Конспект урока "Энергетический обмен - катаболизм. Этапы энергетического обмена" 10-11 класс

Урок 17. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН КАТАБОЛИЗМ. ЭТАПЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА
Глава 4 Метаболизм основа существования живых организмов. Раздел II УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ
Урок с видеоматериалами разработан согласно требованиям ФГОС, подготовка к
ЕГЭ. Оригинально организованный материал с учётом конкретных задач урока, с
выделением опорных знаний, прикладных аспектов и проблемных моментов даёт
возможность учителю использовать также данную методику для работы с любыми
учебниками.
Методические разработки уроков 10-11класс
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, объяснительно-иллюстративный.
Цель:
- формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной
организации и эволюции;
-умения давать аргументированную оценку новой информации по биологическим
вопросам;
-воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности
Задачи:
Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории
развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в
биологической науке; роли биологической науки в формировании современной
естественнонаучной картины мира; методах научного познания;
Развитие творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений
биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей
развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез
сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными
источниками информации;
Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости
бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению
оппонента при обсуждении биологических проблем
ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ- УУД
Личностные результаты обучения биологии:
1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к
Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической
принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей
многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга
перед Родиной;
2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности
обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и
познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории
образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений,
с учётом устойчивых познавательных интересов;
Метапредметные результаты обучения биологии:
1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать
для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и
интересы своей познавательной деятельности;
2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая
умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;
3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить
биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно
популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и
оценивать информацию;
Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и
процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с
млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости
здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей
среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических
объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их
результатов.
Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе
альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и
познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную
деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить
общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта
интересов; формирование и развитие компетентности в области использования
информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).
Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и
сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в
подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой
и других видов деятельности.
Технологии: Здоровьесбережения, проблемного, развивающего обучения, групповой
деятельности
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой,
обобщение.
Х о д у р о к а
Задачи
Продолжить углубление и расширение знаний о метаболизме, раскрыв сущность
энергетического обмена катаболизма.
Подвести учащихся к выводу о значений АТФ как универсального аккумулятора энергии в
клетке.
Напомнить о роли ферментов в реакциях обмена веществ.
Познакомить учащихся с характерными особенностями трех этапов энергетического обмена.
Обратить особое внимание на третий этап кислородного расщепления органического вещества.
Основные положения
Метаболизм складывается из двух связанных и противоположно направленных процессов:
ассимиляции и диссимиляции
Подавляющее большинство процессов жизнедеятельности, протекающих в клетке, ют затрат
энергии в виде АТф.
Расщепление глюкозы у аэробных организмов, при котором за бескислородным ; следует
расщепление молочной кислоты стаем кислорода, в 18 раз более эффект энергетической точки
зрения, чем анаэробный гликолиз.
Терминология
Катаболизм- физиолого-биохимичсские процессы, направленные на расщепление органиче-
ских веществ, в ходе которых выделяется энергия.
Прикладной аспект
Какие примеры, характеризующие использование особенностей метаболизма живых орга-
низмов в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях, Вы можете привести?
Энергетический обмен
Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) совокупность реакций
расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии. Энергия,
освобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а
запасается в форме АТФ и других высокоэнергетических соединений. АТФ универсальный
источник энергообеспечения клетки. Синтез АТФ происходит в клетках всех организмов в
процессе фосфорилирования — присоединения неорганического фосфата к АДФ.
У аэробных организмов (живущих в кислородной среде) выделяют три этапа
энергетического обмена: подготовительный, бескислородное окисление и кислородное
окисление; у анаэробныхорганизмов (живущих в бескислородной среде) и аэробных при
недостатке кислорода — два этапа: подготовительный, бескислородное окисление.
Подготовительный этап
Заключается в ферментативном расщеплении сложных органических веществ до простых:
белковые молекулы до аминокислот, жиры до глицерина и карбоновых кислот, углеводы
до глюкозы, нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. Распад высокомолекулярных
органических соединений осуществляется или ферментами желудочно-кишечного тракта или
ферментами лизосом. Вся высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.
Образовавшиеся небольшие органические молекулы могут быть использованы в качестве
«строительного материала» или могут подвергаться дальнейшему расщеплению.
Бескислородное окисление, или гликолиз
Этот этап заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ,
образовавшихся во время подготовительного этапа, происходит в цитоплазме клетки и в
присутствии кислорода не нуждается. Главным источником энергии в клетке является глюкоза.
Процесс бескислородного неполного расщепления глюкозы — гликолиз.
Потеря электронов называется окислением, приобретение восстановлением, при этом
донор электронов окисляется, акцептор восстанавливается.
Следует отметить, что биологическое окисление в клетках может происходить как с
участием кислорода:
А + О
2
→ АО
2
,
так и без его участия, за счет переноса атомов водорода от одного вещества к другому.
Например, вещество «А» окисляется за счет вещества «В»:
АН
2
+ В → А + ВН
2
или за счет переноса электронов, например, двухвалентное железо окисляется до
трехвалентного:
Fe
2+
→ Fe
3+
+ e
.
Гликолиз сложный многоступенчатый процесс, включающий в себя десять реакций. Во
время этого процесса происходит дегидрирование глюкозы, акцептором водорода служит
кофермент НАД
+
(никотинамидадениндинуклеотид). Глюкоза в результате цепочки
ферментативных реакций превращается в две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК), при
этом суммарно образуются 2 молекулы АТФ и восстановленная форма переносчика водорода
НАД·Н
2
:
С
6
Н
12
О
6
+ 2АДФ + 2Н
3
РО
4
+ 2НАД
+
→ 2С
3
Н
4
О
3
+ 2АТФ + 2Н
2
О + 2НАД·Н
2
.
Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия кислорода в клетке. Если кислорода нет,
у дрожжей и растений происходит спиртовое брожение, при котором сначала происходит
образование уксусного альдегида, а затем этилового спирта:
1. С
3
Н
4
О
3
→ СО
2
+ СН
3
СОН,
2. СН
3
СОН + НАД·Н
2
→ С
2
Н
5
ОН + НАД
+
.
У животных и некоторых бактерий при недостатке кислорода происходит молочнокислое
брожение с образованием молочной кислоты:
3. С
3
Н
4
О
3
+ НАД·Н
2
→ С
3
Н
6
О
3
+ НАД
+
.
В результате гликолиза одной молекулы глюкозы высвобождается 200 кДж, из которых
120 кДж рассеивается в виде тепла, а 80% запасается в связях АТФ.
Кислородное окисление, или дыхание
Заключается в полном расщеплении пировиноградной кислоты, происходит в
митохондриях и при обязательном присутствии кислорода.
Пировиноградная кислота транспортируется в митохондрии (строение и функции
митохондрий лекция №7). Здесь происходит дегидрирование (отщепление водорода) и