конспект урока "Обмен веществ. Энергетический обмен."
план-конспект урока по биологии (10 класс)

План урока по теме

«Обмен веществ и энергии в клетке. Энергетический обмен»

Задачи урока:

Образовательная. Расширить у учащихся знания об обмене веществ и энергии, полученные в 9 классе; ознакомить с разделением обмена веществ на пластический и энергетический; раскрыть особенности процессов метаболизма.
Развивающая. Развивать умение сравнивать реакции пластического и энергетического обменов и умение раскрывать взаимосвязь между ними; развивать внимание, память, наблюдательность и уверенность в своих взглядах.
Воспитательная. Воспитывать в понимании учеников понимание того, что все живые системы связаны между собой посредством обмена веществ и энергии и окружающей средой.

Тип урока – углубление ранее полученных знаний

Методы – беседа, работа с учебником, работа в парах

Ход урока.

1. Орг. Момент – приветствие,  настрой.
2. Контроль – опрос по особенностям строения клеток растений, животных, грибов, бактерий.
3. Актуализация.  Клетка - наименьшая структурная и функциональная единица живого, которая сложилась исторически. Какие важнейшие процессы делают клетку единым целым? Обмен веществ.  

Каковы функции обмена веществ? Обеспечение клетки энергией и строительным материалом.

Что является источником энергии для жизнедеятельности клетки? Пища.

Формулируем тему.

4. Изучение нового.  Беседа с пояснениями учителя.

1. Большинство клеток тела и организмы принадлежат к открытым биологическим системам. Их существование возможно лишь благодаря поступлению в них из внешней среды питательных веществ, их преобразований и вывода наружу продуктов жизнедеятельности. Совокупность этих процессов называется обменом веществ или метаболизмом. Обмен веществ - общее свойство, характерное для всех живых организмов, заключающийся в обмене веществами, энергией и информацией со средой.
2. Условно обмен разделяют на две части - внешний обмен, осуществляемый через поверхностный аппарат и внутренний обмен - метаболизм.
     Обмен веществ разделяют на два взаимосвязанных процесса:
   - анаболизм (ассимиляция), протекающая с затратами энергии;
   - Катаболизм (диссимиляция), протекающая с освобождением энергии.
3. Благодаря процессам обмена веществ и превращения энергии обеспечивается поддержание гомеостаза за изменений условий окружающей среды. Поддержание гомеостаза - необходимое условие нормального функционирования любой биологической системы.
4. Условия, в которых протекают реакции метаболизма. Значение ферментов и особенности их функционирования. (работа с учебником, с.82 – выписать условия, в которых работают ферменты)
5. Энергетический обмен. –что это? (записать в тетради)
6. Постановка учебной задачи. Нам предстоит изучить эффективность энергетического обмена в анаэробных и аэробных условиях, нарушения энергетического обмена и с чем они связаны, что составляет основу энергетического обмена в живых клетках?
7. Энергетический обмен у аэробов происходит в три этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный. Организм животных и человека получает готовые органические вещества с пищей. Пищеварение, транспортировка питательных веществ и кислорода есть лишь подготовительная фаза обмена веществ. Создание специфических для организма веществ и структур, как и биологическое окисление органических веществ, обеспечивающих организм энергией, происходит в клетках тела и осуществляется по программе, заложенной в их наследственном аппарате.

Какие процессы должны произойти с органическими веществами, чтобы они могли включиться в обмен? На этот вопрос и многие другие вы найдёте ответ в учебнике, прочитав подготовительный этап (стр. 84) – затем обсуждение и краткая запись.

      На подготовительном этапе, который происходит в желудочно-кишечном тракте и лизосомах клеток, высокомолекулярные органические соединения под действием пищеварительных ферментов распадаются до более простых веществ. Углеводы расщепляются в ротовой полости в присутствии ферментов – амилазы и мальтазы до глюкозы. Условия расщепления - температура 36,6 градусов, pH - слабо-щелочная. Белки в желудке в присутствии фермента пепсина расщепляются до аминокислот. Условия расщепления - температура 36,6 градусов, pH – cлабокислая. Липиды в двенадцатиперстной кишке расщепляются в присутствии фермента липазы до глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Нуклеиновые кислоты в присутствии фермента нуклеазы расщепляются до нуклеотидов. Нерасщепившиеся органические вещества продолжают расщеплятся в тонком кишечнике. В ходе этих реакций энергии выделяется мало и она рассеивается в виде тепла.         Вещества, образующиеся на 1 этапе вступают в пластический обмен. Так из аминокислот, которые образуются при расщеплении белков, образуются свойственные для данного организма белки.

8.   II этап энергетического обмена (бескислородный) (Рассказ учителя)   Важнейшим на бескислородном  этапе энергетического обмена является расщепление в клетках молекул глюкозы путем гликолиза на две молекулы пировиноградной (С3Н4О3) или молочной кислоты (С3Н6О3) в мышечных клетках.

                      С6Н12О6 + 2АДФ + 2Н3РО4 → 2С3Н4О3 + 2АТФ + 2Н2О
     В процессе распада глюкозы участвуют 13 различных ферментов, фосфорная кислота и АДФ. При гликолиза выделяется 200 кДж энергии. 84 кДж используется на синтез 2х молекул АТФ, а остальные (116 кДж) используется в виде теплоты.
  Значение гликолиза: организм получает энергию в условиях дефицита кислорода.
        В результате бескислородного расщепления глюкозы образуется 2 моль АТФ. Организм на втором этапе диссимиляции начинает запасать энергию. Если есть О2, то пировиноградная кислота поступает в митохондрии, где происходит её полное окисление до СО2 и Н2О и происходит III этап энергообмена – кислородный.

9. III этап энергетического обмена.( кислородный или клеточное дыхание)

(Рассказ учителя) На III этапе происходит полное окисление продуктов бескислородного этапа до СО2 и Н2О с выделением  большого количества энергии в виде АТФ на внутренней мембране митохондрий - матриксе под действием ферментов крист. В процессе клеточного дыхания при полном окислении 1 моль глюкозы до СО2 и Н2О образуется 38 моль АТФ (2 моль в процессе гликолиза и 36 моль в процессе клеточного дыхания в митохондриях)

           2С3Н6О3 + 6 О2 + 36 АТФ + 36 Н3РО4> 6 СО2 + 42Н2О + 36 АТФ

Полное расщепление глюкозы:

              С6Н12О6 + 6О2 + 38 АДФ +38 Ф.> 6СО2 + 6Н2О + 38 АТФ

10.   Характеристика анаэробного гликолиза  (обсуждениев парах,формулирование определения брожения)- энергетический процесс у анаэробов происходит в два этапа – подготовительный и бескислородный. На I этапе органические вещества расщепляются до более простых. Энергия при этом выделяется. На втором этапе происходит кислородное дыхание или брожение. У анаэробов глюкоза на втором этапе расщепляется в присутствии ферментов до ПВК. Бактерии молочно-кислого брожения превращают углеводы (молочный сахар) в молочную кислоту, молоко – в кефир. У дрожжевых грибов молекула глюкозы без О2 превращается в этиловый спирт и углекислый газ (спиртовое брожение).

                            С6Н12О6 + 2Н3РО4 +2 АДФ > 2C2Н5ОН + 2 СО2 + 2АТФ +2 Н2О  Эффективность анаэробного гликолиза низкая - 2 моль АТФ. Анаэробный гликолиз имеет очень важное значение, так как он позволяет клетке и организму в целом выжить даже при очень больших затратах энергии, в условиях острого дефицита О2. 

5. Закрепление.  - опрос

1.Что такое анаболизм?

2.  Что происходит с энергией во время анаболизма?

3. Что такое катаболизм?

4. На первом этапе  энергетического обмена белки распадаются - до…, жиры - до …, углеводы – до….
5.  Что происходит на втором этапе энергетического обмена?
6.  Какие материалы образуются на третьем этапе энергетического обмена и где они используются?

VI. Домашнее задание  –  сообщения в тетради «Виды брожения и их применение»