Презентація " Обмін речовин та перетворення енергії в клітині. Етапи енергетичного обміну".

ОБМІН РЕЧОВИН ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ В КЛІТИНІ. БІОХІМІЧНІ МЕХАНІЗМИ ДИХАННЯ. ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН – КИСНЕВИЙ ( АЕРОБНИЙ ЕТАП)Підготувала- вч. біології МОЙСЮК Л. Р.

ПРИГАДАЙТЕ!!!!Що таке метаболізм та гомеостаз?Яка кількість енергії виділяється під час розщеплення білків, ліпідів та вуглеводів?3. Які функції ферментів?4. Яка будова та функції АТФ і мітохондрій?5. Як відбуваються процеси дихання у рослин, тварин, і людини?

ПЛАН УРОКУПластичний обмін ( асиміляція)Енергетичний обмін ( дисиміляція)Процеси клітинного дихання. Етапи енергетичного обміну. Кисневий ( аеробний етап)

Пластичний обмін (АСИМІЛЯЦІЯ)- сукупність реакцій синтезу, які забезпечують розвиток клітин та організмів, поновлення їхнього хімічного складу. Витрачається певна кількість енергіїДжерело енергії -сонячне світло ( для більшості автотрофів)Енергія хімічних зв’язків сполук, які поглинаються із довкілля ( для гетеротрофів)Приклади реакцій асиміляції- процеси синтезу амінокислот, моносахаридів, полісахаридів, білків, нуклеїнових кислот, АТФ тощо.

Енергетичний обмін ( ДИСИМІЛЯЦІЯ)- сукупність реакцій розщеплення складних сполук в організмі до простіших, що супроводжується виділенням енергіїРеакції безкисневого розщеплення складних сполук до простіших. Реакції окиснення. Енергія, що виділяється під час дисиміляції може переходити в інші форми: теплову, енергію світла, механічну.

ДИХАННЯ- сукупність процесів, які забезпечують надходження в організм кисню , використання його для окиснення органічних речовин у клітинах ( білків, жирів, вуглеводів), а також видалення з організму СО2, що утворився під час реакцій окиснення. Легенева винтиляція( обмін газів, який відбуваєтьсяв легенях між повітрям і кров’ю)Транспорт газівкровоносною системою( у зв’язаному з гемоглобіном стані або розчинених у плазмі крові)Клітинне дихання( використання кисню клітинами для реакційвивільнення енергії)

ЕТАПИ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБМІНУПідготовчий( перебігає у цитоплазмі клітин усіх організмів)Безкисневий ( анаеробний)- відбувається в клітинах.( сполуки, які утворилися на попередньому етапі, зазнають подальшого багатоступеневого розщепленя, але без участі О2.)Кисневий ( аеробний) – можливий лише у аеробних умовах, колиорганічні сполуки, що утворилися на безкисневому етапі оиснюються в клітинах до кінцевих продуктів – СО2 та Н2 О.

Гліколіз- процес безкисневого розщеплення вуглеводів або анаеробне дихання. Виділяється близько 200к. Дж енергії( майже 84 к. Дж витрачається на синтез 2 молекул АТФ, а решта розсіюється у вигляді тепла. Енергетично малоефективний( лише 35-40% енергії, що виділяється, запасається в макроергічних зв’язках молекул АТФЗавдяки гліколізу організми можуть отримувати енергію за умовнестачі кисню, а його кінцеві продукти ( піровиноградна і молочна кислоти) зазнають подальших ферментативних перетворень за наявності кисню.

Кисневий ( аеробний ) процес енергетичного обміну. Процес біологічного окиснення органічних сполук, пов’язаний з відщепленням від них атомів Гідрогену, відбувається в мітохондріяхза участю певних ферментів. Накопичення значної кількості енергії в макроергічнихзв’язках АТФ

Під час окисно- відновних реакцій електрони переносяться. Від відновника ( сполуки- донора, що їх постачає) до окисника ( сполуки – акцептора, яка їх сприймає). Процес біологічного окиснення органічних сполук пов’язаний із відщепленням від них атомів Гідрогену. За участю специфічних ферментів ці атоми окиснюються, тобто Втрачають електрони. При цьому електрони, які звільнилися , за допомогою послідовного ряду сполук- переносників, розташованих у внутрішній мембрані мітохондрії, транспортуються до її внутрішньої поверхні, тоді як йони Гідрогену Н+ накопичуються на зовнішній мембраніУнаслідок цих процесів на зовнішній поверхні мембрани концентрується. Позитивний заряд, а на внутрішній- негативний

Дихальний ланцюг починається в мітохондріях з окиснення НАД* Н( головного продукту циклу Кребса) до НАД+ ( окиснена форма), йонів Н+ та двох електронів ( е-). За участю цих електронів,двох йонів Гідрогену Н+ та кисню О2 утворюється молекула води: 4 Н+ + 4ē + О2—> 2 Н2 О

Внутрішня мітохондріальна мембрана є непроникною для йонів Гідрогену Н+, Їх переміщення можливе тільки через спеціальний канал. Він є структурним елементом особливого ферментного комплексу, який зовні дещо нагадує плодове тіло шапкового гриба, АТФ-соми.

Окиснення двох молекул піровиноградної кислоти до Н2 О та СО2 (у ході циклу Кребса та наступного окисного фосфорилювання) супроводжується виділенням такої кількості енергії, яка забезпечує синтез 36 молекул АТФ. Ефективність заощадження енергії, що вивільняється під час окиснення органічних речовин у вигляді макроергічних зв’язків синтезованих молекул АТФ, наближається до 70 %. Отже, ефективність кисневого етапу енергетичного обміну значно вища, ніж безкисневого. Якщо врахувати, що на етапі гліколізу синтезуються дві молекули АТФ, то енергії, яка виділяється внаслідок повного розщеплення однієї молекули глюкози під час здійснення як анаеробного, так і аеробного етапів, вистачає на утворення 38 молекул АТФ. Сумарне рівняння розщеплення глюкози має вигляд: С6 Н12 О6 + 38 АДФ + 38 Н3 РО4 + 6 О2—> 38 АТФ + 6 СО2 + 44 Н2 О

Слід зазначити, що синтез молекул АТФ під час безкисневого та насамперед кисневого етапів енергетичного обміну має важливе значення і для підтримання певного теплового балансу як окремих клітин, так і всього організму. Якби під час безкисневого розщеплення та окиснення різних сполук уся виділена енергія переходила в теплову (а на кисневому етапі більша її частина витрачається на синтез АТФ), це могло б зумовити денатурацію та деструкцію білків і нуклеїнових кислот. Завершується енергетичний обмін виведенням кінцевих продуктів з організму.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ Вивч. параграф 16-17! Дати письмово відповідь на запитання: 1) Чому життя неможливе без перетворення енергії? 2) Чому розщеплення органічних сполук за присутності кисню виявляється енергетично ефективнішим, ніж за його відсутності?ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!!!