Энерго обмен

1.

Метаболизм — это процесс обмена
веществ в организме.

2.

Обмен веществ бывает 2
типов: энергетический (катаболизм)
и пластический (анаболизм).
• энергетический обмен подразумевает окисление (расщепление) веществ
с выделением АТФ (энергии),
пластический обмен, наоборот, — синтез веществ c затратой энергии АТФ.
Так, к анаболизму относят: все матричные
процессы, синтез жиров, углеводов.
Исключение: Синтез АТФ — это катаболизм
(!), потому что в результате их синтеза
организм как бы получает потенциальную
энергию.

3.

Энергетический (катаболизм)
Белки расщепляются до аминокислот
Жиры расщепляются
до глицерина и жирных (карбоновых) кислот
Нуклеиновые кислоты расщепляются
до нуклеотидов
Полисахариды расщепляются
до моносахаридов.

4.

Энергетический обмен глюкозы включает в
себя 3 этапа:
• подготовительный,
• анаэробный (гликолиз)
• аэробный этапы.

5.

6.

7.

Брожение

8.

9.

Кислородный этап
(ПВК): C₃H₄O₃

10.

11.

Анаэробный этап
Анаэробный этап = бескислородный этап = гликолиз
или брожение
гликолиз
Гликолиз — расщепление глюкозы.
• 1 молекула глюкозы распадается на 2 молекулы
пирувата, или пировиноградной кислоты (ПВК).
• В результате данного процесса (в котором тоже
участвуют ферменты) образуется 2 АТФ.
• Гликолиз происходит в цитоплазме без участия
кислорода.

12.

брожение
• Если кислород в клетке имеется, то пируват расходуется в следующем этапе
(аэробном).
• Если кислорода нет или он находится в дефиците, то превращение глюкозы
происходит в процессах брожения.
• Брожение тоже протекает с помощью ферментов в цитоплазме.

13.

Существует 4 вида брожения, о которых нужно помнить:
Молочнокислое брожение: образуется молочная кислота и 2 АТФ;
Спиртовое брожение: образуется этанол и 2 АТФ;
Маслянокислое брожение: образуется масляная кислота и 2 АТФ;
Уксуснокислое брожение: образуется уксусная кислота и 2 АТФ.

14.

Аэробный этап = кислородный этап = дыхание
аэробный этап

15.

Аэробный этап
Происходит с участием ферментов и кислорода.
• У эукариот происходит в митохондриях,
• у прокариот (например, у аэробных бактерий) —
на мембране клетки.
Происходит в 3 шага:
1. Окислительное декарбоксилирование (происходит в матриксе митохондрий; ПВК
превращается в ацетил-кофермент А, или, по-другому, ацетил-коэнзим А).
2. Цикл Кребса (происходит тоже в матриксе митохондрий, включает циклические
ферментативные реакции окисления ацетил-кофермента А, промежуточными продуктами
являются органические кислоты, например, лимонная, яблочная и др.; конечный продукт —
углекислый газ).
3. Окислительное фосфорилирование (происходит на кристах митохондрий, белкипереносчики передают электроны на кислород (электрон-транспортная, или дыхательная
цепь); выделяется энергия, которая идет на синтез АТФ с участием фермента АТФ-
синтазы; конечный продукт — вода).

16.

Таким образом, те 2 ПВК, которые выделились в
результате гликолиза, вступают в аэробный этап, в результате которого
выделяется углекислый газ, вода и 36 АТФ.
Суммарный энергетический выход трех этапов энергетического обмена
составляет 38 АТФ в расчете на 1 глюкозу: 2 АТФ - в гликолизе; 36 АТФ —
на аэробном этапе.

17.

Суммарная схема энергетического обмена глюкозы:

18.

19.

Решение:
Установите последовательность процессов
1 - гликолиз, 2 - брожение (молочнокислое), 3 - аэробное
энергетического обмена.
окисление, 4 - молочная кислота, 5 и 6 - углекислый газ и
1) транспорт продуктов гликолиза в митохондрию
вода.
2) образование двух триоз
Молочная кислота (лактат, номер 4) образуется в
3) активация моносахарида путем
процессе молочнокислого брожения (2) при отсутствии
фосфорилирования
кислорода, когда пируват (ПВК) восстанавливается за
4) синтез пировиноградной кислоты
счёт НАДН. Этот механизм позволяет клетке продолжать
5) расщепление полисахаридов
гликолиз (1) в анаэробных условиях, регенерируя
переносчики электронов НАД⁺.
Ответ: 4

20.

«В процессе гликолиза образовались 112 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Какое количество молекул глюкозы подверглось расщепле-
нию и сколько молекул АТФ образуется при полном окислении глюкозы в
клетках эукариот? Ответ поясните».

21.

Как, согласно графику, влияет степень
тренированности мышц на количество
лактата (молочной кислоты), образующегося
при их работе? Почему лактат (молочная
кислота) образуется в мышцах при длительной
нагрузке? Ответ поясните.

22.

23.

24.

Прочитайте описание эксперимента и выполните задание.
Экспериментатор отобрал три одинаковых по массе и длине
корешка семени пшеницы, поместил их по одному в пробирки с
кипячёной водой. Сполоснул семена и пробирки, всю воду слил,
пробирки плотно закрыл пробками и поместил на один день в места
с различной температурой: 0, 6-10, 16-18 °С. Перед тем как
рассматривать результат опыта, все пробирки он выдержал 5-10
мин. при комнатной температуре. Затем во все пробирки он налил
известковую воду и сравнил степень помутнения известковой воды,
по которой судят об интенсивности дыхания семян в разных
температурных условиях.
Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой
(изменяющейся), а какая - независимой (задаваемой)? Объясните, как
в данном эксперименте можно поставить отрицательный
контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить?
(Отрицательный контроль - это экспериментальный контроль, при
котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному
воздействию).

25.

26.

27.

28.

Почему с ростом температуры усиливалось дыхание у
тараканов? Предположите, что будет происходить с
количеством накапливаемого углекислого газа при более
сильном увеличении температуры. Ответ поясните.
Прочитайте описание эксперимента и выполните задание.
Экспериментатор решил установить зависимость
активности дыхания тараканов от температуры воздуха.
Для этого он помещал в замкнутую ёмкость таракана и
измерял электронным датчиком концентрацию углекислого
газа в ёмкости через 10 минут. Ёмкости помещались в
термостатируемую комнату с заданной температурой.
Оказалось, что чем выше температура, тем активнее
накапливался углекислый газ в ёмкости.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

Установите соответствие между
процессами и этапами клеточного
дыхания, обозначенными цифрами 1, 2, 3.

37.

Установите последовательность этапов спиртового
брожения в клетках дрожжей.
1) превращение пирувата в ацетальдегид
2) поглощение глюкозы из питательной среды
3) образование этанола
4) образование двух триоз из гексозы
5) синтез пировиноградной кислоты
Выберите три процесса, которые могут протекать в
митохондриях.
1) расщепление белков гидролитическими
ферментами
2) окисление глюкозы до пирувата
3) синтез лимонной кислоты
4) окисление пирувата до ацетил-КоА
5) транспорт электронов по цепи белковпереносчиков
6) фиксация углекислого газа пятиуглеродным

38.

Определите количество молекул АТФ, образующихся
при бескислородном расщеплении фрагмента
молекулы крахмала, содержащего 1000 мономеров.
В ответ запишите только полученное число.
Биотехнолог добавил культуру дрожжей в
виноградный сок и оставил в тёплом месте. Как
изменились численность дрожжей и содержание
сахара в виноградном соке? Для каждой величины
определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите выбранные цифры для каждой величины.
Цифры в ответе могут повторяться

39.

40.

Установите соответствие между процессами
метаболизма и структурами клетки, обозначенными
цифрами 1, 2: к каждой позиции, данной в первом
столбце, подберите соответствующую позицию из
второго столбца.

41.

https://www.yandex.ru/video/preview/7956027900747545217