Презентация "Энергетический обмен в клетке" (9 класс) по физике – проект, доклад

Тема: Энергетический обмен в клетке.

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 + Н2О = АДФ + Н3РО4 + 40 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 + Н3РО4 + Q = АТФ + Н2О

Способы получения энергии живыми существами

Энергия фотосинтез хемосинтез окисление органических веществ брожение дыхание с О2 без О2

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 СО2 и Н2О.

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.

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 С3Н4О3 , которая во многих клетках превращается в молочную кислоту С3Н6О3 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: С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4  2 С3Н6О3 + 2АТФ + 2Н2О

Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия О2 в клетке. Если О2 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.

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

Полное кисление

Полное окисление

Органические вещества, образовавшиеся на II этапе (например, С3Н6О3), поступают на ферментативный «конвейер» и расщепляются с участием кислорода до конечных продуктов: 2С3Н6О3 + 6О2 + 36АДФ + 36Н3РО4= 36АТФ + 6СО2 + 42Н2О

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

Биологическое окисление и горение

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: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + Q ?