Моя школа LS

Математика

Физика

Биология

Русский язык

Обществознание

История

Химия

Информатика

Английский язык

География

Литература

Энергетический обмен в клетке

Тема урока: Энергетический обмен в клетке 📚

Цели урока 🎯

  • Понять, что такое метаболизм и зачем клетке АТФ ⚡

  • Разобрать три этапа энергетического обмена: где идут и что дают 🔥

  • Научиться решать задачи на подсчёт АТФ, ПВК и глюкозы ✅

Основная часть урока 📝

1. Метаболизм и АТФ 🤔

Метаболизм (обмен веществ) — все химические реакции клетки. Он складывается из двух противоположных процессов:

  • Пластический обмен (ассимиляция, анаболизм) — синтез сложных веществ из простых с затратой энергии: биосинтез белка, фотосинтез 🧱

  • Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — расщепление сложных веществ до простых с выделением энергии, которая запасается в АТФ 🔥

АТФ (аденозинтрифосфат) — универсальный «аккумулятор» клетки. При отрыве одного остатка фосфорной кислоты выделяется около 40 кДж: АТФ → АДФ + Ф + энергия. Связи между фосфатами называют макроэргическими. Клетка тратит АТФ и снова «заряжает» АДФ — в этом смысл энергетического обмена.

2. Три этапа энергетического обмена 🔥

  1. Подготовительный этап. Идёт в пищеварительной системе и в лизосомах. Полимеры расщепляются до мономеров: белки → аминокислоты, жиры → глицерин и жирные кислоты, крахмал → глюкоза. Энергия рассеивается в виде тепла, АТФ не образуется.

  2. Бескислородный этап — гликолиз. Идёт в цитоплазме, кислород не нужен. Глюкоза расщепляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК): C6H12O6 → 2C3H4O3 + 2 АТФ. Если кислорода нет, ПВК идёт в брожение: в мышцах — до молочной кислоты, у дрожжей — до спирта и CO2.

  3. Кислородный этап — клеточное дыхание. Идёт в митохондриях, нужен O2. ПВК окисляется до CO2 и H2O, образуется 36 АТФ на одну исходную глюкозу.

Итого при полном окислении одной молекулы глюкозы клетка получает 2 + 36 = 38 АТФ (по школьному учебнику). Суммарное уравнение: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 АТФ. Кислородный этап в 18 раз выгоднее гликолиза — поэтому на длинной дистанции так важно дыхание.

3. Как считать в задачах 🧮

Запомни три ключа, и любая задача решается:

  • 1 глюкоза → 2 ПВК → 2 АТФ (гликолиз) 🔑

  • 1 глюкоза → 36 АТФ (кислородный этап), то есть 1 ПВК → 18 АТФ 🔑

  • 1 глюкоза → 38 АТФ (всего), 6 CO2, 6 H2O, тратится 6 O2 🔑

4. Решаем задачи ✅

Задача 1. В гликолиз вступило 5 молекул глюкозы. Сколько образовалось ПВК и АТФ? Сколько АТФ даст полное окисление этих молекул?

  1. Дано: 5 глюкозы. Гликолиз: 5 × 2 = 10 ПВК, 5 × 2 = 10 АТФ.

  2. Полное окисление: 5 × 38 = 190 АТФ.

  3. Ответ: 10 ПВК, 10 АТФ; при полном окислении 190 АТФ.

Задача 2. При полном окислении глюкозы образовалось 76 молекул АТФ. Сколько молекул глюкозы расщепилось и сколько выделилось CO2?

  1. Одна глюкоза даёт 38 АТФ: 76 / 38 = 2 молекулы глюкозы.

  2. Одна глюкоза даёт 6 CO2: 2 × 6 = 12 молекул.

  3. Ответ: 2 молекулы глюкозы, 12 CO2. Проверка: 2 × 38 = 76 — верно.

Задача 3. В кислородный этап вступило 12 молекул ПВК. Сколько глюкозы расщепилось до этого и сколько АТФ образовалось на каждом этапе?

  1. 12 ПВК получились из 12 / 2 = 6 молекул глюкозы.

  2. Гликолиз: 6 × 2 = 12 АТФ. Кислородный этап: 12 × 18 = 216 АТФ (или 6 × 36).

  3. Всего: 12 + 216 = 228 АТФ. Проверка: 6 × 38 = 228 — верно.

  4. Ответ: 6 глюкозы; 12 АТФ в гликолизе, 216 АТФ в кислородном этапе, всего 228.

Типичные ошибки ⚠️

  • ❌ Записывать, что на подготовительном этапе образуется АТФ. ✅ Вся энергия там рассеивается теплом, АТФ — 0.

  • ❌ Считать 36 АТФ на одну ПВК. ✅ 36 АТФ даёт одна глюкоза, то есть две ПВК; на одну ПВК — 18.

  • ❌ Помещать гликолиз в митохондрии. ✅ Гликолиз — в цитоплазме, в митохондриях только кислородный этап.

Готовишься к контрольной? 🎓

Задачи «сколько АТФ образуется» решаются за минуту, если понимаешь этапы, а не зубришь числа. В онлайн-школе «Моя школа LS» (1–11 класс) учитель на живом уроке в малой группе разбирает такие задачи до полной ясности.

Записаться на онлайн-обучение →

Мини-конспект 📋

  • Метаболизм = пластический (синтез, затрата энергии) + энергетический обмен (распад, запас энергии в АТФ); АТФ → АДФ + Ф + 40 кДж.

  • Подготовительный этап: лизосомы и пищеварительная система, полимеры → мономеры, АТФ нет.

  • Гликолиз: цитоплазма, без O2; глюкоза → 2 ПВК + 2 АТФ; без кислорода — брожение.

  • Кислородный этап: митохондрии; ПВК → CO2 + H2O + 36 АТФ. Всего 38 АТФ на глюкозу.

Зачем это нужно? 🚀

  • Дрожжи в тесте и квасе — это спиртовое брожение: пузырьки CO2 поднимают тесто 🍞

  • Боль в мышцах после тренировки — молочная кислота от гликолиза без кислорода; разминка и дыхание уменьшают её 🏃

Это совокупность реакций расщепления органических веществ, при которых энергия запасается в молекулах АТФ. Он идёт в три этапа: подготовительный (полимеры до мономеров, без АТФ), бескислородный гликолиз в цитоплазме (глюкоза до двух ПВК, 2 АТФ) и кислородный в митохондриях (до CO₂ и H₂O, 36 АТФ). Всего одна молекула глюкозы даёт 38 АТФ.

  1. Гликолиз: 3 × 2 = 6 АТФ.
  2. Кислородный этап: 3 × 36 = 108 АТФ.
  3. Всего: 6 + 108 = 114 АТФ, что равно 3 × 38. Ответ: 6 АТФ при гликолизе, 114 при полном окислении.

Держи в голове «маршрут» глюкозы: сначала пища расщепляется в пищеварительной системе (подготовительный этап), потом глюкоза попадает в цитоплазму клетки (гликолиз), и только образовавшаяся ПВК заходит в митохондрию (кислородный этап). Кислород нужен только на последнем шаге, поэтому митохондрии и называют «станциями дыхания».

Моя школа LS

Онлайн-школа С 1 по 11 класс
Почувствуйте разницу в образовании с авторскими методиками

Подробнее

Оцените урок:

Оценка 5 из 5