ГЛИКОЛИЗ - ОБМЕН ВЕЩЕСТВ - КЛЕТКА — ЕДИНИЦА ЖИВОГО

Задачи. Сформировать знания о трех этапах энергетического обмена на примере углеводного обмена, дать характеристику реакциям подготовительного обмена и гликолиза, показать различные пути метаболизма ПВК при недостатке O2 у растений и животных.

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

Ход урока:

Повторение. Письменная работа с карточками на 10 мин.

1. Какие способы получения энергии вам известны?

2. Световая фаза фотосинтеза.

3. Темновая фаза фотосинтеза.

Работа с карточкой у доски: приложение 2.

Компьютерное тестирование: приложение 3.

Устное повторение.

Изучение нового материала. Объяснение с помощью кодограммы.

Этапы энергообмена (катаболизма) углеводов. 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.

Потеря электронов называется окислением, приобретение — восстановлением, при этом донор электронов окисляется, акцептор восстанавливается.

Биологическое окисление в клетках происходит с участием O2:

и без его участия, за счет переноса атомов водорода от одного вещества к другому, например, вещество А окисляется за счет вещества В:

или за счет переноса электронов, например, двухвалентное железо окисляется до трехвалентного:

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 — гликолиз, и на последнем этапе происходит окисление с участием кислорода в митохондриях.

Подготовительный этап. Под действием ферментов пищеварительного тракта или ферментов лизосом белковые молекулы расщепляются до аминокислот, жиры — до глицерина и карбоновых кислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты - до нуклеотидов. Вся энергия при этом рассеивается в виде тепла.

Гликолиз, или бескислородное окисление. Окисление глюкозы в клетках без участия кислорода происходит путем дегидрирования, акцептором Н служит кофермент НАД+. Реакции протекают в цитоплазме, глюкоза с помощью 10 ферментативных реакций превращается в 2 молекулы ПВК — лировиноградной кислоты, при этом суммарно образуется 2 моль АТФ и восстановленная форма переносчика водорода НАД · Н2 (никотинамидадениндинуклеотид):

Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия 02 в клетке, если О2 нет, происходит анаэробное дыхание, причем у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта:

У животных и некоторых бактерий при недостатке О2 происходит молочнокислое брожение с образованием молочной кислоты:

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

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

Приложение 1. Кодограмма к уроку

Тема: Гликолиз. § 11

Этапы энергообмена (катаболизма) углеводов

Биологическое окисление (потеря электронов) в клетках происходит с участием О2:

и без его участия, за счет дегидрирования:

или потери электронов:

Подготовительный этап

Ферменты пищеварительного тракта и лизосом:

Белки → ? Жиры → ? Углеводы → ? НК → ?

Вся Q в форме тепла.

Гликолиз (?), бескислородное окисление

Окисление глюкозы происходит путем дегидрирования, акцептором Н служит НАД+.

Реакции протекают в цитоплазме, С6Н12О6 с помощью 10 ферментативных реакций превращается в 2 молекулы ПВК — пировиноградной кислоты:

Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия О2 в клетке. Если О2 нет, происходит анаэробное дыхание, причем:

а) У дрожжей и растений происходит спиртовое брожение:

б) У животных, некоторых бактерий при недостатке О2 — молочнокислое брожение:

Если О2 есть, то происходит аэробное дыхание в митохондриях.

Приложение 2. Карточка для работы у доски

Запишите номера вопросов, против них — правильные ответы.

1. Как называются организмы, использующие энергию солнечного света и неорганический источник углерода?

2. Как называются организмы, использующие энергию окисления неорганических соединений?

3. Как называются организмы, использующие энергию окисления органических соединений?

4. Запишите общую формулу фотосинтеза,

5. Какими тремя процессами сопровождается фотолиз воды в световую фазу фотосинтеза?

6. Где находятся протонные резервуары в хлоропласте?

7. Где происходят реакции темновой фазы?

8. Что происходит в темновую фазу фотосинтеза?

9. Какое вещество является акцептором СО.,?

10. 3а счет какой энергии происходит образование органических веществ в темновой фазе?

Записав ответы, садитесь на место.

Приложение 3. Компьютерное тестирование

Задание 9. «Фотосинтез»

Тест 1. Какая фотосистема имеется у фотосинтезирующих серобактерий?

1. Только первая.

2. Только вторая.

3. И первая и вторая.

4. Фотосистемы еще отсутствуют.

Тест 2. У каких организмов впервые появляется фотосистема 2?

1. У зеленых серобактерий.

2. У пурпурных серобактерий.

3. У цианобактерий (сине-зеленых).

4. У одноклеточных водорослей.

Тест 3. Где располагаются фотосистемы?

1. В мембранах тилакоидов.

2. Внутри тилакоидов.

3. В строме.

4. В межмембранном пространстве.

Тест 4. Где накапливаются протоны в световую фазу фотосинтеза?

1. В мембранах тилакоидов.

2. Внутри тилакоидов.

3. В строме.

4. В межмембранном пространстве.

Тест 5. Где происходят реакции темновой фазы фотосинтеза?

1. В мембранах тилакоидов.

2. Внутри тилакоидов.

3. В строме.

4. В межмембранном пространстве.

**Тест 6. Что происходит в световую фазу фотосинтеза?

1. Образование АТФ.

2. Образование НАДФ · Н2.

3. Выделение О2.

4. Образование углеводов.

Тест 7. Что происходит в темновую фазу фотосинтеза?

1. Образование АТФ.

2. Образование НАДФ · Н2.

3. Выделение О2.

4. Образование углеводов.

Тест 8. При фотосинтезе происходит выделение О,, откуда он?

1. Из СО2.

2. Из Н3О.

3. Из СО2 и Н2О.

4. Из С6Н12О6.

**Тест 9. Какие организмы способны синтезировать органические вещества, используя неорганический источник углерода?

1. Хемоавтотрофы.

2. Хемогетеротрофы.

3. Фотоавтотрофы.

4. Любые гетеротрофы.

**Тест 10. Какие организмы способны синтезировать органические вещества, используя органический источник углерода?

1. Хемоавтотрофы.

2. Хемогетеротрофы.

3. Фотоавтотрофы.

4. Любые гетеротрофы.