Идет на мембранах крист митохондрий в присутствии кислорода.

Тема: Обмен веществ и превращение энергии. Энергетический обмен.

Форма работы: индивидуальная, электронное обучение.

Тип урока: изучения нового материала.

Цель: изучить процессы ассимиляции и диссимиляции, их значение в организме.

Интернет-ресурсы: https://www.youtube.com/watch?v=BDHG8qcjeBA

Используемая литература: учебник Общая биология 11 класс, В.И.Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова, изд. Дрофа 2014 год

Ход урока

1. Организационный момент.

Познакомимся с реакциями протекающими в организме в процессе ассимиляции и диссимиляции.

2. Основная часть

Совокупность реакций обмена веществ, протекающих в организме, называется метаболизмом.

Процессы синтеза специфических собственных веществ из более простых называется анаболизмом, или ассимиляцией, или пластическим обменом. В результате анаболизма образуются ферменты, вещества, из которых построены клеточные структуры, и т.п. Этот процесс, как правило, сопровождается большим потреблением энергии.

Эта энергия получается организмом в других реакциях, в которых более сложные вещества расщепляются до простых. Эти процессы называются катаболизмом, или диссимиляцией, или энергетическим обменом. Продуктами катаболизма у аэробных организмов являются СО₂, Н₂О, АТФ и

восстановленные переносчики водорода (НАД∙Н и НАДФ∙Н), которые принимают атомы водорода, отщепляемые от органических веществ в процессах окисления. Некоторые низкомолекулярные вещества, которые образуются в ходе катаболизма, в дальнейшем могут служить предшественниками необходимых клетке веществ (пересечение катаболизма и анаболизма).

Катаболизм и анаболизм тесно связаны: анаболизм использует энергию и восстановители, образующиеся в реакциях катаболизма, а катаболизм осуществляется под действием ферментов, образующихся в результате реакций анаболизма.

Как правило, катаболизм сопровождается окислением используемых веществ, а анаболизм — восстановлением.

пластический обмен (анаболизм)	энергетический обмен (катаболизм)
синтез и накопление (ассимиляция) сложных веществ	распад сложных веществ на простые (диссимиляция)
идет с затратой энергии (расходуется АТФ)	выделяется энергия (синтезируется АТФ)
может быть источником органических веществ для энергетического обмена	является источником энергии для пластического обмена
Пример: биосинтез белков, жиров, углеводов; фотосинтез (синтез углеводов растениями и сине-зелеными водорослями); хемосинтез	Пример: анаэробное дыхание ( = гликолиз = брожение); аэробное дыхание (окислительное фосфорилирование)

Реакции анаболизма у разных организмов могут иметь некоторые отличия (см. тему "Способы получения энергии живыми организмами").

АТФ — аденозинтрифосфат

В процессе катаболизма выделяется энергия в виде тепла и в виде АТФ.

АТФ — единый и универсальный источник энергообеспечения клетки.

АТФ нестабильна.

АТФ является "энергетической валютой", которую можно потратить на синтезы сложных веществ в реакциях анаболизма.

Гидролиз (распад) АТФ:

АТФ + НО = АДФ + НРО + 40 кДж/моль

Энергетический обмен

Живые организмы получают энергию в результате окисления органических соединений.

Окисление — процесс отдачи электронов.

Расход полученной энергии:

50% энергии выделяется в виде тепла в окружающую среду;

50% энергии идет на пластический обмен (синтез веществ).

В клетках растений:

крахмал → глюкоза → АТФ

В клетках животных:

гликоген → глюкоза → АТФ

Подготовительный этап

Ферментативное расщепление сложных органических веществ до простых в пищеварительной системе:

белковые молекулы — до аминокислот
липиды — до глицерина и жирных кислот
углеводы — до глюкозы

Распад (гидролиз) высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом.

Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.

Простые вещества всасываются ворсинками тонкого кишечника:

аминокислоты и глюкоза — в кровь;
жирные кислоты и глицерин — в лимфу;

и переносятся к клеткам тканей организма.

Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению (гликолизу).

На подготовительном этапе может происходить гидролиз запасные вещества клеток: гликогена — у животных (и грибов) и крахмала — у растений. Гликоген и крахмал являются полисахаридами и распадаются на мономеры — молекулы глюкозы.

Распад гликогена

Гликолиз (анаэробный этап)

Гликолиз — расщепление глюкозы с помощью ферментов.

Идет в цитоплазме, без кислорода.

Во время этого процесса происходит дегидрирование глюкозы, акцептором водорода служит кофермент НАД+ (никотинамидадениндинуклеотид).

Глюкоза в результате цепочки ферментативных реакций превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), при этом суммарно образуются 2 молекулы АТФ и восстановленная форма переносчика водорода НАД·Н2:

СНО + 2АДФ + 2НРО + 2НАД → 2СНО + 2АТФ + 2НО + 2(НАДНН).

Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия кислорода в клетке:

если кислорода нет, у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта:

СНО → СО + СНСОН,

СНСОН + НАДНН → СНОН + НАД.

У животных и некоторых бактерий при недостатке кислорода происходит молочнокислое брожение с образованием молочной кислоты:

СНО + НАДНН → СНО + НАД.

В результате гликолиза одной молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж, из которых 120 кДж рассеивается в виде тепла, а 80кДж запасается в связях 2 молекул АТФ.

Кислородный этап.

Процесс синтеза АТФ с участием кислорода.

Идет на мембранах крист митохондрий в присутствии кислорода.

В результате клеточного дыхания при распаде двух молекул пировиноградной кислоты синтезируются 36 молекул АТФ:

2СНО + 32О + 36АДФ + 36НРО → 6СО + 58НО + 36АТФ.

Кроме того, нужно помнить, что две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы.

Суммарная реакция расщепления глюкозы до углекислого газа и воды выглядит следующим образом:

СНО + 6О + 38АДФ → 6СО + 6НО + 38АТФ + Qт,

где Qт — тепловая энергия.

Таким образом при окислительном фосфорилировании образуется в 18 раз больше энергии (36 АТФ), чем при гликолизе (2 АТФ).

Гликолиз используют некоторые бактерии и паразиты, обитающие в анаэробных условиях.

3. Обобщение , закрепление материала.

Составить сравнительную таблицу процессов пластического и энергетического обменов.

4. Домашнее задание.

Ответить на вопросы:

Почему избыточное потребление пищи приводит к ожирению?

Почему энергетический обмен не может существовать без пластического?

5. Литература: Сивоглазов В. И., Агафонова И. Б., Захарова Е. Т. Общая биология.11 кл. Учебник-М., Дрофа,2015.

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 32; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!