Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас. Повні уроки>>Біологія: Обмін речовин та перетворення енергії в клітині. Повні уроки

Тема уроку

• Обмін речовин та перетворення енергії в клітині

Мета уроку

• познайомитися із процесом обміну речовин і перетворення енергії в клітині.

Задачі уроку

• вивчити процес обміну речовин і перетворення енергії в клітині.
  

Хід уроку

Процес обміну речовин

Обов'язковою умовою існування будь-якого організму є постійний приплив поживних речовин і постійне виділення кінцевих продуктів хімічних реакцій, що відбуваються в клітинах. Поживні речовини використовуються організмами в якості джерела атомів хімічних елементів (передусім атомів вуглецю), з яких будуються або оновлюються усі структури. В організм, окрім поживних речовин, поступають також вода, кисень, мінеральні солі.

Діти, що зображено на малюнках 1?

Мал.1 Споживання їжі для функціонування організму

Органічні речовини (чи синтезовані в ході фотосинтезу), що поступили в клітини, розщеплюються на будівельні блоки - мономери і спрямовуються в усі клітини організму. Частина молекул цих речовин витрачається на синтез специфічних органічних речовин, властивих цьому організму. У клітинах синтезуються білки, ліпіди, вуглеводи, нуклеїнові кислоти і інші речовини, які виконують різні функції (будівельну, каталітичну, регуляторну, захисну).

Інша частина низькомолекулярних органічних сполук, що поступили в клітини, йде на освіту АТФ, в молекулах якої знаходиться енергія, призначена безпосередньо для виконання роботи. Енергія потрібна для синтезу усіх специфічних речовин організму, підтримка його высокоуно-рядоченной організації, активного транспорту речовин усередині клітин, з одних клітин в інші, з однієї частини організму в іншу, для передачі нервових імпульсів, пересування організмів, підтримки постійної температури тіла (у птахів і ссавців) і для інших цілей.

Учні, давайте проаналізуємо малюнок 2. Які види обміну речовин (метаболізму) виділяють в біології?

Мал. 2 Метаболізм і його схема

В ході перетворення речовин в клітинах утворюються кінцеві продукти обміну, які можуть бути токсичними для організму і виводяться з нього (наприклад, аміак). Таким чином, усі живі організми постійно споживають з довкілля певні речовини, перетворять їх і виділяють в середу кінцеві продукти.

Друзі, подивіться наглядно цей процес на малюнку 3.

Мал.3 Загальна схема обміну речовин і енергії

Залежно від загальної спрямованості процесів виділяють катаболізм і анаболізм. Друзі, давайте розглянемо наступне відео.

Відео 1 «Основні принципи обміну речовин»

Катаболізм (дисиміляція) - совокупность реакцій, що призводять до утворення простих з'єднань із складніших. До катаболічних відносять, наприклад, реакції гідролізу полімерів до мономерів і розщеплювання останніх до вуглекислого газу, води, аміаку, т. е. реакції енергетичного обміну, в ході якого відбувається окислення органічних речовин і синтез АТФ.

Анаболізм (асиміляція) - сукупність реакцій синтезу складних органічних речовин з простіших. Сюди можна віднести, наприклад, фіксацію азоту і біосинтез білку, синтез вуглеводів з вуглекислого газу і води в ході фотосинтезу, синтез полісахаридів, ліпідів, нуклеотидів, ДНК, РНК і інших речовин.

Синтез речовин в клітинах живих організмів часто означають поняттям пластичний обмеи, а розщеплювання речовин і їх окислення, що супроводжується синтезом АТФ, -энергетическим обміном. Обидва види обміну складають основу життєдіяльності будь-якої клітини, а отже, і будь-якого організму і тісно пов'язані між собою. З одного боку, усі реакції пластичного обміну потребують витрати енергії. З іншого боку, для здійснення реакцій енергетичного обміну потрібний постійний синтез ферментів, оскільки тривалість їх життя невелика. Крім того, речовини, використовувані для дихання, утворюються в ході пластичного обміну (наприклад, в процесі фотосинтеза.
 

Мал. 4 Метаболізм і його класифікація

Обмін речовин і енергії (метаболізм) здійснюється на усіх рівнях організму: клітинному, тканинному і організменому. Він забезпечує постійність внутрішнього середовища організму - гомеостаз - в умовах існування, що безперервно міняються. У клітині протікають одночасно два процеси - це пластичний обмін (анаболізм або асиміляція) і енергетичний обмін (фатаболизм або дисиміляція). Подивіться на малюнок 5, щоб краще зрозуміти види метаболізму.

Пластичний обмін - це сукупність реакцій біосинтезу, або створення складних молекул з простих. У клітині постійно синтезуються білки з амінокислот, жири з гліцерину і жирних кислот, вуглеводи з моносахаридів, нуклеотиди з азотистих підстав і цукрів. Ці реакції йдуть з витратами енергії. Використовувана енергія звільняється в ході энергитического обміну.

Енергетичний обмін - це сукупність реакцій розщеплювання складних органічних сполук до простіших молекул. Частина енергії, що вивільняється при цьому, йде на синтез багатих енергетичними зв'язками молекул АТФ (аденозин-трифосфорной кислоти).

Розщеплювання органічних речовин здійснюється в цитоплазмі і мітохондріях за участю кисню. Реакції асиміляції і дисиміляції тісно пов'язані між собою і зовнішнім середовищем. Із зовнішнього середовища організм отримує поживні речовини. У зовнішнє середовище виділяються відпрацьовані речовини.

Мал. 5 Ензими – ферменти здоров`я

Ферменти (ензими) - це специфічні білки, біологічні каталізатори, прискорюючі реакції обміну в клітині. Усі процеси в живому організмі прямо або побічно здійснюються за участю ферментів. Діти, подивіться на малюнок 5. Такий вигляд мають ензими.

Фермент каталізує тільки одну реакцію або діє тільки на один тип зв'язку. Цим забезпечується тонка регуляція усіх життєво важливих процесів (дихання, травлення, фотосинтез і так далі), що протікають в клітині або організмі. У молекулі кожного ферменту є ділянка, що здійснює контакт між молекулами ферменту і специфічної речовини (субстрату). Активним центром ферменту виступає функціональна група або окрема амінокислота.

Швидкість ферментативних реакцій залежить від багатьох чинників: температури, тиску, кислотності середовища, наявності інгібіторів і так далі.

Діти, давайте уважно розглянемо наступне відео.

Відео 2 «Енергетичний обмін. Цикл Кребса»

Перетворення енергії в клітині

Етапи енергетичного обміну:

Підготовчий - відбувається в цитоплазмі клітин. Під дією ферментів полісахариди розщеплюються на моносахариди (глюкоза, фруктоза та ін.), жири розщеплюються до гліцерину і жирних кислот, білки - до амінокислот, нуклеїнові кислоти до нуклеотидів. При цьому виділяється невелика кількість енергії, яка розсіюється у вигляді тепла.

Безкисневий (анаеробне дихання або гліколіз) - багатоступінчасте розщеплювання глюкози без участі кисню. Його називають бродінням. У м'язах в результаті анаеробного дихання молекула глюкози розпадається на дві молекули лировиноградной кислоти, які потім відновлюються в молочну кислоту. У реакціях розщеплювання глюкози беруть участь фосфорна кислота і АДФ. За способом отримання енергії усі організми діляться на дві групу - автотрофні і гетеротрофні .

Енергетичний обмін в аеробних клітинах рослин, грибів і тварин протікає однаково. Це свідчить про їх спорідненість. Кількість мітохондрій в клітинах тканин різна, воно залежить від функціональної активності кйеток. Наприклад, багато мітохондрій в клітинах м'язів. Пропоную вашій увазі наступне відео про те, як прискорити обмін речовин в організмі людини.

Відео 3 «Як прискорити обмін речовин»

Контролюючий блок

1)    Що таке метаболізм?
2)    Які види метаболізму виділяють в біології?
3)    Які етапи енергетичного обміну ви знаєте?
4)    Що таке автотрофні та гетеротрофні організми?
5)    Що таке цикл Кребса?

Список використаної літератури

1) Урок на тему «Обмін речовин і перетворення енергії в клітині» Бузової В.О., вчителя біології, м. Дніпропетровськ, сш №1.
2) Урок на тему «Життєдіяльність клітини» Сичова М.І., вчителя біології,  м. Херсон, сш №2.
3) Урок на тему «Перетворення енергії»  Ляхова Р.І., вчителя біології,  м. Кіровоград, сш №1.
4) Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы". Київ, 2008.
5) Рижов О.І. Основи цитології. Москва, 2008.

Відредаговано та вислано Чепець Т.П.

Над уроком працювали

Чепець Т.П.

Бузова В.О.

Ляхов Р.І.

Сичов М.І.

Лоренко Л.П.

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.