Презентация для 11 класса"Энергетический обмен"

Гомеостаз — постоянство внутренней среды биологических систем.

Ассимиляция (анаболизм, пластический обмен) — это реакции образования сложных органических веществ, протекающие с затратами энергии.

Диссимиляция (катаболизм, энергетический обмен) — это реакции распада и окисления веществ, протекающие с выделением и запасанием энергии.

Обмен веществ (метаболизм) — это все химические превращения, которые происходят в живом организме

Строение АТФ
АДФ + H3PO4+ 40 кДж = АТФ + H2O
АТФ образуется в результате присоединения к АДФ (аденозиндифосфату) одного остатка фосфорной кислоты. Этот процесс называется фосфорилированием
В любой клетке главным источником энергии для всех протекающих в ней процессов служит универсальное энергетическое соединение — АТФ

Первый этап — подготовительный

На подготовительном этапе большие молекулы органических веществ распадаются до более простых: из полисахаридов образуются моносахариды, из жиров — смесь глицерина и жирных кислот, а из белков — смесь аминокислот.

Этот процесс происходит в лизосомах и в органах пищеварения под действием пищеварительных ферментов.

На подготовительном этапе АТФ не образуется, а небольшое количество выделяющейся энергии рассеивается

Второй этап — бескислородный (гликолиз)

Этот процесс протекает в цитоплазме клеток.
 
При гликолизе происходит несколько реакций, в результате которых из молекулы глюкозы C6H12O6 образуется 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК) C3H4O3, а также 2 молекулы АТФ. В них запасается около 40 % выделившейся энергии, остальные 60 % рассеиваются.

C6H12O6+2H3PO4+2АДФ=2C3H4O3+2АТФ +2H2O.

Образовавшаяся пировиноградная кислота в анаэробных условиях превращается в молочную кислоту C3H6O3:
 
HOOC−CO−CH3→HOOC−CHOH−CH3.
Такой процесс происходит в клетках животных, некоторых грибов и бактерий. Молочная кислота может образоваться и в мышцах человека при длительных нагрузках и недостатке кислорода. Тогда мышцы начинают болеть.

В растительных клетках и клетках дрожжей из пировиноградной кислоты образуется этиловый спирт C2H5OH и углекислый газ CO2, т. к. происходит спиртовое брожение:

C6H12O6+2H3PO4+2АДФ=2C2H5OH+2CO2+2АТФ+2H2O.

Третий этап — кислородный
В кислородной среде после гликолиза протекает третий этап энергетического обмена — кислородный, или клеточное дыхание. Полное кислородное расщепление осуществляется на мембранах митохондрий.

Этот этап тоже является многостадийным. В нём выделяют два процесса — цикл Кребса и окислительное фосфорилирование.
Сущность третьего (кислородного) этап заключается в окислении ПВК до углекислого газа и воды При этом выделившаяся энергия запасается в 36 молекулах АТФ  (2 — в цикле Кребса и 34 — при окислительном фосфорилировании).
Схема кислородного этапа:
 
2C3H4O3+6O2+36H3PO4+36АДФ=6CO2+42H2O+36АТФ.

Так как 2 молекулы АТФ образуются при гликолизе, то в сумме при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ.

Суммарное уравнение энергетического обмена:
  
C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+38АТФ.

В реакциях энергетического обмена используется не только глюкоза, но и липиды, белки. Но главным источником энергии в большинстве клеток являются углеводы.