Метаболизм – основа существования живых организмов

1. Метаболизм – основа существования живых организмов

Метаболические пути

2.

Основное содержание:
- Создание проблемной ситуации и формулирование проблемы;
- Клетка – открытая, саморегулирующая система.
- Метаболизм – основа существования живых организмов.
- Фотосинтез. История его изучения.
- Световая и темновая фаза фотосинтеза. Продукты фотосинтеза.
- Значение фотосинтеза.
- Хемосинтез, его значение.
- Биологическое окисление. Гликолиз.
- Особенности процессов окисления у анаэробных и аэробных организмов. Продукты
гидролиза.
- Основные источники энергии в клетке.
- Гликолиз. Использование процессов молочнокислого и спиртового брожения в
хозяйственной деятельности человека.
- Аэробное окисление в митохондриях.
- Окислительное фосфорилирование.

3.

http://interneturok.ru/embed/8cxvJHzV
ZZ

4.

Классификация живых организмов по способу питания
автотрофный
фототрофы
гетеротрофный
хемотрофы
сапротрофы
миксотрофный
паразиты

5.

Источник С –
неорганические
соединения (СО2)
Источник С – органические
соединения. синтезируемые
другими организмами
Фотоавтотрофы
Фотогетеротрофы
свет
Растения, синезеленые
водоросли, зеленые и
пурпурные
серобактерии
Пурпурные несерные
бактерии
Источник Е –
Хемоавтотрофы –
Хемогетеротрофы
– животные, грибы,
Источник Е –
хемосинтезирующие,
окисление
неорганических азотофиксирующие
и органических бактерии
веществ в
процессе
дыхания
бактерии, растенияпаразиты

6.

Метаболизм
=
анаболизм
Ассимиляция
Пластический обмен
Биологический синтез сложных
веществ из простых.
Реакции идут с использованием
энергии.
Интенсивно происходит в
процессе роста организма:
-фотосинтез, синтез белка.
+
катаболизм
Диссимиляция
Энергетический обмен
Ферментативное расщепление
(гидролиз, окисление) сложных
органических соединений на
простые.
Реакции идут с выделением
энергии (АТФ), которая
используется на:
-поддержание жизненных
процессов;
-определенную работу,
биосинтез, активный транспорт,
мышечные сокращения
Первоисточник энергии - Солнце

7.

8. Автотрофный тип обмена веществ.

Фотосинтез. Световые
реакции фотосинтеза.

9.

10.

http://interneturok.ru/embed/DKo7N7RSMW

11.

Фотосинтетические пигменты:
1. Хлорофилл (а –d) – зеленый, поглощает красную и сине-фиолетовую
части спектра.
2. Бактерохлорофилл (а –d) – бледно-синий.
3. Каротиноиды:
Каротин – оранжевый
Ксантофилл – желтый
Поглощают сине-фиолетовую части спектра
4. Фикобилины – поглощают зеленую часть спектра

12. Хлоропласт

13.

14.

В гранах находятся фотосинтетические
структуры.
В мембране тилакоида находится хлорофилл.
В строме окружающей тилакоиды находятся
ферменты, восстанавливающие СО2 до
глюкозы.
никотинамидадениндинуклеотидфосфат,
акцептор е и Н+(переносчик)

15. Фотосистема 2

Р
Р
700
680
ФС II
Фотосистема 2
ФС I
Фотосистема 1

16.

17.

Р
Р
680
Н2О
ФС II
700
ФС I

18.

Р
680
ФС II
Н2О
Р
700
ФС I

19.

20.

Выводы: энергия света обеспечивает:
1. Синтез АТФ.
2. Восстановление НАДФ+ в НАДФН.
3. Фотолиз воды, который поставляет е для фотосистем
1 и 2.
4. Фотолиз воды ведет к образованию О2, который при
фотосинтезе не используется.

21.

3
4
2
5
6
7
1
8
9
На образование С Н
10
необходимо 6 оборот
11
цикла Кальвина:
6
13
12
12

22.

Выводы: в ходе темновой фазы протекает цикл
Кальвина, в результате синтезируется глюкоза:
1.Карбоксилирование – присоединение СО2 к 5С
РиБФ с образованием ФГК.
2.Восстановление ФГК до ТФ с использованием
НАДФН и АТФ. Из 2ТФ образуется конечный продукт глюкоза.
Регенерация акцептора для СО2 – РиБФ.
Фотосинтез у прокариот.
1. Не выделяется О2, нет фотолиза воды.
2. Донор Н – Н2, Н2S, органические соединения.
3. Нет фотосистемы 2, есть только фотосистема 1.
4. Главный пигмент – бактериохлорофилл.

23. Управление процессом фотосинтеза

Для ускорения процесса
фотосинтеза
необходимо хорошее
минеральное питание и
достаточная
влажность
Необходимо
высаживать растения
на оптимальном
расстоянии для
лучшего обеспечения
солнечным светом.

24.

Итоги фотосинтеза.
Фазы фотосинтеза
Процессы, происходящие в этой фазе
Световая фаза
I. а) хлорофилл –––(свет)–––> хлорофилл* + e
б) e + белки-переносчики ––> на наружную
поверхность мембраны тилакоида
в) НАДФ+ + 2H+ + 4 e –––> НАДФ·H2
Образование НАДФ·H2
II. Фотолиз воды
H2О –––(свет)–––> H+ + OHH+ –––> в протонный резервуар тилакоида
OH- –––> OH- – e –––> OH –––> H2О и O2
e + хлорофилл* –––> хлорофилл
O2 – в атмосферу
III. H+ протонного резервуара – источник энергии,
необходимой АТФ фазе для синтеза АТФ из АДФ +ФН
Образование АТФ
Связывание CO2 с пятиуглеродным сахаром
рибулёзодифосфатом при использовании АТФ и
НАДФ·H2
Образование глюкозы
Темновая фаза
Результаты процессов

25.

http://interneturok.ru/embed/oA8cEZ9rKc

26.

Открыт С.Н.Виноградским, 1889 – 1890г. Многообразие хемосинтетиков,
их роль в природе.
Хемосинтез осуществляют:
1. Бесцветные серобактерии обитают в водоемах, содержащих сероводород
2Н2S + O2
2H2O+ 2S + E
2S + 3O2 + 2H2O
2H2SO4 + E
2. Нитрифицирующие бактерии осуществляют круговорот азота в природе,
нитрификацию почв.
2NH3 + 3O2
2HNO2 + 2H2O + E
2HNO2 + O2
2HNO3 + E
3. Железобактерии образуют руды железа (также образуются и руды
марганца).
4FeCO3 + O2 + 6H2O
4Fe(OH)3 + 4CO2 + E
4. Водородные бактерии окисляют водород, образующийся при анаэробном
разложении органических остатков
2Н2 + О2
2Н2О + Е

27.

http://interneturok.ru/embed/AWA2MYRAAt

28.

Классификация живых организмов по способу дыхания
анаэробные
аэробные
факультативные
облигатные

29.

30.

31. 1 этап - подготовительный

В пищеварительной системе крупные молекулы пищи расщепляются:
Полисахариды
глюкоза
Белки
аминокислоты
Жиры
глицерин + жирные кислоты
2 этап – бескислородный, неполное окисление,
анаэробное дыхание – гликолиз, брожение
Протекает в цитоплазме:
С6Н12О6 + 2Н3РО4 + АДФ
2С3Н6О3 + 2Н2О + 2АТФ
Гликолиз в мышцах: С6Н12О6
2С3Н6О3 + 2АТФ
ПВК
Брожение (дрожжи): С6Н12О6
молочная кислота
2С2Н5ОН + 2СО2 + 2АТФ

32.

3 этап – кислородное, полное окисление, аэробное дыхание,
Если кислорода в клетке много, то:
Происходит в митохондриях при доступе О2:
а) окислительное декарбоксилирование ПВК, образуются ацетил - КоА,
НАДН и СО2
б) цикл Кребса – цикл трикарбоновых кислот.
В матриксе митохондрий образуются АТФ, НАДФ, ФАДН, СО2.
в) окислительное фосфорилирование – перенос е от НАДН и ФАДН по цепи
транспорта е, встроенной в кристы, на акцептор О2.
В цепи транспорта е есть 3 участка фосфорилирования, в которых
образуется 34 АТФ.
С6Н12О6 + 6О2 + 38Н3РО4 + 38АДФ
С6Н12О6 + 6О2
6СО2 + 6Н2О + 38АТФ
6СО2 + 6Н2О + 38АТФ

33.

34.

35.

36.

Выводы:
-Обмен веществ осуществляется толь в том случае, если
клетка получает все необходимые для неё вещества из
внешней среды и имеет возможность выводить в
окружающую среду продукты обмена;
- Если взаимодействие клетки с внешней средой
прекращается, она погибает;
-Связь клетки с окружающей средой позволяет
рассматривать клетку(организм) как открытую систему;
-Согласованная деятельность органоидов обеспечивает
протекание биохимических реакций, из которых
складывается обмен веществ клетки