Энергетический обмен

Разделы: Биология, Конкурс «Презентация к уроку»


Презентация к уроку

Загрузить презентацию (1 МБ)


Цели:

  • Углубить, расширить знания о метаболизме на основе изучения сущности энергетического обмена и особенностей трёх этапов.
  • Убедить учащихся в большом значении АТФ как важнейшего энергетического вещества клетки.
  • Основные понятия: подготовительный этап (фосфорилирование); бескислородный этап (гликолиз, спиртовое брожение); полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание.

Оборудование: таблицы или схемы энергетического обмена, трёх этапов; презентация.

Этапы урока

I. Проверка знаний и умений учащихся.

О сущности гомеостаза, метаболизме и составляющих его процессов; о роли ферментов в метаболизме. Беседа с использованием следующих вопросов:

1) Почему нарушение гомеостаза, какой – либо биологической системы опасно?

2) В чём сущность метаболизма? Назовите типы его обменов. Что такое ассимиляция?

3) Какое название получила совокупность реакций органических веществ?

4) Приведите пример пластического обмена в жизнедеятельности растений?

5) Какова главная особенность энергетического обмена?

6) Сформулируйте свое определение метаболизма.

7) Что означает выражение “специфичность фермента”?

8) Какие условия можно считать оптимальными для функционирования ферментов в биологических системах?

II. Изучение нового материала.

Универсальным источником энергии во всех клетках служит АТФ (аденозинтрифосфат). Это вещество синтезируется в результате реакции фосфорилирования, т.е. присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата). На эту реакцию затрачивается энергия, и теперь эта энергия находится в форме энергии химических связей АТФ. Вы уже знаете, что при распаде АТФ до АДФ клетка за счёт макроэргической связи в молекуле АТФ получит приблизительно 40 кДж энергии.

Откуда же берется энергия для синтеза АТФ из АДФ? Она выделяется в процессе диссимиляции, т.е. в реакциях расщепления органических веществ в клетке. В зависимости от специфики организма и условий его обитания диссимиляция может проходить в два или три этапа. Большинство живых существ, обитающих на Земле, относится к аэробам, т.е. используют в процессах обмена веществ кислород из окружающей среды. У аэробов энергетический обмен происходит в три этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный. В результате этого органические вещества распадаются до простейших неорганических соединений. У организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде, - анаэробов, а также у аэробов при недостатке кислорода ассимиляция происходит в два этапа: подготовительный и бескислородный. В двухэтапном варианте энергетического обмена энергии запасается гораздо меньше, чем в трехэтапном.

Беседа о подготовительном и бескислородном этапах диссимиляции, локализации их в клетке. О значении ферментов для нормального осуществления этапов энергетического обмена. Изучение сведений о гликолизе и спиртовом брожении в тексте учебника (стр. 84-85).

Особенности третьего этапа энергетического обмена – полного кислородного расщепления или клеточного дыхания. В процессе этого этапа органические вещества, образовавшиеся в ходе второго этапа при бескислородном расщеплении и содержащие большие запасы химической энергии, окисляются до конечных продуктов СО2 и Н20. Этот процесс, так же как и гликолиз, является многостадийным, но происходит не в цитоплазме, а в митохондриях. В результате клеточного дыхания при распаде двух молекул молочной кислоты синтезируются 36 молекул АТФ. Запись в тетрадях реакций, свойственных третьему, кислородному этапу энергетического обмена.

III. Подведение итогов урока.

Беседа о сущности энергетического обмена с сопоставлением исходных и конечных продуктов бескислородного и кислородного этапов диссимиляции, обсуждении их энергетической ценности, примерные вопросы:

  • На протяжении, каких этапов осуществляется диссимиляция?
  • Какое вещество является универсальным источником энергии для всех клеток?
  • Какие этапы энергетического обмена свойственны анаэробам?
  • В каких структурах клеток происходит подготовительный и кислородный этапы катаболизма?
  • Как называется многоступенчатый процесс бескислородного расщепления молекулы глюкозы до двух молекул ПВК?
  • Каким образом проявляется ступенчатый характер реакций биологического окисления?
  • Почему аминокислоты подвергаются расщеплению в самую последнюю очередь?

Дополнительная информация.

Перенос в клетке протонов и электронов от одной реакции к другой осуществляют особые молекулы – коферменты. Например, кофермент А – переносчик ацетильных групп, НАД (плюс) и НАДФ (плюс) – переносчики атомов водорода и электронов. Участвующие в реакциях коферменты практически не изменяются, поэтому используются многократно.

При расщеплении 1 грамм- молекулы глюкозы в процессе энергетического обмена освобождается 625000 калорий. Если бы эта энергия освобождалась сразу, клетка погибла бы от перегрева. Этого не происходит, так как энергия в ходе окислительно-восстановительных реакций освобождается постепенно.

IV. Домашнее задание.

Изучить параграф 22, ответить на вопросы на странице 87.