КИСЛОРОДНОЕ ОКИСЛЕНИЕ - ОБМЕН ВЕЩЕСТВ - КЛЕТКА — ЕДИНИЦА ЖИВОГО

Задачи. Повторить особенности строения митохондрий, сформировать знания о метаболизме ПВК в цикле Кребса и на дыхательной цепи митохондриальных мембран, сравнить энергетический выход во время гликолиза, в цикле Кребса.

Оборудование. Демонстрационный материал: таблицы по общей биологии, кодограмма.

Ход урока:

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. На какие группы делятся живые организмы по способам получения энергии?

2. Гликолиз и превращение ПВК у растений при недостатке кислорода.

3. Гликолиз и превращение ПВК у животных при недостатке кислорода.

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью кодограммы.

Митохондрии. Цикл Кребса. Третий этап энергетического обмена — кислородное окисление, или дыхание, происходит в митохондриях. Беседа по вопросам: строение митохондрий? Присутствуют ли митохондрии в растительных клетках? Функции митохондрий? Пировиноградная кислота проникает в митохондрии, происходит ее дегидрирование (отщепление водорода) и декарбоксилирование (отщепление углекислого газа) с образованием двухуглеродной ацетильной группы, которая вступает в цикл реакций, получивших название реакций цикла Кребса. Здесь происходит дальнейшее окисление, связанное с дегидрированием и декарбоксилированием. В результате на каждую разрушенную моль ПВК из митохондрии удаляется 3 моль СО2, образуется 5 пар атомов водорода, связанных с переносчиками (4 НАД · Н2, ФАД · Н2), а также моль АТФ.

Суммарная реакция гликолиза и разрушения ПВК в митохондриях до водорода и углекислого газа выглядит следующим образом:

2 АТФ образуются при гликолизе, 2 — в цикле Кребса; 2 пары атомов (2НАД · Н2)образовались при гликолизе, 10 пар — в цикле Кребса.

Дыхательная цепь. Последним этапом является окисление пар атомов водорода с участием О2 до Н2О с одновременным фосфорилированием АДФ до АТФ. Этот процесс происходит на внутренней мембране митохондрий. Водород передается по трем большим ферментным комплексам дыхательной цепи, расположенным во внутренней мембране митохондрий. У водорода отбираются электроны, а протоны закачиваются в межмембранное пространство митохондрий, в «протонный резервуар». Внутренняя мембрана непроницаема для ионов водорода. Когда разность потенциалов на внешней и внутренней стороне внутренней мембраны достигает 200 мВ, протоны проходят через канал фермента АТФ-синтетазы и с восстановление кислорода до воды с выделением энергии, часть которой (55%) запасается в форме 34 АТФ. При окислении 12 пар атомов водорода образуется 34 АТФ.

Суммарная реакция энергетического обмена выглядит так:

Если внутренняя мембрана повреждена, то окисление НАДН2 продолжается, но не работает АТФ-синтетаза и образования АТФ не происходит, вся энергия выделяется в форме тепла.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Кодограмма к уроку

Тема: Кислородное окисление. § 12

Митохондрии. Цикл Кребса. Дыхательная цепь

В митохондриях (строение?) происходит дегидрирование и декарбоксилирование ПВК и образуются ацетилкофермент А (2С), СО2, НАД · Н2:

Ацетил ~ КоА образуется и при окислении жирных кислот и глицерола, при окислении аминокислот. Ацетильная группа (2С) включается в цикл Кребса.

На каждую окисленную молекулу ацетил-КоА приходится 1 молекула АТФ, четыре лары атомов водорода и две молекулы СО2:

На внутренней мембране 24Н+ передаются на дыхательную цепь, закачиваются в межмембранное пространство, е- → на О2. При разности потенциалов 200 мв 24Н+ проходят через канал АТФ-синтетазы, образуется 34 АТФ:

Суммарная реакция:

Приложение 2. Карточка для работы у доски

Запишите номера вопросов, против них — правильные ответы.

1. Что происходит на подготовительном этапе энергетического обмена с белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами?

2. Где происходят реакции подготовительного этапа?

3. Что происходит с энергией, которая выделяется в реакциях подготовительного этапа?

4. Что образуется в результате бескислородного окисления в клетках у животных при недостатке О2?

5. Что образуется в результате бескислородного окисления в клетках у растений при недостатке О2?

6. Сколько энергии образуется при гликолизе моль глюкозы? Что с ней происходит?

7. Три моль глюкозы подверглось гликолизу в животных клетках при недостатке кислорода. Сколько СО2 при этом выделилось?

8. Какие реакции можно отнести к биологическому окислению?

9. Запишите формулу гликолиза.

Записав ответы, садитесь на место.

Приложение 3. Компьютерное тестирование

Задание 10. «Гликолиз»

**Тест 1. Что происходит на подготовительном этапе энергетического обмена?

1. Гидролиз белков до аминокислот.

2. Гидролиз жиров до глицерина и карбоновых кислот.

3. Гидролиз углеводов до моносахаридов.

4. Гидролиз нуклеиновых кислот до нуклеотидов.

Тест 2. Какие ферменты обеспечивают гликолиз?

1. Ферменты пищеварительного тракта и лизосом.

2. Ферменты цитоплазмы.

3. Ферменты цикла Кребса.

4. Ферменты дыхательной цепи.

Тест 3. Что образуется в результате бескислородного окисления в клетках у животных при недостатке О2?

1. ПВК.

2. Молочная кислота.

3. Этиловый спирт.

4. Ацетил-КоА.

Тест 4. Что образуется в результате бескислородного окисления в клетках у растений при недостатке О2?

1. ПВК.

2. Молочная кислота.

3. Этиловый спирт.

4. Ацетил-КоА.

Тест 5. Сколько всего энергии образуется при гликолизе моль глюкозы?

1. 200 кДж.

2. 400 кДж.

3. 600 кДж.

4. 800 кДж.

Тест 6. Три моль глюкозы подверглось гликолизу в животных клетках при недостатке кислорода. Сколько СО2 при этом выделилось?

1. 3 моль СО2.

2. 6 моль СО2.

3. 12 моль СО2.

4. Углекислый газ при этом не выделяется.

**Тест 7. Какие реакции можно отнести к биологическому окислению?

1. Окисление вещества А в реакции:

2. Дегидрирование вещества А в реакции:

3. Потеря электронов Fe2+ в реакции

4. Приобретение электронов Fe3+ в реакции

**Тест 8. Где происходят реакции подготовительного этапа?

1. В пищеварительном тракте.

2. В митохондриях.

3. В цитоплазме.

4. В лизосомах.

Тест 9. Что происходит с энергией, которая выделяется в реакциях подготовительного этапа?

1. Рассеивается в форме тепла.

2. Запасается в форме АТФ.

3. Большая часть рассеивается в форме тепла, меньшая — запасется в форме АТФ.

4. Меньшая часть рассеивается в форме тепла, большая — запасется в форме АТФ.

Тест 10. Что происходит с энергией, которая выделяется в реакциях гликолиза?

1. Рассеивается в форме тепла.

2. Запасается в форме АТФ.

3. 120 кДж рассеивается в форме тепла, 80 кДж — запасется в форме АТФ.

4. 80 кДж рассеивается в форме тепла, 120 кДж — запасется в форме АТФ.