Энергетический обмен. Урок биологии в 10 классе

Актуализация знаний
Вывод: (о сходстве и взаимосвязи)

Актуализация знаний
Сделайте вывод о сходстве и различии процессов, отметив, какой из них появился в процессе эволюции раньше.

Актуализация знаний
Как вы думаете, почему в процессе эволюции фотосинтезирующие организмы получили приоритетное развитие по сравнению с хемосинтетиками?
Какие органические вещества выполняют в клетке энергетическую функцию?
С каким универсальным источником энергии связаны превращения этих веществ?

Этапы энергетического обмена
Все этапы энергетического обмена разделены во времени и в пространстве
Значение: предотвращение перегревания клетки, т.к. на каждом этапе происходит выделение E
I этап. Подготовительный
Место протекания: лизосомы
Сущность: расщепление полимеров под действием гидролитических ферментов – Б → АК; Ж → глицерин и ВЖК; У → глюкоза
Особенности: АТФ не образуется, энергия рассеивается в виде тепла

Этапы энергетического обмена
II этап. Бескислородный = анаэробный = гликолиз = брожение
Место протекания: цитоплазма
Сущность: глюкоза → 2 молекулы ПВК (пировиноградная кислота) + E (2АТФ)
Фе
Схема: C6H12O6 → 2C3H6O3 (молочная кислота)
2C3H6O3 + 2НАД+ + 2АДФ + 2H3PO4→ 2C3H4O3 + 2НАД•2Н + 2АТФ + 2H2O
окисленная форма переносчика восстановленная форма переносчика
НАД – акцептор (переносчик водорода, никотинамидадениндинуклеотид)
Особенности: возможно образование молочной кислоты, спирта
У прокариот – конечный этап энергетического обмена
КПД ≈ 40%

Этапы энергетического обмена
III этап. Кислородный = аэробный = биологическое окисление = дыхание = окислительное фосфорилирование = цикл Кребса
Место протекания: на кристах и в матриксе митохондрий
Сущность: ПВК + кислород → углекислый газ + вода + E (36АТФ)
Фе
Схема: 2C3H4O3 + 6O2 + 4Н + 36АДФ + 36H3PO4 → 6CO2 + 36АТФ + 42H2O
Только у эукариот!
КПД ≈ 55%

Этапы энергетического обмена
1931 г. В.А. Энгельгардт

Суммарное уравнение энергетического обмена
C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38H3PO4 → 6CO2 + 38АТФ + 44H2O
КПД ≈ 53%
В лучших турбинах КПД = 20 – 25%, в двигателях внутреннего сгорания = 35%

Закрепление
Объясните потребность большинства организмов в кислороде.
Как отражена в строении митохондрий выполняемая ими функция – клеточное дыхание?
Когда и при каких условиях гликолиз может преобладать над аэробным окислением?
К каким последствиям приведет снижение активности ферментов, участвующих в кислородном этапе энергетического обмена животных?
Какие процессы происходят на этапах энергетического обмена?
Домашнее задание: выучить конспект (без реакций), прочитать §13

Закрепление
В1. Выберите три характеристики, относящиеся к кислородному этапу разложения глюкозы.
1) происходит в цитоплазме клетки;
2) происходит в митохондриях;
3) завершается образованием пировиноградной кислоты или этилового спирта;
4) энергетический эффект – 2 молекулы АТФ;
5) завершается образованием АТФ, углекислого газа и воды;
6) энергетический эффект – 36 молекул АТФ.

Закрепление
В2. Соотнесите процессы, происходящие в клетке, с этапами энергетического обмена.