Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Биология / Презентации / Конспект+презентация к уроку "Энергетический обмен"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Биология

Конспект+презентация к уроку "Энергетический обмен"

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ конспект.docx

библиотека
материалов

Урок "Энергетический обмен в клетке"

Цель урока: Продолжить формирование знаний об обмене веществ, раскрыв сущность энергетического обмена, подвести учащихся к выводу о значении АТФ как универсального аккумулятора энергии в клетке; познакомить учащихся с особенностями трех этапов энергетического обмена на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: интерактивная таблица “Энергетический обмен в клетке” (Приложение.)

Ход урока

I. Актуализация знаний: На доске записаны слова:

Аденин, рибоза, энергия, остаток фосфорной кислоты, митохондрия, аккумулятор, макроэргическая связь.

Учитель: Вспомните вещество, связанное со всеми выписанными словами, определите его роль в клетке?

Ученики: вспоминают АТФ и ее роль в клетке.

Учитель: Зачем организмам необходима энергия?

Ученики: Рост, дыхание, питание и т.д.

Учитель: – Итак, источником энергии для подавляющего большинства процессов в живых организмах является следующая реакция:

АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + энергия.

Известно, что в среднем содержание АТФ в клетках составляет от 0,05% до 0,5% ее массы. Но практически все идущие в клетке биохимические реакции требуют затрат энергии молекул АТФ. Запаса АТФ в мышцах хватает только на 20–30 сокращений. Поэтому в клетках идет постоянный процесс синтеза АТФ.

Следовательно, запас АТФ должен непрерывно пополняться на основе обратной реакции, идущей с затратой энергии:

АДФ + Н3РО4 + энергия = АТФ + Н2О.

Фронтальная беседа:

Учитель: Откуда берется энергия для этой обратной реакции?

Откуда организмы ее могут получить? (Питательные вещества.)

Сообщение темы и целей урока. Мы познакомимся с сущностью энергетического обмена, рассмотрим этапы энергетического обмена. Выясним, какое значение имеет энергетический обмен?

II. Изучение нового материала.

Работа со схемой “Способы получения энергии живыми существами”

Комментарии учителя. Некоторые организмы, например, растения, могут преобразовывать в энергию АТФ энергию солнечных лучей на первом этапе фотосинтеза; хемосинтезирующие бактерии способны запасать энергию в форме АТФ, получаемую при химических реакциях окисления различных неорганических соединений. Особенности этих процессов мы рассмотрим на следующем занятии.

Гетеротрофы получают необходимую энергию для их жизнедеятельности в результате окисления в клетках молекул органических веществ, поступающих вместе с пищей. Но следует отметить, что фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы также способны получать энергию благодаря окислению органических веществ, синтезированных в собственных клетках из неорганических соединений.

В ходе биологического окисления расщепление сложных органических веществ осуществляется поэтапно и может идти двумя принципиально различными путями:

1) бескислородное окисление органических веществ;

2) кислородное окисление органических веществ до углекислого газа и воды.

Начальные этапы обоих видов окисления протекают сходным образом.

Учитель: Рассмотрим этапы энергетического обмена (работа с таблицей).

Этапы энергетического обмена

 

Подготовительный этап

Бескислородный этап
Гликолиз

Кислородный этап

Где происходит расщепление?

В органах пищеварения, в клетках под действием ферментов

Внутри клетки

В митохондриях

Чем активизируется расщепление?

Ферментами пищеварительных соков

Ферментами мембран клеток

Ферментами митохондрий

До каких веществ расщепляются соединения клетки?

Белки – аминокислоты
Жиры – глицерин и жирные кислоты
Углеводы – глюкоза

Глюкоза(С6Н12О6) 
2 молекулы пировиноградной кислоты (С3Н4О3) + энергия

Пировиноградная кислота до СО2 и Н2О

Сколько выделяется энергии?

Мало, рассеивается в виде тепла.

За счет 40% синтезируется АТФ, 60% рассеивается в виде тепла

Более 60% энергии запасается в виде АТФ

Сколько синтезируется энергии в виде АТФ?

____________

2 молекулы АТФ

36 молекул АТФ

В первую, подготовительную стадию, крупные молекулы распадаются на более простые: белки расщепляются до аминокислот, полисахариды – до моносахаридов; липиды – до глицерина и высших жирных кислот.

Этот процесс осуществляется в пищеварительном канале многоклеточных организмов, затем – в клетках под действием ферментов лизосом. Выделившаяся энергия в ходе превращения веществ, полностью рассеивается в виде тепла.

Учитель:

Какая общая функция характерна для этих веществ?
– Рационально ли тратить белки на получение энергии? Почему?
 
– Какие вещества являются основным источником энергии?

Считается, что ключевое место в метаболизме всех типов клеток занимают реакции с участием сахаров, например, глюкозы, поэтому на занятии мы рассмотрим путь окисления именно этого углевода.

Второй этап – бескислородный, или неполное окисление. Он называется также анаэробным дыханием (гликолизом) или брожением. Термин “брожение” обычно применяют по отношению к процессам, протекающим в клетках микроорганизмов или растений.

Брожению могут подвергаться многие органические соединения, но чаще всего – углеводы, в результате чего образуются: спирт (этиловый), кислоты (молочная, масляная и др.), ацетон и другие органические соединения, углекислый газ, а в некоторых случаях и водород.

По образующимся продуктам различают спиртовое, молочно – кислое, масляно-кислое и другие виды брожения. Но суть механизма всех видов брожения, несмотря на их многообразие, одна и та же. И заключается этот механизм в ферментативном расщеплении глюкозы, то есть в гликолизе, которое в самых разнообразных клетках протекает по одному и тому же сценарию без изменений.

Гликолиз осуществляется в цитоплазме клеток и не требует кислорода. Он состоит из девяти последовательных реакций, каждая из которых катализируется общим ферментом. В ходе реакций гликолиза молекула глюкозы распадается на две трехуглеродные молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), при этом суммарно образуются две молекулы АТФ.

Уравнение реакции приведено в учебнике.

Дальнейшая судьба ПВК может быть различной в зависимости от того, какой тип извлечения энергии предпочитают организмы -анаэробный (бескислородный) или аэробный (кислородный).

В случае анаэробных организмов или тканей животных, способных работать в условиях отсутствия или пониженного содержания кислорода, молекулы ПВК подвергаются дальнейшему преобразованию в зависимости от типа брожения до спирта (спиртовое брожение), молочной кислоты (молочнокислое брожение) и т.д. Недостатком процессов брожения является извлечение незначительной доли той энергии, которая заключена в связях органических молекул. Для многих одноклеточных и многоклеточных (особенно ведущих паразитический образ жизни) этого вполне достаточно.

Но брожение является жизненно важным процессом и для других более высокоорганизованных существ.

Например, спиртовое брожение происходит у хвойных растений зимой, когда устьица хвои закупориваются смолой, и газообмен с внешней средой прекращается.

У человека также происходит процесс брожения. Вашему вниманию предлагается видеофрагмент, посмотрев который, вы должны ответить на вопросы:

  • В каком случае клетки мышц переходят на бескислородное дыхание?

  • Какой конечный продукт образуется в мышцах в результате гликолиза?

  • С чем связана боль в мышцах у нетренированного человека после физической нагрузки?

Проблемный вопрос: Что необходимо сделать, чтобы уменьшить боль?

Для того, чтобы ответить на вопрос, мы рассмотрим 3 стадию энергетического обмена. На третьей стадии энергетического обмена происходит дальнейшее окисление продуктов гликолиза до углекислого газа и воды с помощью окислителя О2 и ферментов.

Этот этап получил название аэробного (кислородного) дыхания, или гидролиза. Он осуществляется в “энергетических станциях” клетки – митохондриях и связан с матриксом митохондрии и ее внутренними мембранами.

Образовавшиеся в процессе гликолиза органические вещества поступают на ферментативный кольцевой “конвейер”, который называют в честь описавшего его ученого циклом Кребса. Все ферменты, катализирующие реакции этого цикла, локализованы в митохондриях. На всех стадиях этого процесса происходит поглощение кислорода и выделение углекислого газа, воды и энергии, запасаемой в молекулах АТФ. Причем образование молекул АТФ сопряжено с ферментами, которые расположены на внутренней мембране митохондрий, обеспечивающих выделение энергии небольшими порциями, что позволяет запасать ее в химических связях АТФ.

Процесс кислородного расщепления молочной кислоты можно выразить уравнением (в учебнике):

3Н4О3 + 6О2+ 36 АДФ + 36 Н3РО4 –> 36 АТФ + 6СО2+ 42Н2О.

Вопрос: Какой этап энергетического обмена наиболее выгоден и почему?

Кислородное дыхание гораздо эффективнее гликолиза, так как полное окисление органических веществ приводит к выделению большого количества энергии, причем примерно 60% ее запасается в молекулах АТФ, а 40% рассеивается в виде тепла.

Вопрос: Сколько всего образуется молекул АТФ в результате окисления одной молекулы глюкозы?

(Всего на трех этапах биологического окисления одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ.)

Процесс полного окисления глюкозы в клетке можно выразить общим суммарным уравнением:

С6Н12О6 + 6О2 –> 6СО2 + 38 АТФ.

Всего на трех этапах биологического окисления одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ. Часть молекул расходуется на сами процессы окисления, а 21 молекула АТФ передается в цитоплазму для обеспечения работы других клеточных структур.

III. Первичная проверка усвоения знаний.

Работа в группах: Каждой группе предлагается одинаковый набор карточек с названиями исходных веществ и продуктов на каждом этапе энергетического обмена. 1 группа выбирает вещества для подготовительного этапа, 2 группа для бескислородного расщепления, 3 группа для кислородного расщепления. При помощи магнитов укрепить выбранные карточки на доске.

Белки
Жиры
Углеводы
Аминокислоты
Глицерин
Жирные кислоты
Глюкоза

Пировиноградная кислота
2 молекулы АТФ
Кислород
36 молекул АТФ
СО
2
Н2О 
 

IV. Закрепление

  1. Работа учащихся с тестом.

  2. Решите задачу.

Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с горением. Как 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 суммарным уравнением:

С6Н|2О6 + 6О2 –> 6СО2+ 6Н2О + Энергия?

Вопрос: Какой из этапов энергетического обмена более древний и почему?

  1. На чем основывается утверждение ученых, что гликолиз появился в живой природе раньше кислородного расщепления?

  2. Замените одним словом выделенную часть каждого утверждения.

  • Ферментативный и бескислородный процесс распада органических веществ в клетке наблюдается у бактерий.

  • Совокупность окислительных процессов расщепления молекул органических веществ с участием кислорода – свойство клеток высших растений и большинства животных.

Подведение итогов. Дом. задание.

Рефлексия:

Закончить предложение:

  • Знания полученные на уроке мне необходимы…”

  • Я получил полезную информацию о том, что…”

Литература

  1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология.

  2. Введение в общую биологию и экологию: учеб. для 9 кл. общеобразоват. учреждений А.А. Каменский.– 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2005. – 303 с.

  3. Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. – М.: ВАКО, 2006.– 464 с.



Выбранный для просмотра документ презентация.ppt

библиотека
материалов
Энергетический обмен в клетке
АДЕНИН РИБОЗА ЭНЕРГИЯ ОСТАТОК ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ МИТОХОНДРИЯ АККУМУЛЯТОР МАКРО...
Способы получения энергии живыми существами
Этапы энергетического обмена Бескислородный этап Гликолиз Внутри клетки Ферме...
Клеточное дыхание. Высвобождение потенциальной энергии химических связей Обра...
Клеточное дыхание - это процесс образования и накопления энергии. Для аэробно...
Аэробное (кислородное) дыхание ЭТАПЫ: 1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ( ЭТАП ПИЩЕВАРЕНИЯ)...
2. Бескислородный (неполный) этап Он протекает в цитоплазме клеток без участ...
Креатин У всех позвоночных и некоторых беспозвоночных креатин образуется из к...
3. Кислородный этап. Он протекает в митохондриях и требует присутствия кислор...
Схема переноса протонов и электронов через внутреннюю мембрану митохондрии в...
Митохондрия
Ответы: 1 – B,D; 2 – B,C; 3 – B; 4 – A; 5 – A,D. Тестирование Клеточное дыхан...
Решите задачу. 	Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с горением. Как пр...
14 1

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Энергетический обмен в клетке
Описание слайда:

Энергетический обмен в клетке

№ слайда 2 АДЕНИН РИБОЗА ЭНЕРГИЯ ОСТАТОК ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ МИТОХОНДРИЯ АККУМУЛЯТОР МАКРО
Описание слайда:

АДЕНИН РИБОЗА ЭНЕРГИЯ ОСТАТОК ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ МИТОХОНДРИЯ АККУМУЛЯТОР МАКРОЭРГИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

№ слайда 3 Способы получения энергии живыми существами
Описание слайда:

Способы получения энергии живыми существами

№ слайда 4 Этапы энергетического обмена Бескислородный этап Гликолиз Внутри клетки Ферме
Описание слайда:

Этапы энергетического обмена Бескислородный этап Гликолиз Внутри клетки Ферментами мембран клеток Глюкоза(С6Н12О6) 2 молекулы пировиноградной кислоты (С3Н4О3) + энергия За счет 40% синтезируется АТФ, 60% рассеивается в виде тепла 2 молекулы АТФ Подготовительный этап Где происходит расщепление? В органах пищеварения, в клетках под действием ферментов Чем активизируется расщепление? Ферментами пищеварительных соков До каких веществ расщепляются соединения клетки? Белки – аминокислоты Жиры – глицерин и жирные кислоты Углеводы - глюкоза Сколько выделяется энергии? Мало, рассеивается в виде тепла. Сколько синтезируется энергии в виде АТФ? ____________ Кислородный этап В митохондриях Ферментами митохондрий Пировиноградная кислота до СО2 и Н2О Более 60% энергии запасается в виде АТФ 36 молекул АТФ

№ слайда 5 Клеточное дыхание. Высвобождение потенциальной энергии химических связей Обра
Описание слайда:

Клеточное дыхание. Высвобождение потенциальной энергии химических связей Образующиеся в процессе фотосинтеза органические вещества и заключенная в них химическая энергия служат источником веществ и энергии для осуществления жизнедеятельности всех организмов. Однако использование животными, грибами, многими бактериями синтез создаваемых зелеными растениями органических веществ, на их основе специфических для каждого вида соединений возможны лишь после предварительных преобразований, которые заключаются в расщеплении этих сложных веществ до мономеров и низкомолекулярных веществ: полисахаридов - до нуклеотидов, жиров - до высших карбоновых кислот и глицерина.

№ слайда 6 Клеточное дыхание - это процесс образования и накопления энергии. Для аэробно
Описание слайда:

Клеточное дыхание - это процесс образования и накопления энергии. Для аэробного Дыхания необходим кислород. Однако некоторые организмы получают энергию из пищи без использования атмосферного кислорода, т.е. в процессе анаэробного дыхания. Таким образом, исходными веществами для дыхания служат богатые энергией органические молекулы, на образование которых в свое время была затрачена энергия. Основным веществом, используемым клетками для получения энергии, является глюкоза.

№ слайда 7 Аэробное (кислородное) дыхание ЭТАПЫ: 1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ( ЭТАП ПИЩЕВАРЕНИЯ)
Описание слайда:

Аэробное (кислородное) дыхание ЭТАПЫ: 1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ( ЭТАП ПИЩЕВАРЕНИЯ) Включает в себя расщепление полимеров до мономеров. Эти процессы происходят в пищеварительной системе животных или цитоплазме клеток. На данном этапе не происходит накопления энергии в молекулах АТФ, а рассеивается в виде тепла. Образующиеся в ходе подготовительного этапа соединения могут использоваться клеткой в реакциях пластического обмена, а также для дальнейшего расщепления с целью получения энергии.

№ слайда 8 2. Бескислородный (неполный) этап Он протекает в цитоплазме клеток без участ
Описание слайда:

2. Бескислородный (неполный) этап Он протекает в цитоплазме клеток без участия кислорода. На данном этапе дыхательный субстрат подвергается ферментативному расщеплению. Примером такого процесса является гликолиз – многоступенчатое бескислородное расщепление глюкозы. В реакциях гликолиза шестиуглеродная молекула глюкозы (С6) расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (С3). При этом от каждой молекулы глюкозы отщепляется четыре атома водорода и образуется две молекулы АТФ. Атомы водорода присоединяются к переносчику НАД (никотинамидадениндинуклеотид), который переходит в свою восстановленную форму НАД*Н+Н+. Суммарная реакция гликолиза имеет вид: С6Н12О6+2АДФ+2Н3РО4+2НАД+2С3Н4О3 +2АТФ+2НАД*Н+Н++2Н2О Полезный выход энергии этого этапа – две молекулы АТФ, что составляет 40%;60% рассеивается в виде тепла.

№ слайда 9 Креатин У всех позвоночных и некоторых беспозвоночных креатин образуется из к
Описание слайда:

Креатин У всех позвоночных и некоторых беспозвоночных креатин образуется из креатинфосфата ферментом креатинкиназой. Наличие такого энергетического запаса сохраняет уровень АТФ/АДФ на достаточном уровне в тех клетках, где необходимы высокие концентрации АТФ.

№ слайда 10 3. Кислородный этап. Он протекает в митохондриях и требует присутствия кислор
Описание слайда:

3. Кислородный этап. Он протекает в митохондриях и требует присутствия кислорода. Здесь пировиноградная кислота подвергается расщеплению: 2С3Н4О3+6Н2О+8НАД++2ФАД+6CO2+8НАД*Н2+2ФАД*Н2+2АТФ Углекислый газ выделяется из митохондрий в цитоплазму клетки, а затем в окружающую среду. Атомы водорода, акцептированные НАД и ФАД (кофермент флавинадениндинуклеотид),вступают в цепь реакций, конечный результат которых – синтез АТФ. Это происходит в следующей последовательности:

№ слайда 11 Схема переноса протонов и электронов через внутреннюю мембрану митохондрии в
Описание слайда:

Схема переноса протонов и электронов через внутреннюю мембрану митохондрии в ходе кислородного этапа

№ слайда 12 Митохондрия
Описание слайда:

Митохондрия

№ слайда 13 Ответы: 1 – B,D; 2 – B,C; 3 – B; 4 – A; 5 – A,D. Тестирование Клеточное дыхан
Описание слайда:

Ответы: 1 – B,D; 2 – B,C; 3 – B; 4 – A; 5 – A,D. Тестирование Клеточное дыхание – Фотосинтез Биологическое окисление Расщепление АТФ Образование органических соединений, богатых энергией 2. Биологическое окисление бывает Световое и темновое Аэробное и анаэробное Полное и неполное Растительное и животное 3. Глицерин образуется в результате распада АТФ Жиров Углеводов Белков 4. Стадия распада сложных веществ на мономеры под действием ферментов – Подготовительная Гликолиз Аэробное дыхание Биологическое окисление 5. Гликолиз Идёт без участия кислорода Даёт 32 молекулы АТФ на 1 молекулу глюкозы Полностью обеспечивает организм энергией Происходит в цитоплазме

№ слайда 14 Решите задачу. 	Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с горением. Как пр
Описание слайда:

Решите задачу. Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с горением. Как 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 суммарным уравнением: С6Н12О6 + 6О2 -> 6СО2+ 6Н2О + Энергия?

Краткое описание документа:

Цель урока: Продолжить формирование знаний об обмене веществ, раскрыв сущность энергетического обмена, подвести учащихся к выводу о значении АТФ как универсального аккумулятора энергии в клетке; познакомить учащихся с особенностями трех этапов энергетического обмена на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: интерактивная таблица “Энергетический обмен в клетке” (Приложение.)

Ход урока

I. Актуализация знаний: На доске записаны слова:

Аденин, рибоза, энергия, остаток фосфорной кислоты, митохондрия, аккумулятор, макроэргическая связь.

Учитель: Вспомните вещество, связанное со всеми выписанными словами, определите его роль в клетке?

Ученики: вспоминают АТФ и ее роль в клетке.

Учитель: Зачем организмам необходима энергия?

Ученики: Рост, дыхание, питание и т.д.

Учитель: – Итак, источником энергии для подавляющего большинства процессов в живых организмах является следующая реакция:

АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + энергия.

– Известно, что в среднем содержание АТФ в клетках составляет от 0,05% до 0,5% ее массы. Но практически все идущие в клетке биохимические реакции требуют затрат энергии молекул АТФ. Запаса АТФ в мышцах хватает только на 20–30 сокращений. Поэтому в клетках идет постоянный процесс синтеза АТФ.

Следовательно, запас АТФ должен непрерывно пополняться на основе обратной реакции, идущей с затратой энергии:

АДФ + Н3РО4 + энергия = АТФ + Н2О.

Фронтальная беседа:

Учитель: Откуда берется энергия для этой обратной реакции?

– Откуда организмы ее могут получить? (Питательные вещества.)

Сообщение темы и целей урока. Мы познакомимся с сущностью энергетического обмена, рассмотрим этапы энергетического обмена. Выясним, какое значение имеет энергетический обмен?

II. Изучение нового материала.

Работа со схемой “Способы получения энергии живыми существами”

Комментарии учителя. Некоторые организмы, например, растения, могут преобразовывать в энергию АТФ энергию солнечных лучей на первом этапе фотосинтеза; хемосинтезирующие бактерии способны запасать энергию в форме АТФ, получаемую при химических реакциях окисления различных неорганических соединений. Особенности этих процессов мы рассмотрим на следующем занятии.

Гетеротрофы получают необходимую энергию для их жизнедеятельности в результате окисления в клетках молекул органических веществ, поступающих вместе с пищей. Но следует отметить, что фотосинтезирующие и хемосинтезирующие организмы также способны получать энергию благодаря окислению органических веществ, синтезированных в собственных клетках из неорганических соединений.

Автор
Дата добавления 14.11.2014
Раздел Биология
Подраздел Презентации
Просмотров3244
Номер материала 113356
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх