Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Обмен веществ и энергии: энергетический обмен

Биохимия

Обмен веществ и энергии: энергетический обмен

План урока

  • Этапы энергетического обмена

Цели урока

  • Уметь: объяснять сущность понятия «энергетический обмен»
  • Знать: стадии диссимиляции

Разминка

  • Что такое диссимиляция?
  • Из каких этапов состоит энергетический обмен?

Этапы энергетического обмена


Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии.


Энергия, освобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме АТФ и других высокоэнергетических соединений.


АТФ — универсальный источник энергообеспечения клетки.


Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в процессе фосфорилирования — присоединения неорганического фосфата к АДФ.

 

У аэробных организмов (живущих в кислородной среде) выделяют три этапа энергетического обмена: подготовительный, бескислородный окисление и кислородное окисление. У анаэробных организмов (живущих в бескислородной среде) и аэробных при недостатке кислорода — два этапа: подготовительный, бескислородное окисление.

 

Подготовительный этап 

 

Заключается в ферментативном расщеплении сложных органических веществ до простых: белковые молекулы — до пептидов (короткие цепочки белков) или аминокислот, жиры — до глицерина и карбоновых кислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов. Распад высокомолекулярных органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или ферментами лизосом. Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла. Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве «строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению. 

 

Бескислородное окисление, или гликолиз 

 

Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в присутствии кислорода не нуждается. Главным источником энергии в клетке является глюкоза.


Процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы — гликолиз .


Гликолиз — сложный многоступенчатый процесс. Одна молекула глюкозы 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 · 2Н. 

 

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. 

 

У животных и некоторых бактерий при недостатке кислорода происходит молочнокислое брожение с образованием молочной кислоты. В результате гликолиза одной молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж, из которых 120 кДж рассеивается в виде тепла, а 80% запасается в связях АТФ.

 

Кислородное окисление, или дыхание

Рис. 1. Этапы энергетического обмена Рис. 1. Этапы энергетического обмена

В третьем этапе энергетического обмена участвуют продукты, которые образовались
на втором этапе и которые ещё можно окислить для получения энергии. На этом этапе роль окислителя выполняет кислород воздуха, получаемый в результате внешнего дыхания, а окисление молочной кислоты или этилового спирта происходит до конечных продуктов: СО2 и Н2О. АТФ на этом этапе образуется гораздо больше, чем на предыдущем. В результате полного окисления одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ. 2 молекулы АТФ в ходе гликолиза и 36 молекул АТФ в ходе кислородного этапа в митохондриях. Эффективность полного окисления глюкозы до углекислого газа и воды очень высока: около 55% освобождающейся энергии запасается в виде макроэргических связей в молекулах АТФ, а 45% рассеивается в виде тепла. Таким образом, коэффициент полезного действия этого процесса составляет 55%.

Третий этап энергетического обмена называют также клеточным дыханием, поскольку в нём активно используется кислород воздуха. Реакции клеточного дыхания проходят в митохондриях. Для получения энергии в клетках, кроме глюкозы, могут быть использованы и другие вещества: липиды, белки. Однако ведущая роль в энергетическом обмене у большинства организмов принадлежит сахарам. 

 

Итак, главным продуктом реакций энергетического обмена является АТФ —соединение, содержащее в своём составе две макроэргические связи. Энергия, запасённая в этих связях, необходима для обеспечения всех процессов жизнедеятельности клеток и организма в целом. Она тратится на процессы синтеза самых разных органических веществ, на осуществление различных видов движения, переноса через биологические мембраны ионов и других веществ, на процессы секреции и т. д. Таким образом, АТФ является «универсальной энергетической валютой» клеток—веществом, обеспечивающим связь между процессами диссимиляции (энергетического обмена) и ассимиляции (пластического обмена).

 

Итоги 

 

Энергетический обмен в клетке происходит в три этапа: подготовительный, ферментативный и клеточное дыхание. В результате в клетках запасается универсальный источник энергии — АТФ.


Контрольные вопросы

  1. Что такое энергетический обмен?
  2. В чём заключается суть гликолиза?
  3. Сколько АТФ образуется в результате энергетического обмена?
  4. Какой этап энергетического обмена называют клеточным
    дыханием?


Предыдущий урок
Химический состав организма (белки, липиды, углеводы
Биохимия
Следующий урок
Химический состав организма (нуклеиновые кислоты и АТФ)
Биохимия
  • Общество и власть после Первой российской революции

    История

  • Классицизм в русской литературе. М.В. Ломоносов. М.М. Державин. Виды лирики

    Литература

  • Регистрация ядерных излучений. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Дозиметрия. Экологические проблемы ядерной энергетики

    Физика

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке