Урок в 10 классе по курсу

«Общая биология».

Подготовила учитель биологии

МБОУ «СОШ №43 им. Г.К. Жукова» г. Курска

Холодова Е.Н.

Источник энергии на Земле - Солнце

Солнечная энергия

Фотосинтез

Белки

Энергия

органических

веществ

Жиры

Углеводы

Метаболизм

• Энергетический

• Пластический обмен
• Ассимиляция
• Анаболизм

обмен

• Диссимиляция
• Катаболизм

• Аденин
• Рибоза
• Энергия
• 3 остатка фосфорной кислоты
• Митохондрии
• Аккумулятор
• Макроэргическая связь

Единым и универсальным источником энергии в клетке является АТФ (аденозинтрифосфорная кислота),которая образуется в результате окисления органических веществ.

АТФ + Н 2 О = АДФ + Н 3 РО 4 + энергия

АДФ + Н 3 РО 4 + энергия = АТФ + Н 2 О

реакция ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ

т.е. присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата).

«Рост, размножение, подвижность, возбудимость, способность реагировать на изменение внешней среды- все эти свойства живого в конечном счете неразрывно связаны с определенными химическими превращениями , без которых ни одно из этих проявлений жизнедеятельности не могло бы существовать»

В.А. Энгельгардт

• Сформировать знания о трех этапах энергетического обмена на примере углеводного обмена.
• Дать характеристику реакциям энергетического обмена.
• Уметь из сложного материала классифицировать и обобщить материал по этапам, видам и по месту их протекания.

Что такое энергетический обмен или катаболизм?

КАТАБОЛИЗМ – это совокупность реакций ферментативного расщепления сложных органических соединений, сопровождающихся выделением энергии.

ЭТАПЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА

• у АЭРОБОВ
• 1.Подготовительный
• 2.Бескислородный
• 3.Кислородный

• у АНАЭРОБОВ
• 1.Подготовительный
• 2.Бескислородный

Характеристика этапов энергетического обмена.

Химические реакции

I этап - Подготовительный в пищеварительной системе.

Выход энергии

II этап (анаэробный) – Гликолиз. Идет без О 2 в цитоплазме клетки

Образование АТФ

III этап (аэробный) – Кислородное расщепление.

Идет в присутствии О 2 в митохондриях (клеточное дыхание).

Итоговое суммарное уравнение:

1 ЭТАП- подготовительный

Где происходит?

В лизосомах и пищеварительном тракте.

Что происходит в пищеварительной системе?

Расщепление полимеров до мономеров.

Белки аминокислоты

Жиры глицерин + ВЖК

Углеводы глюкоза

Что происходит с энергией при расщеплении всех этих веществ?

2 ЭТАП- бескислородное окисление или гликолиз .

Где происходит?

В цитоплазме клеток, без кислорода.

Гликолиз – процесс расщепления углеводов в отсутствии кислорода под действием ферментов.

• Где происходит? В клетках животных.
• Что происходит? Глюкоза с помощью

ферментативных реакций

окисляется.

С 6 Н 12 О 6 + 2 Н 3 РО 4 +2 АДФ = 2 С 3 Н 4 О 3 + 2 АТФ +2 Н 2 О

глюкоза фосфорная ПВК вода

кислота

Итог: энергия в виде 2 молекул АТФ .

Спиртовое брожение.

• Где происходит? В растительных и

некоторых дрожжевых

клетках вместо гликолиза.

• Что происходит

и образуется? На спиртовом брожении

основано приготовление

вина, пива, кваса. Тесто,

замешанное на дрожжах,

даёт пористый, вкусный хлеб.

С 6 Н 12 О 6 + 2Н 3 РО 4 +2АДФ = 2С 2 Н 5 О H + 2CO 2 + АТФ +2 Н 2 O

глюкоза фосфорная этиловый вода

кислота спирт

Молочно - кислое брожение.

• Где происходит? В клетках человека

животных, в некоторых

видах бактерий и грибов.

• Что образуется? При недостатке кислорода –

молочная кислота. Лежит в

основе приготовления

кислого молока, простокваши,

кефира и др. молочнокислых

продуктов питания.

• ИТОГ: 40% энергии запасается в АТФ, 60%

рассеивается в виде тепла в

окружающую среду .

Кислородное расщепление (аэробное дыхание или гидролиз ).

Что происходит? Дальнейшее окисление продуктов

гликолиза до СО2 и Н2О с помощью

окислителя О2 и ферментов и дает

много энергии в виде АТФ.

Где происходит? Осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и ее внутренними мембранами.

Этапы кислородного окисления:

а) цикл Кребса

б) окислительное фосфорилирование

Цикл Кребса – циклический ферментативный процесс полного окисления органических веществ, образовавшихся в процессе гликолиза до углекислого газа, воды и энергии запасаемой в молекулах АТФ.

Ханс Адольф Кребс (1900-1981г.г.)

Ацетил-КоА 2С

Лимонная

кислота 6С

Яблочная

кислота 4С

Глутаровая

кислота 5С

Фумаровая

кислота 4С

Янтарная кислота 4С

Процесс кислородного расщепления молочной выражается уравнением:

2 С 3 Н 6 О 3 + 6 О 2 + 36 АДФ + 36 Н 3 РО 4 =

6 СО 2 + 42 Н 2 О + 36 АТФ

Энергия в виде 36 молекул АТФ(более 60% энергии).

Подумай и ответь

1.Почему при разрушении митохондрий в клетке будет наблюдаться снижение уровня активности, а затем приостановка жизнедеятельности клетки?

2. Сколько всего молекул АТФ образуется в результате энергетического обмена?

Просуммировав это уравнение с уравнением гликолиза получим итоговое уравнение:

С 6 Н 12 О 6 + 2 АДФ + 2 Н 3 РО 4 = 2 С 3 Н 6 О 3 + 2 АТФ + 2 Н 2 О

2 С 3 Н 6 О 3 + 6 О 2 + 36 АДФ + 36 Н 3 РО 4 = 6 СО 2 + 36 АТФ + 42 Н 2 О

____________________________________________________________________________________

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 + 38 АДФ + 38 Н 3 РО 4 = 6 СО 2 + 38 АТФ + 44 Н 2 О

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 = 6 СО 2 + 38 АТФ

ИТОГ: Энергия в виде 38 АТФ

ВЫВОД:

В организме всех живых существ ежедневно, ежечасно, ежесекундно происходит процесс катаболизма . Любое нарушение этого процесса может привести к непоправимым последствиям! И чтобы этот процесс не нарушился необходимо: …

необходим чистый воздух, т.е. кислород.

необходимы питательные вещества.

необходимы биологические катализаторы,

т.е ферменты.

необходимы биологические активаторы,

т.е. витамины.

• В результате окисления сохраняется равновесие между синтезом органики и её распадом.
• СО2 используется для образования карбонатов, накапливается в осадочных породах, для процесса фотосинтеза.
• Сохраняется равновесие между кислородом и углекислым газом в атмосфере.

1 . Постоянно проветривать помещение,

больше гулять на свежем воздухе.

2. Употреблять полноценную пищу, богатую белками, углеводами, жирами.

3. Не исключать из рациона питания молочно -кислые продукты.

4. Не забывать о витаминах.

Продолжите предложения.

Наш урок подошёл к концу, и я хочу сказать:

- для меня было открытием то, что...

- сегодня на уроке мне удалось (не удалось)...

Домашнее задание:

Параграф 22,

? Как взаимосвязаны анаболизм и катаболизм в едином процессе обмена веществ?

Задачи (приложение 2).

Решение задач .

Задача 1. В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному (кислородному) расщеплению подверглось только 2 моль. Определите:

а) сколько молей молочной кислоты и углекислого газа при этом образовано;

б) сколько молей АТФ при этом синтезировано;

в) сколько энергии и в какой форме аккумулировано в этих молекулах АТФ;

г) Сколько молей кислорода израсходовано на окисление образовавшейся при этом молочной кислоты.

• Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2007, - 367с.
• Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Введение в общую биологию и экологию. 9 класс. – М.: Дрофа, 2006, - 304с.
• Козлова Т. А. Тематическое и поурочное планирование по биологии к учебнику А.А. Каменского, Е. А. Криксунова, В. В. Пасечника «Общая биология: 10-11 классы» – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 286с.
• Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии.
• 9 класс. – М: «ВАКО», 2009.- 462 с.
• Лернер Г. И. Биология. Тематические тренировочные задания. – М.: Эксмо, 2009. – 168с.

Постоянный обмен веществ с окружающей средой – одно из основных свойств живых систем

Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией или пластическим обменом (анаболизм)

Процесс расщепления органических веществ называется диссимиляцией

(катаболизм)

энергия

Энергетический обмен – диссимиляция (катаболизм)

Пластический обмен – ассимиляция (анаболизм)

ферменты

Автотрофные организмы (зеленые растения) – способны синтезировать органические вещества из неорганических

Гетеротрофные организмы (животные) нуждаются в поступлении готовых органических веществ

I этап –

подготовительный

II этап – анаэробный (гликолиз) – неполное окисление

III этап – аэробный

– полное окисление

Миксотрофные организмы – со смешанным типом питания

Органические вещества, богатые энергией, распадаются на низкомолекулярные органические

или неорганические соединения, бедные энергией. Реакции сопровождаются освобождением энергии, часть которой запасается в форме АТФ

• Подготовительный
• Анаэробный (гликолиз) – бескислородное окисление
• Аэробный – кислородное окисление (клеточное дыхание)

Протекает в желудочно-кишечном тракте

Освобождаемая при этом энергия рассеивается в виде тепла

Сложные органические вещества расщепляются на более простые:

Белки до аминокислот

+ 3H 2 O

Нуклеиновые кислоты до нуклеотидов

+ 3H 2 O

Углеводы на моносахариды

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

+ 6H 2 O

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

СН 2 ОН

глюкоза

глюкоза

глюкоза

глюкоза

Жиры до жирных кислот и глицерина

+ 3H 2 O

глицерин

жирные кислоты

Протекает в цитоплазме клеток

Образованные на I этапе вещества подвергаются расщеплению с освобождением энергии –

неполное окисление.

Процесс называют бескислородным или анаэробным, т.к. идет без поглощения кислорода

Главным источником энергии в клетке является глюкоза (С 6 Н 12 О 6 )

Бескислородное расщепление глюкозы – гликолиз: С 6 Н 12 О 6 + 2НАД +2АДФ + 2Ф  2С 3 Н 4 О 3 + 2НАДН 2 + 2АТФ

Пировиноградная

кислота

Атомы Н накапливаются при помощи акцептора НАД + , а позже соединяются с О 2  Н 2 О

В условиях, когда О 2 нет и, значит, водородные атомы, освободившиеся в процессе гликолиза, не могут быть ему переданы, вместо О 2 должен быть использован другой акцептор водорода. Таким акцептором становиться пировиноградная кислота. В зависимости от метаболических путей организма, конечные продукты различны:

Молочнокислое

2 С 3 Н 4 О 3 + 2НАД·Н 2 = 2 С 3 Н 6 О 3 + 2НАД

молочная кислота

спиртовое брожение глюкозы дрожжами

Спиртовое

2 С 3 Н 4 О 3 + 2НАД·Н 2 = 2 С 2 Н 5 ОН + СО 2 + НАД

этиловый спирт

Маслянокислое

2 С 3 Н 4 О 3 + 2НАД·Н 2 = С 4 Н 8 О 2 + 2СО 2 + 2Н 2 + НАД

масляная кислота

из одной молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж, из которых 120 кДж рассеивается в виде тепла, а 80 кДж (40%) запасается в связях 2 молекул АТФ:

2 АДФ + 2 H 3 PO 4 + энергия → 2 АТФ + H 2 O

Аденин

NH 2

H 2 C

+ H 2 O

H 3 PO 4

Рибоза

Протекает в митохондриях

Это аэробный процесс, т.е. протекающий с обязательным присутствием кислорода. Образовавшаяся в процессе гликолиза пировиноградная кислота: С 3 Н 4 О 3

подвергается дальнейшему окислению в митохондриях до Н 2 О и СО 2

Матрикс

Кристы

Рибосомы

Молекулы

АТФ- синтетазы

Гранулы

Внутреняя мембрана

Наружная мембрана

Клеточное дыхание включает три группы реакций:

• Образование ацетилкофермента А;
• Цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонной кислоты (цикл Кребса);
• Перенос электронов по дыхательной цепи и окислительное фосфорилирование.

Первый и второй этапы протекают в матриксе митохондрий, а третья – на внутренней мембране митохондрий.

Ацетил-КоА + НАДН 2 + СO 2 Т.к. в результате окисления 1 молекулы глюкозы образуются 2 молекулы пирувата, число молекул всех компонентов реакции необходимо удвоить. Образовавшийся ацетил-КоА подвергается дальнейшему окислению в цикле Кребса. " width="640"

Пировиноградная кислота поступает из цитоплазмы

в митохондрии, где претерпевает окислительное декарбоксилирование, заключающееся в отщеплении одной молекулы углекислого газа (СO 2 ) от молекулы пирувата и присоединения

к ацетильной группе пирувата (СН 3 СО– ) кофермента А (КоА) с образованием ацетил-КоА:

Пируват + НАД + + KoA – Ацетил-КоА + НАДН 2 + СO 2

Т.к. в результате окисления 1 молекулы глюкозы образуются 2 молекулы пирувата, число молекул всех компонентов реакции необходимо удвоить.

Образовавшийся ацетил-КоА подвергается

дальнейшему окислению в цикле Кребса.

В цикле Кребса происходит последовательное окисление ацетил-КоА в составе лимонной кислоты, что сопровождается отщеплением углекислого газа (декарбоксилирование) и отнятие водорода (дегидрирование), который собирается в НАД ∙ H 2 и передается в цепь транспорта электронов, встроенную во внутреннюю мембрану митохондрий, т.е. в результате полного оборота цикла Кребса одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО 2 и Н 2 О.

Ацетил-КоА + 3НАД + + ФАД + 2Н 2 О + АДФ + Н 3 РО 4 → 2СО 2 + 3НАД ∙ Н + ФАД ∙ Н 2 + АТФ

• СО 2 выдыхается с воздухом;
• НАДН и ФАДН 2 окисляются в дыхательной цепи;

- АТФ используется на различные виды работы

поставляет водород в дыхательную цепь в виде НАДН и ФАДН 2

Дыхательная цепь (цепь переноса электронов) – это цепь окислительно-восстановительных реакций, в ходе работы которой компоненты дыхательной цепи катализируют перенос протонов (Н + ) и электронов ( е - ) от НАД ∙ H 2 и ФАД ∙ H 2 на их конечный акцептор – кислород, в результате чего образуется Н 2 О (электроны переносятся по дыхательной цепи на молекулу О 2 и активируют её. Активированный кислород сразу же реагирует с образовавшимися протонами (Н + ), в результате чего выделяется вода.

Дыхательная цепь – 12Н 2 О + 34 АТФ + Q T 18 " width="640"

АТФ-синтетаза

Внутренняя мембрана

1/2О 2

Митохондрия

Наружная мембрана

Межмембранное пространство, протонный резервуар

H +

H +

H +

H +

H +

H +

H +

H +

H +

Цепь переноса электронов

Цитохромы

Цитохромы

H +

Н 2 О

ФАД ∙ H 2

H +

НАД + + H +

НАД ∙ H 2

H +

2H +

H +

H +

34АДФ

34АТФ

Цикл Кребса

34Н 3 РО 4

Матрикс

12Н 2 + 6О 2 – Дыхательная цепь – 12Н 2 О + 34 АТФ + Q T

Окислительное фосфорилирование –

это синтез АТФ из АДФ и фосфата с помощью встроенного во внутреннюю мембрану митохондрий фермента АТФ-синтетазы. В этом процессе используется энергия движения электронов и протонов в митохондриальной мембране.

NH 2

два остатка фосфорной кислоты

H 2 C

+ H 2 O

H 3 PO 4

На III этапе образуется 36 АТФ

Рибоза

С 3 Н 4 О 3

Ганс Кребс (1900 – 1981)

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 + 38АДФ + 38Н 3 РО 4  6СО 2 + 6Н 2 О + 38АТФ

Суммарное уравнение окисления глюкозы состоит из:

• Гликолиза

С 6 Н 12 О 6 + 2НАД + +2АДФ +2Н 3 РО 4  2С 3 Н 4 О 3 + 2НАД ∙ Н 2 + 2АТФ

• Клеточного дыхания

2С 3 Н 4 О 3 + 6О 2 + 36АДФ + 36 Н 3 РО 4  42Н 2 О + 6СО 2 + (36АТФ)

• 2 АТФ в гликолизе – анаэробный этап;

• 2 АТФ – в цикле Кребса и
• 34 АТФ – за счет окислительного

фосфорилирования

Всего: на анаэробном этапе – 2 АТФ, на аэробном этапе – 36 АТФ, в сумме 38 АТФ в расчете на 1 молекулу глюкозы.

Данная презентация позволяет в доступной форме разобрать с учащимися сложный материал. Всё что необходимо запомнить учащиеся по ходу урока фиксируют в таблице. Для закрепления материала предлагается игра с карточками и работа с текстами.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

УРОК на тему: «Энергетический обмен». учитель высшей категории Бичель Я.С. ГБОУ СОШ № 456 Санкт – Петербург Колпинский район

Повторение пройденной темы.

ТЕСТ ПО ТЕМЕ ФОТОСИНТЕЗ В каких органоидах клетки осуществляется процесс фотосинтеза?

При расщеплении какого соединения выделяется свободный кислород при фотосинтезе?

Как называется процесс разложения воды под действием света?

В какую фазу фотосинтеза образуются АТФ и НАДФ-Н

Образование каких веществ является результатом темновой фазы фотосинтеза?

«Рост, размножение, подвижность, возбудимость, способность реагировать на изменение внешней среды- все эти свойства живого в конечном счете неразрывно связаны с определенными химическими превращениями, без которых ни одно из этих проявлений жизнедеятельности не могло бы существовать» В.А. Энгельгардт

Энергетический обмен- КАТАБОЛИЗМ

Задачи: Сформировать знания о трех этапах энергетического обмена на примере углеводного обмена. Дать характеристику реакциям энергетического обмена. Уметь из сложного материала классифицировать и обобщить материал по этапам, видам и по месту их протекания.

Вспомните вещество, связанное со всеми выписанными словами, определите его роль в клетке? Аденин, рибоза, энергия, 3 остатка фосфорной кислоты, митохондрия, аккумулятор, макроэргическая связь.

Единым и универсальным источником энергии в клетке является АТФ (аденозинтрифосфорная кислота),которая образуется в результате окисления органических веществ.

Что такое катаболизм? КАТАБОЛИЗМ – это совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений с выделением энергии.

Этапы катаболизма Где происходит Виды Что образуется Итог Итог: Заполни таблицу

Этапы катаболизма углеводов: а) подготовительный б) бескислородный в) кислородный

1 ЭТАП- подготовительный Где происходит? В лизосомах и пищеварительном тракте.

ЧТО ОБРАЗУЕТСЯ? Расщепление полимеров до мономеров. НАПРИМЕР: Белки аминокислоты Жиры глицерин, ВЖК Углеводы глюкоза Что происходит при расщеплении всех этих веществ?

Энергия рассеивается в виде тепла Итог:

2 ЭТАП- бескислородное окисление или гликолиз. Где происходит? В цитоплазме клеток, без кислорода.

Где: В митохондриях. Виды расщепления Гликолиз Спиртовое брожение Молочно-кислое брожение Глюкозы

Гликолиз – процесс расщепления углеводов в отсутствии кислорода под действием ферментов.

Где происходит? В клетках животных Что происходит? С 6 Н 12 О 6 +2Н 3 РО 4 глюкоза фосфорная к-та +2АДФ = 2С 3 Н 4 О 3 + 2АТФ +2Н 2 О ПВК вода Глюкоза с помощью 9 ферментативных реакций окисляется. Итог: э нергия в виде 2 молекул АТФ а) Гликолиз

Где происходит? В растительных и некоторых дрожжевых клетках. Что образуется? 2С 3 Н 4 О 3= 2С 2 Н 5 ОН+2СО 2 +2АТФ ПВК этиловый углекислый спирт газ б) Спиртовое брожение

Где происходит? В животных клетках, в некоторых бактериях. Что образуется? При недостатке кислорода – молочная кислота. ИТОГ: 40% энергии запасается в АТФ, 60% рассеивается в виде тепла в окружающую среду. в) Молочно-кислое брожение

3 ЭТАП- кислородное (аэробное) расщепление. Где происходит?

Внутриклеточное дыхание - полное (до углекислого газа и воды) окисление органических веществ, которое идёт в присутствии внешнего окислителя кислорода и даёт много энергии в виде АТФ.

Этапы кислородного окисления: а) цикл Кребса б) окислительное фосфорилирование

Цикл Кребса – циклический ферментативный процесс полного окисления активированной уксусной кислоты до углекислого газа и воды.

ПВК 3С Ацетил-КоА 2С Лимонная кислота 6С Глутаровая кислота 5С Янтарная кислота 4С Фумаровая кислота 4С Яблочная кислота 4С ЩУК 4С СО 2 2Н СО 2 СО 2 2 Н 2 Н 2 Н 2 Н АТФ

б) окислительное фосфорилирование Итог: 2С 3 Н 4 О 3 + 6 О 2 + 36АДФ + 36 Н3РО4= 36АТФ + 6 СО 2 + 42 Н 2 О энергия в виде 36 молекул (более 60% энергии) АТФ, .

Подумай и ответь Почему при разрушении митохондрий в клетке будет наблюдаться снижение уровня активности, а затем приостановка жизнедеятельности клетки? Сколько всего молекул АТФ образуется в результате энергетического обмена?

ИТОГ Энергия в виде 38 АТФ Суммарное уравнение: С 6 Н 12 О 6 + 6 О 2 = = 6 СО 2 + 6 Н 2 О + 38 АТФ

ВЫВОД: В организме всех живых существ ежедневно, ежечасно, ежесекундно происходит процесс катаболизма. Любое нарушение этого процесса может привести к непоправимым последствиям! И чтобы этот процесс не нарушился необходимо: …

Для образования энергии необходим чистый воздух, т.е. кислород. 2. Для образования энергии необходимы питательные вещества. 3. Для образования энергии необходимы биологические катализаторы, т.е ферменты. 4. Для образования энергии необходимы биологические активаторы, т.е. витамины

Значение дыхания В результате окисления сохраняется равновесие между синтезом органики и её распадом. СО 2 используется для образования карбонатов, накапливается в осадочных породах, для процесса фотосинтеза. Сохраняется равновесие между кислородом и углекислым газом в атмосфере

Рекомендации: 1.Постоянно проветривать помещение, больше гулять на свежем воздухе. 2.Употреблять полноценную пищу, богатую белками, углеводами, жирами. 3.Не исключать из рациона питания молочно-кислые продукты. 4.Не забывать о витаминах.

Домашнее задание: Параграф 11-12 , вопрос 4 таблица, сравнить два процесса окисление и горение.

Метаболизм
Метаболизм (обмен
веществ и энергии)
Анаболизм (ассимиляция,
пластический обмен,
синтез органических
веществ)
Катаболизм
(диссимиляция,
энергетический обмен,
распад органических
веществ)
С затратой энергии
синтезируются углеводы,
белки, жиры. ДНК, РНК,
АТФ
С освобождением
энергии, распадаются орг.
вещества, конечные
продукты: CO2, H2O, АТФ

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) универсальный поставщик энергии в клетках всех
живых организмов.
АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + 40 кДж
АДФ + Н2О → АМФ + Н3PО4 + 40 кДж

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция,
биосинтез) – это когда из простых веществ с
затратой энергии образуются
(синтезируются) более сложные.
Примеры: фотосинтез, синтез белка.
Энергетический обмен (катаболизм,
диссимиляция, распад) – это когда сложные
вещества распадаются (окисляются) до более
простых, и при этом выделяется энергия,
необходимая для жизнедеятельности.
Примеры: гликолиз, переваривание пищи.

ЭТАПЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА
у АЭРОБОВ
1.Подготовительный
2. Бескислородный
3.Кислородный
У АНАЭРОБОВ
1.Подготовительный
2.Бескислородный

1 ЭТАП – подготовительный

Где происходит?
В лизосомах и пищеварительном тракте.

Процессы происходящие на 1 этапе

Расщепление полимеров до мономеров.
В пищеварительной системе крупные молекулы
пищи распадаются:
Полисахариды → глюкоза,
Белки → аминокислоты,
Жиры → глицерин и жирные кислоты.
Энергия рассеивается в виде тепла (АТФ не
образуется). Мономеры всасываются в кровь и
доставляются к клеткам.

2 ЭТАП – бескислородный, неполное окисление, анаэробное дыхание – гликолиз, брожение.

Где происходит?
В цитоплазме клеток, без кислорода.

Виды расщепления
глюкозы
Гликолиз
Спиртовое
брожение
Молочно-кислое
брожение

Гликолиз
Гликолиз – процесс расщепления углеводов в
отсутствии кислорода под действием ферментов.
Где происходит?
В клетках животных
(митохондриях)
Что происходит?
Глюкоза с помощью
ферментативных реакций
окисляется
С6Н12О6 + 2Н3РО4 +2АДФ → 2С3Н4О3 + 2АТФ +2Н2О
глюкоза
фосфорная
ПВК
вода
кислота
Итог: энергия в виде 2 молекул АТФ.

Спиртовое брожение
Где происходит?
Что происходит и
образуется?
В растительных и некоторых
дрожжевых клетках вместо
гликолиза
На спиртовом брожении
основано приготовление
вина, пива, кваса. Тесто,
замешанное на дрожжах,
даёт пористый, вкусный
хлеб
С6Н12О6 + 2Н3РО4 +2АДФ → 2С2Н5ОH + 2CO2 + 2АТФ + 2Н2О
глюкоза фосфорная
этиловый
вода
кислота
спирт

Молочно - кислое брожение
Где происходит? В клетках человека
животных, в некоторых видах
бактерий и грибов
Что образуется? При недостатке кислорода –
молочная кислота. Лежит в
основе приготовления кислого
молока, простокваши, кефира и
др. молочнокислых продуктов
питания.
ИТОГ: 40% энергии запасается в АТФ, 60%
рассеивается в виде тепла в окружающую среду.

3 ЭТАП – кислородный, полное окисление,
аэробное дыхание
Что происходит? Дальнейшее окисление
продуктов гликолиза до СО2 и
Н2О с помощью окислителя О2 и
ферментов и дает много энергии
в виде АТФ.
Где происходит? Осуществляется в
митохондриях, связан с
матриксом митохондрий и ее
внутренними мембранами.
2С3Н6О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4 →
6СО2 + 42Н2О + 36АТФ

Этапы кислородного окисления:
а) окислительное декарбоксилирование ПВК
б) цикл Кребса – цикл трикарбоновых кислот.
в) окислительное фосфорилирование

ПВК 3С
СО2
2Н
Ацетил-КоА 2С
ЩУК 4С
Яблочная
кислота 4С
Лимонная
кислота 6С
2Н
2Н
2Н
Фумаровая
кислота 4С
СО2
Глутаровая
кислота 5С
2Н
СО2
АТФ
Янтарная кислота 4С

Цикл Кребса – циклический ферментативный процесс полного окисления органических веществ, образовавшихся в процессе гликолиза до углекис

Цикл Кребса – циклический
ферментативный процесс
полного окисления
органических веществ,
образовавшихся в процессе
гликолиза до углекислого
газа, воды и энергии
запасаемой в молекулах АТФ.
Ханс Адольф Кребс
(1900-1981г.г.)

Суммарное уравнение реакции энергетического
обмена
С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 → 2С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О
2С3Н6О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4 → 6СО2 + 36АТФ + 42Н2О
С6Н12О6 + 6О2 + 38АДФ + 38Н3РО4 → 6СО2 + 38АТФ + 44Н2О
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6H2O + 38АТФ
ИТОГ: Энергия в виде 38АТФ
Вывод: Для образования энергии необходимы:
1. Чистый воздух, т.е. кислород.
2. Питательные вещества.
3. Биологические катализаторы, т.е ферменты.
4. Биологические активаторы, т.е. витамины.

Значение дыхания
Рекомендации
1. В результате окисления
сохраняется равновесие
между синтезом органики и
её распадом.
2. СО2 используется для
образования карбонатов,
накапливается в осадочных
породах, для процесса
фотосинтеза.
3. Сохраняется равновесие
между кислородом и
углекислым газом в
атмосфере.
1. Постоянно проветривать
помещение, больше
гулять на свежем
воздухе.
2. Употреблять полноценную
пищу, богатую белками,
углеводами, жирами.
3. Не исключать из рациона
питания молочно кислые продукты.
4. Не забывать о витаминах.

Различия
Сходства фотосинтеза
и аэробного дыхания
Фотосинтез
Аэробное
дыхание
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
7
7

Сравнение фотосинтеза и аэробного дыхания
Сходства фотосинтеза и
аэробного дыхания
Различия
Фотосинтез
Аэробное дыхание
1. Необходим механизм обмена СО2
и О2.
1. Анаболический процесс,
из простых неорганических
соединений (СО2 и Н2О)
синтезируются углеводы.
1. Катаболический процесс,
углеводы расщепляются до
СО2 и Н2О.
2. Необходимы специальные
органеллы (хлоропласты,
митохондрии).
2. Энергия АТФ
накапливается и запасается
в углеводах.
2. Энергия запасается в
виде АТФ.
3. Необходима цепь транспорта ē,
встроенная в мембраны.
3. О2 выделяется.
3. О2 расходуется.
4. Происходит фосфорилирование
(синтез АТФ).
4. СО2 и Н2О потребляются.
4. СО2 и Н2О выделяются.
5. Происходят циклические
5. Увеличение органической
реакции (цикл Кальвина –
массы.
фотосинтез, цикл Кребса – аэробное
дыхание).
5. Уменьшение
органической массы.
6. У эукариот протекает в
хлоропластах.
6. У эукариот протекает в
митохондриях.
7. Только в клетках,
содержащих хлорофилл, на
свету.
7. Во всех клетках в
течение жизни
непрерывно.

Решение задач.

Задача 1. В процессе диссимиляции произошло
расщепление 7 моль глюкозы, из которых
полному
(кислородному)
расщеплению
подверглось только 2 моль. Определите:
а) сколько молей молочной кислоты и
углекислого газа при этом образовано;
б) сколько молей АТФ при этом синтезировано;
в) сколько энергии и в какой форме
аккумулировано в этих молекулах АТФ;
г) Сколько молей кислорода израсходовано на
окисление
образовавшейся
при
этом
молочной кислоты.

Решение задачи 1. 1) Из 7 моль глюкозы 2 подверглись полному расщеплению, 5 – не полному (7-2=5); 2) составляем уравнение неполного расщепления 5 мо

Решение задачи 1.
1) Из 7 моль глюкозы 2 подверглись полному расщеплению, 5
– не полному (7-2=5);
2) составляем уравнение неполного расщепления 5 моль
глюкозы:
5C6H12O6 + 5 2H3PO4 + 5 2АДФ = 5 2C3H6O3 + 5 2АТФ + 5 2H2O
3) составляет суммарное уравнение полного расщепления 2
моль глюкозы:
2С6H12O6 + 2 6O2 +2 38H3PO4 + 2 38АДФ = 2 6CO2+2 38АТФ +
2 6H2O + 2 38H2O
4) суммируем количество АТФ: (2 38) + (5 2) = 86 моль АТФ;
5) определяем количество энергии в молекулах АТФ:
86 40кДж = 3440 кДж.

Ответ к задаче 1: а) 10 моль молочной кислоты, 12 моль CO2; б) 86 моль АТФ; в) 3440 кДж, в форме энергии химической связи макроэргических связей в молек

Ответ к задаче 1:
а) 10 моль молочной кислоты, 12 моль CO2;
б) 86 моль АТФ;
в) 3440 кДж, в форме энергии химической связи
макроэргических связей в молекуле АТФ;
г) 12 моль О2.