Sinteza proteina

Bjelančevine ili proteini → najviše različitih funkcija u živom organizmu

• Građevne tvari → keratin (kosa, dlaka, vuna, perje, rogovi)
• Vezivne tvari → kolagen
• Zaštitne tvari → protutijela

Proteini → polimeri

• Aminokiseline povezane peptidnom vezom

 

• Dipeptid → dvije aminokiseline 
• Oligopeptid → tri do deset aminokiselina 
• Polipeptid → deset do sto aminokiselina 
• Proteini → više od sto aminokiselina

Dvadeset aminokiselina u sastavu proteina.

Čovjek → sinteza deset aminokiselina

Esencijalne aminokiseline → potreban unos u organizam

Gen → dio DNA koji nosi informaciju za sintezu proteina i različitih molekula RNA

Genski kod → spona (“način komuniciranja”) između gena i proteina

Ribonukleinska kiselina (RNA)

• Jezgra
• Citoplazma
• Ribosomi → sinteza proteina

• Jednolančana molekula
• Šećer riboza
• Dušična baza uracil

Tri vrste RNA:

Glasnička RNA (mRNA)

• Izlazi iz jezgre u citoplazmu na ribosome

• Uputa za sintezu proteina

Prijenosna ili transportna RNA (tRNA)

• Prijenos aminokiseline do ribosoma

Ribosomska RNA (rRNA)

• Izgradnja ribosoma

Genski zapis (šifra ili kod) → slijed tri nukleotida (triplet) na molekuli DNA

• Jedan triplet određuje jednu aminokiselinu

Prepisivanje ili transkripcija

• Početak sinteze proteina
• Jezgra
• Prepisivanje kodova s DNA u kodone na mRNA
• Enzim RNA polimeraza

Prevođenje ili translacija

• Prevođenje upute s mRNA na redoslijed aminokiselina
• Ribosom
• tRNA donosi aminokiseline na ribosom
• Specifičan triplet dušičnih baza tRNA → antikodon

Prvi kodon → start kodon AUG → metionin

Stop kodon → prekid sinteze proteina

• UAA
• UAG
• UGA

Proces sinteze proteina → jednak u svim živim bićima

Središnja biološka dogma:

Eukarioti

Kodirajuće regije na molekuli DNA → eksoni

Nekodirajuće regije → introni

Izrezivanje instronskih sekvenci

Povezivanje eksona

Zadaci iz kemije za treći razred

1. Izračunaj gustoću zlata koje kristalizira u obliku plošno centrirane kocke, a duljina brida elementarne ćelije je 0,407 nm.

2. Maseni udio magnezijevih ion u morskoj vodi je 0,13%. Kolika je masa morske vode koju treba preraditi kako bi se proizvela 1 tona magnezija pri iskorištenju 75%

3. Jednadžbama prikaži reakciju natrijeve lužine:
a) sa sumporovim (IV) oksidom
b) s ugljikovim (IV) okisdom
c) sa sumporovodikom
Plinovi se uvode u otopinu do zasićenja.
U koju vrstu reakcija ubrajamo navedene reakcije?

4. Jednadžbama prikaži procese na elektrodama pri dobivanju aluminija iz glinice. Zašto se anodni blokovi procesom elektrolize troše?

5. Pri temperaturi 400°C i tlaku 250 bara, reakcijom 2,80 g dušika s dovoljnom količinom vodika, nastaje 0,72 g amonijaka. Izračunaj iskorištenje reakcije.

6. Izračunaj promjenu standardne Gibbsove energije za reakciju 50,0 g dušika s kisikom pri 25°C.
Jednadžba reakcije je:
N₂(g) + O₂(g) → 2 NO(g)
Može li se NO raspasti na elemente pri zadanim uvjetima?

7. Izračunaj pH puferske otopine u kojoj su množinske koncentracije:
C(NH₃) = 0,15 moldm^-3, C(NH₄Cl) = 0,35 moldm^-3.
Konstanta disocijacije K_b = 1,8 • 10^-5 moldm^-3.

8. Masa tekućeg klorida formule XCl₂ je 0,200 g, a volumen pare je 55,8 cm³ pri standardnom tlaku i temperaturi 350 K.
a) Izračunaj relativnu atomsku masu elementa X.
b) Odredi atomski broj elementa X.

9. Izračunaj promjenu entropije pri kondenzaciji 1 mola vode. Temperatura je 100°C, a molarna entalpija isparavanja vode je 40,7 kJ/mol.

10. Molarna entalpija taljenja leda je 6,008 kJ/mol. Promjena entropije pri očvršćivanju 2 mola vode je:
a) 43,98 J/K
b) 218,2 J/K
c) -43,98 J/K
d) -218,2 J/K
Odaberi ispravan odgovor.

11. Izračunaj konstantu ravnoteže Kc pri t = 25°C za reakciju:
2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)

12. Što nastaje elektrolizom vruće otopine kalij – klorida?

13. Poredaj kovalentne veze prema porastu polarnosti: C – F, H – F, F – F, O – F

14. Jednadžbama prikaži reakcije:
a) natrija i vodika
b) broma i vodika
c) sumpora i vodika
d) butana (C₄H₁₀) i vodene pare.

Fotosinteza

Reakcije fotosinteze

Listovi → najvažniji organi za fotosintezu
Reakcije fotosinteze dijele se na primarne i sekundarne reakcije.

Primarne reakcije

• Reakcije ovisne o svjetlosti

• Fotofosforilacija i fotoliza voda

• Odvijaju se na tilakoidnim membranama kloroplasta
• Stvaranje molekula NADPH i ATP-a pomoću Sunčeve energije

Sekundarne reakcije

• Reakcije u tami

• Neovisne o svjetlosti

• Calvinov ciklus

• Stroma kloroplasta
• Sinteza organskih molekula pomoću kemijske energije sadržane u molekulama ATP-a i NADPH

Primarne reakcije

Fotosustavi I i II → udružene molekule biljnih pigmenata u sastavu tilakoidnih membrana. Fotosustav se sastoji od antenskih molekula i reakcijskog središta.

Antenske molekule 

• Molekule pigmenta
• “Hvataju” fotone svjetlosti i usmjeravaju u reakcijsko središte

Reakcijsko središte
• Klorofil a
• Izbacivanje dva elektrona iz atoma magnezija pomoću energije fotona

• Izbacivanje elektrona iz fotosustava I i II → transportni lanac elektrona
• Prelazak elektrona na oksidirani koenzim NADP⁺
• Oksidirani fotosustav II  oduzima elektrone iz atoma kisika u molekulama vode

Fotoliza vode → razgradnja vode pomoću svjetlosti na elementarni kisik i vodikove ione.

• Nakupljanje vodikovih iona u unutrašnjosti tilakoida; dolazi do stvaranja njegovog gradijenta u odnosu na stromu kloroplasta

• Difuzija H⁺ iona u stromu preko enzima ATP- sintetaze → oslobađanje kemijske energije i pohranjivanje u molekulama ATP-a

• Nakupljanje ATP i NADPH u stromi → Calvinov ciklus 

Sekundarne reakcije (Calvinov ciklus)

• Sekundarne reakcije počinju vezanjem ugljikova (IV) oksida na ribuloza-1,5-difosfat  

• Karboksilacija → vezanje CO₂ 

• Prvi korak Calvinovog ciklusa katalizira enzim ribuloza-1,5-difosfat karboksilaza oksigenaza (rubisko) 

• Sinteza glukoze iz šećera s tri ugljikova atoma koji nastaje u Calvinovom ciklusu
• Glukoza je primarni produkt fotosinteze
• Polimerizacija glukoze u škrob

Usporedba fotosinteze i staničnog disanja:

Nacionalni ispiti 2007

I. Zadatci s jednim točnim odgovorom
UPUTA: Na listu za odgovore trebaš obilježiti znakom X samo jedan od četiriju ponuđenih odgovora. Točan odgovor donosi 1 bod, a netočan 0 bodova.
 
1. U kojoj se od navedenih staničnih tvorbi zbiva stanično disanje?
A. ribosomu
B. lizosomu
C. endoplazmatskoj mrežici
D. mitohondriju
 
Točan odgovor: D
 
2. Broj kromosoma je u tjelesnim stanicama:
A. polovičan
B. triploidan
C. diploidan
D. haploidan

Točan odgovor: C
 
3. Koji od navedenih organizama pripadaju carstvu protista (protoktista)?
A. alge
B. bakterije
C. cijanobakterije
D. papratnjače
 
Točan odgovor: A
 
4. Koja je molekula prikazana crtežom?
 

A. nukleotid
B. nukleinska kiselina
C. aminokiselina
D. triglicerid
 
Točan odgovor: C
 
5. U molekuli prikazanoj na slici postoje:
 
 
 A. vodikove veze unutar lanaca i kovalentne veze među lancima
B. kovalentne veze unutar lanaca i vodikove veze među lancima
C. kovalentne veze unutar lanaca i među lancima
D. vodikove veze unutar lanaca i među lancima
 
Točan odgovor: B
 
6. Koja će se molekula osloboditi pri nastanku dipeptida?
A. voda
B. alkohol
C. kisik
D. ugljikov(IV) oksid
 
Točan odgovor: A
 
7. Koje stanične strukture su najsličnije po građi?
A. Golgijevo tijelo i ribosom
B. kloroplast i ribosom
C. kloroplast i mitohondrij
D. ribosom i lizosom
 
Točan odgovor: C
 
8. Koji spoj životinjama služi za skladištenje energije?
A. kolesterol
B. triglicerid
C. glicerol
D. škrob
 
Točan odgovor: B
 
9. Koji od navedenih spojeva sadrži dušičnu bazu?
A. DNA-polimeraza
B. pepsin
C. ATP
D. fosfolipid

Točan odgovor: C
 
10. Koji je proces prikazan na slici?

A. olakšana difuzija
B. osmoza
C. pinocitoza
D. aktivni transport
 
Točan odgovor: B
 
11. Što od navedenoga ima životinjska, a nema većina biljnih stanica?
A. staničnu membranu
B. Golgijevo tijelo
C. centriole
D. staničnu stijenku
 
Točan odgovor: C
 
12. Koji proces prikazuje ovaj crtež?
 
 
A. aktivni prijenos
B. egzocitozu
C. endocitozu
D. olakšanu difuziju
 
Točan odgovor: B
 
13. Kako se zove tvorba kojoj se povećava volumen tijekom razvoja biljne stanice?
A. vakuola
B. ribosom
C. mitohondrij
D. centriol

Točan odgovor: A 

14. Što od navedenoga vidimo u jezgri tijekom interfaze?
A. kromosome koji sadrže dvije kromatide
B. diobeno vreteno
C. kromosome u konjugaciji
D. kromatin

Točan odgovor: D
 
15. Koliko kromosoma i koliko molekula DNA nalazimo u stanici čovjeka u kasnoj anafazi mitoze?
A. 46 kromosoma i 46 molekula DNA
B. 23 kromosoma i 46 molekula DNA
C. 92 kromosoma i 92 molekule DNA
D. 46 kromosoma i 92 molekule DNA

Točan odgovor: C
 
16. Koja je uloga klorofila u fotosintezi?
A. razgradnja organskih spojeva
B. proizvodnja kisika
C. sinteza organskih spojeva
D. vezanje svjetlosne energije
 
Točan odgovor: D
 
17. Koja od navedenih staničnih tvorbi nema membranu?
A. vakuola
B. kloroplast
C. ribosom
D. lizosom

Točan odgovor: C
 
18. Koja je od navedenih staničnih tvorbi točno spojena s njenom funkcijom?
A. ribosom – sinteza steroida
B. mitohondrij – proizvodnja kisika
C. centrosom – formiranje diobenoga vretena
D. lizosom – stvaranje ATP-a
 
Točan odgovor: C
 
19. Što trebaš upisati na praznu crtu da točno dopuniš navedenu reakciju?
ATP → ____________ + P + energija
A. ATP-aza
B. ADP
C. PO₄3-
D. AMP

Točan odgovor: B
 
20. Koja od navedenih jednadžbi prikazuje stanično disanje?
A. C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + energija
B. 6CO₂ + 12H₂O + svjetlosna energija (klorofil) → C₆H₁₂O₆ +6O₂ + 6H₂O
C. C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2CO₂ + energija
D. 6CO₂ + 12H₂O + svjetlosna energija (klorofil) → C₆H₁₂O₆ + CO₂ + 6H₂O

Točan odgovor: A

Lišaji (Lichenes)

• Mnogostanični organizmi – simbioza gljive i alge.
• Gljive → mješinarke.

• Alge → zelene alge ili cijanobakterije (modrozelene alge).

• Uloga gljiva: zaštita, opskrbljivanje vodom i mineralnim tvarima.

• Uloga alga: opskrbljivanje hranjivim tvarima putem fotosinteze.

Građa lišaja

• Hife gljiva obavijaju kuglaste jednostanične alge

• Gusto poredane hife na gornjoj i donjoj strani lišaja → zaštitni sloj (kora).

• Alge ravnomjerno raspoređene na gornjem dijelu talusa → fotosintetski sloj.

• Središnji sloj sastoji se od mreža hifa → sudjeluje u izmjeni plinova.

hife – zaštitni sloj (kora) + kuglaste alge – fotosintetski organizmi

Razmnožavanje

Sorediji → vjetar

Nastaju u fotosintetskom sloju → gornja kora.

Mali djelovi lišaja mogu se otkinuti – lako pucaju.

Sorediji

Spolno razmnožavanje

Spore gljiva raznosi vjetar → nova alga za simbiozu

• Opisano oko 25000 vrsta lišaja.

• Terestrički – pričvršćeni za tlo.

• Epilitski – pričvršćeni za stijenu.

• Epifiti – žive na drugim organizmima.

• Pioniri vegetacije

• Dobro podnose nepovoljne uvjete na staništu.

→ Zaustavljaju metaboličku aktivnost.

→ Stanje mirovanja ili kriptobioza.

• Osjetljivi na zagađenje

→ Indikatori zagađenja

Oblici lišaja

Listasti lišaji

• Plosnato krpasti talus slabo povezan s podlogom.

Islandski lišaj

• Od tundre do visokih planina

• Pripravci za kašalj

Grmasti lišaji

• Na krošnjama, slabo povezani s podlogom.

Letharia vulpina - jedini europski otrovni lišaj

Korasti lišaji

• Čvrsto vezani za podlogu, nepravilnog oblika.

Rhizocarpon geographicum

• raste na stijenama → godišnje 0,5 mm

Oksidacija i redukcija II

POSTAVLJANJE JEDNADŽBI OKSIDACIJE I REDUKCIJE

1. Odrediti oksidacijske brojeve svih elemenata koji sudjeluju u kemijskoj reakciji.

2. Napisati dvije neovisne jednadžbe (polureakcije oksidacije i redukcije).

3. Izjednačiti broj atoma na lijevoj i desnoj strani svake jednadžbe.

4. Izjednačiti broj elektrona što ih daje reducens s brojem elektrona što ga prima oksidans.

5. Zbrojiti jednadžbe.

Izjednačavanje broja atoma u kiselom mediju:

• 1 atom kisika izjednačujemo dodatkom 1 molekule vode na stranu nedostatka kisika. Zbog dodatka vode dodajemo 2H⁺ iona na suprotnu stranu

Izjednačavanje broja atoma u alkalnom mediju:

• 1 atom vodika izjednačujemo dodatkom 1 vode na stranu nedostatka vodika te dodatkom 1 hidroksilne skupine (OH^-) na suprotnu stranu.

• 1 atom kisika izjednačujemo dodatkom 2 hidroksilne skupine na stranu nedostatka kisika i dodatkom 1 molekule vode na stranu s viškom kisika.

Oksidacija i redukcija

• reakcija u kojoj neka molekula, atom ili ion GUBI ELEKTRONE naziva se reakcija OKSIDACIJE (povećavanje oksidacijskog broja).

• molekulu, atom ili ion koji OKSIDIRA (gubi elektrone) nazivamo REDUKCIJSKIM SREDSTVOM

• reakcija u kojoj neka molekula, atom ili ion PRIMA ELEKTRONE naziva se reakcija REDUKCIJE ( smanjenje oksidacijskog broja).

• molekulu, atom ili ion koji REDUCIRA (prima elektrone) nazivamo OKISDACIJSKIM SREDSTVOM

PRAVILA ZA ODREĐIVANJE OKSIDACIJSKOG BROJA

1. Oksidacijski broj svih elemenata u elementarnom stanju jednak je nuli (0).
 2. Oksidacijski broj vodika u spojevima je (+1), osim u hidridima metala, gdje je oksidacijski broj vodika (-1).

3. Oksidacijski broj kisika u spojevima je (-2), osim u peroksidima gdje je (-1) i superoksidima gdje je (-1/2).

4. Suma svih oksidacijskih brojeva elemenata, koji se nalaze u spoju mora biti jednaka nuli.

5. Suma svih oksidacijskih brojeva u složenim ionima mora biti jednaka naboju iona.

6. U spojevima s kovalentnom vezom oksidacijski broj nekog atoma jednak je zamišljenom naboju koji se javlja u tom atomu kada se zajednički elektronski parovi dodijele elektronegativnijem atomu.

PRAVILA ZA ODREĐIVANJE OKSIDACIJSKOG BROJA U ORGANSKIM MOLEKULAMA

1. Oksidacijsko se stanje ugljikova atoma mijenja za -1 nastajanjem svake veze s manje elektronegativnim atomom, poput vodika.

2. Oksidacijsko se stanje ugljikova atoma mijenja za +1 nastajanjem svake veze s elektronegativnijim atomom, poput vodikaheteroatoma (kisik, dušik, sumpor…).

3. Dvostruka odnosno trostruka veza s heteroatomom računaju se dva odnosno tri puta.

4. Pri određivanju oksidacijskog stanja ne računaju se veze između ugljikovih atoma.