Схема обмена веществ в клетке – обмен веществ и энергии в клетке кратко, процессы (Таблица, схема)
Обмен веществ в клетке | Дистанционные уроки
25-Июл-2013 | комментариев 8 | Лолита Окольнова
Во всех клетках живых организмов непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии.
Это называется метаболизм.
Если рассмотреть этот процесс более детально, то это постоянные процессы образования и распада веществ и поглощения и выделения энергии.
Процесс синтеза веществ = пластический обмен = ассимиляция = анаболизм
Пластический обмен (анаболизм, или ассимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых из простых органических и неорганических веществ образуются более сложные вещества. Пластический обмен протекает с затратой высокоорганизованной энергии (например, в виде АТФ)
∗
Глюконеогенез — это процесс синтеза глюкозы из неуглеводных соединений, например, из пирувата. Реакции глюконеогенеза у человека происходят в клетках печени, почек и эпителия тонкого кишечника.
Гликогеногенез — это процесс синтеза гликогена из глюкозы. Реакции гликогеногенеза осуществляются в клетках мышечной ткани и в клетках печени
Синтез жирных кислот осуществляется в цитоплазме жировой ткани
Синтез нуклеотидов осуществляется в цитоплазме всех активных клеток организма
Процесс расщепления =
Энергетический обмен (катаболизм, или диссимиляция) – это совокупность физиолого-биохимических процессов, в ходе которых происходит окисление сложных органических веществ. В результате энергетического обмена образуются более простые органические или неорганические вещества, и выделяется высокоорганизованная энергия (например, в виде АТФ) .
В основном, это реакции окисления, происходят они в митохондриях, самый простой пример — дыхание. При дыхании сложные органические вещества расщепляются до простых, выделяется углекислый газ и энергия.
Вообще, эти два процесса взаимосвязаны и переходят один в другой. Суммарно уравнение метаболизма — обмена веществ в клетке — можно записать так:
катаболизм + анаболизм = обмен веществ в клетке = метаболизм
Энергетический обмен = Диссимиляция = Катаболизм
Этот процесс идет в несколько этапов и нам нужно рассмотреть как он проходит а различных организмах.
Организмов будет всего 2 — многоклеточный (человек, например) и одноклеточный (растительный и животный).
И запомните, сочетание букв АТФ (аденинтрифосфорная кислота) — означает “энергию”. Просто эта энергия заключена в молекуле.
Обмен веществ в клетке
Этапы диссимиляции:
1 этап — подготовительный
Давайте проследим путь пищи от начала и до конца… Итак, пища поступила в организм. А что у нас за пища? Точнее, из чего она состоит? Из белков, жиров и углеводов.
Пища начинает перевариваться.
В чем суть пищеварения? Очень просто: полимеры: белки, жиры и углеводы расщепляются до мономеров:
- жиры → до глицерина и жирных кислот
- углеводы (полисахариды) → до моносахаридов
Такое расщепление возможно с помощью ферментов (био-катализаторов)
- у одноклеточных — в их “мини-желудочках” — лизосомах (пищеварительных вакуолях)
2 этап — бескислородный — гликолиз
Глюкоза, полученная в предыдущем этапе, превращается в пировиноградную кислоту (ПВК)
С6H12O6 → C3H4O3 + 2 АТФ
Происходит этот процесс уже в цитоплазме клеток (как много-, так и одноклеточных организмов).
3 этап — кислородный = Цикл Кребса + окислительное фосфорилирование
Здесь мы не будем детально разбирать цикл Кребса и фосфорилирование — это будет отдельная подробная тема в формате ЕГЭ…
Сама суть этого процесса в том, что в митохондриях (на кристах) ( а если митохондроий нет, то и процесс этот отсутствет, т.е. у анаэробов кислородного этапа нет) кислота превращается уже до конца: до CO
в цикле Кребса:
C3H4O3→CO2 + h3O + 36 АТФ
Общее уравнение диссимиляции:
С6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 38 АТФ
Взаимосвязь пластического и энергетического обмена:
- Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.
- Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы (умственной, мышечной и т.п.) энергетический обмен усиливается.
Пластический и энергетический обмен – это сопряженные (взаимосвязанные) процессы.
Реакции метаболизма рано или поздно завершаются превращением всей исходной энергии в тепло.
Еще на эту тему:
Обсуждение: «Обмен веществ в клетке»
(Правила комментирования)2. Обмен веществ. Пластический и энергетический обмен
Между организмом и окружающей его средой непрерывно происходит обмен веществ и энергии.
Обмен веществ начинается с поступления в организм воды и пищевых продуктов. В пищеварительном канале часть веществ с помощью ферментов расщепляется до более простых, которые всасываются в кишечнике и переходят в кровь (и с кровью вещества переносятся к клеткам тела). В клетках происходят процессы их химических превращений (клеточный метаболизм), в ходе которых организм получает энергию и материалы, необходимые ему для построения собственных клеток и тканей.Не использованные в результате превращений веществ остатки и продукты жизнедеятельности (продукты распада) выводятся из организма (с мочой, калом, потом и выдыхаемым воздухом).
Пластический и энергетический обмен
Обмен веществ в организме — это не просто постоянный ток веществ через его основные структуры, а совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Все реакции, связанные с превращением веществ, можно отнести к двум процессам: пластическому и энергетическому обмену.
Пластический обмен (ассимиляция, или анаболизм) — совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке
В процессах энергетического обмена (диссимиляции, или катаболизма, или биологического окисления) происходит разрушение (распад) полученных с пищей питательных веществ до простых соединений с высвобождением энергии, запасённой в химических связях органических молекул пищи.
В здоровом организме оба процесса строго сбалансированы (хотя в период быстрого роста ассимиляция может временно преобладать над диссимиляцией).
Основными видами обмена веществ являются белковый, углеводный, жировой и водно-солевой обмены.
2. Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция)
Универсальным источником энергии во всех клетках служит АТФ (аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота).
Все энергетические затраты любой клетки обеспечиваются за счёт универсального энергетического вещества — АТФ.
АТФ синтезируется в результате реакции фосфорилирования, то есть присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата):
АДФ + h4PO4+ 40 кДж = АТФ + h3O.
Энергия запасается в форме энергии химических связей АТФ. Химические связи АТФ, при разрыве которых выделяется много энергии, называются макроэргическими.
При распаде АТФ до АДФ клетка за счёт разрыва макроэргической связи получит приблизительно \(40\) кДж энергии.
Энергия для синтеза АТФ из АДФ выделяется в процессе диссимиляции.
Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ.
В зависимости от среды обитания организма, диссимиляция может проходить в два или в три этапа.
Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный.
В результате этого органические вещества распадаются до простейших неорганических соединений.
У анаэробных организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде (а также у аэробных организмов при недостатке кислорода), ассимиляция происходит в два этапа: подготовительный и бескислородный.
В двухэтапном энергетическом обмене энергии запасается гораздо меньше, чем в трёхэтапном.
Первый этап — подготовительный
Подготовительный этап заключается в распаде крупных органических молекул до более простых: полисахаридов — до моносахаридов, липидов — до глицерина и жирных кислот, белков — до аминокислот.
Этот процесс называется пищеварением. У многоклеточных организмов он осуществляется в желудочно-кишечном тракте с помощью пищеварительных ферментов. У одноклеточных организмов — происходит под действием ферментов лизосом.
В ходе биохимических реакций, происходящих на этом этапе, энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, и АТФ не образуется.
Второй этап — бескислородный (гликолиз)
Второй (бескислородный) этап заключается в ферментативном расщеплении органических веществ, которые были получены в ходе подготовительного этапа. Кислород в реакциях этого этапа не участвует.
Биологический смысл второго этапа заключается в начале постепенного расщепления и окисления глюкозы с накоплением энергии в виде \(2\) молекул АТФ.
Процесс бескислородного расщепления глюкозы называется гликолиз.
Гликолиз происходит в цитоплазме клеток.
Он состоит из нескольких последовательных реакций превращения молекулы глюкозы C6h22O6 в две молекулы пировиноградной кислоты — ПВК C3h5O3 и две молекулы АТФ (в виде которой запасается примерно \(40\) % энергии, выделившейся при гликолизе). Остальная энергия (около \(60\) %) рассеивается в виде тепла.
C6h22O6 + h4PO4+ 2АДФ = C3h5O3+2АТФ +2h3O.
Получившаяся пировиноградная кислота при недостатке кислорода в клетках животных, а также клетках многих грибов и микроорганизмов, превращается в молочную кислоту C3H6O3.
HOOC−CO−Ch4пировиноградная кислота→НАД⋅H+H+лактатдегидрогеназаHOOC−CHOH−Ch4молочная кислота.
В мышцах человека при больших нагрузках и нехватке кислорода образуется молочная кислота и появляется боль. У нетренированных людей это происходит быстрее, чем у людей тренированных.
При недостатке кислорода в клетках растений, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей), вместо гликолиза происходит спиртовое брожение: пировиноградная кислота распадается на этиловый спирт C2H5OH и углекислый газ CO2:
C6h22O6+2h4PO4+2АДФ=2C2H5OH+2CO2+2АТФ+2h3O.
Третий этап — кислородный
В результате гликолиза глюкоза распадается не до конечных продуктов (CO2 и h3O), а до богатых энергией соединений (молочная кислота, этиловый спирт) которые, окисляясь дальше, могут дать её в больших количествах. Поэтому у аэробных организмов после гликолиза (или спиртового брожения) следует третий, завершающий этап энергетического обмена — полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание.
Этот этап происходит на кристах митохондрий.
Третий этап, так же как и гликолиз, является многостадийным и состоит из двух последовательных процессов — цикла Кребса и окислительного фосфорилирования.
Третий (кислородный) этап заключается в том, что при кислородном дыхании ПВК окисляется до окончательных продуктов — углекислого газа и воды, а энергия, выделяющаяся при окислении, запасается в виде \(36\) молекул АТФ (\(2\) молекулы в цикле Кребса и \(34\) молекулы в ходе окислительного фосфорилирования).
Этот этап можно представить себе в следующем виде:
2C3h5O3+6O2+36h4PO4+36АДФ=6CO2+42h3O+36АТФ.
Вспомним, что ещё две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы (на втором, бескислородном, этапе). Таким образом, в результате полного расщепления одной молекулы глюкозы образуется \(38\) молекул АТФ.
Суммарная реакция энергетического обмена:
C6h22O6+6O2=6CO2+6h3O+38АТФ.
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.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
www.yaklass.ru
Конспект «Обмен веществ и превращения энергии»
«Обмен веществ и превращения энергии. Ферменты»
Раздел ЕГЭ: 2.5. Обмен веществ и превращения энергии — свойства живых организмов. Энергетический обмен и пластический обмен, их взаимосвязь. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле.
Клетку можно уподобить миниатюрной химической фабрике, на которой происходят сотни и тысячи химических реакций.
- поступление веществ в организм в процессе питания и дыхания,
- внутриклеточный обмен веществ, или метаболизм,
- выделение конечных продуктов обмена.
Метаболизм складывается из двух одновременно протекающих в клетке процессов: пластического и энергетического обменов.
Энергетический обмен и пластический обмен
Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) представляет собой совокупность реакций синтеза, которые идут с затратой энергии АТФ. В процессе пластического обмена синтезируются органические вещества, необходимые клетке. Примерами реакций пластического обмена являются фотосинтез, биосинтез белка и репликация (самоудвоение) ДНК.
Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — это совокупность реакций расщепления сложных веществ до более простых. В результате энергетического обмена выделяется энергия, запасаемая в виде АТФ. Наиболее важными процессами энергетического обмена являются дыхание и брожение.
Пластический и энергетический обмены неразрывно связаны, поскольку в процессе пластического обмена синтезируются органические вещества и для этого необходима энергия АТФ, а в процессе энергетического обмена органические вещества расщепляются и высвобождается энергия, которая затем будет израсходована на процессы синтеза.
Энергию организмы получают в процессе питания, а высвобождают ее и переводят в доступную форму в основном в процессе дыхания.
Схема общего обмена веществ
Ферменты
Протекание химических реакций в живых организмах обеспечивается благодаря биологическим катализаторам белковой природы — ферментам, или энзимам. Как и другие катализаторы, ферменты ускоряют протекание химических реакций в клетке в десятки и сотни тысяч раз, а иногда и вообще делают их возможными, но не изменяют при этом ни природы, ни свойств конечного продукта (продуктов) реакции и не изменяются сами. Ферменты могут быть как простыми, так и сложными белками, в состав которых, кроме белковой части, входит и небелковая — кофактор (кофермент). Примерами ферментов являются амилаза слюны, расщепляющая полисахариды при длительном пережевывании, и пепсин, обеспечивающий переваривание белков в желудке.
Ферменты отличаются от катализаторов небелковой природы высокой специфичностью действия, а также возможностью регуляции действия за счет изменения условий протекания реакции либо взаимодействия с ними различных веществ. К тому же и условия, в которых протекает ферментный катализ, существенно отличаются от тех, при которых идет неферментный: оптимальной для функционирования ферментов в организме человека является температура 37° С, а давление должно быть близким к атмосферному.
Механизм действия ферментов заключается в снижении энергии активации веществ (субстратов), вступающих в реакцию, за счет образования промежуточных фермент-субстратных комплексов.
Это конспект для 10-11 классов по теме «Обмен веществ и превращения энергии. Ферменты».
Читайте также другие конспекты, относящиеся к разделу ЕГЭ 2.5:
uchitel.pro
Обмен веществ и превращение энергии. Энергетический обмен
- ГДЗ
- 1 Класс
- Математика
- Английский язык
- Русский язык
- Немецкий язык
- Информатика
- Природоведение
- Основы здоровья
- Музыка
- Литература
- Окружающий мир
- Человек и мир
- Технология
- 2 Класс
- Математика
- Английский язык
- Русский язык
- Немецкий язык
- Украинский язык
- Информатика
- Природоведение
- Основы здоровья
- Музыка
- Литература
resheba.me
План-конспект урока по биологии (9 класс) на тему: Урок по теме Энергетический обмен в клетке. 9 класс
Тема: Энергетический обмен. Питание клетки.
Цель:
Цель: сформировать представление о метаболизме как совокупности реакций обмена в клетке; показать учащимся, что ассимиляция и диссимиляция — две стороны единого процесса — метаболизма, углубить и расширить знания о метаболизме, раскрыв сущность энергетического обмена; подвести учащихся к выводу о значении АТФ как универсального аккумулятора энергии в клетке; показать роль ферментов в реакциях обмена; познакомить учащихся с характерными особенностями трех этапов энергетического обмена.
развить понятие о типах питания клетки; сформировать понятие «автотрофные и гетеротрофные организмы»; познакомить учащихся с группами автотрофных и гетеротрофных организмов в зависимости от особенностей питания; Продолжить формирование умения работать с учебником, рисунками, сравнивать и делать выводы. Воспитание биологического мышления, внимания.
Оборудование: схема метаболизма на доске.
Ход урока
I Организационный момент.
II Актуализация знаний.
Проверочная работа по главе 2.
III Формирование умений.
- Формирование понятия «метаболизм». (Объяснение учителя с элементами беседы.)
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.
- Формирование понятия «ассимиляция». (Объяснение учителя с элементами беседы.)
Ассимиляция – совокупность химических процессов, направленных на образование и обновление структурных частей клетки.
- Формирование понятия «диссимиляция». (Объяснение учителя с элементами беседы.)
Диссимиляция – совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ с высвобождением энергии.
Характеристика трех этапов энергетического обмена в клетке. (Объяснение учителя с элементами беседы и использованием таблицы «Схема энергетического обмена углеводов».)
Всем живым клеткам постоянно нужна энергия, необходимая для протекания в них различных биологических и химических реакций. Одни организмы используют энергию солнечного света, другие – энергию химических связей органических веществ, поступающих с пищей. Извлечение энергии из пищевых веществ осуществляется в клетках путем 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 идет многоступенчато. При этом в клетке происходит накопление энергии в виде молекул АТФ и других органических соединений.
Этапы энергетического обмена | ||
Этапы энергетического обмена | Процессы энергетического обмена | Освобождение и использование энергии |
I. Подготовительный (в органах пищеварения) | Крупные молекулы органических веществ при участии ферментов распадаются на более мелкие молекулы: белки – аминокислот углеводы – моносахаридов жиры – глицерина и жирных кислот | Энергия рассеивается в виде тепла |
II. Бескислородный (неполный) гликолиз; у микроорганизмов – брожение (протекает в клетках) | Дальнейшее расщепление молекул (при участие ферментов) до более простых соединений. Так, глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (С3Н4О3), которая затем восстанавливается в молочную кислоту (С3Н6О3). Расщепление идет с участием АДФ и Н3РО4 С6Н12О6 +2Н3РО4 + 2АДФ – 2С3Н6О3 + 2АДФ + 2Н2О У дрожжевых грибов – спиртовое брожение: С6Н12О6 +2Н3РО4 + 2АДФ – 2С2Н5ОН +2СО2 +2АТФ + 2Н2О | Распад одной молекулы глюкозы дает энергию, обеспечивающую синтез двух молекул АТФ, эта часть энергии запасается |
III. Кислородный (протекает в матриксе митохондрий на внутренних мембранах митохондрий) | При доступе кислорода к клеткам образовавшиеся на предыдущем этапе вещества окисляются до СО2 и Н2О: 2С3Н6О3 + 6О2 +36Н3РО4 + 36АДФ – 6СО2 + 36АТФ + 42Н2О Образовавшиеся молекулы АТФ
| Распад двух молекул молочной кислоты. Выделяется энергия, достаточная для образования 36 молекул АТФ |
IV Формирование умений.
Фронтальная беседа по вопросам:
- Что такое ассимиляция? Приведите примеры реакций синтеза в клетке.
- Что такое диссимиляция? Приведите примеры реакций распада в клетке.
- Докажите, что ассимиляция и диссимиляция — две стороны единого процесса обмена веществ и энергии — метаболизма.
Задание: установите соответствие между процессами протекающими в клетках организмов, и их принадлежностью к ассимиляции и диссимиляции:
Процессы | Обмен веществ |
1. испарение воды 2. дыхание 3. расщепление жиров 4. биосинтез белков 5. фотосинтез 6. расщепление белков 7. расщепление полисахаридов 8. биосинтез жиров 9. синтез нуклеиновых кислот 10. хемосинтез | А – ассимиляция Б — диссимиляция |
Ответы: 1-Б, 2-Б, 3-Б, 4-А, 5-А,6-Б, 7-Б, 8-А, 9-А, 10-А.
Заполнение таблицы «Этапы энергетического обмена».
Особенности | 1 этап | 2 этап | 3 этап |
1. Где происходит расщепление? | |||
2. Чем активизируется расщепление? | |||
3. До каких веществ расщепляются соединения? | |||
4. Сколько выделяется энергии? | |||
Сколько энергии синтезируется в виде АТФ? |
Урок 2.
Ход урока
I Организационный момент.
II Актуализация знаний.
1. Почему ассимиляция не может существовать без диссимиляции?
2. Какое вещество, играя важную метаболическую роль, выполняет функцию центрального компонента клеточной активности?
3. Какое строение имеет молекула АТФ?
Задание: найдите во второй колонке верное окончание предложения.
1. Всю совокупность химических реакций в клетке называют… | А) энергией, заключенной в молекулах АТФ. |
2. Значение энергетического обмена состоит в том, что он обеспечивает реакции синтеза… | Б) синтеза и распада. |
3. В процессе пластического обмена в клетках синтезируются… | В) поглощения энергии. |
4. Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных и противоположно направленных процессов… | Г) обменом веществ. |
5. Анаболизм сопровождается… | Д) распадом органических веществ |
6. Катаболизм сопровождается… | Е) молекулы белков. |
Ответы: 1-Г, 2-А, 3-Е, 4-Б, 5-В, 6-Д.
- Этапы энергетического обмена. (Ответ учащегося у доски.)
Фронтальная беседа по вопросам:
- Каковы конечные, продукты и энергетическая ценность I этапа энергетического обмена?
- Сравните энергетическую ценность II и III этапов диссимиляции, сделайте вывод.
- Какова роль ферментативной системы энергетического обмена в поддержании необходимого количества АТФ в клетке?
- Какое значение имеет ступенчатый характер реакций биологического окисления?
- Аминокислоты — последний энергетический резерв, они подвергаются окислению в самую последнюю очередь. Объясните, с чем это связано.
III Формирование новых знаний.
1. Автотрофные и гетеротрофные организмы.
Автотрофные и гетеротрофные организмы
Группа организмов в зависимости от типа питания | Способ получения органических веществ | Представители |
Автотрофы: фототрофы хемотрофы | Самостоятельно синтезируют органические вещества из неорганических Для синтеза органических веществ используют энергию света Для синтеза органических веществ используют химическую энергию | Все зеленые растения, цианобактерии Многие виды бактерий (нитрифицирующие бактерии, серобактерии) |
Гетеротрофы | Используют готовые органические вещества | Многие бактерии, грибы, животные |
2. Группы гетеротрофных организмов (сапрофиты, паразиты, голозои).
Фаготрофы (голозои) — гетеротрофные организмы, заглатывающие твердые куски пищи.
Сапрофиты — организмы, питающиеся органическими веществами отмерших организмов или выделениями живых.
Паразиты (от греч. parásitos — нахлебник, тунеядец), организмы, питающиеся за счёт других организмов (называемых хозяевами) и большей частью вредящие им.
- Значение фотосинтеза. (Рассказ учителя с элементами беседы.)
Фотосинтез — это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий).
- Характеристика световой и темновой фаз фотосинтеза. (Объяснение учителя с использованием таблиц и рисунка 32 учебника.)
Тилакоиды – плоские мешочки ограниченные мембранами.
Граны – десятки тилакоидов плотно уложенные в стопки.
Строма – внутреннее пространств между гранами.
- Характеристика хемосинтеза. (Объяснение учителя с последующим заполнением таблицы.)
Хемосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических за счет энергии химических реакций окисления.
Сравнение фотосинтеза и хемосинтеза
Характеристика | Фотосинтез | Хемосинтез |
Протекает в | Клетках, содержащих хлорофилл | Клетках многих видов бактерий |
Используется энергия | Света | Окислительно-восстановительных реакций |
Образуются | Органические вещества | Органические вещества |
IV Формирование новых знаний.
1. Заполнение таблицы.
Группы гетеротрофных организмов
Группы гетеротрофов | Особенности питания | Представители |
Сапрофиты | Питаются мертвыми органическими остатками | Бактерии и грибы — сапрофиты |
Паразиты | Питаются органическими веществами организма-хозяина | Болезнетворные бактерии, грибы-паразиты, гельминты |
Голозои | Питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ | В основном многоклеточные животные, имеющие пищеварительную систему |
Заполнение таблицы. (Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника и последующим обсуждением.)
Фотосинтез
Фазы фотосинтеза | Процессы происходящие в этой фазе | Результаты процессов |
Световая фаза(осуществляется в тилакоидах гран) | Захваченные кванты света используются для образования богатых энергией молекул АТФ и фотолиза воды | Образование АТФ, О2, ионы Н+ |
Темновая фаза (осуществляется в строеме хлоропластов) | Используется энергия, запасенная во время световой фазы | Молекулы глюкозы из СО2 и ионов Н+ |
V Задание на дом.
Изучить §2.9 2.10, повторить § 1.4 и 1.6.
nsportal.ru
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа
Обмен веществ – основа существования клетки
Для изучения клетки под микроскопом обычно ее фиксируют, окрашивают. На приготовленном микропрепарате рассматривают уже неживую клетку, поэтому создается впечатление, что все структурные части клетки неподвижны, статичны, а это не соответствует действительности. На самом деле в живой клетке все находится в движении: движется цитоплазма, увлекая за собой многие органоиды, вещества и включения; активно работают рибосомы и митохондрии, совершается множество химических превращений. Во всех этих процессах жизнедеятельности накапливается, тратится и преобразуется энергия. Из окружающей среды в клетку поступают различные вещества, а из клетки в окружающую среду удаляются ненужные продукты обмена. Так осуществляется обмен веществ, или метаболизм (греч. metabole – «превращение»).
Обмен веществ и энергии (метаболизм) – это совокупность биохимических реакций, протекающих в клетке и обеспечивающих процессы ее жизнедеятельности.
Обмен веществ складывается из двух взаимосвязанных процессов – анаболизма и катаболизма.
Анаболизм (греч. anabole – «подъем»), или ассимиляция (лат. assimilatio – «слияние», «усвоение»), – совокупность химических процессов, направленных на образование и обновление структурных частей клеток. Поэтому анаболизм еще называют пластическим обменом. В ходе анаболизма происходит биосинтез сложных молекул из простых молекул–предшественников или из молекул веществ, поступивших из внешней среды. Важнейшими процессами анаболизма являются синтез белков и нуклеиновых кислот (свойствен всем организмам) и синтез углеводов (у растений, некоторых бактерий и цианобактерий).
Анаболизм является созидательным этапом обмена веществ. Он осуществляется всегда с потреблением энергии при участии ферментов.
В процессе анаболизма с образованием сложных молекул идет накопление энергии, главным образом, в виде химических связей. Поступление этой энергии в большинстве случаев обеспечивается реакциями биологического окисления веществ клетки – реакциями катаболизма.
Катаболизм (греч. katabole – «сбрасывание», «разрушение»), или диссимиляция, – совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ с высвобождением энергии. При разрыве химических связей молекул органических соединений энергия высвобождается и запасается, главным образом, в виде молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), т. е. аденозинтрифосфата. Синтез АТФ у эукариот происходит в митохондриях и хлоропластах, а у прокариот – в цитоплазме, на мембранных структурах.
Катаболизм обеспечивает все биохимические процессы в клетке энергией, поэтому его еще называют энергетическим обменом.
В процессе эволюции клетки живых организмов выработали регуляторные системы, обеспечивающие упорядоченность и согласованность метаболических реакций. Это и позволяет им адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Аденозинтрифосфорная кислота, или АТФ, – это нуклеотид, содержащий аденин, рибозу и трифосфат (три остатка фосфорной кислоты).
Молекула АТФ очень энергоёмка. Она является универсальным переносчиком и накопителем энергии. Энергия заключена в связях между тремя остатками фосфорной кислоты.
Как происходит выделение энергии в клетке? Отделение от АТФ одного концевого фосфата (Ф) сопровождается выделением 40 кДж на 1 моль, тогда как при разрыве химических связей других соединений выделяется 12 кДж. Образовавшаяся при этом молекула аденозиндифосфата (АДФ) с двумя фосфатными остатками может быстро восстановиться до АТФ или, при необходимости отдав еще один концевой фосфат, превратиться в аденозинмонофосфат (АМФ).
Пара АТФ/АДФ служит основным механизмом выработки энергии в клетке. Присоединение фосфорных остатков к АМФ и АДФ сопровождается накоплением (аккумуляцией) энергии, а их отщепление от АТФ и АДФ приводит к выделению энергии. Благодаря богатым энергией химическим связям в молекулах АТФ клетка способна накапливать много энергии и расходовать ее по мере надобности на все жизненные процессы клетки и организма в целом.
< Предыдущая страница «Нуклеиновые кислоты»
Следующая страница «Биосинтез белков в живой клетке» >
biolicey2vrn.ru