Презентация - Обмен веществ - Этапы и особенности метаболизма

метаболизм
Автушенко Л.Н., Учитель биологии, Г,Кемерово

Энергия необходима для того, чтобы: осуществлялся синтез веществ, необходимых для роста организма; сокращались мышцы и передавались нервные импульсы; вещества могли транспортироваться из клетки в клетку; - температура тела поддерживалась постоянной.
Процесс потребления энергии и веществ называется питанием

гетеротрофное
автотрофное
Типы питания организмов:

фототрофы синтезируют органические вещества за счёт энергии света; Процесс фототрофного питания называется фотосинтезом. Фототрофы – это растения и некоторые бактерии (в том числе синезелёные водоросли). К хемотрофам относятся многие бактерии. Организмы, живущие за счет неорганических источников углерода (например, углекислого газа), называются автотрофами.

хемотрофы синтезируют органические вещества за счёт энергии химических связей. Хемосинтезирующие бактерии получают энергию от различных химических реакций – окисления водорода, серы, железа, аммиака и других веществ.

Вот некоторые реакции, освобождающие энергию: 2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + Q. 2HNO2 + O2 → 2HNO3 + Q. 4FeCO3 + O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3 + 4CO2 + Q. 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 + Q.

Гетеротрофы – организмы, получающие необходимую для жизнедеятельности энергию путем окисления органических веществ , содержащихся в пище.
Биотрофы – организмы, питающиеся органическими веществами живых тел (паразиты)
Сапротрофы - организмы, питающиеся органическими веществами содержащимися в испражнениях, или мертвыми организмами

Биотрофы (паразиты)

Сапротрофы

Некоторые организмы (например, хищные растения) сочетают в себе признаки как автотрофов, так и гетеротрофов. Такие организмы называются миксотрофами.

Солнечная энергия
Фотосинтез
Энергия органических веществ
Белки Жиры Углеводы

Метаболизм
Метаболизм (от греч. «превращение, изменение»), обмен веществ — полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом.
Обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах

Метаболизм

Этапы метаболизма
Первый этап — ферментативное расщепление белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений, происходящее в различных отделах желудочно-кишечного тракта, и всасывание их в кровь и лимфу. Второй этап — транспорт питательных веществ кровью к тканям и клеточный метаболизм, результатом которого является их ферментативное расщепление до конечных продуктов. Часть этих продуктов используется для построения составных частей мембран, цитоплазмы, для синтеза биологически активных веществ и воспроизведения клеток и тканей. Расщепление веществ сопровождается выделением энергии, которая используется для процесса синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма в целом. Третий этап — выведение конечных продуктов метаболизма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде CO2 и т. д.

Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов.
Первый — анаболизм — объединяет все реакции, связанные с синтезом необходимых веществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма.
Анаболизм Процесс происходит в три этапа: Синтез промежуточных соединений из низкомолекулярных веществ. Синтез "строительных блоков" из промежуточных соединений. Синтез из "строительных блоков" макромолекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, жиров.Идет с поглощением энергии и участием ферментов.

катаболизм
Второй — катаболизм  — включает реакции, связанные с распадом веществ, их окислением и выведением из организма продуктов распада
Катаболи́зм— процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ. Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до более простых.

Метаболизм


Пластический обмен
Ассимиляция
Анаболизм
Энергетический обмен
Диссимиляция
Катаболизм

Этапы энергетического обмена:
1. Подготовительный 2. Бескислородный 3. Кислородное расщепление

Первый этап. Подготовительный этап:
Белки
аминокислоты
Липиды
глицерин + жирные кислоты
Углеводы
глюкоза

аминокислоты
глицерин + жирные кислоты
глюкоза
Белки
Липиды
Углеводы
СО2, Н2О,NH3
СО2,Н2О
СО2,Н2О
Анаболизм
Катаболизм

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма:
Анаболизм Катаболизм
АТФ
Метаболизм

АТФ:

аденин
рибоза
3 остатка фосф. кислоты
азотистое основание
углевод

АДФ + Н3РО4+Q
АМФ + Н3РО4+Q
АТФ
АДФ

Укажите пункт, в котором правильно записан процесс расщепления органических веществ в организме животного:
А) белки нуклеотиды углекислый газ и вода
Б) жиры глицерин + жирные кислоты углекислый газ и вода
В) углеводы моносахариды дисахариды углекислый газ и вода
Г) белки аминокислоты вода и аммиак.

Этапы энергетического обмена:
1. Подготовительный 2. Бескислородный 3. Кислородное расщепление

Второй этап. Бескислородный этап.
Гликолиз Неполное расщепление Анаэробное дыхание Брожение

Гликолиз:
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + 2АДФ
2С3Н6О3 + 2АТФ +2Н2О
Молочная кислота

Энергия
60% выделяется в виде тепла
40% идет на синтез АТФ

На первом этапе своего расщепления глюкоза:
А) окисляется до углекислого газа и воды Б) не изменяется В) подвергается брожению Г) расщепляется до двух трёхуглеродных молекул.

Этапы энергетического обмена:
1. Подготовительный 2. Бескислородный 3. Кислородное расщепление

Третий этап. Кислородное расщепление:
Гидролиз Аэробное дыхание

Условия:
Участие ферментов Участие молекул-переносчиков Наличие кислорода
Целостность митохондриальных мембран

Стадии аэробного дыхания:
1) Окислительное декарбоксилирование 2) Цикл Кребса 3) Электронтранспортная цепь

Окислительное декарбоксилирование
С3Н4О3 + КоА + НАД СО2 + Ацетил-КоА + НАД*Н2
С6Н12О6 2С3Н4О3 2С3Н6О3 Глюкоза ПВК Молочная кислота

Цикл Кребса:
2Н +НАД НАД*Н2

C3H6O3+3H2O=3CO2+12H
СО2
Н - е = Н


НАД*Н2
НАД*Н2 = НАД + 2Н

НАД*Н2 = НАД + 2Н
СО2

О2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
+
Н - е = Н
-
О2 + е =О2
НАД*Н2
C3H6O3+3H2O=3CO2+12H
+

СО2
Н = е + Н
О2 + 4Н = 2 Н2О
+
О2
200 мВ
АДФ Н3РО4
АТФ
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Н
+
+
+
+
-
+
-
+
-
НАД*Н2 = НАД + 2Н
НАД*Н2
C3H6O3+3H2O=3CO2+12H
О2 + е =О2
-

Выделение энергии:
2600 кДж - на 2 моля С3Н6О3
45%
Рассеивается в виде тепла
Сберегается в виде АТФ
55%

Кислородное расщепление:
2С3Н6О3 + 6О2 + 36АДФ+36Н3РО4 = 6СО2 +6Н2О + 36АТФ+36H2О

Суммарное уравнение:
1. С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4= 2С3Н6О3 + 2АТФ+2Н2О 2. 2С3Н6О3 +6О2 +36АДФ+36Н3РО4 = 6СО2+36АТФ+42Н2О ______________________________

Суммарное уравнение:
С6Н12О6+6О2+38АДФ+38Н3РО4
= 6СО2 + 38АТФ + 44Н2О

Окисление ПВК при аэробном дыхании происходит в:
хлоропластах цитоплазме матриксе митохондриях

Ступенчатость окисления глюкозы позволяет:
Получить больше энергии Предохранить клетку от перегрева Экономнее расходовать кислород Сократить количество получаемой энергии

Где протекает синтез АТФ:
хлоропластах цитоплазме матриксе митохондриях

Выводы:
Синтез АТФ в процессе гликолиза не нуждается в мембранах. Он идёт в пробирке , если имеются все необходимые субстраты и ферменты.

Выводы:
Для осуществления кислородного процесса необходимо наличие неповреждённых митохондриальных мембран.

Выводы:
Расщепление в клетке 1 молекулы глюкозы до СО2 и Н2О обеспечивает синтез 38 молекул АТФ