Урок №22

Мета уроку:

• розглянути основні етапи клітинного дихання;
• навчитися розв'язувати задачі.

Відеоурок переглянути ТУТ

Ці фото відображають процеси отримання ЕНЕРГІЇ і мають дещо спільне.�В їх основі лежить окиснення органічних речовин за участю молекул кисню. �Тому по суті життя – це ГОРІННЯ! �

Дихання – це процес поетапного розщеплення органічних речовин з поступовим виділенням енергії.

Є організми, яким кисень просто не доступний, як і першим клітинам на планеті. Вони навчилися розщеплювати органічні речовини за допомогою різних ферментів і отримувати енергію, але дуже невелику кількість.. Це паразити, гриби дріжджі, деякі бактерії. Найбільш вигідним в процесі еволюції виявилося кисневе окиснення органічних речовин з великим енергетичним ефектом.

• Анаеробне дихання без кисню
• Аеробне дихання за участю кисню.

Процеси анаеробного дихання

Гліколіз – розщеплення глюкози на дві молекули піровиноградної кислоти, яка потім перетворюється на молочну кислоту.. При цьому виділяється енергія, якої достатньо для утворення двох молекул АТФ .

• Енергетичний ефект 200 кДж (120кДж розсіюється у вигляді тепла, 80 кДж запасається в 2х молекулах АТФ – це лише 5-7%)
• Відбувається в цитоплазмі клітин.
• Цей процес – єдине джерело утворення АТФ у анаеробних організмів (багатьох бактерій, дріжджів, паразитів).
• Бактерії, гриби мають багато різновидів гліколізу з утворенням різних продуктів. Ці процеси лежать в основі різних видів бродіння:
• Молочно-кисле
• Спиртове
• Масляно-кисле
• Метанове
• Пропіоновокисле…

У аеробних організмів гліколіз є окремим етапом енергетичного обміну, піровиноградна кислота зазнає подальших перетворень.

Сумарне рівняння гліколізу

ЗГАДАЄМО БУДОВУ МІТОХОНДРІЇ

• Матрикс – розчин аналогічний цитоплазмі;
• Кристи – вп’ячування внутрішньої мембрани;
• В мембрані крист розташовані білки- ферменти дихального (електронтранспортного) ланцюга і АТФсинтази (тільця для синтезу АТФ)

Процеси аеробного (кисневого) дихання

Запасається 90% виділеної енергії, 2600кДж.

Основні етапи

(або нові пригоди піровиноградної килоти, яка утворилась в гліколізі)

1. Окиснювальне декарбоксилювання Піровиноградна кислота (С3Н6О3) перетворюється на ацетилкоензим-А (ацетилкоА)
2. Цикл Кребса - циклічні реакції окиснення ацетилкоА до СО2 і накопичення протонів (йонів Н+) і електронів (е-) в матриксі мітохондрій (їх забирає молекула-переносчик НАД).
3. Окиснювальне фосфорилювання - утворення АТФ із АДФ на кристах мітохондрій за рахунок енергії протонів і електронів. Відпрацьовані протони і електрони взаємодіють з киснем з утворенням молекули води. (кисень – акцептор електронів і протонів)

Відбувається в середині мітохондрій.

Окиснювальне фосфорилювання здійснюється за допомогою:

• білків-ферментів, які вбудовані у внутрішню складку мітохондрій – кристу. Вони називаються дихальним ланцюгом (електронотранспортним).
• молекул-переносчиків протонів і електронів, їх називають скорочено НАД
• АТФ*синтаз – грибоподібних структур для синтезу АТФ, які вбудовані в кристи мітохондрій.

​

Як відбувається окиснювальне фосфорилювання?

1. НАД*Н переносить протони і електрони з циклу Кребса на кристу мітохондрії .
2. Протони накопичуються в міжмембранному просторі, а електрони починають рухатися по ферментам дихального ланцюга.
3. Створюється різниця потенціалів: “+” на поверхні кристи завдяки протонам, а “-” всередині крист завдяки електронам.

4. Коли різниця потенціалів зросте до критичної точки, протони починають рухатися через канал АТФсинтази, віддаючи свою енергію для утворення молекул АТФ (запасається 70% енергії).

5. Відпрацьовані протони і електрони взаємодіють з киснем і утворюють молекули води. (кисень – акцептор – приймач електронів і протонів)

​

Динаміка процесів в дихальному ланцюзі на кристах мітохондрій

Робота АТФ - синтетази

Робота АТФ синтетази нагадує водяний млин, ротор- колесо обертає потік протонів, а не вода. Нижня частина (F1) при цьому деформується та змушує приєднатися фосфат то АДФ

Спрощену динаміку процесу дивіться ТУТ

Просто цікаво!!! �(або про що не написано в підручнику)

Повна назва речовини НАД – нікотинамідаденіндинуклеотид – лячно??? Вітаю, у вашому словнику є найдовше слово…

Спробуйте повторити або вивчити для тренування пам'яті…

Доречі, коли підвищується температура тіла - це теж справа клітинного дихання. Електрони рухаються дихальним ланцюгом, протони крізь пори, але АТФ не синтезується …. Вся енергія руху заряджених частинок йде на утворення тепла, щоб вбити непроханих гостей: вірусів, бактерій. Ось чому температуру до 38,5 не рекомендують збивати.

Просто цікаво!!! �(або про що не написано в підручнику)

​

Коли ви раптом вирішили стати схожим на Шварценеггера та “дірвались” до спортивної зали, нетреновані м'язи витрачають запас АТФ і втомлюються. Але ви продовжуєте рухатись!!!! Тому що м'язові клітини здатні отримувати АТФ швидко шляхом гліколізу. Цього не достатньо, щоб відновитися, але вистачить, щоб долізти додому. Наступного дня виникають болісні відчуття: це молочна кислота, яка накопилась в м'язах внаслідок безкисневого розщеплення глюкози… “ Болить крепатура ” , - кажете ви. Для відновлення м'язів відбувається повне клітинне дихання після смачного обіду під час відпочинку. М'язи утворюють навіть більше АТФ ніж було (понадвідновлення). Бо невідомо, що ви вирішите наступного разу…

Ми з курсу фізики знаємо, що рух заряджених частинок - це потік енергії. Згадайте хоч би електричний струм… Рух заряджених частинок відбувається і на кристах мітохондрій в дихальному ланцюзі, але ферменти передають електрони як естафетну паличку, сприяючи поступовому виділенню енергії, а не швидкому вибуховому.…

Якщо ви чули про вільні радикали, які призводять до руйнування клітинних мембран, порушення процесів, старіння клітин… То це і є протони та електрони, які втекли з дихального ланцюга та почали псувати життя клітині. Часто таке відбувається при гіпоксії = нестачі кисню в тканинах. Такі клітини або знищують дефектні мітохондрії, або руйнуються самі.

УЗАГАЛЬНЕННЯ

Сумарний ефект аеробного дихання

38 молекул АТФ

при розщепленні 1молекули глюкози

Розв'язок задач.

В процесі катаболізму в м'язах людини відбулося розщеплення 6 молекул глюкози. З них лише половина розщепилася повністю. Скільки молекул АТФ утворилося, яка кількість енергії при цьому запаслася клітиною?

​

Розв'язання.

1. Половина молекул тобто 3 розчепилося гліколізом не повністю. Згадаймо, що 1молекула глюкози дає дві молекули АТФ, тоді 3 молекули: 3х2=6 молекул АТФ.
2. Половина розщепилася повністю, тобто теж 3молекули пройшли повне аеробне дихання. Згадаємо, що при повному розщепленні 1молекула глюкози внаслідок гліколізу дає 2молекули АТФ і внаслідок кисневого дихання дає 36 молекул АТФ. Разом 38 молекул АТФ. (завжди) Тоді 3 молекули глюкози забезпечать синтез 38х3=114 молекул АТФ.
3. Разом 6 молекул глюкози дають 6+114=120 молекул АТФ.
4. 1 молекула АТФ запасає 40кДж енергії (завжди), а 120 молекул АТФ 120х40=4800 кДж енергії.

Відповідь: 120 молекул АТФ; 4800 кДж енергії.

Завдання до уроку

1. Вивчити параграф 19 підручника.
2. Обов’язково виконати письмово розділи ДІЯЛЬНІСТЬ (розв’язок задачі) та СТАВЛЕННЯ (заповнити таблицю). (не надсилати).
3. При розв’язуванні задач використовуйте алгоритм розв’язку задачі на слайді презентації . Співвідношення глюкози та АТФ що для кількості молекул, що для кількості речовини (молей) ОДНАКОВІ.

​

електронна адреса вчителя ludmilabarsukova78@gmail.com

Термін виконання 23.11.

​

Запитання на оцінку (обов’язкова одна задача на вибір). Скріни інтерактивних вправ та розв'язку задачі надішліть для перевірки одним листом.

1. Яка кількість молекул АТФ утворюється при розщепленні 7 молекул глюкози, якщо повністю окислилися лише 3 молекули. Яка кількість енергії при цьому запаслася? Надіслати для перевірки повний розв’язок задачі.
2. Який об'єм кисню необхідний для повного окиснення 3 молей глюкози? Яку кількість енергії отримає клітина при цьому? Надіслати для перевірки повний розв’язок задачі.
3. Інтерактивна вправа №1
4. Інтерактивна вправа №2
5. Інтерактивні вправа №3

БАЖАЮ УСПІХІВ!

​

​

​

​

​

​

​

​

Автор презентації Барсукова Л.А.

СЗОШ №2 м.Чернігова

Джерела: фото з мережі Інтернет

Підручник Біологія 9 клас Соболь В.І.