Обмен веществ и энергии

Обмен веществ и энергии. Пластический обмен. Фотосинтез. Биосинтез белка

Орлова Римма Николаевна,

учитель биологии

Цель урока

•   выяснить сущность пластического обмена
• изучить процессы фотосинтеза
• изучить процессы биосинтеза белка

Метаболизм (обмен веществ)

Поступление веществ

из окружающей среды

Превращение

веществ и энергии

Выделение веществ

в окружающую среду

Метаболизм – совокупность всех протекающих в организме процессов синтеза и распада, обеспечивающих обмен веществ и энергии с окружающей средой

Обмен веществ и энергии

Энергетический обмен

Пластический обмен.

(Диссимиляция)

( Ассимиляция.)

Совокупность реакций синтеза органических веществ, сопровождающихся поглощением энергии за счет распада молекул АТФ.

Реакции распада и окисления органических веществ, связанные с выделением энергии и синтезом молекул АТФ.

Энергетический обмен

• I. Этап подготовительный . Осуществляется в цитоплазме под действием ферментов. Сущность процесса:

ферменты

Сложные вещества простые вещества + Q (тепловая)

белки углеводы жиры

аминокислоты глюкоза глицерин + жирные

кислоты

Энергетическая ценность :

Небольшое количество энергии рассеивается в виде тепла.

Энергетический обмен

• II . Этап бескислородный (анаэробный, гликолиз). Осуществляется в цитоплазме при участии ферментов.

Сущность процесса:

глюкоза 2 пировиноградная кислота:

• С 6 Н 12 О 6 +2Н 3 РО4 + 2АДФ 2 С 3 Н 4 О 3 +2Н 2 О+ 2АТФ

ПВК

теплота 60%

синтез 2 АТФ 40%

Энергетическая ценность:

60% - дает тепло;

40% - идет на синтез 2 молекул АТФ, эта часть энергии запасается.

Энергетический обмен

• III. Кислородный этап (аэробный, дыхание).

Сущность процесса:

Окисление ПВК до конечных продуктов, осуществляется на внутренних мембранах митохондрий.

Уравнение кислородного процесса:

2С 3 Н 4 О 3 + 6О 2 + 36 АДФ + 36 Н 3 РО 4

36 АТФ + 6СО 2 + 38Н 2 О

Молекулы АТФ выходят за пределы митохондрии и участвуют во всех процессах жизнедеятельности.

Энергетическая ценность:

2 молекулы ПВК окисляясь образует 36 молекул АТФ.

Типы организмов по способу питания

• Гетеротрофы - питаются готовыми органическими веществами
• Автотрофы – синтезируют вещества, необходимые для питания

Ассимиляция

Автотрофы

Фототрофы

Хемоавтотрофы

Энергия солнечного света

Используемая энергия

Энергия окисления неорганических соединений .

Зеленые растения, пурпурные и зеленые бактерии

Нитрифицирующие , серо-, железобактерии

представители

Фотосинтез

6СО 2 + 6 Н 2 О = С 6 Н 12 О 6 + 6О 2

Фотосинтез – это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света и превращении световой энергии в энергию химических связей

Фотосинтез осуществляется

в хлоропластах зелёных листьев растений. Хлоропласты находятся в клетках плодов и стеблей, но главным образом они заполняют клетки листьев, которые являются основным органом растений. Именно листья более всего приспособлены к фотосинтезу

ФОТОСИНТЕЗ Световая фаза

• протекает на внутренних мембранах хлоропластов
• под действием света

-образуются молекулы АТФ

-ионы водорода из воды

-кислород

фотолиз

Разложение воды происходит внутри хлоропласта . Образовавшийся при расщеплении воды водород с помощью электронов присоединяется к веществу, которое способно транспортировать водород в пределах хлоропласта.

Присоединив водород, это вещество восстанавливается, запасается энергия и заканчивается первая стадия фотосинтеза. Кислород, который образуется на первой стадии фотосинтеза, выводится наружу или используется клеткой для дыхания .

ФОТОСИНТЕЗ Темновая фаза

• протекает в строме хлоропластов
• без света
• из углекислого газа и водорода образуется глюкоза

Продукты, образовавшиеся в процессе световой фазы

Темновая фаза — вторая стадия фотосинтеза. Для её протекания свет не нужен.

CO 2

Аденозинтрифосфорная кислота

Углеводы

Сравнение этапов фотосинтеза

Световая фаза

Место протекания процессов

Темновая фаза

Условия

Необходимые вещества

Процессы, происходящие на данном этапе

Что образуется?

Сравнение этапов фотосинтеза

Место протекания процессов

Световая фаза

Условия

Темновая фаза

Мембраны тилакоидов

Необходимые вещества

Свет

Строма хлоропласта

Наличие света необязательно

Вода, углекислый газ, АДФ

Процессы, происходящие на данном этапе

Углекислый газ, АТФ

Фотолиз воды

Что образуется?

Углекислый газ восстанавливается водородом воды

Кислород (удаляется в атмосферу), АТФ

Глюкоза, АДФ

Космическая роль растений

• Осуществляет круговорот веществ в природе (С, О и др.)
• Обеспечивает материальную и энергетическую основу жизни на планете
• Образование энергетического ресурса-угля
• Источник атмосферного кислорода
• Накопление органических веществ- основы питания гетеротрофных организмов

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД

Генетический код - система записи генетической информации в молекуле нуклеиновой кислоты о строении молекулы полипептида, количестве, последовательности расположения и типах аминокислот .

Генетическая информация записана только в одной (кодогенной, информативной) цепи ДНК

ГЕН

Ген – участок молекулы ДНК, в котором содержится информация о первичной структуре белка

Таблица генетического кода

Георгий Антонович Гамов

В 1954 году опубликовал статью, где первым поднял вопрос генетического кода, доказывая, что "при сочетании 4 нуклеотидов тройками получаются 64 различные комбинации, чего вполне достаточно для "записи наследственной информации"

Свойства кода

1. Триплетность : 3нуклеотида = 1 аминокислота 2. Однозначность: 1 кодон – 1 аминокислота 3. Избыточность (вырожденность): 1 аминокислота – до 6 кодонов 4. Универсальность: одинаков у всех организмов 5. Неперекрываемость: нуклеотид может быть только в составе одного кодона. 6. 61 кодон кодирующие и 3 бессмысленные, терминирующие (УАА. УАГ, УГА), знаки препинания между генами. Есть кодон инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого белка.

Биосинтез белка

• Биосинтез белка – это важнейший процесс в живой природе, создание молекул белка на основе информации о последовательности аминокислот в его первичной структуре, заключенной в структуре ДНК
• Биосинтез белка – это синтез полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул и – РНК и т - РНК

Типы РНК

• Информационная (и – РНК)

считывает информацию о белке с молекулы ДНК

• Транспортная (т – РНК)

транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка

• Рибосомная (р – РНК)

синтез белка на рибосоме

Транскрипция

Транскрипция - это синтез и - РНК на одной из цепей молекулы ДНК, который осуществляется по принципу комплиментарности : А – Т

Г – Ц

ДНК : ААГ – ЦТГ – ГГТ – ЦАГ – ТАЦ

и-РНК: ТТЦ – ГАЦ – ЦЦА – ГТЦ – АТГ

Трансляция

• Трансляция - это перевод информации, закодированной в иРНК, в первичную структуру молекулы белка.

Для сборки белковой молекулы в цитоплазме клетки должны присутствовать все необходимые аминокислоты.

Пластический обмен в клетках организма сопровождается

1.

2.

3.

Пластический обмен в клетках организма сопровождается

1. Потреблением энергии

2. Репликацией ДНК (транскрипция)

3. Образованием полимеров

Установите соответствия между характеристиками этапов биосинтеза белка и этапами

Характеристики Этапы

А) Синтез белка 1. Трансляция

Б) Происходит в ядре клетки 2. Транскрипция

В) На гранулах ЭПС

Г) Синтез и – РНК

Д) В цитоплазме с

помощью рибосом

Е) Используется РНК –полимераза

А

Б

В

Г

Д

Е

Установите соответствия между характеристиками этапов биосинтеза белка

Характеристики Этапы

А) Синтез белка 1. Трансляция

Б) Происходит в ядре клетки 2. Транскрипция

В) На гранулах ЭПС

Г) Синтез и – РНК

Д) В цитоплазме с

помощью рибосом

Е) Используется РНК –полимераза

А

1

Б

В

2

Г

1

Д

2

1

Е

2

СПАСИБО

За внимание