Дихання. Синтез АТФ у мітохондріях як наслідок дихання

Тема Дихання. Синтез АТФ у мітохондріях як наслідок дихання

Мета: Закріпити знання учнів про дихання, як процес , що відбувається в живих організмах,  що таке клітинне дихання, аеробні і анаеробні організми, гліколіз, фосфорилювання.

Основні терміни і поняття: дихання, клітинне дихання, аеробні і анаеробні організми, гліколіз, фосфорилювання.

І.Актуалізація опорних знань:

  1. Як відбувається обмін газів під час дихання?
  2. Для чого живі організми дихають?

ІІ. Надання необхідної інформації.

Дихання – сукупність фізіологічних процесів, що забезпечують надходження в організм із зовнішнього середовища кисню, використання його клітинами і тканинами для окислення органічних речовин і виділення з організму вуглекислого газу.

Клітинне дихання – сукупність ферментативних процесів, що відбуваються у кожній клітині, в результаті яких молекули вуглеводів, жирних кислот і амінокислот розщеплюються в остаточному підсумку до вуглекислоти і води, а вивільнювана біологічно корисна енергія запасається клітиною і потім використовується. Багато ферментів, що каталізують ці реакції, знаходяться в стінках і кристах мітохондрій.

Етапи клітинного дихання

1.      Безкисневий (анаеробний) етап. Гліколіз відбувається на внутрішньоклітинних мембранах гіалоплазми. Процес перетворення гексоз (найчастіше глюкози) в анаеробних умовах до піровиноградної кислоти (С3Н4О3). Піровиноградна кислота відновлюється потім до молочної кислоти (у м’язах, СзН6Оз).

С6Н12О6 +2Н3РО4+2АДФ-—2С3Н6О + 2АТФ + 2Н2О + 200 кДж

80 кДж акумулюється в АТФ, 120 кДж розсіюється  у вигляді теплоти.

Завдяки гліколізу організм може отримати енергію в умовах дефіциту кисню, а його кінцеві продукти – піровиноградна і молочна кислоти зазнають подальших ферментативних перетворень.

2.      Кисневий (аеробний) етап. Клітинне дихання (окисне фосфорилювання) відбувається в мітохондріях.

Піровиноградна (молочна) кислота, включаючись в так званий цикл лимонної кислоти (цикл Кребса – близько десяти послідовних реакцій, у результаті яких від’єднуються всі атоми водню, які належали глюкозі, і виділяється енергія її хімічних зв’язків), розщеплюється в послідовних окислювально-відновних реакціях в остаточному підсумку до вуглекислого газу і водню, який у свою чергу окисляється киснем повітря до води.

2С3Н6О3 + 36Н3РО4 + 602 + 36АДФ —фсрмснти >6СО2 + 42Н2О + 36АТФ + 2600 кДж     1440 кДж   акумулюється клітиною в АТФ,(55%),   1160 кДж розсіюється у вигляді теплоти (45%)

Сумарне рівняння безкисневого і кисневого етапів:

С6Н12О6 +38 АДФ + 38 Н3РО4+ 6О2——— 6 СО2 + 42Н 2О + 38 АТФ

За ефективністю перетворення енергії жива клітина перевершує усі відомі в техніці перетворювачі енергії.

ІІІ. Зкріплення вивченого матеріалу.

Запам’ятайте!

Поява кисневого дихання розглядається як великий ароморфоз в історії життя, що викликав різке підвищення інтенсивності життєдіяльності.

Особливість, яка якісно відрізняє життя від всіх інших форм руху матерії, полягає в тому, що численні хімічні реакції строго упорядковані в часі і просторі. Упорядковані процеси ефективніші, ніж неупорядковані, тому вони надавали організмам переваги і сприяли виживанню в процесі природного добору.

Порівняльний аналіз дихання і горіння.

1.      а) звільнення енергії відбувається дуже швидко;

б) високо упорядкований багатоступінчастий ферментативний процес.

2.      а) температура середовища низька б) дуже висока.

3.      а) вся енергія перетворюється в теплову; подальше її перетворення завжди відбувається з низьким ККД;

б)      45% – теплова енергія, 55% – енергія хімічних зв’язків (АТФ). Хімічна енергія перетворюється в роботу з високим ККД.

ІV. Домашнє завдання:

Аргументовано доведіть необхідність процесу дихання в живих організмах.

завантаження...
WordPress: 22.87MB | MySQL:26 | 0,312sec