהם גבוהה פי כמה מהיעילות של זרזים אנאורגניים המשמשים בייצור. אז, 1 מ"ג ברזל בהרכב האנזים קטלאז מחליף 10 טון ברזל אנאורגני. Catalase מגביר את קצב הפירוק של מי חמצן (H 2 O 2) פי 10 11. האנזים המזרז את היווצרות חומצה פחמנית (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) מאיץ את התגובה פי 10 7.

תכונה חשובה של אנזימים היא הספציפיות של פעולתם; כל אנזים מזרז רק אחת או קבוצה קטנה של תגובות דומות.

החומר שעליו פועל אנזים נקרא מצע. המבנים של מולקולת האנזים והמצע חייבים להתאים זה לזה בדיוק. זה מסביר את הספציפיות של הפעולה של אנזימים. כאשר מצע משולב עם אנזים, המבנה המרחבי של האנזים משתנה.

ניתן לתאר באופן סכמטי את רצף האינטראקציה בין האנזים למצע:

Substrate+Enzyme - אנזים-מצע קומפלקס - אנזים+מוצר.

ניתן לראות מהתרשים שהסובסטרט מתאחד עם האנזים ויוצר קומפלקס אנזים-סובסטרט. במקרה זה, המצע הופך לחומר חדש - המוצר. בשלב הסופי האנזים משתחרר מהמוצר ושוב יוצר אינטראקציה עם מולקולת הסובסטרט הבאה.

אנזימים פועלים רק בטמפרטורה מסוימת, ריכוז חומרים, חומציות הסביבה. שינוי בתנאים מביא לשינוי במבנה השלישוני והרבעוני של מולקולת החלבון, וכתוצאה מכך לדיכוי פעילות האנזים. איך זה קורה? רק לחלק מסוים של מולקולת האנזים יש פעילות קטליטית, הנקראת מרכז פעיל. המרכז הפעיל מכיל בין 3 ל-12 שיירי חומצות אמינו ונוצר כתוצאה מכיפוף שרשרת הפוליפפטיד.

בהשפעת גורמים שונים משתנה מבנה מולקולת האנזים. במקרה זה, התצורה המרחבית של המרכז הפעיל מופרעת, והאנזים מאבד את פעילותו.

אנזימים הם חלבונים הפועלים כזרזים ביולוגיים. הודות לאנזימים, קצב התגובות הכימיות בתאים עולה במספר סדרי גודל. תכונה חשובה של אנזימים היא סגוליות הפעולה בתנאים מסוימים.

חומצות גרעין.

חומצות גרעין התגלו במחצית השנייה של המאה ה-19. הביוכימאי השוויצרי F. Miescher, אשר בודד חומר בעל תכולה גבוהה של חנקן וזרחן מגרעיני התאים וכינה אותו "גרעין" (מ-lat. גַרעִין- גרעין).

חומצות גרעין אוגרות מידע תורשתי על המבנה והתפקוד של כל תא וכל היצורים החיים על פני כדור הארץ. ישנם שני סוגים של חומצות גרעין - DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) ו-RNA (חומצה ריבונוקלאית). חומצות גרעין, כמו חלבונים, הן ספציפיות למין, כלומר לאורגניזמים מכל מין יש סוג DNA משלהם. כדי לגלות את הסיבות לספציפיות המין, שקול את המבנה של חומצות גרעין.

מולקולות חומצת גרעין הן שרשראות ארוכות מאוד המורכבות ממאות רבות ואף מיליוני נוקלאוטידים. כל חומצת גרעין מכילה רק ארבעה סוגים של נוקלאוטידים. הפונקציות של מולקולות חומצת גרעין תלויות במבנה שלהן, בנוקלאוטידים המרכיבים אותן, במספרן בשרשרת וברצף התרכובת במולקולה.

כל נוקלאוטיד מורכב משלושה מרכיבים: בסיס חנקני, פחמימה וחומצה זרחתית. כל נוקלאוטיד DNA מכיל אחד מארבעת סוגי הבסיסים החנקניים (אדנין - A, תימין - T, גואנין - G או ציטוזין - C), וכן פחמימה דאוקסיריבוז ושארית חומצה זרחתית.

לפיכך, נוקלאוטידים של DNA נבדלים רק בסוג הבסיס החנקני.

מולקולת ה-DNA מורכבת ממספר עצום של נוקלאוטידים המחוברים בשרשרת ברצף מסוים. לכל סוג של מולקולת DNA יש מספר ורצף נוקלאוטידים משלו.

מולקולות ה-DNA ארוכות מאוד. לדוגמה, כדי לרשום את רצף הנוקלאוטידים במולקולות DNA מתא אנושי אחד (46 כרומוזומים), יהיה צורך בספר של כ-820,000 עמודים. החלפה של ארבעה סוגי נוקלאוטידים יכולה ליצור מספר אינסופי של גרסאות של מולקולות DNA. תכונות אלו של מבנה מולקולות ה-DNA מאפשרות להן לאחסן כמות עצומה של מידע על כל הסימנים של אורגניזמים.

בשנת 1953, הביולוג האמריקאי ג'יי ווטסון והפיזיקאי האנגלי פ. קריק יצרו מודל למבנה מולקולת ה-DNA. מדענים מצאו שכל מולקולת DNA מורכבת משני גדילים המחוברים ביניהם ומפותלים בצורה ספירלית. זה נראה כמו סליל כפול. בכל שרשרת, ארבעה סוגי נוקלאוטידים מתחלפים ברצף מסוים.

הרכב הנוקלאוטידים של ה-DNA שונה בסוגים שונים של חיידקים, פטריות, צמחים ובעלי חיים. אבל זה לא משתנה עם הגיל, זה תלוי מעט בשינויים בסביבה. נוקלאוטידים מזווגים, כלומר, מספר נוקלאוטידים אדנין בכל מולקולת DNA שווה למספר נוקלאוטידים של תימידין (A-T), ומספר נוקלאוטידים ציטוזין שווה למספר נוקלאוטידים גואנין (C-G). זאת בשל העובדה שחיבור של שתי שרשראות זו לזו במולקולת DNA מציית לכלל מסוים, כלומר: אדנין של שרשרת אחת מחובר תמיד בשני קשרי מימן רק עם תימין של השרשרת השנייה, וגואנין בשלושה מימן. קשרים עם ציטוזין, כלומר, שרשראות הנוקלאוטידים של DNA מולקולה אחת משלימות, משלימות זו את זו.

מולקולות חומצת גרעין - DNA ו-RNA מורכבים מנוקלאוטידים. הרכב נוקלאוטידים של ה-DNA כולל בסיס חנקני (A,T,G,C), פחמימת דאוקסיריבוז ושריד של מולקולת חומצה זרחתית. מולקולת ה-DNA היא סליל כפול המורכב משני גדילים המחוברים בקשרי מימן על פי עקרון ההשלמה. תפקידו של ה-DNA הוא לאחסן מידע תורשתי.

בתאים של כל האורגניזמים יש מולקולות של ATP - חומצה טריפוספורית אדנוזין. ATP הוא חומר תא אוניברסלי, שלמולקולה שלו יש קשרים עשירים באנרגיה. מולקולת ה-ATP היא סוג אחד של נוקלאוטידים, אשר, כמו נוקלאוטידים אחרים, מורכב משלושה מרכיבים: בסיס חנקני – אדנין, פחמימה – ריבוז, אך במקום אחד הוא מכיל שלושה שיירים של מולקולות חומצה זרחתית (איור 12). הקשרים המצוינים על ידי הסמל באיור עשירים באנרגיה ונקראים מאקרו-אירגי. כל מולקולת ATP מכילה שני קשרים מאקרו-אירגיים.

כאשר נשבר קשר בעל אנרגיה גבוהה ומולקולה אחת של חומצה זרחתית מתנתקת בעזרת אנזימים, משתחררים 40 קילו ג'ל/מול של אנרגיה, ו-ATP הופך ל-ADP - חומצה דיפוספורית אדנוזין. עם ביטול עוד מולקולה אחת של חומצה זרחתית, משתחררים עוד 40 קילו ג'ל/מול; נוצר AMP - חומצה מונו-פוספורית אדנוזין. תגובות אלו הן הפיכות, כלומר AMP יכול להפוך ל-ADP, ADP - ל-ATP.

מולקולות ATP לא רק מפורקות, אלא גם מסונתזות, ולכן התוכן שלהן בתא קבוע יחסית. החשיבות של ATP בחיי התא היא עצומה. מולקולות אלו ממלאות תפקיד מוביל במטבוליזם האנרגיה הדרוש להבטחת הפעילות החיונית של התא והאורגניזם בכללותו.

אורז. 12. סכימה של מבנה ATP.

אדנין -

מולקולת RNA, ככלל, היא שרשרת אחת המורכבת מארבעה סוגי נוקלאוטידים - A, U, G, C. ידועים שלושה סוגים עיקריים של RNA: mRNA, rRNA, tRNA. התוכן של מולקולות RNA בתא אינו קבוע, הן מעורבות בביוסינתזה של חלבון. ATP הוא חומר האנרגיה האוניברסלי של התא, שבו יש קשרים עשירים באנרגיה. ל-ATP תפקיד מרכזי בחילופי האנרגיה בתא. RNA ו-ATP נמצאים גם בגרעין וגם בציטופלזמה של התא.

משימות ומבחנים בנושא "נושא 4. "הרכב כימי של התא."

• פולימר, מונומר;
• פחמימה, חד סוכר, דו סוכר, פוליסכריד;
• שומנים, חומצת שומן, גליצרול;
• חומצת אמינו, קשר פפטיד, חלבון;
• זרז, אנזים, אתר פעיל;
• חומצת גרעין, נוקלאוטיד.

ציין 5-6 סיבות מדוע מים הם מרכיב כה חשוב במערכות חיים.

ציין את ארבעת המחלקות העיקריות של תרכובות אורגניות המצויות באורגניזמים חיים; לתאר את התפקיד של כל אחד.

הסבירו מדוע תגובות מבוקרות אנזים תלויות בטמפרטורה, pH ונוכחות קו-אנזימים.

תאר את תפקידו של ATP במשק האנרגיה של התא.

ציין את חומרי המוצא, השלבים העיקריים והתוצרים הסופיים של תגובות הנגרמות על ידי אור ותגובות קיבוע פחמן.

תן תיאור קצר של הסכימה הכללית של הנשימה התאית, שממנה יהיה ברור מה המקום שבו תופסות התגובות של הגליקוליזה, מחזור G. Krebs (מחזור חומצת לימון) ושרשרת הובלה של האלקטרונים.

השווה נשימה ותסיסה.

תאר את מבנה מולקולת ה-DNA והסבר מדוע מספר שיירי האדנין שווה למספר שיירי התימין, ומספר שיירי הגואנין שווה למספר שיירי הציטוזין.

ערכו סכימה קצרה של סינתזת RNA על DNA (תעתוק) בפרוקריוטים.

תאר את תכונות הקוד הגנטי והסבר מדוע הוא צריך להיות שלישייה.

בהתבסס על שרשרת DNA זו וטבלת הקודונים, קובעים את הרצף המשלים של RNA מטריקס, מציינים את הקודונים של ה-Transfer RNA ואת רצף חומצות האמינו שנוצר כתוצאה מהתרגום.

רשום את שלבי סינתזת החלבון ברמת הריבוזומים.

אלגוריתם לפתרון בעיות.

סוג 1. העתקה עצמית של DNA.

לאחת משרשרות ה-DNA יש את רצף הנוקלאוטידים הבא:
AGTACCGATACCGATTTCG...
איזה רצף של נוקלאוטידים יש לשרשרת השנייה של אותה מולקולה?

כדי לכתוב את רצף הנוקלאוטידים של הגדיל השני של מולקולת ה-DNA, כאשר רצף הגדיל הראשון ידוע, מספיק להחליף את תימין באדנין, אדנין בטימין, גואנין בציטוזין וציטוזין בגואנין. ביצוע ההחלפה הזו, נקבל את הרצף:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...

סוג 2. קידוד חלבון.

לשרשרת חומצות האמינו של חלבון הריבונוקלאז יש את ההתחלה הבאה: ליזין-גלוטמין-תראונין-אלנין-אלנין-אלנין-ליזין ...
איזה רצף של נוקלאוטידים מתחיל את הגן המתאים לחלבון זה?

לשם כך, השתמש בטבלה של הקוד הגנטי. עבור כל חומצת אמינו, אנו מוצאים את ייעוד הקוד שלה בצורה של שלישיית הנוקלאוטידים המתאימה וכותבים אותו. מסדרים את השלשות הללו בזו אחר זו באותו סדר שבו עוברות חומצות האמינו המתאימות, אנו מקבלים את הנוסחה למבנה של מקטע ה-RNA שליח. ככלל, יש כמה טריפלים כאלה, הבחירה נעשית לפי החלטתכם (אבל נלקחת רק אחת מהשלשות). ייתכנו מספר פתרונות, בהתאמה.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAG

באיזה רצף חומצות אמינו מתחיל חלבון אם הוא מקודד על ידי רצף כזה של נוקלאוטידים:
ACGCCATGGCCGGT...

על פי עקרון ההשלמה, אנו מוצאים את המבנה של קטע ה-RNA האינפורמטיבי שנוצר על קטע נתון של מולקולת ה-DNA:
UGCGGGUACCCGCCCA...

לאחר מכן נפנה לטבלת הקוד הגנטי ולכל שלישיית נוקלאוטידים, החל מהראשון, אנו מוצאים וכותבים את חומצת האמינו המתאימה לו:
ציסטאין-גליצין-טירוזין-ארגינין-פרולין-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "ביולוגיה כללית". מוסקבה, "נאורות", 2000

• נושא 4. "הרכב כימי של התא". §2-§7 עמ' 7-21
• נושא 5. "פוטוסינתזה". §16-17 עמ' 44-48
• נושא 6. "נשימה סלולרית". §12-13 עמ' 34-38
• נושא 7. "מידע גנטי". §14-15 עמ' 39-44