9 класс

Обмен веществ (метаболизм) = ассимиляции + диссимиляции Органические вещества пищи являются основным источником не только материи, но и энергии для жизнедеятельности клеток организма. При образовании сложных органических молекул была затрачена энергия, потенциально она находится в форме образованных химических связей. В результате реакций энергетического обмена происходит окисление сложных молекул до более простых и разрушение химических связей, при этом происходит высвобождение энергии. АТФ + Н 2 О = АДФ + Н 3 РО кДж Содержание АТФ в клетках в среднем составляет от 0,05% до 0,5% от массы. Все биохимические реакции требуют затрат энергии молекул АТФ, поэтому запас АТФ должен постоянно пополняться: АДФ + Н 3 РО 4 + Q = АТФ + Н 2 О

Энергия фотосинтез хемосинтез окисление органических веществ брожение дыхание с О 2 без О 2

Растения преобразуют энергию солнечных лучей в энергию АТФ в процессе фотосинтеза. Хемосинтезирующие бактерии запасают энергию в форме АТФ, получаемую при химических реакциях окисления различных неорганических соединений. Гетеротрофы получают энергию в результате окисления молекул органических веществ, поступающих с пищей. В ходе биологического окисления расщепление сложных органических веществ осуществляется поэтапно и может идти двумя путями : 1) Неполное окисление органических веществ ; 2) Полное окисление органических веществ до СО 2 и Н 2 О.

Процесс энергетического обмена можно разделить на три этапа: на первом этапе происходит пищеварение, то есть сложные органические молекулы расщепляются до мономеров; на втором происходит бескислородное окисление этих мономеров; на последнем этапе происходит окисление с участием кислорода в митохондриях. Биологическое окисление

Подготовительный этап. Под действием ферментов пищеварительного тракта или ферментов лизосом Сложные органические молекулы расщепляются: белки до …. жиры до …. углеводы до …. нуклеиновые кислоты …. Вся энергия при этом рассеивается в виде тепла. Биологическое окисление

Гликолиз, или бескислородное окисление. Окисление глюкозы в клетках происходит без кислорода с участием ферментов. Реакции протекают в цитоплазме, глюкоза с помощью 9 ферментативных реакций распадается на 2 молекулы ПВК пировиноградной кислоты С 3 Н 4 О 3, которая во многих клетках превращается в молочную кислоту С 3 Н 6 О 3 и при этом суммарно образуются 2 молекулы АТФ. Неполное окисление органических веществ При этом образуется 200 кДж энергии, 120 рассеивается в форме тепла, 80 кДж запасается в форме 2 моль АТФ: С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Н 3 РО 4 2 С 3 Н 6 О 3 + 2АТФ + 2Н 2 О

Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия О 2 в клетке. Если О 2 нет, происходит анаэробное брожение (дыхание), причем у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта. Неполное окисление

В результате гликолиза 40% выделившейся энергии запасается в виде АТФ, 60% - рассеивается в виде тепла. Неполное окисление

Третий этап энергетического обмена кислородное окисление, или дыхание, происходит в митохондриях. Вспомним, как устроены митохондрии? Каковы функции митохондрий? Каково происхождение митохондрий? Полное кисление

Органические вещества, образовавшиеся на II этапе ( например, С 3 Н 6 О 3 ), поступают на ферментативный « конвейер » и расщепляются с участием кислорода до конечных продуктов : 2 С 3 Н 6 О О АДФ + 36 Н 3 РО 4 = 36 АТФ + 6 СО Н 2 О

В результате полного окисления органических веществ 60% энергии запасается в виде молекул АТФ, 40% - рассеивается в виде тепла.

Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с процессом горения. Как и при горении, так и при дыхании глюкоза окисляется при участии молекулярного кислорода до конечных продуктов – углекислого газа и воды с выделением энергии. Объясните, чем же отличаются эти процессы, если их можно выразить общим уравнением : С 6 Н 12 О О 2 = 6 СО Н 2 О + Q ?