Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354

Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354
Конспект урока
Предмет: Биология
Класс: 10
Номер урока:
1. Тема урока: Гликолиз. Цикл Кребса.
2. Цель и задачи урока:
- Сформировать у учащихся правильное представление об этапах
гликолиза (внутриклеточного энергетического обмена); научить
сравнивать этапы; обратить внимание на взаимосвязь пластического и
энергетического обменов.
- Развивать логическое мышление; учить выделять главное в изучаемом
материале
3. Оборудование: учебник, компьютер, мультимедийный проектор,
Этап урока
Деятельность учителя.
Деятельность
учащихся.
1.Организационный
момент
1.Обеспечить тишину в
классе.
Учащиеся
заходят в класс,
готовятся к
уроку, достают
учебники,
тетради,
которые
остаются
закрытыми
2.Успокоить учащихся.
3.Организовать
подготовку к уроку.
1
Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354
Изучение нового материала.
Живые организмы, неспособные использовать световую энергию,
должны получать её за счет окисления органических соединений,
поступающих извне с пищей. Извлечение энергии из пищевых веществ
осуществляется в клетке путем их расщепления и окисления в процессе
дыхания. Поэтому такое дыхание называют биологическим окислением
или клеточным дыханием.
Слайд 2.
Клеточное дыхание – это совокупность окислительных процессов в
клетке, сопровождающих расщепление молекул органических
веществ и образованием органических соединений, богатых энергией.
Биологическое окисление с участием кислорода называют аэробным (от
греч. aer – "воздух" и bios – "жизнь"), без кислорода – анаэробным (от
греч. an – отрицат. частица, aer – "воздух" и bios – "жизнь"). Процесс
биологического окисления идет многоступенчатои энергия электронов
успевает запасаться в известных уже нам «аккумуляторах»: в АТФ, НАДН, НАДФ-Н. При этом в клетке происходит накопление энергии в виде
молекул АТФ и других органических соединений.
Полное окисление органических веществ в клетке до С02 и Н20 происходит только при участии кислорода. Без кислорода происходит неполное
окисление органических веществ при участии таких акцепторов
электронов, как молекулы НАД+.
Окисление без участия кислорода. Гликолиз.
Слайд 3.
Гликолиз — это неполное окисление глюкозы без участия кислорода,
Он играет важную роль в обмене веществ у живых организмов.
Гликолиз одной молекулы глюкозы дает две молекулы АТФ. Это
обеспечивает клетку энергией. По типу гликолиза идет обеспечение
организма энергией у прокариот, в частности у бактерий. Этот процесс
происходит у них в цитоплазме.
Первая и вторая стадии биологического окисления происходят в
цитоплазме клетки, а третья – в митохондриях.
2
Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354
Слайд 4.
Процесс гликолиза состоит из 3-х этапов:
1. Подготовительный
2. Анаэробный (бескислородный гликолиз)
3. Аэробный (кислородный гликолиз) .
Слайд 5.
Первая стадия – подготовительная
Поступившие с пищей или созданные путем фотосинтеза
биополимерные молекулы органических веществ распадаются под
действием ферментов на мономеры. Подготовительный этап не
сопровождается выделением энергии, напротив, требует энергозатрат
организма. В процессе этого этапа образуется небольшое количество
энергии, которая рассеивается в виде тепла. Процесс происходит в
цитоплазме клеток, вне митохондрий.
_______________________________________________________________
Слайд 6.
2 этап. Анаэробный (бескислородный) гликолиз
На второй стадии образовавшиеся мономеры распадаются на еще
более простые молекулы. Например, молекула глюкозы (шестиуглеродное
соединение С6Н12О6) сначала распадается на две трехуглеродные молекулы
пировиноградной кислоты (С3Н4О3) с образованием четырех молекул АТФ.
Затем пировиноградная кислота преобразуется под действием ферментов и
энергии в молочную кислоту, а молекул АТФ остается только две. Весь
процесс идет без участия кислорода, поэтому данную стадию называют
бескислородной или анаэробной.
3
Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354
В реакциях расщепления глюкозы участвуют фосфорная
кислота и АДФ.
С6Н12О6 + 2АДФ + 2 Н3РО4 + 2НАД = 2С3Н4О3 + 2НАД·2Н2 +
2АТФ + 2Н2О
Слайд 7.
У дрожжевых грибов молекула глюкозы без участия кислорода
превращается в этиловый спирт и диоксид углерода (спиртовое брожение)
С6Н12О6 + 2АДФ + 2 Н3РО4 = 2 С2Н5ОН + СО2 + 2АТФ + 2Н2О
У других микроорганизмов гликолиз может завершаться образованием
ацетона, уксусной кислоты.
Слайд 8.
3 этап. Аэробный гликолиз или дыхание (полное окисление)
Реакции этой стадии энергетического обмена также катализируются
ферментами. При доступе кислорода к клетке образовавшиеся во время
предыдущего этапа вещества окисляются до конечных продуктов — Н20 и
С02. Кислородное дыхание сопровождается выделением большого
количества энергии и аккумуляцией ее в молекулах АТФ. Суммарное
уравнение аэробного дыхания выглядит так:
Аэробный гликолиз протекает на мембранах крист митохондрий с
обязательным участием комплекса ферментов.
Следовательно, основную роль в обеспечении клетки энергией играет
аэробное дыхание.
4
Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354
Слайд 9.
Биологическое окисление при участии кислорода
Образовавшаяся в процессе гликолиза пировиноградная кислота
поступает в митохондрии. Здесь она превращается в богатое энергией
вещество ацетилкофермент А (Ацетил-КоА). На мембранах крист имеется
запас молекул органических кислот, в состав которых входит три
карбоксильные группы. Ацетил-КоА взаимодействует с молекулой
щавелевоуксусной кислоты, образуя лимонную кислоту, которая
подвергается дальнейшим превращениям, заканчивающимся образованием
щавелевоуксусной кислоты. Эта кислота вновь взаимодействует с АцетилКоА и цикл превращений повторяется. Этот сложный процесс получил
название цикл Кребса или цикл трикарбоновых кислот.
Слайд 10.
В цикле Кребса образуются молекулы СО2, которые выводятся из
клетки, и атомы Н0. Специальные молекулы-переносчики НАД
доставляют атомы Н0 во внутреннюю мембрану митохондрий. Здесь
атомы Н0 теряют электрон и превращаются в протоны Н+.
Н0
-ē
→
Н+
Свободные электроны перемещаются по цепи переноса электронов на
внутреннюю поверхность внутренней мембраны и присоединяются к
атому кислорода О0, образуя анионы О-2.
О0
+ 2 ē → О-2
Протоны Н+ переносятся специальными ферментами на наружную
поверхность внутренней мембраны, создавая здесь положительный заряд.
Таким образом, между внутренней и наружной поверхностями
внутренней мембраны митохондрий возникает разность потенциалов. При
определенном ее значении (200мв) протоны Н+ устремляются через
проточные каналы в матрикс митохондрий. (Слайд 10).
Слайд 11.
При прохождении протонов через активный центр фермента, их
энергия затрачивается на синтез АТФ (фосфорилирование): АДФ + Ф →
АТФ. В матриксе митохондрий протоны Н+ соединяются с анионами О-2,
образуя воду (Н2О).
5
Костяев Андрей Евгеньевич ГБОУ Центр образования №354
Таким образом, в процессе дыхания в митохондриях образуются бедные
энергией вещества: СО2 и Н2О, и освобождается большое количество
энергии.
Пировиноградная кислота + О2 → СО2 + Н2О + энергия
Слайд 12.
При полном расщеплении 2 молекул ПВК, (синтезированных из
одной молекулы глюкозы в процессе гликолиза), образуется 36 молекул
АТФ. Для большинства животных процессы дыхания являются основным
путем получения энергии, необходимой для их жизнедеятельности.
Организм человека функционирует в аэробных условиях: 90% энергии он
получает при участии кислорода.
Слайд 13.
ВЫВОД: Объединяя анаэробные и аэробные процессы образования
АТФ при расщеплении глюкозы, можно записать следующее
суммарное уравнение:
С6Н12О6 + 6 О2 + 38 Н3РО4 + 38АДФ → 6СО2 + 44Н2О + 38АТФ
.
6