Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаРешебник по биологии 10 класс Беляев §14
§14
Биологическое окисление при участии кислорода
Анализируем ситуацию
Часть аминокислот вовлекается в цикл Кребса благодаря ферментативным реакциям превращения их в молекулы, являющиеся промежуточными продуктами окисления глюкозы. Поскольку все эти реакции обратимы, то избыток глюкозы может быть превращен в аминокислоты. Как вы думаете, это заменимые или незаменимые аминокислоты?
Добавить текст Вернуть оригиналЯ считаю, что это могут быть как заменимые, так и незаменимые аминокислоты. Во-первых, заменимые аминокислоты могут быть синтезированы организмом из других аминокислот. Примером заменимых аминокислот являются аланин, серин, глицин и т.д.
Добавить текст Вернуть оригиналВо-вторых, незаменимые кислоты не могут синтезироваться организмом, а значит, должны поступать в него с пищей. Примером незаменимых аминокислот могут стать валин, лейцин, изолейцин и т.д.
Добавить текст Вернуть оригиналИз этого можно сделать вывод, что если избыток глюкозы способен превратиться в аминокислоты, которые могут быть синтезированы организмом, то это заменимые аминокислоты. А если превращение глюкозы приводит к синтезу незаменимых аминокислот, то чтобы обеспечить свои потребности в них, организм должен получать их с пищей.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 71
Анализируем ситуацию
В эритроцитах млекопитающих отсутствуют митохондрии. Каким образом эти клетки получают энергию?
Эритроциты млекопитающих получают энергию благодаря процессу гликолиза, который осуществляется в цитоплазме клетки. В результате гликолиза происходит образование небольшого количества энергии в виде АТФ и пировиноградной кислоты. Также нужно отметить, что для гликолиза не нужно наличие митохондрий, обычно отвечающих за производство энергии в клетках.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 71
Вопросы и упражнения
№ 1. Какова роль ферментативного конвейера цикла Кребса?
У ферментативного конвейера цикла Кребса ключевая роль в процессе образования энергии из метаболических продуктов. В процессе цикла он превращает пировиноградную кислоту, полученную в результате глюкозы, в воду и углекислый газ, а также катализирует целый ряд других реакций, ведущих к образованию энергии в виде молекул АТФ.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. В чем суть цикла Кребса?
Цикл Крейса (цитратный цикл или цикл лимонной кислоты) – это сложная серия химических реакций, в процессе которых производится углекислый газ и АТФ – соединение, богатое энергией. Его суть заключается в том, что углекислый газ и водородные ионы, которые были получены в результате гликолиза и окисления жирных кислот, используются для дальнейшего производства энергии. Цикл Кребса является важным компонентом обмена веществ в клетках, а также позволяет организмам получать необходимую для выживания энергию.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 3. Что такое фосфорилирование? Окислительное фосфорилирование?
Фосфорилирование – это процесс переноса от фосфорилирующего агента-донора остатка фосфорной кислоты к субстрату. Под реакцией фосфорилирования подразумевают присоединение фосфатной группы через фосфоэфирную связь к гидроксильной группе боковой цепи остатка тирозина, серина или треонина. При этом донором фосфата является АТФ.
Добавить текст Вернуть оригиналОкислительное фосфорилирование – это метаболический путь, в процессе которого энергия, образованная в результате окисления питательных веществ, запасается в виде АТФ в митохондриях клеток.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 4. Каков энергетический эффект полного окисления глюкозы?
В результате полного окисления глюкозы образуется вода и карбондиоксид, а также происходит выделение энергии в виде АТФ. Энергетический эффект данного процесса заключается в том, что одна молекула глюкозы окисляется до шести молекул воды, шести молекул двуокиси углерода и выделения 38 молекул АТФ. Каждая молекула АТФ служит источником энергии для клетки, которая используется ней для выполнения различных биологических процессов, например, перемещение клетки, синтез белков и прочее.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 5. В каких случаях организм расходует энергию, запасенную в молекулах АТФ?
Организм начинает расходовать энергию, которая была запасена в молекулах АТФ, во время выполнения различных биологических процессов, требующих непосредственных энергетических затрат. Это может быть синтез белков, деление клеток, мышечная концентрация, терморегуляция (поддержание температуры тела в определенных пределах), активный транспорт веществ (через мембраны).
Добавить текст Вернуть оригинал№ 6. Растительная клетка на синтез одной молекулы глюкозы в ходе фотосинтеза затратила энергию, эквивалентную энергии 54 молекул АТФ. При окислении этой молекулы глюкозы в митохондрии той же самой клетки образовалось всего 32 молекулы АТФ. Как вы думаете, куда девалась остальная энергия?
Добавить текст Вернуть оригиналВ процессе окисления глюкозы в митохондрии ее химическая энергия освобождается в форме АТФ. При этом происходит частичная утрата энергии в виде тепла, которое уходит во внешнюю среду. Вероятно, что потеря энергии, которая эквивалентна энергии 22 молекул (54 – 32 = 22), произошла как раз в результате выделения тепла в окружающую среду. Такое явление называется термодиссипацией и происходит во всех биохимических процессах, в которых осуществляется превращение энергии из одной формы в другую.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 71
Работа с информацией
№ 7. За изучение различных этапов энергетического обмена и связи между ними было присуждено несколько Нобелевских премий. Используя Интернет и дополнительную литературу, узнайте, какие ученые и когда были удостоены этих премий.
Добавить текст Вернуть оригиналКаждая из Нобелевских премий в свое время была присуждена ученым за их выдающиеся вклады в изучение разных аспектов энергетического обмена и связанных с ним биохимических процессов:
Добавить текст Вернуть оригинал1. Фредерик Содди в 1922 году по химии за исследование диссоциации изотопов и связанных с ними проблем атомного строения.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Отто Варбург в 1931 году по медицине и физиологии за открытие процесса биологического окисления
Добавить текст Вернуть оригинал3. Ганс Адольф Кребс в 1943 году по медицине и физиологии за открытие цикла Кребса, который является важным процессом в метаболизме.
Добавить текст Вернуть оригинал4. Фриц Липман в 1953 году по медицине и физиологии за открытие кофермента А, который является ключевым ферментом в процессе обмена веществ.
Добавить текст Вернуть оригинал5. Мелвин Кальвин в 1961 году по химии за открытие процесса фотосинтеза.
Добавить текст Вернуть оригинал6. Питер Митчелл в 1978 году по химии за открытие механизма, который используют клетки для синтеза АТФ.
Добавить текст Вернуть оригинал7. Пол Д. Бойер и Джон Э. Уокер по химии за открытие механизма, который используют клетки для синтеза АТФ.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 71
Работа с текстом
№ 8. Найдите в тексте ошибочные высказывания и исправьте их.
В рационе человека должны быть белки, углеводы и жиры. Отсутствие в пище жиров приводит к истощению. Белки необходимы, потому что они самые калорийные. Белки содержат незаменимые аминокислоты.
Добавить текст Вернуть оригиналЧеловек толстеет, если употребляет в пищу много углеводов. На сое и рисе можно благополучно прожить.
В рационе человека должны быть белки, углеводы и жиры. Отсутствие в пище жиров может приводить к разным проблемам со здоровьем, но не обязательно к истощению. Белки необходимы для роста, развития и поддержания здоровья организма. Белки содержат незаменимые аминокислоты.
Добавить текст Вернуть оригиналЧеловек может набрать вес, если будет употреблять большое количество калорий, включая углеводы. В сое и в рисе содержится большое количество питательных веществ. Однако для полноценного питания важно употреблять разнообразную пищу: белки, углеводы, жиры и другие вещества.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 9. Прочитайте заключение к данной главе. Выделите главную мысль и выразите ее в одном предложении.
Основным источником энергии для всех живых организмов на планете служит Солнце, а процессы окисления органических веществ и фотосинтез являются процессами, которые способны обеспечить жизнедеятельность и клеток, и организмов.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 10. Напишите собственное заключение к данной главе
Все живые организмы, как и отдельные клетки, являются открытыми системами, а значит, способны обмениваться с окружающей средой и веществами, и энергией. Вся совокупность ферментативных реакций обмена веществ, которые протекают в организмах, называют метаболизмом. Он состоит из двух взаимосвязанных реакций. Это ассимиляция или синтез органических соединений. И диссимиляция или расщепление и окисление органических веществ, которые протекают с превращением энергии.
Добавить текст Вернуть оригиналОсновным источником энергии для всех живых организмов на нашей планете служит энергия солнечного света. Но только клетки зеленых растений, некоторых бактерий и одноклеточных водорослей способны к ее использованию в процессе фотосинтеза. Исходными веществами для данного процесса служат: вода, углекислый газ и неорганические соединения фосфора, азота и серы из почвы и водоемов.
Добавить текст Вернуть оригиналОрганизмы, которые потребляют только готовые органические соединения для поучения запасенной в них энергии, называются гетеротрофами.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 72
Тестовые задания
№ 1. Универсальным аккумулятором энергии в клетке является
1) АМФ;
2) НАД·Н;
3) АТФ;
4) НАДФ·Н.
№ 2. Совокупность ферментативных реакций обмена веществ, протекающих в организме, называют
1) гликолизом;
2) метаболизмом;
3) фотосинтезом;
4) фотолизом.
№ 3. К гетеротрофам относят
1) бегемота;
2) вирус оспы;
3) серобактерию;
4) папоротник.
№ 4. В процессе фотосинтеза молекулярный кислород образуется
1) из СО2;
2) из Н2О;
3) из С6Н12О6;
4) из С3Н4О3.
№ 5. Установите соответствие между органоидами и протекающими в них биохимическими процессами.
Органоиды Процессы
А. Митохондрии 1) образование АТФ;
Б. Хлоропласты 2) образование СО2;
3) образование НАД·Н;
4) образование НАДФ·Н;
5) фотолиз воды;
6) превращение АТФ в АДФ;
7) окисление НАД·Н;
8) окисление НАДФ·Н;
9) окисление органических кислот;
10) окислительное фосфорилирование;
11) синтез глюкозы.
Ответ: А. Митохондрии: 1), 2), 3), 7), 9), 10).
Б. Хлоропласты: 1), 4), 5), 6), 8), 11).
Добавить текст Вернуть оригинал№ 6. В процессе гликолиза глюкоза окисляется
1) до молочной кислоты;
2) до уксусной кислоты;
3) до пировиноградной кислоты;
4) до углекислого газа и воды.
№ 7. Установите последовательность событий при полном окислении глюкозы.
1) образование СО2;
2) образование Н2О;
3) образование пировиноградной кислоты;
4) окисление органических кислот;
5) гликолиз;
6) образование лимонной кислоты;
7) образование ацетил-КоА;
8) окислительное фосфорилирование.
Ответ: 5) гликолиз; 3) образование пировиноградной кислоты; 1) образование СО2; 7) образование ацетил-КоА; 4) окисление органических кислот; 6) образование лимонной кислоты; 8) окислительное фосфорилирование; 2) образование Н2О.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 73
К следующему уроку
Вспомните строение нерегулярных биополимеров – нуклеиновых кислот. Какие соединения являются мономерами нуклеиновых кислот?
Добавить текст Вернуть оригиналВ строение нуклеиновых кислот входят гетероциклические основания пиримидинового ряда (урацил, цитозин, тимин) и пуринового ряда (аденин и гуанин).
Добавить текст Вернуть оригиналМономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды, каждый из которых состоит из трех компонентов – азотистое основание (аденин, цитозин, гуанин или тимин в ДНК и гианин, аденин, цитозин или урацил в РНК), моносахарид (дезоксирибоза в ДНК и рибоза в РНК) и фосфатная группа (группа атомов фосфора и кислорода, которая связана с моносахаридом).
Добавить текст Вернуть оригиналКакую структуру имеют молекулы ДНК?
Молекула ДНК – это длинная закрученная двойная спираль, которая чем-то напоминает спиральную лестницу. В ее структуре две нити, которые состоят из длинных цепей нуклеотидов. В составе нуклеотидов три части: азотистое основание (гуанин, аденин, тимин или цитозин), фосфатная группа и моносахарид дезоксирибозы.
Добавить текст Вернуть оригиналЧто такое принцип комплементарности? (параграф 5)
Принцип комплементарности – это концепция в молекулярной биологии, согласно которой структура белковой молекулы и ее функция связаны друг с другом и определяются взаимодействием между разными компонентами молекулы. Основан на том, что белки обладают определенной трехмерной структурой, которая обусловливает их способность к взаимодействию с другими молекулами. Такие взаимодействия могут быть как специфическими, так и неконкретными.
Добавить текст Вернуть оригиналКак образуются водородные связи? (параграф 1)
Водородные связи – это взаимодействия между атомом водорода и электроотрицательным атомом, например, фтором, азотом или кислородом. Когда атом водорода имеет положительный заряд, а атом с большей электротрицательностью имеет отрицательный заряд, то образуется электрически привлекательная сила между атомом водорода и электронно-богатым атомом. Так возникает водородная связь.
Добавить текст Вернуть оригинал
Стр. 78
