Обмен веществ и энергии

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ - МЕТАБОЛИЗМ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
ПЛАСТИЧЕСКИЙ
АНАБОЛИЗМ (АССИМИЛЯЦИЯ)
КАТАБОЛИЗМ (ДИССИМИЛЯЦИЯ)
это реакции распада сложных веществ в организме до более простых.
это реакции образования сложных веществ в организме из более простых
сопровождаются выделением энергии
сопровождаются поглощением энергии

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

Энергетический обмен
КАТАБОЛИЗМ – это совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений с выделением энергии

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

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

ЧТО ПРОИСХОДИТ ?
Расщепление полимеров до мономеров:
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? С6Н12О6+2Н3РО4 +
глюкоза фосфорная к-та
+2АДФ=2С3Н4О3 + 2АТФ +2Н2О
ПВК вода
Глюкоза с помощью 9 ферментативных реакций окисляется.
Итог: энергия в виде 2 молекул АТФ
Гликолиз

3 ЭТАП- кислородное (аэробное) расщепление
Где происходит ?
в митохондриях

Внутриклеточное дыхание - полное окисление органических веществ(до СО2и Н2О) при участии кислорода воздуха, которое 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
СО2
2Н
СО2
СО2
2 Н
2 Н
2 Н
2 Н
АТФ

б) окислительное фосфорилирование
Итог:
2С3Н4О3 + 6О2 + 36АДФ + 36 Н3РО4= 36АТФ + 6СО2 + 42Н2О
энергия в виде 36 молекул (более 60% энергии) АТФ
.

ИТОГ
Энергия в виде 38 АТФ
Суммарное уравнение:
С6Н12О6 + 6О2=
= 6СО2 + 6Н2О +38АТФ

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?

Пластический обмен
Анаболизм - это совокупность реакций образования высокомолекулярных соединений, протекающих с поглощением энергии

Биосинтез белка

ДНК
Белок

Генетический код - последовательность трёх нуклеотидов, входящих в состав ДНК и кодирующих аминокислоту – триплет.
Каждый триплет кодирует одну аминокислоту.
ЦАУ УАУ УУУ
ГЕН – участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру одного белка.

Свойства генетического кода
Триплетность : каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов. Три стоящих подряд нуклеотида – «имя» одной аминокислоты.
Специфичность: один триплет кодирует только одну аминокислоту.
Избыточность: каждая аминокислота может определяться более чем одним триплетом.
Неперекрываемость: любой нуклеотид может входить в состав только одного триплета.
Универсальность: у животных и растений, у грибов и бактерий один и тот же триплет кодирует один и тот же тип аминокислоты, т.е. генетический код одинаков для всех живых существ на Земле.
Полярность: из 64 кодовых триплетов 61 кодон – кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 нуклеотида – бессмысленные, не кодируют аминокислоты, «знаки препинания» (УАА, УГА, УАГ).

Транскрипция
(лат. переписывание)

Транскрипция – процесс синтеза и-РНК.
Информация о структуре белков хранится в виде ДНК в ядре клетки, а синтез белков происходит на рибосомах в цитоплазме.
Дан участок молекулы ДНК:
-АТТ-ГЦЦ-ЦАА-ТГТ-
Определить последовательность нуклеотидов в и-РНК.

Трансляция
(лат. перенесение, перевод)

Трансляция - процесс синтеза белка.
Молекула и-РНК соединяется с рибосомой тем концом, с которого должен начаться синтез белка. Аминокислоты, необходимые для сборки белка, доставляются к рибосоме специальными транспортными РНК (т-РНК).
т-РНК
Укажите:
1. Участок молекулы
т-РНК, к которому присоединяется аминокислота.
2. Антикодон

Задание №1
Дан участок цепи ДНК:
-ТГЦ-ГГА-ТТТ-АЦТ-ГАЦ-
Как выглядит первичная структура белка, синтезированного с этого участка цепи?

Задание №2
Запишите последовательность нуклеотидов
в и-РНК, с которой был синтезирован белок:
-глутамин-валин-гистидин-пролин-треонин-

Схема синтеза белка в рибосоме

Синтез белка на полисоме

Процесс биосинтеза белков уникален!
Белок инсулин синтезировали в 1963 году.
Он состоит из 51 аминокислоты соединенных друг с другом в 2 цепочки.
Над этой реакцией работали 10 человек в течение 3 лет, а выход чистого инсулина был всего 0,02 %.
В клетках человека этот белок собирается за 4 секунды.

Матричный синтез
Процессы удвоения ДНК, синтеза РНК и белков в неживой природе не встречаются. Они относятся к так называемым реакциям матричного синтеза.
Матрицами, т. е. теми молекулами, которые служат основой для получения множества копий, являются ДНК и РНК. Матричный тип реакции лежит в основе способности живых организмов воспроизводить себе подобных.

Ребенок за 1 год удваивает в росте и утраивает в весе.
Почему так быстро
растет ребенок? Как
за такое короткое
время это возможно?

Д/з
1. Читать презентацию
2. Решить тест
3. Заполнить таблицу, используя материалы презентации (!!!)
4. Решить задачу

1. Реши тест
Первый этап биосинтеза называется:
А. Трансляция
В. Транскрипция
С. Ассимиляция
2. Транскрипция осуществляется:
А. В ядре
В. В митохондриях
С. На рибосомах

3. Трансляция осуществляется:
А. В ядре
В. На рибосомах
С. В митохондриях
4. Рибосома по цепи и-РНК перемещается
А. Плавно
В. Скачками с одного триплета на другой
С. Скачками через триплет

5. Какова последовательность нуклеотидов и-РНК, записанной на отрезке ДНК:
Т-А-Ц-Г-Г-А-Т-Ц-А-Ц-Г-А
1. А-Т-Г-Ц-Ц-Т-А-Г-Т-Г-Ц-Т
2. А-У-Г-Ц-Г-У-А-Г-У-Г-Ц-У
3. А-У-Г-Ц-Ц-У-А-Г-У-Г-Ц-У

6. Дан отрезок ДНК: Ц-Г-А-Т-Т-А-Г-Ц-Г-Г-А-А-Ц-А-Ц. Какова аминокислотная последовательность молекулы белка?
1. Лей-асн-арг-вал-лей
2. Ала-вал-про-асп
3. Ала-асн-арг-лей-вал
(воспользуйтесь таблицей генетического кода)

Итог:
2. Заполни таблицу

2. Реши задачу
Участок молекулы ДНК имеет следующее строение:
ТГГ-ААЦ-ТТГ-АЦТ-ГТА.
Определите последовательность аминокислот в полипептиде.