Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас. Повні уроки>>Біологія: Енергетичний обмін та його етапи. Повні уроки

Тема уроку

• Енергетичний обмін та його етапи

Мета уроку

• познайомитися з етапами енергетичного обміну речовин.

Задачі уроку

• вивчити етапи енергетичного обміну речовин.

Хід уроку

Енергетичний обмін

У клітині постійно йдуть процеси творення. З простих речовин утворюються складніші, з низькомолекулярних - високомолекулярні. Синтезуються білки, складні вуглеводи, жири, нуклеїнові кислоти. Синтезовані речовини використовуються для побудови різних частин клітини, її органоїдів, секретів, ферментів, запасних речовин. Синтетичні реакції особливо інтенсивно йдуть в зростаючій клітині, постійно відбувається синтез речовин для заміни молекул, витрачених або зруйнованих при ушкодженні. На місце кожної зруйнованої молекули білку або якої-небудь іншої речовини встає нова молекула. Таким шляхом клітина зберігає постійними свою форму і хімічний склад, незважаючи на безперервну їх зміну в процесі життєдіяльності.

Сукупність реакції розщеплювання називають енергетичним обміном клітини або дисиміляцією. Діти, давайте уважно розглянемо відео про енергетичний обмін.

Відео 1 «Енергетичний обмін. Цикл Кребса»

Дисиміляція прямо протилежна до асиміляції: в результаті розщеплювання речовини втрачають подібність з речовин клітини.

Пластичний і енергетичний обміни (асиміляція і дисиміляція) знаходяться між собою в нерозривному зв'язку.

З одного боку, реакції біосинтезу потребують витрати енергії, яка черпається з реакцій розщеплювання. З іншого боку, для здійснення реакцій енергетичного обміну потрібний постійний біосинтез, обслуговуючих ці реакції ферментів, оскільки в процесі роботи вони зношуються і руйнуються.

Складні системи реакцій, що становлять процес пластичного і енергетичного обмінів, тісно пов'язані не лише між собою, але із зовнішнім середовищем. Із зовнішнього середовища в клітину поступають харчові речовини, які служать матеріалом для реакцій пластичного обміну, а в реакціях розщеплювання з них звільняється енергія, необхідна для функціонування клітини. У зовнішнє середовище виділяються речовини, які клітиною більше не можуть бути використані.

Сукупність усіх ферментативних реакцій клітини, тобто сукупність пластичного і енергетичного обмінів (асиміляція і дисиміляція), пов'язаних між собою і із зовнішнім середовищем, називають обміном речовин і енергії. Цей процес є основною умовою підтримки життя клітини, джерелом її росту, розвитку і функціонування.

Етапи енергетичного обміну

Перший етап - підготовчий. Високомолекулярні органічні речовини ферментативного перетворюються на простіші: білки - в амінокислоти, крохмаль - в глюкозу, жири - у гліцерин і жирні кислоти. Енергії при цьому виділяється трохи і уся вона переходить у форму теплової енергії. Діти, на малюнку 3 коротко описаний цей етап.

Другий етап - безкисневий. Речовини, що утворилися на першому етапі, під дією ферментів зазнають подальший розпад. Як приклад може служити гліколіз - ферментативний безкисневий розпад молекули глюкози до двох молекул молочної кислоти в клітинах тваринних організмів. Учні, на малюнку 4 детально зображений безкинсевий етап.

У міру течії реакції гліколізу на кожному етапі виділяється вільна енергія. Сумарна її кількість розподіляється таким чином: одна частина розсіюється у вигляді теплоти, а інша зберігається в клітині і потім використовується.

Збереження виділеної енергії відбувається через розібрану вище систему "АТФ⇔АДФ". В даному випадку за рахунок енергії, що звільнилася при безкисневому розщеплюванні однієї молекули глюкози, дві молекули АДФ перетворюються на дві молекули АТФ. Пізніше енергія, як би законсервована в молекулах АТФ, буде використана (при їх зворотному перетворенні на АДФ) на процеси асиміляції, перенесення збудження і т. д.

Іншим прикладом безкисневого етапу енергетичного обміну може служити спиртове бродіння.

Учні, давайте подивимося відео 2 і 3 про систему "АТФ⇔АДФ".

Відео 2 «АТФ»

Відео 3 «Розпад АТФ»

Третій етап - кисневий. Це етап остаточного розщеплювання органічних речовин шляхом окислення киснем повітря до простих неорганічних: СО2 і Н2О. Друзі, подивіться на малюнок 5, щоб зрозуміти цей етап.
При цьому виділяється максимальна кількість вільної енергії, значна частина якої також резервується в клітині через утворення молекул АТФ. Так, дві молекули молочної кислоти, окислюючись до СО2 і Н2 O, передають частину своєї енергії 36 молекулам АТФ. Легко бачити, що третій етап енергетичного обміну найбільшою мірою забезпечує клітину вільною енергією, яка запасається шляхом синтезу АТФ.

Усі процеси синтезу АТФ здійснюються в мітохондріях клітин і універсальні для усього живого. Діти, давайте подивимося відео про АТФ синтез.

Відео 4 «АТФ синтез»

Таким чином, процеси дисиміляції в клітині відбуваються за рахунок органічних речовин, раніше синтезованих клітиною, і вільного кисню, що поступає із зовнішнього середовища завдяки диханню. При цьому в клітині накопичуються багаті енергією молекули АТФ, а в зовнішнє середовище виводяться вуглекислий газ і надмірна кількість води. У анаеробних організмах, що мешкають у безкисневому середовищі, останній етап дисиміляції здійснюється дещо іншим хімічним шляхом, але також з накопиченням молекул АТФ.

Контролюючий блок

1)    Що таке енергетичний обмін в клітині?
2)    Які етапи енергетичного обміну ви знаєте?
3)    Як підрозділяють етапи енергетичного обміну?
4)    Коротко опишіть без кисневі етапи.

Список використаної літератури

1) Урок на тему «Енергетичний обмін» Волкова М.О., вчителя біології, м. Київ, сш №23.
2)  Урок на тему «Дессиміляція речовин в клітині » Семенова О.Д., вчителя біології,  м. Донецьк, сш №3.
3) Урок на тему «Десиміляція та асиміляція»  Войко Р.С., вчителя біології,  м. Кривий Ріг, сш №2.
4) В. Б. Захаров, с. Г. Мамонтов, В. И. Сонин.  Общая биология. 10-11 класс. М.: Дрофа, 2008.
5) В. И. Сивоглазов, И. Б. Агафонова, Е. Т. Захарова.  Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы. М.: Дрофа, 2009

Відредаговано та вислано Чепець Т.П.

Над уроком працювали

Волкова М.О.

Чепець Т.П.

Семенова О.Д.

Войко Р.С.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.