Презентация по биологии на тему Обмен веществ и превращение энергии в клетке

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕПрезентация преподавателя ГБПОУ "КМТ" по биологии и химии Залиевой Н.М. Все живые организмы, существующие на Земле, представляют собой открытые системы, характеризующиеся способностью активно обмениваться с окружающей средой веществами и энергией. Из окружающей среды в клетку поступают различные вещества, а из клетки в окружающую среду удаляются ненужные продукты обмена – происходит обмен веществ, или метаболизм Обмен веществ и энергии - Основа жизнедеятельности клетки Обмен веществ и энергии ( метаболизм) - совокупность реакций синтеза и распада, протекающих в организме , связанных с выделением и поглощением энергии. МЕТАБОЛИЗМЭнергетический обмен (Катаболизм. Диссимиляция)Реакции распада и окисления органических веществ, связанные с выделением энергии и синтезом молекул АТФ.Пластический обмен. (Анаболизм. Ассимиляция.)Совокупность реакций синтеза органических веществ, сопровождающихся поглощением энергии за счет распада молекул АТФ. Энергетический обмен (диссимиляция) — это совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, которые сопровождаются выделением и запасанием энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ. Энергетический обмен АТФ – постоянный источник энергии для клетки, она мобильно может доставлять химическую энергию в любую часть клетки. Когда клетке необходима энергия – достаточно гидролизовать молекулу АТФ. Энергия выделяется в результате реакции диссимиляции (расщепления органических веществ). СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ АТФ Время жизни – несколько секунд Человек затрачивает ~ 2 300 ккал энергии в сутки. Для этого надо расщепить 166 кг АТФ На самом деле в организме содержится только ~ 50 г АТФ Поэтому каждая молекула АТФ должна вновь синтезироваться 166 кг : 50 г ≈ 3320 раз в сутки. АМФ → АДФ → АТФАТФ в цифрах Этапы энергетического обмена: 1. Подготовительный 2. Гликолиз (бескислородное окисление) 3. Дыхание (кислородное окисление)Энергетический обмен 1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ферментативное расщепление сложных органических веществ до простых Где происходит:В лизосомах клеткиВ желудочно-кишечном тракте человека с помощью пищеварительных ферментов. ГлицеринЖирные кислотыЖиры пищиЧто происходит: Расщепление жиров. Белки пищи АминокислотыАминокислотыРасщепление белков. Полисахариды Дисахариды Моносахариды Расщепление полисахаридов. В ходе этих превращений энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, АТФ не образуется. Образующиеся в ходе подготовительного этапа соединения мономеры могут участвовать в реакциях пластического обменаРезультат этапа 2.БЕСКИСЛОРОДНЫЙ ЭТАП (ГЛИКОЛИЗ)Происходит в цитоплазме клеток, в присутствии кислорода не нуждается!!!!! Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Ее бескислородное расщепление называют анаэробным гликолизомТак как глюкоза является наиболее доступным субстратом для клетки как продукт расщепления полисахаридов, то второй этап можно рассмотреть на примере ее бескислородного расщепления гликолиза Глюкоза – центральная молекула клеточного дыханияс нее начинается путь к АТФ Бескислородное расщепление глюкозы - анаэробный гликолиз.пировиноградная кислота (ПВК) Дальнейшая судьба ПВК РЕЗУЛЬТАТ ЭТАПА:Из одной молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж, из которых 120 кДж рассеивается в виде тепла, а 80 кДж запасается в связях АТФ.ЭНЕРГИЯ 60% выделяется в виде тепла 40% идет на синтез АТФ ВЫВОД: Синтез АТФ в процессе гликолиза не нуждается в мембранах. Он идёт даже в пробирке, если имеются все необходимые субстраты и ферменты полное расщепление пировиноградной кислоты, происходит при обязательном присутствии кислорода3. КИСЛОРОДНЫЙ ЭТАП. Где происходит:под действием ферментов митохондриальных мембран (необходимое условие – целостность мембран) Уравнение кислородного процесса:2С3Н4О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4= пируват= 6СО2 +6Н2О + 36АТФ + 36H2О(выделяется 2600 кДж энергиииз них запасается 1440 кДж в виде 36 моль АТФ) 1. ГликолизС6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4= 2С3Н4О3 + 2АТФ + 2Н2О2. Дыхание2С3Н4О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4 = 6СО2 + 36АТФ + 42Н2ОСуммарное уравнение:

Суммарная реакция расщепления глюкозы до углекислого газа и воды выглядит следующим образом:С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38АТФ + Qт, где Qт — тепловая энергия. Вывод: Для осуществления кислородного процесса необходимо наличие неповреждённых митохондриальных мембран Выводы:Расщепление в клетке 1 молекулы глюкозы до СО2 и Н2О обеспечивает синтез 38 молекул АТФ Пластический обмен. Фотосинтез.Фотосинтез — синтез органических веществ из углекислого газа и воды с обязательным использованием энергии света:6СО2 + 6Н2О + Qсвета → С6Н12О6 + 6О2. Где протекает фотосинтез? Митохондрии Результат световой фазы фотосинтезавосстанавливается НАДФ+ и образуется НАДФ*Н, синтезируется АТФ из АДФ и фосфорной кислоты, выделяется молекулярный кислород. АТФ и НАДФ*H используются в реакциях темновой фазы фотосинтеза 12Н2О + 12НАДФ+ + 18АДФ + 18Ф энергия света 6О2 + 2НАДФ*Н2 + 18АТФ Темновая фаза фотосинтеза:протекает в строме хлоропласта (для ее реакций не нужна энергия света, поэтому они происходят не только на свету, но и в темноте)реакции темновой фазы представляют собой цепочку последовательных преобразований углекислого газа (поступает из воздуха), приводящую к образованию глюкозы и других органических веществ цикл этих реакций получил название «цикл Кальвина» Кроме глюкозы, в процессе фотосинтеза образуются другие мономеры сложных органических соединений — аминокислоты, глицерин и жирные кислоты, нуклеотиды. 6СО2 + 24Н+ + АТФ → С6Н12О6 + 6Н2ОРезультат темновой фазы фотосинтеза Значение фотосинтезаСинтез органических веществ – пища для всех организмов на Земле.Запасание солнечной энергии в химическую энергию органических веществ.Очищение воздуха от углекислого газа и выделение кислорода для дыхания организмов и образования озона, защищающего от ультрафиолетовых лучей.