Обмен веществ и энергии в клетке.
Цель: познакомить учащихся с понятием энергетического обмена.
Задачи:
- Дать представление об обмене энергии в клетке. Познакомить с понятиями анаболизм и катаболизм, ассимиляция и диссимиляция, аэробный и анаэробный гликолиз, цепь переноса электронов, ферментативное окисление сахаров.
- Формировать научное мировоззрение, профориентация.
- Развитие воображения, логического мышления, памяти, формирование межпредметных связей.
Методы и методические приемы: рассказ с элементами беседы, демонстрация, беседа.
Оборудование: доска, таблицы, рисунки учебника.
Литература: Учебники Беляева и Полянского, «Биология» Богданова, дидактические материалы, школьная тетрадь.
Ход урока.
I. Введение.
Мы знаем, что для поддержания жизни организму требуется энергия. Мы запасаем и тратим энергию – и этот процесс бесконечен, пока есть жизнь. В какой форме запасается энергия в клетке? – АТФ. А что же является одним из основных поставщиков энергии в клетке? – Глюкоза, В результате ее расщепления происходит запасание АТФ.
Какие виды энергии Вы знаете?
- -Механическая
- -химическая
- -осмотическая
- -электрическая
- -световая
Обмен энергии в клетки можно представить в виде следующей схемы.
Метаболизм –обмен веществ и энергии в клетке.
Новообразование Ассимиляция Анаболизм Пластический обмен Расщепление Диссимиляция Катаболизм Энергетический обмен
Почему система не замкнута?
II. Объяснение нового материала.
Окисление глюкозы происходит при помощи ферментов и поэтому называется ферментативным окислением глюкозы – гликолизом (греч. «гликос» - сладкий, «лизос» - расщепление).
Расщепление происходит в 3 этапа. Давайте запишем таблицу этапов энергетического обмена.
Этап Где происходит Что происходит КПД
I этап - подготовительный В пищеварительном тракте, внутри клетки Под действием ферментов. Углеводы-->глюкоза + энергия Липиды-->глицерин +жирные кислоты +Е Белки-->а/к +Е Нуклеиновые кислоты-->нуклеотиды +Е Энергия не запасается, а выделяется только в тепловой форме
II этап – бескислородный, анаэробный гликолиз В цитоплазме клеток Не связано с мембранами. С6Н12О6-->2C3H6O3(молочная кислота)+200кДж (80 кДж запасается в виде 2 моль АТФ) 80 200*100%= 40%
III этап – кислородный – аэробный гликолиз В митохондриях клетки, связан с внутренними мембранами митохондрий 2C3H603+6O2-->6CO2 + 6H2O +2600кДж (из них запасается 1440 в виде 36 моль АТФ) 1440 2600*100% = 55%
Итоговая формула II и III этапа С6Н12О6 + 6О2-->6CO2 +6H2O + 2800кДж (из них 1520кДж запасается в виде 38 моль АТФ) 1520 2800*100%= 54%
III. Суть третьего этапа.
Давайте вспомним строение митохондрий. Сколько мембран? Как называется? Почему м/х называются «силовые станции»?
А) в матриксе митохондрий идет цикл трикарбоновых кислот – при помощи ряда ферментов окислению подвергается молочная кислота. При этом СО2 выделяется в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций конечный результат которых - синтез АТФ:
1. Атом Н с помощью ферментов-переносчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрий, образующую кристы, где он окисляется до протона.
2. Протон Н+ выносится на наружную поверхность мембраны крист, но для протонов эта мембрана непроницаема, поэтому они накапливаются межмембранном пространстве, образуя протонный резервуар
3. На внутренней мембране накапливаются отрицательно заряженные анионы кислорода О2- ( появившиеся в результате работы фермента-оксидазы)
4. Катионы и анионы по обе стороны мембран образуют разность потенциалов. Когда она достигает 200мВ Н+проходят внутрь и с О2- образуют Н2О. Энергия же идет на образование АТФ.
Домашнее задание параграф 11,12, заполнить таблицу.
IV. Решение задач.