В 1937 году английский биохимик X. Кребс открыл этот процесс. Происходит в матриксе митохондрий.
Начинается с реакции продукта гликолиза – пировиноградной кислоты с щавлевоуксусной. При этом образуется лимонная кислота, которая после целого ряда преобразований на другие кислоты, снова становится щавлевоуксусной. Щавлевоуксусная кислота снова вступает в реакцию с пировиноградной.
Во время реакций цикла Кребса образуются 4 пары атомов водорода и 2 молекулы углекислого газа. Углекислый газ выводится из клетки.
глюкозы израсходовано,сколько из них подверглось полному расщеплению,а сколько гликолизу ,сколько молей кислорода пошло на окисление .?
27 дек. 2016 г., 2:51:46 (6 лет назад)
27 дек. 2016 г., 5:28:20 (6 лет назад)
Ответ: а) 17 моль С6 Н12 О6
б) 4,5 моль – полному расщеплению, 2,5 – гликолизу
в) (2,5 · 2 + 4,5 · 38) · 40 = 7040 (кДж)
г) 27 моль О2
27 дек. 2016 г., 6:45:25 (6 лет назад)
Израсходовано 7 молекул глюкозы, из которых 4,5 (предположительно, поскольку из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы лактата при анаэробном гликолизе или же 6 молекул СО2 при аеробном гликолизе) подверглись полному расщеплению, а 2,5 – неполному. А на окисление пошло 27 молекул кислорода.
Экскреция — это выделение из организма продуктов обмена веществ, особенно азотосодержащих соединений (белков и т. п.). Жиры и углеводы расщепляются на воду и углекислый газ.
Аммиак выделяют прокариоты, растения и большинство водных животных. Он хорошо растворяется в воде.
Мочевую кислоту выделяет большинство наземных животных: насекомые, пресмыкающие, птицы. Она плохо растворяется в воде.
Мочевину выделяют грибы, хрящевые рыбы, взрослые земноводные, все млекопитающие. Хорошо растворяется в воде.
Гуанин выделяют паукообразные, частично – птицы.
Тест по теме «Кровь» 8 класс
1. Что из перечисленного относится к внутренней среде организма:
А) кровь; Б) плазма; В) лимфа; Г) вода; Д) тканевая жидкость.
2. Из чего образуется лимфа:
А) кровь; Б) плазма; В) вода; Г) тканевая жидкость.
3. Как называется жидкая часть крови:
А) плазма; Б) вода; В) лимфа; Г) тканевая жидкость.
4. Сколько процентов от массы тела составляет кровь:
А) 7; Б) 10; В) 15; Г) 20.
5. Сколько процентов от массы крови составляет плазма:
А) 40; Б) 60; В) 70; Г) 80.
6. Какая защитная реакция предохраняет организм от потери крови:
А) фагоцитоз; Б) иммунитет; В) свёртывание; Г) воспаление.
7. Какие клетки переносят кислород:
А) эритроциты; Б) лейкоциты; В) тромбоциты; Г) лимфоциты.
8. Что входит в состав плазмы:
А) вода; Б) соли; В) эритроциты; Г) фибриноген.
9. Где образуются эритроциты:
А) печень; Б) красный костный мозг; В) селезёнка; Г) лимфатические узлы.
10. Где образуются лейкоциты:
11. Какие форменные элементы крови имеют ядро:
12. Какие форменные элементы крови участвуют в её свёртывании:
13. Какие форменные элементы крови вырабатывают антитела:
14. Какие клетки способны самостоятельно передвигаться:
А) эритроциты; Б) лейкоциты; В) тромбоциты; Г) мышечные.
15. Как называется способность организма защищать себя от чужеродных веществ:
А) фагоцитоз; Б) иммунитет; В) свёртывание; Г) воспаление; Д) аллергия.
16. Как называется неспецифическая реакция организма на вещества:
1.
Энергетический обмен — совокупность
реакций окисления органических веществ
в клетке, синтеза молекул АТФ за счет
освобождаемой энергии. Значение
энергетического обмена — снабжение
клетки энергией, которая необходима
для жизнедеятельности .
2.
Этапы энергетического обмена:
подготовительный, бескислородный,
кислородный.
1)
Подготовительный — расщепление в
лизосо-мах полисахаридов до моносахаридов,
жиров до глицерина и жирных кислот,
белков до аминокислот, нуклеиновых
кислот до нуклеотидов. Рассеивание в
виде тепла небольшого количества
освобождаемой при этом энергии;
2)
бескислородный — окисление веществ
без участия кислорода до более простых,
синтез за счет освобождаемой энергии
двух молекул АТФ. Осуществление процесса
на внешних мембранах митохондрий при
участии ферментов;
3)
кислородный — окисление кислородом
воздуха простых органических веществ
до углекислого газа и воды, образование
при этом 36 молекул АТФ. Окисление веществ
при участии ферментов, расположенных
на кристах митохондрий. Сходство
энергетического обмена в клетках
растений, животных, человека и грибов
— доказательство их родства.
3.
Митохондрии — «силовые станции» клетки,
их отграничение от цитоплазмы двумя
мембранами — внешней и внутренней.
Увеличение поверхности внутренней
мембраны за счет образования складок
— крист, на которых расположены ферменты.
Они ускоряют реакции окисления и синтеза
молекул АТФ. Огромное значение митохондрий
— причина большого количества их в
клетках организмов почти всех царств.
Организация дыхательной цепи
Протекает на внутренних мембранах митохондрий, где расположен ряд ферментов в определенной последовательности (дыхательная цепь). Атомы водорода попадают на мембраны митохондрий. Через ряд этапов происходит с их помощью восстановление АТФ.
Высвобожденный в цикле Кребса водород объединяется с НАД (никотинамидадениндинуклеотидом). Образуется восстановленная форма НАД • Н. Далее НАД • Н окисляется до НАД+ , Н+ и электрона (е) и транспортируется на внутреннюю поверхность мембраны митохондрий. Ионы водорода накапливаются на внешней поверхности внутренней мембраны, а электроны с помощью переносчиков попадают на внутреннюю поверхность внутренней мембраны. На внутренней поверхности уменьшается количество ионов водорода, образуется вода:
Возникает разница электрических потенциалов, концентраций ионов водорода по разные стороны внутренней мембраны.
АДФ и фосфорная кислота восстанавливают АТФ с помощью особой ферментной системы, которая использует для этого разницу электрических потенциалов, различие концентраций ионов водорода. Эта ферментная система переводит ионы водорода на внутреннюю поверхность внутренней мембраны с внешней поверхности. Процесс образования АТФ из АДФ и фосфорной кислоты называется окислительным фосфорилированием. Процесс перенесения электрона по дыхательной цепи митохондрий имеет название сопряжение окисления.
При окислении двух молекул молочной кислоты выделяется энергия, которая обеспечивает образование 36 молекул АТФ:
Суммарное уравнение энергетического обмена:
Выделяется почти 2,8 тыс. кДж энергии. 1596 кДж (55 %) – запасается в виде макроэргических связей АТФ. Оставшиеся (45 %) рассеиваются в виде тепла.
В любой клетке главным источником энергии для всех протекающих в ней процессов служит универсальное энергетическое соединение — АТФ.
Рис. (1).Строение АТФ
АТФ образуется в результате присоединения к АДФ (аденозиндифосфату) одного остатка фосфорной кислоты. Этот процесс называется :
АДФ + H3PO4+ 40 кДж = АТФ + H2O
В молекуле АТФ есть две богатые энергией химические связи. Это связи между остатками фосфорной кислоты. Такие высокоэнергетические связи называют . При разрыве одной макроэргической связи АТФ превращается в АДФ и выделяется около (40) кДж/моль энергии.
Образование АТФ происходит в процессе энергетического обмена, или диссимиляции.
Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — это реакции расщепления и окисления органических веществ, протекающие с выделением энергии, частично расходующейся на образование АТФ.
Энергетический обмен в клетках может быть двухэтапным или трёхэтапным.
В кислородсодержащей среде (у аэробных организмов) диссимиляция протекает в три этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный. В результате образуются простые неорганические вещества.
Рис. (2). Этапы энергетического обмена
В бескислородной среде (у анаэробных организмов), а также при недостатке кислорода у аэробных организмов, энергетический обмен протекает в два этапа: подготовительный и бескислородный. В этом случае количество запасённой энергии намного меньше, чем в присутствии кислорода.
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)
На втором этапе происходит расщепление продуктов подготовительного этапа под действием ферментов. Кислород при этом не используется.
Бескислородный этап расщепления глюкозы имеет название гликолиз. Этот процесс протекает в цитоплазме клеток.
При гликолизе происходит несколько реакций, в результате которых из молекулы глюкозы
образуется (2) молекулы пировиноградной кислоты (ПВК)
, а также (2) молекулы АТФ. В них запасается около (40) выделившейся энергии, остальные (60) рассеиваются.
Образовавшаяся пировиноградная кислота в анаэробных условиях превращается в молочную кислоту
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
, т. к. происходит :
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 — и .
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:
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:
В реакциях энергетического обмена используется не только глюкоза, но и липиды, белки. Но главным источником энергии в большинстве клеток являются углеводы.
Рис. 1. Строение АТФ. https://image.shutterstock.com/image-illustration/atp-energy-currency-cell-600w-1509423494
Пластический
обмен в клетках животных не может
происходить без энергетического,так
как энергетический обмен
обеспечивает–снабжение клетки энергией,
которая необходима для жизнедеятельности
.
Энергетический
обмен в клетках растений и животных,
его значение. Роль митохондрий в нем.
1.
Энергетический обмен — совокупность
реакций окисления органических веществ
в клетке, синтеза молекул АТФ за счет
освобождаемой энергии. Значение
энергетического обмена — снабжение
клетки энергией, которая необходима
для жизнедеятельности .
2.
Этапы энергетического обмена:
подготовительный, бескислородный,
кислородный.
1)
Подготовительный — расщепление в
лизосо-мах полисахаридов до моносахаридов,
жиров до глицерина и жирных кислот,
белков до аминокислот, нуклеиновых
кислот до нуклеотидов. Рассеивание в
виде тепла небольшого количества
освобождаемой при этом энергии;
2)
бескислородный — окисление веществ
без участия кислорода до более простых,
синтез за счет освобождаемой энергии
двух молекул АТФ. Осуществление процесса
на внешних мембранах митохондрий при
участии ферментов;
3)
кислородный — окисление кислородом
воздуха простых органических веществ
до углекислого газа и воды, образование
при этом 36 молекул АТФ. Окисление веществ
при участии ферментов, расположенных
на кристах митохондрий. Сходство
энергетического обмена в клетках
растений, животных, человека и грибов
— доказательство их родства.
3.
Митохондрии — «силовые станции» клетки,
их отграничение от цитоплазмы двумя
мембранами — внешней и внутренней.
Увеличение поверхности внутренней
мембраны за счет образования складок
— крист, на которых расположены ферменты.
Они ускоряют реакции окисления и синтеза
молекул АТФ. Огромное значение митохондрий
— причина большого количества их в
клетках организмов почти всех царств.
Харак
кр как тк,класс морфология и функ
форменных элементов кр.
Кровь –
это разновидность соединительной ткани,
состоящая из жидкого межклеточного
вещества сложного состава – плазмы и
взвешенных в ней клеток – форменных
элементов крови: эритроцитов (красных
кровяных клеток), лейкоцитов (белых
кровяных клеток) и тромбоцитов (кровяных
пластинок) Эритроциты,
или красные кровяные тельца,
– это мелкие (7-8 мкм в диаметре) безъядерные
клетки, имеющие форму двояковогнутого
диска.
Количество
эритроцитов в крови непостоянно.
Функция
эритроцитов заключается в переносе
кислорода и частично углекислого газа.
Эту функцию эритроциты выполняют
благодаря наличию в них гемоглобина.
Лейкоциты,
или белые кровяные тельца,
– бесцветные клетки крови диаметром
8-30 мкм, непостоянной формы, имеющие
ядро; Лейкоциты образуются в красном
костном мозге, печени, селезенке,
лимфатических узлах; Каждый
вид лейкоцитов выполняет определенные
функции. Эозинофилы поглощают и
нейтрализуют аллергены и токсины
паразитов (вирусов, бактерий, простейших,
плоских и круглых червей). Лимфоциты
вырабатывают антитела, которые делают
организм невосприимчивым к инфекционным
заболеваниям. Нейтрофилы и моноциты
способны активно захватывать и поглощать
бактерии, фрагменты клеток, твердые
частицы.
Тромбоциты,
или кровяные пластинки,
– бесцветные клетки размером 2-4 мкм,
количество которых составляет 200-400 тыс.
в 1 мм3 крови.
Образуются они в костном мозге. Тромбоциты
очень хрупки, легко разрушаются при
повреждении кровеносных сосудов или
при соприкосновении крови с воздухом.
При этом из них выделяется особое
вещество тромбопластин, которое
способствует свертыванию крови
Яичник
его стр и функ.Жел тело его обр и функ.
Яи́чники —
парные женские половые железы,
расположенные в полости малого таза.
Выполняют генеративную функцию, то есть
являются местом, где развиваются и
созревают женские половые клетки, а
также являются железами внутренней
секреции и вырабатывают половые
гормоны (эндокринная
функция).
Яичники
состоят из стромы (соединительной ткани)
и коркового вещества, в котором
находятся фолликулы в
разных стадиях развития (примордиальный,
первичный, вторичный, третичный фолликулы)
и регресса (атретические
тела,
белые тела).
Жёлтое
тело яичника
— временная железа
внутренней секреции в женском организме,
образующаяся после овуляции и
вырабатывающая гормон прогестерон.
Название жёлтое тело получило благодаря
жёлтому цвету своего содержимого.
Образование
жёлтого тела из гранулёзных
клеток фолликула
яичника происходит
в лютеиновую фазу менструального илиэстерального цикла
после выхода яйцеклетки из
фолликула. Образование железы происходит
под влиянием лютеинизирующего
гормона,
секретируемого клетками передней
доли гипофиза.
Во второй половине менструального цикла
жёлтое тело вырабатывает небольшое
количество эстрогена и прогестерон,
гормон жёлтого тела.
1. Какое из двух типов брожения – спиртовое или молочнокислое является энергетически более эффективным? Эффективность рассчитать по формуле:
где Езап. – запасённая энергия; Еобщ. – общая энергия.
Энергия, запасённая в 1 моль АТФ, составляет 30,6 кДж/моль. Энергия общая – 150 кДж/моль (спиртовое брожение); энергия общая – 210 кДж/моль (молочнокислое брожение). Ответ поясните.
2. В процессе гликолиза образовалось 68 молекул пировиноградной кислоты (ПВК). Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось при полном окислении. Ответ поясните.
3. В процессе гидролиза образовалось 972 молекулы АТФ. Определите, какое количество молекул глюкозы подверглось расщеплению и сколько молекул АТФ образовалось в результате гликолиза и полного окисления. Ответ поясните.
4. В процессе диссимиляции произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному (кислородному) расщеплению подверглось только 2 моль. Определите:
А) сколько моль молочной кислоты и углекислого газа при этом образовалось?
Б) сколько моль АТФ при этом синтезировалось?
В) сколько энергии и в какой форме аккумулировано в этих молекулах АТФ?
5. В процессе диссимиляции произошло расщепление 17 моль глюкозы, из которых кислородному расщеплению подверглось только 3 моль. Определите:
Г) сколько моль кислорода израсходовано на окисление образовавшейся при этом молочной кислоты?
6. В результате диссимиляции в клетках образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите:
А) сколько всего молекул глюкозы израсходовано?
Б) сколько из них подверглось только неполному и сколько – полному расщеплению?
В) сколько АТФ при этом синтезировано и сколько энергии аккумулировано?
Г) сколько моль кислорода израсходовано на окисление образовавшейся молочной кислоты?
7. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 минуту 24 кДж энергии. Определите:
а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 минут бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?
б) накопится ли в мышцах молочная кислота?
8.Мышцы руки при выполнении вольных упражнений расходуют за 1 минуту 12 кДж энергии. Определите:
а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 10 минут, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве?
9. Бегун расходует за 1 минуту 24 кДж энергии. Сколько глюкозы потребуется для бега с такой затратой, если 50 минут в его организме идет полное окисление глюкозы, а 10 минут – гликолиз?
10.Сколько молекул АТФ будет синтезироваться в клетках эукариот при полном окислении фрагмента молекулы крахмала, состоящего из 70 остатков глюкозы? Ответ поясните.
1) и спиртовое и молочнокислое брожение протекает в анаэробных условиях (без кислорода), и в результате синтезируется 2 моль АТФ, т.е. 2 х 30,6 кДж/моль = 61,2 кДж/моль;
2) эффективность спиртового брожения:
3) эффективность молочнокислого брожения:
4) энергетически более эффективным является спиртовое брожение.
1) при гликолизе (бескислородный этап катаболизма) одна молекула глюкозы расщепляется с образованием 2-х молекул ПВК, следовательно, гликолизу подверглось: 68: 2 = 34 молекулы глюкозы;
2) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ (2 молекулы при гликолизе и 38 молекул при гидролизе);
3) при полном окислении 34-х молекул глюкозы образуется: 34 х 38 = 1292 молекулы АТФ.
1) при гидролизе (кислородный этап катаболизма) из обной молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, следовательно, гидролизу подверглось: 972: 36 = 27 молекул глюкозы;
2) при гликолизе одна молекула глюкозы расщепляется до 2-х молекул ПВК с образованием 2-х молекул АТФ, поэтому количество молекул АТФ равно: 27 х 2 = 54;
3) при полном окислении одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, следовательно, при полном окислении 27 молекул глюкозы образуется: 27 х 38 = 1026 молекул АТФ (или 972 + 54 = 1026).
Задача № 4 В процессе энергетического обмена произошло расщепление 7 моль глюкозы, из которых полному расщеплению подверглось только 2. Определите:
а) сколько моль молочной кислоты и СО2 при этом образовалось; б) сколько АТФ при этом синтезировано; в) сколько энергии запасено в этих молекулах АТФ; г) сколько израсходовано моль О2?
а) 10 моль С3Н6О3 и 12 моль СО2; б) 10 + 76 = 86 (молекул АТФ); в) 86 × 40 = 3440 (кДж энергии); г) 12 моль О2.
Задача № 6. В результате энергетического обмена в клетке образовалось 5 моль молочной кислоты и 27 моль углекислого газа. Определите:
а) сколько всего моль глюкозы израсходовано; б) сколько из них подверглось полному расщеплению, а сколько гликолизу; в) сколько энергии запасено; г) сколько моль кислорода пошло на окисление?
а) 7 моль С6Н12О66; б) 4,5 моль – полному расщеплению, 2,5 – гликолизу; в) (2,5 × 2 + 4,5 × 38) × 40 = 7040 (кДж); г) 27 моль О2.
Задача № 7. Мышцы ног при беге со средней скоростью расходуют за 1 мин 24 кДж энергии. Определите:
а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве; б) накопится ли в мышцах молочная кислота?
Х = 600 × 180: 1520 = 71 (г)
а) 71 г; б) нет, т.к. О2 достаточно.
Задача № 8. Мышцы руки при выполнении вольных упражнений расходуют за 1 мин 12 кДж энергии. Определите:
а) сколько всего граммов глюкозы израсходуют мышцы руки за 10 мин, если кислород доставляется кровью к мышцам в достаточном количестве; б) накопится ли в мышцах молочная кислота?
Х = 120 × 180: 1520 = 14,2 (г)
а) 14,2 г; б) нет, т.к. О2 достаточно.
Задача № 9. Бегун расходует за 1 мин 24 кДж энергии. Сколько глюкозы потребуется для бега с такими затратами, если 50 мин в его организме идет полное окисление глюкозы, а 10 мин – гликолиз?
Х = 240 × 180: 80 = 540 (г)
У = 25 × 50 × 180: 1520= 142 (г)
3) 540 + 142 = 682 (г)
Ответ: 682 г.
Другие вопросы из категории
ОчаровашкаЯ / 14 дек. 2016 г., 18:05:41
помогите с биологией
какие аминокислоты транспортируют т-РНК с кодовым триплетом -1) т-РНК-(УУУ)-2) т-РНК-(ЦЦЦ)-3) т-РНК-(ГГГ)-
Andrel99 / 13 дек. 2016 г., 7:39:11
11. Установите соответствие
между термином и характеристикой процесса, который он обозначает:
Fndkfhdkfnckdb / 05 дек. 2016 г., 2:23:02
А- ген кудрявых волоса-ген прямых волос3 детей в семье. У Кати прямые волос и два мальчика: у Саши прямые волосы, а у Миши кудрявые. У матери и У её отца волосы кудрявые. У отца детей волосы прямые. Найти Отца и Мать -матери детей, отца и мать – отца детей и какой шанс кудрявости у родителей детей
Этапы энергетического обмена
Энергетический обмен состоит из трех этапов: подготовительного, бескислородного (гликолиз, анаэробное дыхание) и кислородного (аэробное дыхание). У многих многоклеточных животных связан с пищеварительной, дыхательной и кровеносной системами.
Подготовительный этап энергетического обмена
Происходит в цитоплазме клеток всех организмов, в желудочно-кишечном тракте у большинства многоклеточных животных и человека. Под действием ферментов большие органические молекулы расщепляются на мономеры. Эти процессы происходят с выделением незначительного количества энергии, которое рассеивается в виде тепла.
Бескислородный (анаэробный) этап энергетического обмена
Происходит в клетках, всегда предшествует аэробному у большинства организмов (способных использовать кислород).
Анаэробное расщепление – это простейшая известная форма образования и аккумулирования энергии в макроэргических связях молекул АТФ. Суть его состоит в расщеплении молекулы глюкозы преимущественно путем гликолиза на две молекулы пировиноградной или молочной кислоты (особенно в мышечных клетках). Две молекулы пировиноградной кислоты (С3Н403) при определенных условиях могут восстанавливаться до молочной (С3Н603). Суммарное уравнение гликолиза:
Во время гликолиза выделяется около 200 кДж энергии, часть которой расходуется на синтез двух молекул АТФ (84 кдж), а часть рассеивается в виде тепла (116 кДж).
Процесс гликолиза энергетически малоэффективный, так как в макроэргических связях АТФ аккумулируется лишь 35-40 % энергии. Это связано с тем, что не происходит полного распада веществ. Конечные продукты гликолиза еще содержат в себе много энергии в химических связях.
Гликолиз имеет чрезвычайно большое физиологическое значение, несмотря на его низкую эффективность. В условиях дефицита кислорода организм благодаря гликолизу может получать энергию. И вдобавок конечные продукты – пировиноградная и молочная кислоты – в аэробных условиях подвергаются дальнейшему ферментативному расщеплению.
Некоторые микроорганизмы и беспозвоночные животные (преимущественно паразиты) являются анаэробами и не могут использовать кислород. Им присущ лишь анаэробный энергетический обмен.
Существует несколько типов преобразования глюкозы, органических соединений без доступа кислорода с аккумуляцией энергии в виде АТФ, которые называются брожением. Известны спиртовое брожение (у некоторых дрожжей и бактерий с образованием спирта), маслянокислое (с образованием масляной кислоты), молочнокислое (у молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты) и т. п.
Суммарное уравнение спиртового брожения:
Кислородный этап энергетического обмена (аэробное дыхание)
Происходит в митохондриях. Органические соединения, которые образовались в бескислородном этапе, окисляются до конечных продуктов (углекислого газа и воды). Соединения окисляются с отщеплением от них водорода. С помощью веществ-переносчиков он передается кислороду с образованием воды. Этот процесс называется тканевым дыханием. При этом выделяется большое количество энергии, которое аккумулируется в связях АТФ. В кислородном этапе можно выделить реакции цикла Кребса и те, что протекают на дыхательной цепи.
Ответы
1.
Пластический обмен — совокупность
реакций синтеза органических веществ
в клетке с использованием энергии.
Синтез белков из аминокислот, жиров из
глицерина и жирных кислот — примеры
биосинтеза в клетке.
2.
Значение пластического обмена: обеспечение
клетки строительным материалом для
создания клеточных структур; органическими
веществами, которые используются в
энергетическом обмене.
3.
Фотосинтез и биосинтез белков — примеры
пластического обмена. Роль ядра, рибосом,
эндоплазматической сети в биосинтезе
белка. Ферментативный характер реакций
биосинтеза, участие в нем разнообразных
ферментов. Молекулы АТФ — источник
энергии для биосинтеза.
4.
Матричный характер реакций синтеза
белков и нуклеиновых кислот в клетке.
Последовательность нуклеотидов в
молекуле ДНК — матричная основа для
расположения нуклеотидов в молекуле
иРНК, а последовательность нуклеотидов
в молекуле иРНК — матричная основа для
расположения аминокислот в молекуле
белка в определенном порядке.
5.
Этапы биосинтеза белка:
1)
транскрипция — переписывание в ядре
информации о структуре белка с ДНК на
иРНК. Значение дополнительности азотистых
оснований в этом процессе. Молекула
иРНК — копия одного гена, содержащего
информацию о структуре одного белка.
Генетический код — последовательность
нуклеотидов в молекуле ДНК, которая
определяет последовательность аминокислот
в молекуле белка. Кодирование аминокислот
триплетами — тремя рядом расположенными
нуклеотидами;
2)
перемещение иРНК из ядра к рибосоме,
нанизывание рибосом на иРНК. Расположение
в месте контакта иРНК и рибосомы двух
триплетов, к одному из которых подходит
тРНК с аминокислотой. Дополнительность
нуклеотидов иРНК и тРНК — основа
взаимодействия аминокислот. Передвижение
рибосомы на новый участок иРНК, содержащий
два триплета, и повторение всех процессов:
доставка новых аминокислот, их соединение
с фрагментом молекулы белка. Движение
рибосомы до конца иРНК и завершение
синтеза всей молекулы белка.
6.
Высокая скорость реакций биосинтеза
белка в клетке. Согласованность процессов
в ядре, цитоплазме, рибосомах —
доказательство целостности клетки.
Сходство процесса биосинтеза белка в
клетках растений, животных и др. —
доказательство их родства, единства
органического мира.
Vovan2015 / 11 июля 2014 г., 6:15:59
15)В процессе энергетического обмена при полном окислении одной молекулы глюкозы до углекислого газа и воды образуются:
А)38 молекул АТФ;Б)36 молекул АТФ;В)1 молекула АТФ;Г)2 молекул АТФ.16)В соматических клетках содержится набор хромосом:А)гомологичный;Б)диплоидный;В)транспортизация;Г)транскрипция.17)Синтез молекулы иРНК на участке молекулы ДНК называется:А)трансляция;Б)трансдукция;В)транспортизация;Г)транскрипция.18)Совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, которое сопровождается выделением и запасанием энергии:А)диссимиляция;Б)гликолиз;В)клеточное дыхание;Г)ассимиляция.19)Важнейший итог фотосинтеза:А)образование АТФ;Б)образование первичного сахара и выделение кислорода;В)превращение лейкопластов в хролопласты:Г)расщепление молекул воды под действием солнечного света.20)Расположение хромосом на экваторе клетки происходит в следующей фазе митоза:А)профазаБ)анафазаВ)метафазаГ)телофаза21)При фотосинтезе кислород образуется из молекулы:А)глюкозыБ)светаВ)водыГ)углекислого газа22)Разделение центромер хромосом и расхождение хроматид к полюсам клетки происходит во время следующей стадии митоза:А)анафазаБ)профазаВ)телофазаГ)метафаза
Вы находитесь на странице вопроса “В процессе энергетического обмена в клетке образовалось 5 молекул молочной кислоты и 27 молекул углекислого газа .Определите ,сколько всего молей”, категории “биология”. Данный вопрос относится к разделу “10-11” классов. Здесь вы сможете получить ответ, а также обсудить вопрос с посетителями сайта. Автоматический умный поиск поможет найти похожие вопросы в категории “биология”. Если ваш вопрос отличается или ответы не подходят, вы можете задать новый вопрос, воспользовавшись кнопкой в верхней части сайта.
Фотосинтез и хемосинтез.
Обмен
веществ и превращения энергии — свойства
живых организмов
Клетку
можно уподобить миниатюрной химической
фабрике, на которой происходят сотни и
тысячи химических реакций.
Обмен
веществ
— совокупность химических превращений,
направленных на сохранение и
самовоспроизведение биологических
систем.
Он
включает в себя поступление веществ в
организм в процессе питания и дыхания,
внутриклеточный обмен веществ, или
метаболизм,
а также выделение конечных продуктов
обмена.
Обмен
веществ неразрывно связан с процессами
превращения одних видов энергии в
другие. Например, в процессе фотосинтеза
световая энергия запасается в виде
энергии химических связей сложных
органических молекул, а в процессе
дыхания она высвобождается и расходуется
на синтез новых молекул, механическую
и осмотическую работу, рассеивается в
виде тепла и т. д.
Протекание
химических реакций в живых организмах
обеспечивается благодаря биологическим
катализаторам белковой природы —
ферментам,
или
энзимам.
Как и другие катализаторы, ферменты
ускоряют протекание химических реакций
в клетке в десятки и сотни тысяч раз, а
иногда и вообще делают их возможными,
но не изменяют при этом ни природы, ни
свойств конечного продукта (продуктов)
реакции и не изменяются сами. Ферменты
могут быть как простыми, так и сложными
белками, в состав которых, кроме белковой
части, входит и небелковая —
кофактор (кофермент).
Примерами ферментов являются амилаза
слюны, расщепляющая полисахариды при
длительном пережевывании, и пепсин,
обеспечивающий переваривание белков
в желудке.
Ферменты
отличаются от катализаторов небелковой
природы высокой специфичностью действия,
значительным увеличением с их помощью
скорости реакции, а также возможностью
регуляции действия за счет изменения
условий протекания реакции либо
взаимодействия с ними различных веществ.
К тому же и условия, в которых протекает
ферментный катализ, существенно
отличаются от тех, при которых идет
неферментный: оптимальной для
функционирования ферментов в организме
человека является температура 37°С,
давление должно быть близким к
атмосферному, а рН среды может
существенно колебаться. Так, для амилазы
необходима щелочная среда, а для пепсина
— кислая.
Механизм
действия ферментов заключается в
снижении энергии активации веществ
(субстратов), вступающих в реакцию,
за счет образования промежуточных
фермент-субстратных комплексов (рис.
2.42).
Энергетический
и пластический обмен, их взаимосвязь
Метаболизм
складывается из двух одновременно
протекающих в клетке процессов:
пластического и энергетического
обменов.
Пластический
обмен (анаболизм, ассимиляция)
представляет собой совокупность реакций
синтеза, которые идут с затратой энергии
АТФ. В процессе пластического обмена
синтезируются органические вещества,
необходимые клетке. Примером реакций
пластического обмена являются фотосинтез,
биосинтез белка и репликация (самоудвоение)
ДНК.
Энергетический
обмен (катаболизм, диссимиляция)
— это совокупность реакций расщепления
сложных веществ до более простых. В
результате энергетического обмена
выделяется энергия, запасаемая в
виде АТФ. Наиболее важными процессами
энергетического обмена являются дыхание
и брожение.
Пластический
и энергетический обмены неразрывно
связаны, поскольку в процессе пластического
обмена синтезируются органические
вещества и для этого необходима энергия
АТФ, а в процессе энергетического
обмена органические вещества расщепляются
и высвобождается энергия, которая затем
будет израсходована на процессы синтеза.
Энергию
организмы получают в процессе питания,
а высвобождают ее и переводят в доступную
форму в основном в процессе дыхания. По
способу питания все организмы делятся
на автотрофов и гетеротрофов.
Автотрофы
способны самостоятельно синтезировать
органические вещества из неорганических,
а
гетеротрофы
используют исключительно готовые
органические вещества.
Несмотря
на всю сложность реакций энергетического
обмена, его условно подразделяют на три
этапа: подготовительный, анаэробный
(бескислородный) и аэробный (кислородный).
На
подготовительном этапе
молекулы полисахаридов, липидов, белков,
нуклеиновых кислот распадаются на более
простые, например, глюкозу, глицерин и
жирные кислоты, аминокислоты, нуклеотиды
и др. Этот этап может протекать
непосредственно в клетках либо в
кишечнике, откуда расщепленные
вещества доставляются с током крови.
Анаэробный
этап
энергетического обмена сопровождается
дальнейшим расщеплением мономеров
органических соединений до еще более
простых промежуточных продуктов,
например, пи- ровиноградной кислоты,
или пирувата. Он не требует присутствия
кислорода, и для многих организмов,
обитающих в иле болот или в кишечнике
человека, является единственным способом
получения энергии. Анаэробный этап
энергетического обмена протекает в
цитоплазме.
Бескислородному
расщеплению могут подвергаться различные
вещества, однако довольно часто
субстратом реакций оказывается глюкоза.
Процесс ее бескислородного расщепления
называется
гликолизом.
При гликолизе молекула глюкозы теряет
четыре атома водорода, т. е. окисляется,
при этом образуются две молекулы
пировиноградной кислоты, две молекулы
АТФ и две молекулы восстановленного
переносчика водорода НАДН + Н+:
Образование
АТФ из АДФ происходит вследствие прямого
переноса фосфат-аниона с предварительно
фосфорилированного сахара и называется
субстратным фосфорилированием.
Аэробный
этап
энергетического обмена может происходить
только в присутствии кислорода, при
этом промежуточные соединения,
образовавшиеся в процессе бескислородного
расщепления, окисляются до конечных
продуктов (углекислого газа и воды) и
выделяется большая часть энергии,
запасенной в химических связях
органических соединений. Она переходит
в энергию макро- эргических связей 36
молекул АТФ. Этот этап также называется
тканевым дыханием.
В случае отсутствия кислорода промежуточные
соединения превращаются в другие
органические вещества, и этот процесс
называется
брожением.
Механизм
клеточного дыхания схематически
изображен на рис. 2.43.
Аэробное
дыхание происходит в митохондриях, при
этом пировиноградная кислота сначала
утрачивает один атом углерода, что
сопровождается синтезом одного
восстановительного эквивалента НАДН
+ Н+
и молекулы ацетилкофермента А (ацетил-КоА):
Ацетил-КоА
в матриксе митохондрий вовлекается в
цепь химических реакций, совокупность
которых называется
циклом Кребса (циклом трикарбоновых
кислот, циклом лимонной кислоты).
В ходе этих превращений образуется
две молекулы АТФ, ацетил-КоА полностью
окисляется до углекислого газа, а его
ионы водорода и электроны присоединяются
к переносчикам водорода НАДН + Н+
и
ФАДН2.
Переносчики транспортируют протоны
водорода и электроны к внутренним
мембранам митохондрий, образующим
кристы. При помощи белков-переносчиков
протоны водорода нагнетаются в
межмембранное пространство, а электроны
передаются по так называемой
дыхательной цепи ферментов, расположенной
на внутренней мембране митохондрий,
и сбрасываются на атомы кислорода:
Следует
отметить, что некоторые белки дыхательной
цепи содержат железо и серу.
Из
межмембранного пространства протоны
водорода транспортируются обратно
в матрикс митохондрий с помощью
специальных ферментов — АТФ-синтаз, а
выделяющаяся при этом энергия расходуется
на синтез 34 молекул АТФ из каждой молекулы
глюкозы. Этот процесс называется
окислительным
фосфорилированием.
В матриксе митохондрий протоны водорода
реагируют с радикалами кислорода с
образованием воды:
Суммарное
уравнение дыхания выглядит таким
образом:
В
отсутствие кислорода или при его
недостатке происходит брожение. Брожение
является эволюционно более ранним
способом получения энергии, чем дыхание,
однако оно энергетически менее выгодно,
поскольку в результате брожения
образуются органические вещества, все
еще богатые энергией. Различают несколько
основных видов брожения: молочнокислое,
спиртовое, уксуснокислое и др. Так, в
скелетных мышцах в отсутствие кислорода
в ходе брожения пировиноградная
кислота восстанавливается до молочной
кислоты, при этом образовавшиеся ранее
восстановительные эквиваленты
расходуются, и остаются всего две
молекулы АТФ:
При
брожении с помощью дрожжевых грибов
пировиноградная кислота в присутствии
кислорода превращается в этиловый
спирт и оксид углерода (IV):
При
брожении с помощью микроорганизмов из
пировиноградной кислоты могут образоваться
также уксусная, масляная, муравьиная
кислоты и др.
АТФ,
полученная в результате энергетического
обмена, расходуется в клетке на различные
виды работы: химическую, осмотическую,
электрическую, механическую и регуляторную.
Химическая работа заключается в
биосинтезе белков, липидов, углеводов,
нуклеиновых кислот и других жизненно
важных соединений. К осмотической работе
относят процессы поглощения клеткой и
выведения из нее веществ, которые во
внеклеточном пространстве находятся
в концентрациях, больших, чем в самой
клетке. Электрическая работа тесно
взаимосвязана с осмотической, поскольку
именно в результате перемещения
заряженных частиц через мембраны
формируется заряд мембраны и приобретаются
свойства возбудимости и проводимости.
Механическая работа сопряжена с движением
веществ и структур внутри клетки, а
также клетки в целом. К регулятор- ной
работе относят все процессы, направленные
на координацию процессов в клетке.
Фотосинтез,
его значение, космическая роль
Фотосинтезом
называют процесс преобразования энергии
света в энергию химических связей
органических соединений с участием
хлорофилла.
В
результате фотосинтеза образуется
около 150 млрд тонн органического вещества
и приблизительно 200 млрд тонн кислорода
ежегодно. Этот процесс обеспечивает
круговорот углерода в биосфере, не давая
накапливаться углекислому газу и
препятствуя тем самым возникновению
парникового эффекта и перегреву Земли.
Образующиеся в результате фотосинтеза
органические вещества не расходуются
другими организмами полностью,
значительная их часть в течение миллионов
лет образовала залежи полезных ископаемых
(каменного и бурого угля, нефти). В
последнее время в качестве топлива
начали использовать также рапсовое
масло («биодизель») и спирт, полученный
из растительных остатков. Из кислорода
под действием электрических разрядов
образуется озон, который формирует
озоновый экран, защищающий все живое
на Земле от губительного действия
ультрафиолетовых лучей.
Наш
соотечественник, выдающийся физиолог
растений К. А. Тимирязев (1843-1920) назвал
роль фотосинтеза «космической», поскольку
он связывает Землю с Солнцем (космосом),
обеспечивая приток энергии на планету.
Фазы
фотосинтеза. Световые и темновые реакции
фотосинтеза, их взаимосвязь
В
1905 году английский физиолог растений
Ф. Блэкмен обнаружил, что скорость
фотосинтеза не может увеличиваться
беспредельно, какой-то фактор ограничивает
ее. На основании этого он выдвинул
предположение о наличии двух фаз
фотосинтеза:
световой
и
темновой.
При низкой интенсивности освещения
скорость световых реакций возрастает
пропорционально нарастанию силы света,
и, кроме того, данные реакции не зависят
от температуры, поскольку для их
протекания не нужны ферменты. Световые
реакции протекают на мембранах тилакоид.
Скорость
темновых реакций, напротив, возрастает
с повышением температуры, однако по
достижении температурного порога в
30°С этот рост прекращается, что
свидетельствует о ферментативном
характере указанных превращений,
происходящих в строме. Следует отметить,
что свет также оказывает на темновые
реакции определенное влияние, несмотря
на то, что они называются темновыми.
Световая
фаза фотосинтеза (рис. 2.44) протекает на
мембранах тилакоидов, несущих несколько
типов белковых комплексов, основными
из которых являются фотосистемы I и II,
а также АТФ- синтаза. В состав фотосистем
входят пигментные комплексы, в которых,
кроме хлорофилла, присутствуют и
каротиноиды. Каротиноиды улавливают
свет в тех областях спектра, в которых
этого не делает хлорофилл, а также
защищают хлорофилл от разрушения светом
высокой интенсивности.
Кроме
пигментных комплексов, фотосистемы
включают и ряд белков-акцепторов
электронов, которые последовательно
передают друг другу электроны от молекул
хлорифилла. Последовательность этих
белков называется
электронтранспортной цепью хлоропластов.
С
фотосистемой II также ассоциирован
специальный комплекс белков, который
обеспечивает выделение кислорода в
процессе фотосинтеза. Этот кислородвыделяющий
комплекс содержит ионы марганца и хлора.
В
световой фазе
кванты света, или фотоны, попадающие на
молекулы хлорофилла, расположенные на
мембранах тилакоидов, переводят их в
возбужденное состояние, характеризующееся
более высокой энергией электронов. При
этом возбужденные электроны от
хлорофилла фотосистемы I передаются
через цепь посредников на переносчик
водорода НАДФ, присоединяющий при
этом протоны водорода, всегда имеющиеся
в водном растворе:
Восстановленный
НАДФН + Н+
будет впоследствии использован в
темновой стадии. Электроны от хлорофилла
фотосистемы II также передаются по
электронтранспортной цепи, однако они
заполняют «электронные дырки» хлорофилла
фотосистемы I. Недостаток электронов в
хлорофилле фотосистемы II заполняется
за счет отнимания у молекул воды, которое
происходит с участием уже упоминавшегося
выше кислородвыделяющего комплекса. В
результате разложения молекул воды,
которое называется
фотолизом,
образуются протоны водорода и выделяется
молекулярный кислород, являющийся
побочным продуктом фотосинтеза:
Протоны
водорода, накопившиеся в полости
тилакоида в результате фотолиза воды
и нагнетания при переносе электронов
по электронтранспортной цепи, вытекают
из тилакоида через канал в мембранном
белке — АТФ-синтазе, при этом из АДФ
синтезируется АТФ. Данный процесс
называется
фотофосфорилированием.
Он не требует участия кислорода, однако
очень эффективен, так как дает в 30 раз
больше АТФ, чем митохондрии в процессе
окисления. Образовавшаяся в световых
реакциях АТФ впоследствии будет
использована в темновых реакциях.
Суммарное
уравнение реакций световой фазы
фотосинтеза можно записать следующим
образом:
В
ходе
темновых реакций
фотосинтеза (рис. 2.45) происходит связывание
молекул С02
в виде углеводов, на которое расходуются
молекулы АТФ и НАДФН + Н+,
синтезированные в световых реакциях:
Процесс
связывания углекислого газа является
сложной цепью превращений, названной
циклом Кальвина
в честь его первооткрывателя. Темновые
реакции протекают в строме хлоропластов.
Для их протекания необходим постоянный
приток углекислого газа извне через
устьица, а затем и по системе межклетников.
Первыми
в процессе фиксации углекислого газа
образуются трехуглеродные сахара,
являющиеся первичными продуктами
фотосинтеза, тогда как образующуюся
позже глюкозу, которая расходуется на
синтез крахмала и другие процессы
жизнедеятельности, называют конечным
продуктом фотосинтеза.
Таким
образом, в процессе фотосинтеза энергия
солнечного света преобразуется в энергию
химических связей сложных органических
соединений не без участия хлорофилла.
Суммарное уравнение фотосинтеза можно
записать следующим образом:
Реакции
световой и темновой фаз фотосинтеза
взаимосвязаны, так как увеличение
скорости лишь одной группы реакций
влияет на интенсивность всего процесса
фотосинтеза только до определенного
момента, пока вторая группа реакций не
выступит в роли лимитирующего фактора,
и возникает потребность в ускорении
реакций второй группы для того, чтобы
первые происходили без ограничений.
Световая
стадия, протекающая в тилакоидах,
обеспечивает запасание энергии для
образования АТФ и переносчиков
водорода. На второй стадии, темновой,
энергетические продукты первой стадии
используются для восстановления
углекислого газа, и происходит это в
компартментах стромы хлоропластов.
На
скорость фотосинтеза оказывают влияние
различные факторы окружающей среды:
освещенность, концентрация углекислого
газа в атмосфере, температура воздуха
и почвы, доступность воды и др.
Для
характеристики фотосинтеза используется
понятие его продуктивности.
Продуктивность
фотосинтеза
— это масса синтезируемой за 1 час
глюкозы на 1 дм2
листовой поверхности. Этот показатель
фотосинтеза максимален при оптимальных
условиях.
Фотосинтез
присущ не только зеленым растениям, но
и многим бактериям, в том числе ци-
анобактерям, зеленым и пурпурным
бактериям, однако у последних он может
иметь некоторые отличия, в частности,
при фотосинтезе бактерии могут не
выделять кислорода (это не касается
цианобактерий).
Хемосинтез.
Роль хемосинтезирующих бактерий на
Земле
Хемосинтез
— это процесс синтеза органических
соединений за счет химической энергии
неорганических соединений.
Данный
процесс был открыт выдающимся русским
ученым С.Н. Виноградским в 1887 году. К
группе хемосинтетиков (хемотрофов)
относятся в основном бактерии:
нитрифицирующие, серобактерии,
железобактерии и др. Они используют
энергию окисления соединений азота,
серы, ионов железа соотвественно. При
этом донором электронов выступает не
вода, а другие неорганические вещества.
Так,
нитрифицирующие бактерии окисляют
образованный из атмосферного азота
азотфиксирующими бактериями аммиак до
нитритов и нитратов:
Серобактерии
окисляют сероводород до серы, а в
некоторых случаях и до серной кислоты:
Железобактерии
окисляют соли железа:
Водородные
бактерии способны окислять молекулярный
водород:
Источником
углерода для синтеза органических
соединений у всех автотрофных бактерий
выступает углекислый газ.
Хемосинтезирующие
бактерии наиболее значительную роль
играют в биогеохимических циклах
химических элементов в биосфере, так
как в процессе их жизнедеятельности
образовались залежи многих полезных
ископаемых. Кроме того, они являются
источниками органического вещества
на планете, т. е. продуцентами, а также
делают доступным и для растений, и для
других организмов целый ряд неорганических
веществ.