Урок на тему: Клітинне дихання. Біохімічні механізми дихання. 9 клас. Біологія

Клітинне дихання

Актуалізація опорних знань. Впізнай мене. Я — одномембранний мішечок, наповнений клітинним соком. Я — невелике кругле тільце, яке має ферменти, що розщеплюють білки, жири, вуглеводи. Я — одномембранна органела, яка містить цистерни, міхурці і трубочки. Я — одномембранна органела, яка має дві структури. Я — одномембранна органела, яка може накопичувати алкалоїди. Я — одномембранний міхурець, який здатний розщеплювати жирні кислоти. 6. Пероксисома2. Лізосома3. Апарат Гольджі4. Ендоплазматична сітка5. Вакуоля1. Вакуоля

Мозковий штурм. У клітинах печінки активно синтезується глікоген, білки. Які органели добре розвинені в цих клітинах? Відповідь обгрунтуйте. Ендоплазматична сітка (ЕПС) грає важливу роль у синтезі білків, особливо секретованих білків. Вона містить рибосоми, де відбувається синтез білків, а також систему для модифікації та згортання білків перед їхнім виділенням

Площа мембран мітохондрій, які містяться в печінці звичайного білого лабораторного щура, становить 40 м2. Якщо виділити всі мітохондрії із серця цього трудівника і розрахувати поверхню їхніх мембран, одержимо 250 м2. А якщо розрахувати поверхню мембран літального м’яза мухи, то одержимо фантастичну цифру — 400 м2. — Чим це можна пояснити? Що об’єднує ці органели?Оскільки мітохондрії виконують багато різноманітніх функцій (виробництва енергії в клітинах, аеробний обмін, синтез різних біологічних молекул та ін.) то і різниця в поверхні мембран між мітохондріями в різних клітинах свідчать про те, що структура мітохондрій адаптується до функціональних потреб конкретних клітин і організмів. Тобто, більша поверхня мембран дозволяє більше мітохондрій виконувати свої специфічні функції у відповідних клітинах.

Клітинне дихання. Біохімічні механізми дихання. Тема уроку:

План. Біологічне значення клітинного дихання. Основні процеси анаеробного дихання клітин. Основні стадії аеробного дихання клітин

Дихання – це процес надходження до організму кисню, його участь у окисненні поживних речовин, в результаті чого вивільняється енергія, та виведення назовні вуглекислого газу

Біологічне значення клітинного дихання{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Клітинне дихання – сукупність реакцій окиснення органічних речовин киснем у клітинах живих організмів. Основні поживні речовини для клітин - це амінокислоти, жирні кислоти й глюкозадихання є процесом, за якого ці речовини розщеплюються й вивільняють хімічну енергію;Виокремлюють два основні типи клітинного дихання: Анаеробний (гліколіз) в цитозоліАеробний (кисневий) у мітохондріяхсукупність процесів, які здійснюють біологічне окиснення поживних речовин і отримання енергії за відсутності кисню;сукупність процесів біологічного окиснення поживних речовин і отримання енергії за участі кисню;характерне для клітин організмів, які живуть в безкисневих умовах (молочнокислі бактерії, паразитичні черви, глибоководні безхребетні); характерне для переважної більшості еукаріотичних клітин;

Біологічне значення клітинного дихання. Схема клітинного дихання

Біологічне значення клітинного дихання{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Анаеробне дихання. Аеробне диханняу клітинах аеробних організмів цей механізм завжди передує кисневому розщепленню поживних речовин;розщеплення органічних речовин відбувається з утворенням кінцевих продуктів окиснення Н2 О і СО2;за анаеробного дихання кінцевим продуктом є органічні молекули молочної кислоти (C3 H6 O3); починається гліколізом у цитоплазмі й продовжується в мітохондріях; під час анаеробного дихання виділяється значно менше енергії, ніж під час аеробноговідбувається з використанням кисню як акцептора (приймача) електронів й протонів Гідрогену з утворенням води;найдосконаліший спосіб отримання енергії, енергетичний ефект приблизно в 20 разів більший, ніж під час анаеробного дихання. Процеси дихання подібні за ознаками в клітинах організмів різних царств живої природи: утворення універсальних речовин (піровиноградної кислоти й АТФ), використання кисню в ролі акцептора електронів й Гідрогену, розщеплення до кінцевих продуктів Н2 О і СО2, використання подібних ферментів тощо

Основні процеси анаеробного дихання клітин{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Більшість клітин для вивільнення енергії у процесах дихання передусім використовують глюкозу. Цікаво, що є клітини (наприклад, клітини мозку, скелетних м’язів, зрілі еритроцити), які отримують енергію для життя лише з молекул цього моносахариду. Чому ж глюкоза є основним джерелом енергії для клітин? полярні молекули глюкози дуже добре взаємодіють з водою, тому легко й швидко переміщуються в клітині, їхнє транспортування в клітину здійснюється шляхом полегшеної дифузії, що не вимагає затрат енергії; окрім того, глюкоза може перетворюватися клітинами на резервні вуглеводи: у рослинній клітині - на крохмаль, у клітинах тварин й грибів - на глікоген;найдавнішим й універсальним процесом безкисневого розщеплення глюкози є гліколіз (від грец. солодкий і розщеплення), що відбувається у цитоплазмі клітин;Гліколіз - сукупність ферментативних реакцій, які забезпечують безкисневе розщеплення молекул глюкози з утворенням молочної кислоти та АТФ

Основні процеси анаеробного дихання клітин{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Гліколіз - це процес, спільний для анаеробного й аеробного дихання. Енергетичний ефект гліколізу - близько 200 к. Дж (120 к. Дж - на теплоту, 80 к. Дж - на АТФ): С6 Н12 О6 + 2 АДФ + 2 Н3 РО4 → 2 С3 Н6 О3 + 2 Н2 О + 2 АТФ{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}енергія гліколізу становить лише 5-7 % потенційної енергії глюкози;незважаючи на низьку ефективність, гліколіз має велике біологічне значення; він процес забезпечує організми енергією в умовах дефіциту кисню; {BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Навіть у хребетних тварин й людини гліколіз слугує ефективним способом отримання енергії під час коротких періодів інтенсивної напруги. Глюкоза 4[Н] 2 АДФ + 2 Ф 2 АТФПіровиноградна кислота. Загальна схема гліколізу

Основні процеси анаеробного дихання клітин{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Ще одним механізмом анаеробного перетворення глюкози є бродіння{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}крім спиртового і молочнокислого бродіння в організмів є ще масляно-, оцтово-, пропіоновокисле, метанове та ін. Кожен тип бродіння характеризується специфічними кінцевими продуктами (спиртом, молочною, оцтовою або лимонною кислотою){BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}бродіння - процес розкладу органічних речовин (здебільшого вуглеводів) у безкисневих умовах;процеси бродіння Луї Пастер назвав «життям без кисню»; до бродіння здатні клітини дріжджів, молочнокислих бактерій, мукорових грибів та ін.; у живій природі забезпечує енергією організми, що живуть у безкисневих умовах;

Основні стадії аеробного дихання клітин{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Кисневий (аеробний) етап дихання відбувається в мітохондріях за участі кисню, і при цьому вивільняється основна частина енергії (понад 90 %) з утворенням Н2 О і СО2. Енергетичний ефект такого розщеплення є великим (наприклад, для глюкози - близько 2 600 к. Дж):2 С3 Н6 О3 + 6 О2 + 36 Н3 РО4 + 36 АДФ → 6 СО2 + 42 Н2 О + 36 АТФ{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}На цьому етапі катаболізму науковці виокремлюють три стадії:окиснювальне декарбоксилювання;цикл Кребса (або цикл трикарбонових кислот);окиснювальне фосфорилювання

Основні стадії аеробного дихання клітин{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Перша стадія. Окиснювальне декарбоксилюванняперетворення піровиноградної кислоти (ПВК - продукт безкисневого розщеплення малих біомолекул) на ацетилкоензим А (ацетил-Ко. А)Друга стадія. Цикл Кребса (цикл трикарбонових кислот)циклічна послідовність ферментативних реакцій у матриксі мітохондрій, у результаті яких ацетил-Ко. А окиснюється до СО2 з вивільненням енергії й утворенням атомів Гідрогену{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}Третя стадія. Окиснювальне фосфорилюваннябіосинтез АТФ із АДФ й неорганічного ортофосфату за рахунок енергії, що вивільняється й акумулюється за участі ферментів дихального ланцюга, відбувається на кристах мітохондрій. Завдяки реакціям кисневого етапу синтезується в цілому 36 моль АТФ

Основні стадії аеробного дихання клітин{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}завдяки реакціям кисневого етапу синтезується в цілому 36 моль АТФ; сумарним енергетичним результатом повного розщеплення глюкози є 2 800 к. Дж енергії (200 к. Дж + 2 600 к. Дж), з якої в 38 молекулах АТФ акумулюється 55 %, а 45 % - розсіюється у вигляді теплоти;повне рівняння розщеплення глюкози має такий вигляд:{BDBED569-4797-4 DF1-A0 F4-6 AAB3 CD982 D8}С6 Н12 О6 + 6 О2 + 38 АДФ + З8 Н3 РО4 → 6 СО2 + 44 Н2 О + 38 АТФ

Етапи клітинного дихання

Висновки. Дихання клітини - це сукупність процесів біологічного окиснення поживних речовин з вивільненням хімічної енергії, що акумулюється в АТФОсновними процесами анаеробного (безкисневого) дихання в клітинах є гліколіз та бродіння. Основну роль у забезпеченні клітин енергією відіграє повне кисневе розщеплення глюкози

Домашнє завданняопрацювати §15;відповісти на питання 1-3 (усно)Підготувати повідомлення на тему «Історія відкриття фотосинтезу»

Сьогодні я дізнався…Було цікаво…Було складно…Я зрозумів (-ла), що…Тепер я зможу…Я навчився (-лася)…У мене вийшло…Я зміг / змогла…Рефлексія. Відкритий мікрофон

Дякую за увагу!Використані джерела: Всеосвіта: https://vseosvita.ua/user/id171805/library?s=Клітинне+дихання.+Біохімічні+механізми+дихання. Підручник: Підручник: Біологія: підруч. для 9 класу загальноосвіт. навч. закл./К. М. Задорожній.-Харків: Вид-во "Ранок", 2017. - 240 с. Всім. Освіта: https://vsimosvita.com/urok-klitinne-dihannya-biohimichni-mehanizmi-dihannya/Зображення з інтернету.