Тема: Энергетический обмен. Питание клетки.

Тема: Энергетический обмен. Питание клетки.
Цель:
Цель: сформировать представление о метаболизме как совокупности реакций обмена в клетке;
показать учащимся, что ассимиляция и диссимиляция — две стороны единого процесса —
метаболизма, углубить и расширить знания о метаболизме, раскрыв сущность энергетического
обмена; подвести учащихся к выводу о значении АТФ как универсального аккумулятора энергии в
клетке; показать роль ферментов в реакциях обмена; познакомить учащихся с характерными
особенностями трех этапов энергетического обмена.
развить понятие о типах питания клетки; сформировать понятие «автотрофные и гетеротрофные
организмы»; познакомить учащихся с группами автотрофных и гетеротрофных организмов в
зависимости от особенностей питания; Продолжить формирование умения работать с учебником,
рисунками, сравнивать и делать выводы. Воспитание биологического мышления, внимания.
Оборудование: схема метаболизма на доске.
Ход урока
I Организационный момент.
II Актуализация знаний.
Проверочная работа по главе 2.
III Формирование умений.
Ассимиляция (анаболизм,
пластический обмен)
Накоплени
е веществ
и энергии
Расходование
веществ и
энергии
Диссимиляция (катаболизм,
энергетический обмен)
1. Формирование понятия «метаболизм». (Объяснение учителя с элементами беседы.)
Метаболизм – ряд стадий, на каждой из которых молекула под действием ферментов слегка
видоизменяется до тех пор, пока не образуется необходимое организму соединение.
Обмен веществ – последовательное потребление, превращение, использование, накопление и
потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе их жизни.
2. Формирование понятия «ассимиляция». (Объяснение учителя с элементами беседы.)
Ассимиляция – совокупность химических процессов, направленных на образование и
обновление структурных частей клетки.
3. Формирование понятия «диссимиляция». (Объяснение учителя с элементами беседы.)
Диссимиляция – совокупность реакций, в которых происходит распад органических веществ с
высвобождением энергии.
Характеристика трех этапов энергетического обмена в клетке. (Объяснение учителя с элементами
беседы и использованием таблицы «Схема энергетического обмена углеводов».)
Всем живым клеткам постоянно нужна энергия, необходимая для протекания в них различных
биологических и химических реакций. Одни организмы используют энергию солнечного света,
другие – энергию химических связей органических веществ, поступающих с пищей. Извлечение
энергии из пищевых веществ осуществляется в клетках путем их расщепления и окисления
кислородом, поступающим в процессе дыхания. Поэтому этот процесс называют биологическим
окислением, или клеточным дыханием.
Биологическое окисление с участием кислорода называют аэробным, без кислорода –
анаэробным. Процесс биологического окисления идет многоступенчато. При этом в клетке
происходит накопление энергии в виде молекул АТФ и других органических соединений.
Этапы энергетического обмена
Этапы
энергетического
обмена
I. Подготовительный (в
органах пищеварения)
II. Бескислородный
(неполный) гликолиз; у
микроорганизмов –
брожение (протекает в
клетках)
III. Кислородный
(протекает в матриксе
митохондрий на
внутренних мембранах
митохондрий)
Процессы
энергетического
обмена
Крупные молекулы органических
веществ при участии ферментов
распадаются на более мелкие
молекулы:
белки – аминокислот
углеводы – моносахаридов
жиры – глицерина и жирных
кислот
Дальнейшее расщепление молекул
(при участие ферментов) до более
простых соединений. Так, глюкоза
расщепляется до пировиноградной
кислоты (С3Н4О3), которая затем
восстанавливается в молочную
кислоту (С3Н6О3). Расщепление
идет с участием АДФ и Н3РО4
С6Н12О6 +2Н3РО4 + 2АДФ –
2С3Н6О3 + 2АДФ + 2Н2О
У дрожжевых грибов – спиртовое
брожение:
С6Н12О6 +2Н3РО4 + 2АДФ –
2С2Н5ОН +2СО2 +2АТФ + 2Н2О
При доступе кислорода к клеткам
образовавшиеся на предыдущем
этапе вещества окисляются до СО2
и Н2О:
2С3Н6О3 + 6О2 +36Н3РО4 +
36АДФ – 6СО2 + 36АТФ + 42Н2О
Образовавшиеся молекулы АТФ
Освобождение
и использование
энергии
Энергия рассеивается в виде
тепла
Распад одной молекулы глюкозы
дает энергию, обеспечивающую
синтез двух молекул АТФ, эта часть
энергии запасается
Распад двух молекул молочной
кислоты. Выделяется энергия,
достаточная для образования 36
молекул АТФ
IV Формирование умений.
Фронтальная беседа по вопросам:
1) Что такое ассимиляция? Приведите примеры реакций синтеза в клетке.
2) Что такое диссимиляция? Приведите примеры реакций распада в клетке.
3) Докажите, что ассимиляция и диссимиляция — две стороны единого процесса обмена веществ
и энергии — метаболизма.
Задание: установите соответствие между процессами протекающими в клетках организмов, и их
принадлежностью к ассимиляции и диссимиляции:
Процессы
Обмен веществ
1. испарение воды
А – ассимиляция
2. дыхание
Б - диссимиляция
3. расщепление жиров
4. биосинтез белков
5. фотосинтез
6. расщепление белков
7. расщепление полисахаридов
8. биосинтез жиров
9. синтез нуклеиновых кислот
10. хемосинтез
Ответы: 1-Б, 2-Б, 3-Б, 4-А, 5-А,6-Б, 7-Б, 8-А, 9-А, 10-А.
Заполнение таблицы «Этапы энергетического обмена».
Особенности
1 этап
1. Где происходит расщепление?
2. Чем активизируется
расщепление?
3. До каких веществ расщепляются
соединения?
4. Сколько выделяется энергии?
Сколько энергии синтезируется в
виде АТФ?
2 этап
3 этап
Урок 2.
Ход урока
I Организационный момент.
II Актуализация знаний.
1. Почему ассимиляция не может существовать без диссимиляции?
2. Какое вещество, играя важную метаболическую роль, выполняет функцию центрального
компонента клеточной активности?
3. Какое строение имеет молекула АТФ?
Задание: найдите во второй колонке верное окончание предложения.
1. Всю совокупность химических реакций в А) энергией, заключенной в молекулах АТФ.
клетке называют…
2. Значение энергетического обмена состоит в Б) синтеза и распада.
том, что он обеспечивает реакции синтеза…
3. В процессе пластического обмена в клетках В) поглощения энергии.
синтезируются…
4. Обмен веществ складывается из двух Г) обменом веществ.
взаимосвязанных
и
противоположно
направленных процессов…
5. Анаболизм сопровождается…
Д) распадом органических веществ
6. Катаболизм сопровождается…
Е) молекулы белков.
Ответы: 1-Г, 2-А, 3-Е, 4-Б, 5-В, 6-Д.
4. Этапы энергетического обмена. (Ответ учащегося у доски.)
Фронтальная беседа по вопросам:
1) Каковы конечные, продукты и энергетическая ценность I этапа энергетического обмена?
2) Сравните энергетическую ценность II и III этапов диссимиляции, сделайте вывод.
3) Какова роль ферментативной системы энергетического обмена в поддержании необходимого
количества АТФ в клетке?
4) Какое значение имеет ступенчатый характер реакций биологического окисления?
5) Аминокислоты — последний энергетический резерв, они подвергаются окислению в самую
последнюю очередь. Объясните, с чем это связано.
III Формирование новых знаний.
1. Автотрофные и гетеротрофные организмы.
Автотрофные и гетеротрофные организмы
Группа
организмов в
зависимости от
типа питания
Автотрофы:
фототрофы
хемотрофы
Гетеротрофы
Способ получения органических
веществ
Самостоятельно синтезируют органические вещества из неорганических
Для синтеза органических веществ используют энергию света
Для синтеза органических веществ используют химическую энергию
Используют готовые органические
вещества
Представители
Все зеленые растения,
цианобактерии
Многие виды бактерий
(нитрифицирующие бактерии,
серобактерии)
Многие бактерии, грибы, животные
2. Группы гетеротрофных организмов (сапрофиты, паразиты, голозои).
Фаготрофы (голозои) — гетеротрофные организмы, заглатывающие твердые куски пищи.
Сапрофиты - организмы, питающиеся органическими веществами отмерших организмов или
выделениями живых.
Паразиты (от греч. parásitos — нахлебник, тунеядец), организмы, питающиеся за счёт других
организмов (называемых хозяевами) и большей частью вредящие им.
1. Значение фотосинтеза. (Рассказ учителя с элементами беседы.)
Фотосинтез - это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на
свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и
бактериородопсин у бактерий).
2. Характеристика световой и темновой фаз фотосинтеза. (Объяснение учителя с использованием
таблиц и рисунка 32 учебника.)
Тилакоиды – плоские мешочки ограниченные
мембранами.
Граны – десятки тилакоидов плотно уложенные
в стопки.
Строма – внутреннее пространств между
гранами.
3. Характеристика хемосинтеза. (Объяснение
учителя с последующим заполнением таблицы.)
Хемосинтез – процесс образования
органических веществ из неорганических за счет
энергии химических реакций окисления.
Сравнение фотосинтеза и хемосинтеза
4.
Характеристика
Фотосинтез
Хемосинтез
Протекает в
Клетках, содержащих хлорофилл
Клетках многих видов бактерий
Используется энергия
Света
Окислительно-восстановительных
реакций
Образуются
Органические вещества
Органические вещества
IV Формирование новых знаний.
1. Заполнение таблицы.
Группы гетеротрофных организмов
Группы гетеротрофов
Сапрофиты
Паразиты
Голозои
Особенности питания
Питаются мертвыми органическими остатками
Питаются органическими веществами организма-хозяина
Питание включает три этапа: поедание, переваривание и всасывание переваренных веществ
Представители
Бактерии и грибы —
сапрофиты
Болезнетворные бактерии,
грибы-паразиты, гельминты
В основном многоклеточные
животные, имеющие пищеварительную систему
Заполнение таблицы. (Самостоятельная работа учащихся с текстом учебника и последующим
обсуждением.)
Фотосинтез
Процессы происходящие в этой
Фазы фотосинтеза
Результаты процессов
фазе
Захваченные кванты света
Световая
используются для образования бо- Образование АТФ, О2, ионы
фаза(осуществляется
гатых энергией молекул АТФ и
Н+
в тилакоидах гран)
фотолиза воды
Темновая фаза
(осуществляется в
Используется энергия, запасенная Молекулы глюкозы из СО2 и
строеме
во время световой фазы
ионов Н+
хлоропластов)
V Задание на дом.
Изучить §2.9 2.10, повторить § 1.4 и 1.6.