Scopul lecției: Continuarea formării cunoștințelor despre metabolism, dezvăluirea esenței metabolismului energetic, de a conduce elevii la concluzia cu privire la importanța ATP ca energie universală de energie în celulă; Să familiarizeze studenții cu particularitățile celor trei etape ale schimbului de energie la nivelul percepției, înțelegerii și memoriei primare.
Tipul lecției. învățarea materialului nou.
Echipament: tabel interactiv "Schimbul de energie într-o cușcă" (Anexa.)
I. Actualizarea cunoștințelor: Următoarele cuvinte sunt scrise pe tablă:
Adenină, riboză, energie, reziduuri de acid fosforic, mitocondrie, baterie, legătura macroergică.
Profesor: Amintiți-vă substanța asociată cu toate cuvintele scrise, determinați rolul ei în celulă?
Ucenici: amintiți-vă ATP și rolul său în cușcă.
Profesor: De ce organismele au nevoie de energie?
Discipolii: Creștere, respirație, nutriție etc.
Profesor: - Deci, sursa de energie pentru marea majoritate a proceselor din organismele vii este următoarea reacție:
În consecință, stocul de ATP ar trebui să fie reînnoit în mod continuu pe baza reacției inverse, care se referă la cheltuielile de energie:
Profesor: De unde vine energia pentru această reacție de feedback?
- Unde pot obține organismele? (Nutrienții).
Postați subiectul și obiectivele lecției. Vom lua cunoștință de esența schimbului de energie, vom lua în considerare etapele schimbului de energie. Vom afla ce valoare are schimbul de energie?
II. Învățarea materialului nou.
Lucrați cu schema "Modalități de obținere a energiei de ființe vii"
Heterotrofii primesc energia necesară pentru funcțiile lor vitale ca urmare a oxidării în celule a moleculelor de substanțe organice care vin împreună cu alimentele. Dar trebuie remarcat faptul că organismele fotosintetice și chemosintetice sunt, de asemenea, capabile să primească energie datorită oxidării substanțelor organice sintetizate în propriile lor celule de compuși anorganici.
În cursul oxidării biologice, scindarea substanțelor organice complexe se realizează în etape și se poate desfășura în două moduri fundamental diferite:
1) oxidarea fără oxigen a substanțelor organice;
2) Oxidarea oxigenului de substanțe organice în dioxid de carbon și apă.
Etapele inițiale ale ambelor tipuri de oxidare se desfășoară într-un mod similar.
Profesor: Luați în considerare etapele schimbului de energie (lucrul cu masa).
Etape de schimb de energie
În prima etapă pregătitoare, moleculele mari se descompun în cele mai simple: proteinele se descompun la aminoacizi, polizaharidele la monozaharide; lipidele - la glicerina și acizii grași mai mari.
Acest proces se desfășoară în canalul digestiv al organismelor multicelulare, apoi în celulele sub acțiunea enzimelor lizozomale. Energia eliberată în timpul transformării substanțelor este complet disipată sub formă de căldură.
- Ce funcție comună este caracteristică acestor substanțe?
- Este rațional să cheltuiți proteine pentru energie? De ce?
- Ce substanțe sunt principala sursă de energie?
Se crede că un loc cheie în metabolismul tuturor tipurilor de celule este ocupat de reacțiile care implică zaharuri, de exemplu, glucoza, așa că în lecție vom examina modul de oxidare a acestui carbohidrat.
A doua etapă este oxidarea anoxică sau incompletă. Se mai numeste si respiratie anaeroba (glicoliza) sau fermentatie. Termenul "fermentație" este în general aplicat proceselor care apar în celulele microorganismelor sau plantelor.
Fermentarea poate suferi mulți compuși organici, dar mai ales - glucide, formând astfel: alcool (etanol), acizi (lactic, butiric, etc.), acetonă și alți compuși organici, dioxid de carbon, iar în unele cazuri de hidrogen.
Alcoolul, laptele - acru, acidul oleaginos și alte tipuri de fermentație se disting prin produsele formate. Dar esența mecanismului tuturor tipurilor de fermentație, în ciuda diversității lor, este aceeași. Și acest mecanism este în scindarea enzimatică a glucozei, adică în glicoliza, care în cele mai diverse celule se desfășoară conform aceluiași scenariu fără modificări.
Glicoliza se efectuează în citoplasma celulelor și nu necesită oxigen. Se compune din nouă reacții consecutive, fiecare dintre acestea fiind catalizată de o enzimă comună. În timpul reacțiilor de glicoliză, molecula de glucoză se rup în două molecule de trei atomi de carbon de acid piruvic (PVK), cu formarea totală a două molecule de ATP.
Ecuația de reacție este dată în manual.
Soarta ulterioară a PVK poate fi diferită în funcție de tipul de extracție a energiei preferat de organisme - anaerobe (anoxice) sau aerobe (oxigen).
În cazul organismelor anaerobe, sau țesuturi de origine animală, poate funcționa în conținutul de oxigen absenta sau redusa, moleculele din PVC sunt supuse transformării în continuare în funcție de tipul de fermentație la alcool (fermentarea alcoolică), acid lactic (fermentație lactică) etc. Dezavantajul proceselor de fermentare este extracția unei fracții nesemnificative din energia care este conținută în legăturile moleculelor organice. Pentru multe persoane unicelulare și multicelulare (în special în ceea ce privește modul de viață parazitar), acest lucru este suficient.
Dar fermentația este un proces vital pentru alte ființe mai organizate.
De exemplu, fermentația alcoolică are loc în plante conifere în timpul iernii, când stomatele acelor sunt înfundate cu rășină, iar schimbul de gaz cu mediul extern încetează.
- În ce caz celulele musculare se duc la respirația anoxică?
- Care este produsul final format în mușchi ca rezultat al glicolizei?
- Care este cauza durerii în mușchii unei persoane neinstruite după efort fizic?
Întrebarea cu problema: Ce trebuie făcut pentru a reduce durerea?
Pentru a răspunde la această întrebare, vom lua în considerare a treia etapă a schimbului de energie. În a treia etapă a metabolismului energetic, oxidarea produselor glicoliză la dioxidul de carbon și apă are loc cu ajutorul agentului de oxidare O2 și a enzimelor.
Această etapă a fost numită respirație aerobă (oxigen) sau hidroliză. Se efectuează în "stațiile electrice" ale celulei - mitocondriile și este asociată cu matricea mitocondrială și membranele interne ale acesteia.
Substanțele organice formate în procesul de glicoliză intră în "bandă transportoare" enzimatică, numită în onoarea cercetătorului descris de ciclul Krebs. Toate enzimele care catalizează reacțiile acestui ciclu sunt localizate în mitocondrii. În toate etapele acestui proces, oxigenul este absorbit și dioxidul de carbon, apa și energia stocate în molecule ATP sunt eliberate. Care formarea de ATP este molecule asociate cu enzime, care sunt situate pe membrana interioara a mitocondriilor, oferind izolare în mici porțiuni de energie care ii permite stocarea în legăturile chimice ale ATP.
Procesul de descompunere a oxigenului de acid lactic poate fi exprimat prin ecuația (în manuale):
Întrebare: Care etapă a schimbului de energie este cea mai benefică și de ce?
Oxigen respirație glicoliză mult mai eficient, deoarece oxidarea completă a materiei organice conduce la eliberarea unor cantități mari de energie, cu aproximativ 60% din stocate în molecule de ATP, iar 40% este disipată sub formă de căldură.
Întrebare: Câte molecule ATP se formează ca urmare a oxidării unei molecule de glucoză?
(Se formează în total 38 de molecule ATP în trei etape ale oxidării biologice a unei molecule de glucoză.)
Procesul de oxidare completă a glucozei într-o celulă poate fi exprimat printr-o ecuație sumară generală:
În toate cele trei etape ale oxidării biologice a unei molecule de glucoză, se formează 38 de molecule ATP. O parte din molecule sunt cheltuite pe procesele de oxidare în sine și 21 de molecule de ATP sunt transferate în citoplasmă pentru a asigura funcționarea altor structuri celulare.
III. Controlul primar al asimilării cunoașterii.
Lucrări în grupuri: fiecărui grup li se oferă aceleași seturi de carduri cu nume de substanțe și produse inițiale în fiecare etapă a schimbului de energie. 1 grup alege substanțe pentru etapa pregătitoare, 2 grupă pentru scindarea fără oxigen, 3 grupare pentru scindarea cu oxigen. Cu ajutorul magneților, consolidați cartelele selectate pe placă.
proteine
grăsimi
hidrati de carbon
Aminoacizi
glicerol
Acizi grași
glucoză
Acid piruvic
2 molecule ATP
oxigen
36 molecule ATP
CO2
H2O
- Lucrarea elevilor cu testul.
- Rezolva problema.
Procesul de oxidare a glucozei într-o celulă este similar cu arderea. Atât în combustie, cât și în respirație, glucoza este oxidat cu participarea oxigenului molecular la produsele finale - dioxidul de carbon și apa cu eliberarea de energie. Explicați modul în care aceste procese diferă dacă acestea pot fi exprimate printr-o ecuație generală sumară:
Întrebare: Care dintre etapele schimbului de energie este mai veche și de ce?
- Care este baza declarației oamenilor de știință că glicoliza a apărut în sălbăticie înainte de segregarea cu oxigen?
- Înlocuiți cu un singur cuvânt partea selectată din fiecare instrucțiune.
- Procesul enzimatic și anoxic de descompunere a substanțelor organice în celulă este observat în bacterii.
- Totalitatea proceselor oxidative de divizare a moleculelor de substanțe organice cu participarea oxigenului este o proprietate a celulelor plantelor superioare și a celor mai multe animale.
Rezumă. Casa. sarcină.
- "Cunoștințele pe care le-am primit în lecție sunt necesare pentru mine ..."
- "Am primit informații utile despre asta ..."
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: