Тема 2.5. Обмен веществ и превращение энергии в клетке.

Урок № 9.

Раздел. 2 Учение о клетке.

Тема 2.5. Обмен веществ и превращение энергии в клетке.

Обмен веществ и превращение энергии (2.5.1). Пластический и энергетический обмен (2.5.2).

Тип урока – изучение нового материала.

Цели:

1. Познакомить учащихся с понятием «обмен веществ в организме».

2. Показать, что ассимиляция и диссимиляция - это два взаимосвязанных процесса.

3. Изучить этапы энергетического обмена.

План урока.

1. Орг. момент - 5 мин.

2. Объяснение нового материала – 70 мин.

3. Постановка д.з. – 5 мин.

Ход урока.

1. Орг. момент.

2. Объяснение нового материала.

Метаболизм – ряд стадий, на каждой из которых молекула под действием ферментов слегка видоизменяется до тех пор, пока не образуется необходимое организму соединение.

Обмен веществ – последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе их жизни.

Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных процессов – анаболизма и катаболизма.(Схема)

Ассимиляция, или анаболизм (пластический обмен), - совокупность химических процессов, направленных на образование и обновление структурных частей клеток.

1. В ходе ассимиляции происходит биосинтез сложных молекул из простых молекул-предшественников или из молекул веществ, поступивших из внешней среды.

2. Важнейшими процессами ассимиляции являются синтез белков и нуклеиновых кислот (свойственный всем организмам) или синтез углеводов (только у растений, некоторых бактерий и цианобактерий).

3. В процессе ассимиляции при образовании сложных молекул идёт накопление энергии, главным образом в виде химических связей.

Диссимиляция, или катаболизм (энергетический обмен), - совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ высвобождением энергии.

1. При разрыве химических связей в молекулах органических соединений энергия высвобождается и запасается виде молекул аденозинтрифосфорной кислоты(АТФ).

2. Синтез АТФ у эукариот происходит в митохондриях и хлоропластах, а у прокариот - в цитоплазме, на мембранных структурах.

3. Диссимиляция обеспечивает все биохимические процессы в клетке энергией.

Всем живым клеткам постоянно нужна энергия, необходимая для протекания в них различных биологических и химических реакций. Одни организмы для этих реакция используют энергию солнечного света (при фотосинтезе), другие – энергию химических связей органических веществ, поступающих с пищей. Извлечение энергии из пищевых веществ осуществляется в клетке путём их расщепления и окисления кислородом, поступающим в процессе дыхания. Поэтому этот процесс называют биологическим окислением, или клеточным дыханием.

Биологическое окисление с участием кислорода называют аэробным, без кислорода – анаэробным. Процесс биологического окисления идёт многоступенчато. При этом в клетке происходит накопление энергии в виде молекул АТФ и других органических соединений.

Источником энергии для всех видов активности служит химическая энергия молекул, запасённая в связях между атомами. При разрыве связей эта энергия высвобождается, при этом она аккумулирует в форме АТФ (содержащей макроэнергетические связи, во время разрыва которых высвобождается около 40 кДж/моль энергии) и в этой форме используется затем для выполнения различной работы в клетке.

Этапы энергетического обмена.

Название этапа, локализация в организме	Особенности протекания этапов	Энергетическая ценность
1. Подготовительный (в органах пищеварения	Молекулы сложных органических соединений расщепляются под действием ферментов на более мелкие: Белки – аминокислоты Углеводы – моносахариды Жиры – глицерин и жирные кислоты.	Небольшое количество энергии, рассеивающейся в виде тепла.
2. Бескислородный (неполный) гликолиз; у микроорганизмов – брожение (протекание в клетках)	Дальнейшее расщепление молекул ( при участии ферментов) до более простых соединений. Так, глюкоза распадается на две молекулы пировиноградной кислоты (C3H4O3),которая затем восстанавливается в молочную кислоту (C3H6O3); в реакциях участвуют H3PO4 и АДФ:   C6H12O6 +2 H3PO4 +2АДФ 2 C3H6O3 +2АДФ+ 2 H2O У дрожжевых грибов – спиртовое брожение: C6H12O6 +2 H3PO4 +2АДФ 2C2H5OH+2CO2+ 2АДФ+ + 2 H2O	При расщеплении глюкозы 60% выделившейся энергии превращается в тепло; 40% идёт на синтез двух молекул АТФ, эта часть энергии запасается.
3. Кислородный (протекает в матриксе митохондрий и на внутренних мембранах митохондриях)	При доступе кислорода к клеткам образовавшиеся на предыдущем этапе вещества окисляются до CO2 b H2O: 2C3H6O3+6O2+36 H3PO4 +36АДФ 6CO2 + +38H2O+36АДФ Образовавшиеся молекулы АТФ выходят за пределы митохондрий и участвуют во всех процессах клетки, где необходима энергия.	При окислении двух молекул молочной кислоты образуется 36молекул АТФ

3.Постановка д.з.

В учебнике - параграф 21, 22. Подготовиться к проверочной работе.