Обмен веществ. Пластический обмен. Фотосинтез. Хемосинтез элжур

1.

Обмен веществ и энергии
Поступление
веществ
Преобразование
веществ
Выделение
веществ
Этапы обмена веществ
Внешний
питание, дыхание, выделение
Внутренний
Клеточный
- совокупность биохимических
реакций

2.

Словарь
Метаболи́зм (от греч. μεταβολή,
«превращение, изменение») (обмен
веществ) — совокупность процессов
поступления вещества и энергии, их
преобразования в ходе биохимических
реакций и выведения из организма

3. Тема: Обмен веществ. Пластический обмен. Фотосинтез. Хемосинтез

4.

5. Ассимиляция

Типы обмена веществ
Ассимиляция
Совокупность реакций синтеза,
сопровождающиеся поглощением
энергии.

6. Источник энергии

Автотрофы
Синтезируют органические
вещества из неорганических
Фотосинтетики
Хемосинтетики
Гетеротрофы
Используют готовые
органические вещества
Органические вещества,
полученные с пищей,
преобразуются в
собственные органические
вещества

7.

Диссимиляция
•(греч. katabole — разрушение), или
диссимиляция (лат. dissimilatio —
разложение, отчуждение), — процессы
расщепления органических веществ до
более простых, которые протекают с
выделением энергии.
•Энергия запасается
в виде АТФ

8. Окисление органических веществ (энергетический обмен)

Анаэробное
- О2
Аэробное
+О2

9. Энергоемкость АТФ АТФ - универсальный переносчик и накопитель энергии. Энергия заключена в связях между тремя остатками

фосфорной
кислоты.
40кДж

10.

Взаимосвязь
ассимиляции и диссимиляции
1. Для ассимиляции необходима Е,
образующаяся в реакциях
энергетического обмена
2. Для реакций диссимиляции
необходимы ферменты,
образующиеся в реакциях
пластического обмена
3. Оба процесса протекают в клетке
одновременно, и заключительные
этапы одного обмена – начальные
стадии другого

11. Пластический обмен. Фотосинтез

12. Фотосинтез

Фотосинтез — это процесс первичного
синтеза органического вещества из
углекислого газа и воды на свету при участии
фотосинтетических пигментов.
Суммарное уравнение фотосинтеза:
6СО2 + 6Н2О + Q света С6Н12О6 + 6О2

13.

Климент Тимирязев
«Космическая роль растения» 1903г
Фотосинтез наиболее интенсивно протекает в
красной и синей областях спектра (а не в жёлтой
и зелёной, как считалось ранее). Тимирязев
утверждал, что хлорофилл в ходе фотосинтеза
подвергается
обратимым
окислительновосстановительным превращениям (впоследствии
подтверждено экспериментально). Он доказал,
что при сильном освещении, близком к яркому
солнечному,
интенсивность
фотосинтеза
достигает максимума и далее не изменяется,
открыв тем самым явление светового насыщения
фотосинтеза

14.

Лист
Клетки фотосинтезирующей ткани
Хлоропласты

15. Строение хлоропласта

16.

17.

18.

19. Световая фаза фотосинтеза

Н+ - резервуар

20.

Две фотосистемы растений:
фотосистема II (P680) и фотосистема I
(Р700)
• Поглощение
кванта
света
молекулами
хлорофилла фотосистемы II приводит к её
возбуждению (переходу одного из электронов
на более высокий энергетический уровень)
• Этот
электрон
передаётся
на
цепь
переносчиков электронов, передача электрона
от переносчика к переносчику сопровождается
снижением его энергии, часть которой
тратится на перенос через мембрану протонов
из стромы хлоропласта внутрь тилакоида.

21.

• На мембране тилакоида возникает градиент
концентрации
протонов,
который
используется АТФ-синтетазой для синтеза АТФ
из
АДФ
и
неорганического
фосфата
(фотофосфорилирование).
• Восстановление окисленного (потерявшего
электрон)
хлорофилла
фотосистемы
II
происходит в результате фотолиза воды на
внутренней стороне мембраны тилакоидов :
Н2О →2е- + 2Н+ + 1/20. Он приводит к
дополнительному увеличению градиента
концентрации протонов на мембране, т. е. к
дополнительному синтезу АТФ.

22.

• Побочный продукт фотолиза воды — молекулярный
кислород — за счёт диффузии покидает хлоропласты
и выделяется через устьица в атмосферу.
• Электроны, отрываемые от хлорофилла фотосистемы
II, пройдя по цепи переносчиков, попадают в
реакционный центр фотосистемы I, который также
содержит молекулы хлорофилла. Они поглощают
квант света, энергия которого передаётся одному из
электронов, поднимая его на более высокий
энергетический уровень. По цепи специальных
белков-переносчиков электрон переходит к молекуле
НАДФ+, которая, получив в следующем цикле ещё
один электрон и захватив протон из стромы
хлоропласта, восстанавливается до НАДФН
Н2О+НАДФ+ +2АДФ +2Фн→ НАДФ-2Н +2АТФ +1\2О2

23. Темновая фаза – цикл Кальвина

• присоединение с участием фермента РуБисКО СО2 к
рибулозобисфосфату (пентозе, активированной двумя остатками
фосфорной кислоты)
• Образующееся при этом непрочное шестиуглеродное соединение
распадается с образованием двух молекул фосфоглицериновой
кислоты.
• Фосфоглицериновая кислота восстанавливается НАДФ*2Н до
фосфоглицеринового альдегида с расходованием молекулы АТФ.
• Две молекулы фосфоглицеринового альдегида в результате
реакций, обратных гликолизу, превращаются в молекулу глюкозы.
• Другая часть фосфоглицеринового альдегида в результате ряда
превращений дает исходное количество рибулозобисфосфата.
6СО2 + 12НАДФ-2Н+ 18АТФ →
6С6Н12О6 + 6Н20 + 12НАДФ+ + 18АДФ + 18Фн

24.

Цикл Кальвина
С6Н12О6

25.

Место протекания
процессов
Условия
Необходимые
вещества
Процессы,
происходящие на
данном этапе
Световая фаза
Мембраны
тилакоидов
Свет
Н2О, АДФ, НАДФ+
Темновая фаза
Строма хлоропласта
Наличие света не
обязательно
СО2, АТФ, НАДФ-2Н,
рибулозобифосфат
Фотолиз воды,
Цикл Кальвина
Фотофосфорилиров (реакции фиксации
ание (образование углерода)
АТФ)
Что образуется?
О2 (удаляется в
С6Н12О6, АДФ, НАДФ+
атмосферу), АТФ,
НАДФ-2Н.
В итоге суммарное уравнение двух этапов фотосинтеза будет
выглядеть следующим образом
6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2↑

26. Значение фотосинтеза: 1. основной источник органического вещества на Земле 2. служит источником кислорода, составляющего 20 %

атмосферы Земли.
3. в верхних слоях атмосферы
кислород превращается в озон,
экранирующий
ультрафиолетовое излучение

27. Хемосинтез

28. Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ служит окисление

Хемосинтез — способ автотрофного питания,
при котором источником энергии для синтеза
органических веществ служит окисление
неорганических соединений.
К хемосинтетикам (хемотрофам) относятся
только некоторые бактерии и археи.
Явление хемосинтеза было открыто в 1887 г.
русским ученым С. Н. Виноградским.

29.

30.

Роль хемосинтетиков:
•участвуют в круговороте серы, азота,
железа и др.;
•уничтожают в природе ядовитые вещества:
аммиак и сероводород;
•нитрифицирующие бактерии превращают
аммиак в нитриты и нитраты, усваиваемые
растениями;
•серобактерии используются для очистки
сточных вод.

31.

Все перечисленные ниже признаки, кроме
двух, можно использовать для описания
фотосинтеза. Определите два признака,
«выпадающие»
из
общего
списка,
и
запишите в таблицу цифры, под которыми
они указаны.
1) фотолиз воды
2) синтез АТФ
3) цикл Кребса
4) восстановление углерода
5) окисление НАД∙Н

32.

Выберите органоиды клетки и их структуры,
участвующие в процессе фотосинтеза.
1) лизосомы
2) хлоропласты
3) тилакоиды
4) граны
5) вакуоли
6) рибосомы

33.

Все приведённые ниже признаки, кроме двух,
можно использовать для описания процесса
фотосинтеза.
Определите
два
признака,
«выпадающих» из общего списка, и запишите в
ответ цифры, под которыми они указаны.
1) Для протекания процесса используется
энергия света.
2) Процесс происходит при наличии ферментов.
3) Центральная роль в процессе принадлежит
молекуле хлорофилла.
4) Процесс
сопровождается
расщеплением
молекулы глюкозы.
5) Мономерами
для
образования
молекул
служат аминокислоты.

34.

Все
перечисленные
ниже
понятия
и
процессы, кроме двух, используют для
описания световой стадии фотосинтеза в
клетке растения. Определите два понятия,
«выпадающих»
из
общего
списка,
и
запишите в таблицу цифры, под которыми
они указаны
1) перемещение электронов
2) фотолиз воды
3) окисление НАДФ·Н
4) восстановление углерода водородом
5) фотофосфорилирование

35.

Все приведённые ниже признаки, кроме двух,
можно использовать для описания темновой
фазы фотосинтеза в клетке. Определите два
признака, «выпадающих» из общего списка, и
запишите в ответ цифры, под которыми они
указаны.
1) восстановление углекислого газа до глюкозы
2) синтез молекул АТФ за счет энергии
солнечного света
3) соединение водорода с переносчиком НАДФ+
4) использование энергии молекул АТФ на
синтез углеводов
5) образование молекул крахмала из глюкозы

36.

Выберите три верных ответа из шести и
запишите в таблицу цифры, под которыми они
указаны.
Какие из перечисленных ниже признаков
можно использовать для описания темновой
фазы фотосинтеза?
1) протекает на свету и в темноте
2) протекает только в темноте
3) образуется глюкоза
4) образуется АТФ
5) образуется НАДФН
6) молекулы углекислого газа связываются с
органическими молекулами

37.

Место протекания процесса
Процесс
А
возбуждение хлорофилла
строма хлоропласта
Б
мембраны тилакоидов
синтез АТФ
Список терминов и понятий:
1) мембраны тилакоидов
2) световая фаза
3) фиксация неорганического углерода
4) фотолиз воды
5) темновая фаза
6) цитоплазма клетки
Фаза фотосинтеза
световая
темновая
В

38.

Установите правильную последовательность
процессов фотосинтеза у растений. Запишите в
таблицу соответствующую последовательность
цифр.
1) соединение неорганического углерода с С5углеродным соединением.
2) перенос
электронов
переносчиками
и
образование АТФ и НАДФ · Н
3) образование глюкозы
4) возбуждение молекулы хлорофилла светом
5) переход возбуждённых электронов на более
высокий энергетический уровень

39.

Установите соответствие между
характеристикой и фазой фотосинтеза.
ХАРАКТЕРИСТИКА
А) фотолиз воды
Б) фиксация углекислого газа
В) расщепление молекул АТФ
Г) синтез молекул НАДФ · 2Н
Д) синтез глюкозы
ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА
1) световая
2) темновая

40.

Установите соответствие между процессами и
стадиями фотосинтеза: к каждой позиции, данной
в первом столбце, подберите соответствующую
позицию из второго столбца.
ПРОЦЕССЫ
А) восстановление углерода
Б) возбуждение электрона в молекуле хлорофилла
В) расщепление молекулы воды
Г) присоединение углекислого газа к органическим
веществам
Д) образование молекул АТФ
СТАДИИ ФОТОСИНТЕЗА
1) темновая
2) световая

41.

Процессы, протекающие в клетках
1. Дыхание
2. Расщепление жиров
3. Биосинтез белков
А – ассимиляция
4. Фотосинтез
Б – диссимиляция
5. Расщепление белков
6. Расщепление полисахаридов
7. Биосинтез жиров
8. Синтез нуклеиновых кислот
9. Хемосинтез

42.

В процессе пластического обмена в
организме человека
1) происходит освобождение энергии
и синтез АТФ
2) из глюкозы образуется гликоген
3) жиры превращаются в глицерин и
жирные кислоты
4) белки окисляются до воды,
углекислого газа и аммиака

43.

Пластический обмен в организме
направлен на
1) удаление продуктов распада из
организма
2) сбор и использование организмом
поступающей информации
3) биологическое окисление с
освобождением энергии
4) синтез веществ, специфичных для
данного организма

44.

Обмен веществ и превращение
энергии представляет собой единство
1) процессов синтеза и распада
веществ
2) процессов возбуждения и
торможения
3) свойств наследственности и
изменчивости
4) процессов роста и развития
организма

45.

Что происходит в организме человека
в процессе пластического обмена?
1) поглощение кислорода
2) образование из крахмала глюкозы
3) окисление органических веществ
4) превращение аминокислот в белки

46.

К реакциям энергетического
обмена в организме человека
относят
1) окисление глюкозы
2) растворение солей натрия в
воде
3) синтез белка на рибосомах
4) синтез глюкозы в
хлоропластах

47.

Какой процесс в организме
человека относят к энергетическому
обмену?
1) деление клеток
2) биологическое окисление
органических веществ
3) всасывание аминокислот
ворсинками кишечника
4) синтез белков, свойственных
данному организму

48.

В процессе обмена веществ в
организме человека возможны
превращения
1) углеводов в жиры
2) жиров в белки
3) углеводов в белки
4) витаминов в углеводы

49.

ПРИЗНАК
A) совокупность реакций синтеза
органических веществ
Б) в процессе реакций энергия
поглощается
В) в процессе реакций энергия
освобождается
Г) энергия запасается в молекулах
АТФ
ВИД ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
1) пластический
2) энергетический