Esitys aiheesta: Par.22 Minkä organismien soluissa tapahtuu alkoholikäymistä? Enemmistössä. Alkoholikäyminen - taika sokerin muuttamisesta etyylialkoholiksi Alkoholikäyminen tapahtuu soluissa

Alkoholikäymisen aikana sokereista syntyy päätuotteiden - alkoholin ja CO 2:n - lisäksi monia muita, niin sanottuja toissijaisia ​​käymistuotteita. 100 g:sta C 6 H 12 O 6:a muodostuu 48,4 g etyylialkoholia, 46,6 g hiilidioksidia, 3,3 g glyserolia, 0,5 g meripihkahappoa ja 1,2 g:sta maitohapon, asetaldehydin, asetoiinin ja muiden seosta. orgaaniset yhdisteet.

Tämän lisäksi hiivasolut kuluttavat lisääntymisen ja logaritmisen kasvun aikana rypäleen puristemehusta aminohappoja, jotka ovat välttämättömiä omien proteiinien rakentamiseen. Tässä tapauksessa muodostuu käymisen sivutuotteita, pääasiassa korkeampia alkoholeja.

Nykyaikaisessa alkoholikäymisjärjestelmässä heksoosien biokemiallisia muunnoksia on 10-12 vaihetta hiivaentsyymien kompleksin vaikutuksesta. Yksinkertaistetussa muodossa voidaan erottaa kolme alkoholikäymisen vaihetta.

minävaihe - heksoosien fosforylaatio ja hajoaminen. Tässä vaiheessa tapahtuu useita reaktioita, joiden seurauksena heksoosi muuttuu trioosifosfaatiksi:

ATP → ADP

Päärooli energiansiirrossa biokemiallisissa reaktioissa on ATP:llä (adenosiinitrifosfaatti) ja ADP:llä (adenosiinidifosfaatti). Ne ovat osa entsyymejä, keräävät suuren määrän energiaa, joka tarvitaan elämänprosessien toteuttamiseen, ja ovat adenosiinia - olennainen osa nukleiinihappoja - fosforihappotähteiden kanssa. Ensin muodostuu adenyylihappo (adenosiinimonofosfaatti tai adenosiinimonofosfaatti - AMP):

Jos merkitsemme adenosiinia kirjaimella A, niin ATP:n rakenne voidaan esittää seuraavasti:

A-O-R-O - R - O - R-OH

Merkki ~ tarkoittaa ns. makroergisiä fosfaattisidoksia, joissa on erittäin runsaasti energiaa, joka vapautuu fosforihappojäämien eliminoinnissa. Energian siirto ATP:stä ADP:hen voidaan esittää seuraavalla kaaviolla:

Hiivasolut käyttävät vapautuneen energian elintoimintojen, erityisesti lisääntymisen, turvaamiseen. Ensimmäinen energian vapautumistoimi on heksoosien fosforiestereiden muodostuminen - niiden fosforylaatio. Fosforihappojäännöksen lisääminen ATP:stä heksoosiin tapahtuu hiivan toimittaman fosfoheksokinaasientsyymin vaikutuksesta (merkitsimme fosfaattimolekyyliä kirjaimella P):

Glukoosi Glukoosi-6-fosfaatti fruktoosi-1,6-fosfaatti

Kuten yllä olevasta kaaviosta voidaan nähdä, fosforylaatio tapahtuu kahdesti ja glukoosifosforiesteri isomeraasientsyymin vaikutuksesta muuttuu reversiibelisti fruktoosifosforiesteriksi, jolla on symmetrinen furaanirengas. Fosforihappotähteiden symmetrinen järjestely fruktoosimolekyylin päissä helpottaa sen myöhempää repeämistä juuri keskeltä. Heksoosin hajoamista kahdeksi trioosiksi katalysoi aldolaasientsyymi; hajoamisen seurauksena muodostuu 3-fosfoglyseraldehydin ja fosfodioksiasetonin epätasapainoinen seos:

Fosfoglyseroli-uusi aldehydi (3,5 %) Fosfodiohydroksiasetoni (96,5 %)

Jatkoreaktioihin osallistuu vain 3-fosfoglyseraldehydi, jonka pitoisuus täydentyy jatkuvasti isomeraasientsyymin vaikutuksesta fosfodioksiasetonimolekyyleihin.

Alkoholikäymisen II vaihe- palorypälehapon muodostuminen. Toisessa vaiheessa trioosifosfaatti 3-fosfoglyseraldehydin muodossa hapettavan entsyymin dehydrogenaasin vaikutuksesta hapetetaan fosfoglyseriinihapoksi, ja asianmukaisten entsyymien (fosfoglysermutaasi ja enolaasi) ja LDF-ATP-järjestelmän osallistuessa se muuttuu. pyruviinihapoksi:

Ensin jokainen 3-fosfoglyseraldehydimolekyyli lisää itseensä toisen fosforihappojäännöksen (epäorgaanisen fosforimolekyylin vuoksi) ja muodostuu 1,3-difosfoglyseraldehydi. Sitten se hapetetaan anaerobisissa olosuhteissa 1,3-difosfoglyseriinihapoksi:

Dehydrogenaasin aktiivinen ryhmä on monimutkaisen orgaanisen rakenteen koentsyymi NAD (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi), joka kiinnittää kaksi vetyatomia nikotiiniamidiytimellään:

YLI+ + 2H+ + YLI H2

YLI hapettunut YLI pelkistynyt

Substraattia hapettamalla NAD-koentsyymistä tulee vapaiden vetyionien omistaja, mikä antaa sille suuren pelkistyspotentiaalin. Siksi käymismehulle on aina ominaista korkea pelkistyskyky, jolla on suuri käytännön merkitys viininvalmistuksessa: alustan pH laskee, tilapäisesti hapettuneet aineet palautuvat ja patogeeniset mikro-organismit kuolevat.

Alkoholikäymisvaiheen II loppuvaiheessa entsyymi fosfotransferaasi katalysoi fosforihappojäännöksen siirtymistä kahdesti, ja fosfoglyserumutaasi siirtää sen 3. hiiliatomista toiseen, mikä avaa enolaasientsyymille mahdollisuuden muodostaa pyruviinihappoa:

1,3-difosfoglyseriinihappo 2-fosfoglyseriinihappo Pyruviinihappo

Koska yhdestä kaksinkertaisesti fosforyloidun heksoosin molekyylistä (2 ATP:tä kulutettu) saadaan kaksi molekyyliä kaksinkertaisesti fosforyloitua trioosia (muodostuu 4 ATP:tä), sokereiden entsymaattisen hajoamisen nettoenergiatase on 2 ATP:n muodostuminen. Tämä energia tarjoaa hiivan elintärkeitä toimintoja ja aiheuttaa fermentointiväliaineen lämpötilan nousun.

Kaikki palorypälehapon muodostumista edeltävät reaktiot ovat luontaisia ​​sekä sokereiden anaerobiselle käymiselle että yksinkertaisimpien organismien ja kasvien hengittämiselle. Vaihe III liittyy vain alkoholikäymiseen.

IIIalkoholikäymisen vaihe - etyylialkoholin muodostuminen. Alkoholikäymisen viimeisessä vaiheessa dekarboksylaasientsyymin vaikutuksesta palorypälehappo dekarboksyloituu, jolloin muodostuu asetaldehydiä ja hiilidioksidia, ja asetaldehydi pelkistyy alkoholidehydrogenaasientsyymin ja NAD-H2-koentsyymin osallistuessa. etyylialkoholi:

Pyruviinihappo asetyylialdehydi Etanoli

Jos käymisvierressä on ylimäärin vapaata rikkihappoa, osa asetaldehydistä sitoutuu aldehydirikkiyhdisteeseen: jokaisessa litrassa vierrettä 100 mg H2SO3:a sitoo 66 mg CH3COH:ta.

Myöhemmin hapen läsnäollessa tämä epästabiili yhdiste hajoaa ja viinimateriaalista löytyy vapaata asetaldehydiä, mikä on erityisen epätoivottavaa samppanja- ja pöytäviinimateriaalille.

Puristetussa muodossa heksoosin anaerobinen konversio etyylialkoholiksi voidaan esittää seuraavalla kaaviolla:

Kuten alkoholikäymisen kaaviosta voidaan nähdä, heksoosifosfaattiesterit muodostuvat ensin. Samaan aikaan glukoosi- ja fruktoosimolekyylit kiinnittävät heksokenaasientsyymin vaikutuksesta fosforihappojäännöksen adenositolitrifosfaatista (ATP), ja muodostuu glukoosi-6-fosfaattia ja adenositolidifosfaattia (ADP).

Isomeraasientsyymi muuttaa glukoosi-6-fosfaatin fruktoosi-6-fosfaatiksi, joka lisää ATP:stä toisen fosforihappojäämän ja muodostaa fruktoosi-1,6-difosfaattia. Fosfofruktokinaasi katalysoi tätä reaktiota. Tämän kemiallisen yhdisteen muodostuminen päättää sokereiden anaerobisen hajoamisen ensimmäisen valmisteluvaiheen.

Näiden reaktioiden seurauksena sokerimolekyyli siirtyy oksimuotoon, saa suuremman labilisuuden ja kykenee paremmin entsymaattisiin transformaatioihin.

Aldolaasientsyymin vaikutuksesta fruktoosi-1,6-difosfaatti pilkkoutuu glyserolialdehydifosfori- ja, jotka voidaan muuttaa yhdeksi trioosifosfaatti-isomeraasientsyymin vaikutuksesta. Fosfoglyseraldehydille suoritetaan lisäkonversio, josta muodostuu noin 3 % verrattuna 97 %:iin fosfodioksiasetonia. Fosfodioksiasetoni muunnetaan fosfoglyseraldehydiä käyttämällä fosfotrioosi-isomeraasin vaikutuksesta 3-fosfoglyseraldehydiksi.

Toisessa vaiheessa 3-fosfoglyseraldehydi lisää toisen fosforihappojäännöksen (epäorgaanisen fosforin vuoksi) muodostaen 1,3-difosfoglyseraldehydiä, joka dehydrataan tja tuottaa 1,3-difosfoglyseriinihappoa. Vety siirtyy tässä tapauksessa NAD-koentsyymin hapettuneeseen muotoon. 1,3-difosfoglyseriinihappo, joka antaa ADP:lle (vaikutuksesta) yhden fosforihappojäännöksen, muuttuu 3-fosfoglyseriinihapoksi, joka fosfoglyserumutaasin vaikutuksesta muuttuu 2-fosfoglyseraattihapoksi. Jälkimmäinen muuttuu fosfopyruvaattihydraasin vaikutuksesta fosfoenolipyruviinihapoksi. Lisäksi pyruvaattikenaasientsyymin osallistuessa fosfoenolipalorypälehappo siirtää fosforihappojäännöksen ADP-molekyyliin, minkä seurauksena muodostuu ATP-molekyyli ja enolipyruviinihappomolekyyli siirtyy palorypälehapoksi.

Alkoholikäymisen kolmannelle vaiheelle on tunnusomaista palorypälehapon hajoaminen pyvaikutuksesta hiilidioksidiksi ja asetaldehydiksi, joka alkoholidehydrogenaasientsyymin (sen koentsyymi on NAD) vaikutuksesta pelkistyy etyylialkoholiksi. .

Alkoholikäymisen kokonaisyhtälö voidaan esittää seuraavasti:

C6H12O6 + 2H3PO4 + 2ADP → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

Siten käymisen aikana yksi glukoosimolekyyli muuttuu kahdeksi etanolimolekyyliksi ja kahdeksi hiilidioksidimolekyyliksi.

Mutta ilmoitettu käymiskulku ei ole ainoa. Jos substraatissa ei ole esimerkiksiiä, palorypälehappo ei pilkkoudu etikkaaldehydiksi ja palorypälehappo pelkistyy suoraan muuttuen maitohapoksi laktaattidehydrogenaasin läsnä ollessa.

Viininvalmistuksessa glukoosin ja fruktoosin käyminen tapahtuu natriumbisulfiitin läsnä ollessa. Pyruviinihapon dekarboksylaation aikana muodostunut etikkaaldehydi poistuu bisulfiitin kanssa sitoutumisen seurauksena. Etikkaaldehydin paikka on dihydroksiasetonifosfaatti ja 3-fosfoglyseraldehydi, ne saavat vetyä pelkistetyistä kemiallisista yhdisteistä muodostaen glyserofosfaattia, joka muuttuu glyseroliksi defosforylaation seurauksena. Tämä on toinen Neuberg-käymisen muoto. Tämän alkoholikäymisen kaavion mukaan glyseroli ja asetaldehydi kerääntyvät bisulfiittijohdannaisen muodossa.

Käymisen aikana muodostuneet aineet.

Käymistuotteista on tällä hetkellä löydetty noin 50 korkeampaa alkoholia, joilla on erilaisia ​​hajuja ja jotka vaikuttavat merkittävästi viinin aromiin ja tuoksuun. Käymisen aikana muodostuu suurimmat määrät isoamyyli-, isobutyyli- ja N-propyylialkoholeja. Aromaattisia korkeampia alkoholeja β-fenyylietanoli (FES), tyrosoli, terpeenialkoholi farnesoli, joilla on ruusujen, kielon ja lehmuskukkien tuoksu, löytyy suuria määriä (jopa 100 mg/dm3) kuohuviineissä ja pöytäpuolimakeissa viineissä saatu niin kutsutulla biologisella typenpelkistyksellä. Niiden läsnäolo pieninä määrinä on toivottavaa. Lisäksi korkeammat alkoholit esteröityvät viiniä kypsytettäessä haihtuvien happojen kanssa ja muodostavat estereitä, jotka antavat viinille suotuisia eetterisiä sävyjä tuoksun kypsyydestä.

Myöhemmin osoitettiin, että suurin osa alifaattisista korkeammista alkoholeista muodostuu pyruviinihaposta transaminaatiolla ja suoralla biosynteesillä aminohappojen ja asetaldehydin osallistuessa. Mutta arvokkaimmat aromaattiset korkeammat alkoholit muodostuvat vain vastaavista aromaattisista aminohapoista, esimerkiksi:

Korkeampien alkoholien muodostuminen viinissä riippuu monista tekijöistä. Normaaleissa olosuhteissa niitä kertyy keskimäärin 250 mg/dm3. Hitaalla pitkäaikaisella käymisellä korkeampien alkoholien määrä kasvaa, kun käymislämpötila nousee 30 ° C: een, se laskee. Jatkuvan virtauskäymisen olosuhteissa hiivan lisääntyminen on hyvin rajallista ja korkeampia alkoholeja muodostuu vähemmän kuin panoskäymisessä.

Hiivasolujen määrän pienentyessä käyneen vierteen jäähtymisen, laskeutumisen ja karkean suodatuksen seurauksena tapahtuu hiivan biomassan hidasta kertymistä ja samalla korkeampien alkoholien, erityisesti aromaattisten sarjojen, määrä kasvaa.

Korkeampien alkoholien lisääntyminen ei ole toivottavaa kuivavalkopöytä-, samppanja- ja konjakkiviinimateriaaleille, mutta se antaa erilaisia ​​sävyjä aromiin ja makuun punaisiin pöytä-, kuohuviineihin ja vahvoihin viineihin.

Rypäleen puristemehun alkoholikäyminen liittyy myös korkeamolekyylipainoisten aldehydien ja ketonien, haihtuvien ja rasvahappojen ja niiden esterien muodostumiseen, jotka ovat tärkeitä viinin tuoksun ja maun muodostumisessa.

energian vaihto(katabolismi, dissimilaatio) - joukko orgaanisten aineiden jakamisen reaktioita, joihin liittyy energian vapautuminen. Orgaanisten aineiden hajoamisen aikana vapautuva energia ei heti hyödynnä solua, vaan se varastoituu ATP:n ja muiden korkeaenergisten yhdisteiden muodossa. ATP on solun universaali energialähde. ATP-synteesi tapahtuu kaikkien organismien soluissa fosforylaatioprosessissa - epäorgaanisen fosfaatin lisääminen ADP:hen.

klo aerobinen eliöt (elävät happiympäristössä) erottavat kolme energia-aineenvaihdunnan vaihetta: valmisteleva, hapeton hapetus ja happihapetus; klo anaerobinen eliöt (elävät hapettomassa ympäristössä) ja aerobiset organismit, joilla on hapenpuute - kaksi vaihetta: valmisteleva, hapeton hapetus.

Valmisteluvaihe

Se koostuu monimutkaisten orgaanisten aineiden entsymaattisesta hajoamisesta yksinkertaisiksi: proteiinimolekyylit - aminohapoiksi, rasvat - glyseroliksi ja karboksyylihapoiksi, hiilihydraatit - glukoosiksi, nukleiinihapot - nukleotideiksi. Suurimolekyylisten orgaanisten yhdisteiden hajottaminen tapahtuu joko entsyymien avulla Ruoansulatuskanava tai lysosomientsyymejä. Kaikki vapautunut energia haihtuu lämmön muodossa. Tuloksena olevia pieniä orgaanisia molekyylejä voidaan käyttää "rakennusmateriaalina" tai ne voidaan hajottaa edelleen.

Anoksinen hapetus tai glykolyysi

Tämä vaihe koostuu valmisteluvaiheen aikana muodostuneiden orgaanisten aineiden edelleen jakautumisesta, tapahtuu solun sytoplasmassa eikä vaadi happea. Solun pääasiallinen energianlähde on glukoosi. Prosessi glukoosin hapettomaksi epätäydelliseksi hajoamiseksi - glykolyysi.

Elektronien häviötä kutsutaan hapetukseksi, hankintaa kutsutaan pelkistymiseksi, kun taas elektronin luovuttaja hapettuu, vastaanottaja pelkistyy.

On huomattava, että biologinen hapettuminen soluissa voi tapahtua sekä hapen mukana:

A + O 2 → AO 2,

ja ilman hänen osallistumistaan ​​vetyatomien siirtymisen vuoksi aineesta toiseen. Esimerkiksi aine "A" hapettuu aineen "B" kustannuksella:

AN 2 + B → A + BH 2

tai elektroninsiirron vuoksi esimerkiksi rautarauta hapettuu kolmiarvoiseksi:

Fe 2+ → Fe 3+ + e -.

Glykolyysi on monimutkainen monivaiheinen prosessi, joka sisältää kymmenen reaktiota. Tämän prosessin aikana tapahtuu glukoosin dehydraus, koentsyymi NAD + (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi) toimii vedyn vastaanottajana. Entsymaattisten reaktioiden ketjun tuloksena glukoosi muuttuu kahdeksi palorypälehappomolekyyliksi (PVA), kun taas muodostuu yhteensä 2 ATP-molekyyliä ja pelkistetty muoto vedyn kantajasta NAD H2:

C6H12O6 + 2ADP + 2H3RO4 + 2NAD+ → 2C3H4O3 + 2ATP + 2H2O + 2NAD H2.

Jatkossa kohtalo PVK riippuu hapen läsnäolosta solussa. Jos happea ei ole, hiiva ja kasvit käyvät läpi alkoholikäymisen, jossa ensin muodostuu asetaldehydiä ja sitten etyylialkoholia:

1. C 3 H 4 O 3 → CO 2 + CH 3 SON,
2. CH 3 SON + NAD H 2 → C 2 H 5 OH + YLI +.

Eläimissä ja joissakin bakteereissa, joissa on hapenpuutetta, maitohappokäyminen tapahtuu maitohapon muodostuessa:

C 3 H 4 O 3 + NAD H 2 → C 3 H 6 O 3 + YLI +.

Yhden glukoosimolekyylin glykolyysin seurauksena vapautuu 200 kJ, josta 120 kJ haihtuu lämmön muodossa ja 80 % varastoituu ATP-sidoksiin.

Hapen hapettuminen tai hengitys

Se koostuu palorypälehapon täydellisestä hajoamisesta, tapahtuu mitokondrioissa ja pakollisella hapen läsnäololla.

Pyruviinihappo kuljetetaan mitokondrioihin (mitokondrioiden rakenne ja toiminta - luento nro 7). Täällä tapahtuu dehydraus (vedyn eliminaatio) ja dekarboksylaatio (vedyn eliminaatio). hiilidioksidi) PVC, jossa muodostuu kaksihiilinen asetyyliryhmä, joka osallistuu reaktiosykliin, jota kutsutaan Krebsin syklin reaktioksi. Lisäksi dehydraukseen ja dekarboksylaatioon liittyy hapettumista. Tämän seurauksena mitokondrioista poistetaan kolme CO 2 -molekyyliä jokaista tuhottua PVC-molekyyliä kohti; muodostuu viisi paria vetyatomeja yhdistettynä kantajiin (4NAD H 2, FAD H 2) sekä yksi ATP-molekyyli.

Glykolyysin ja PVC:n tuhoutumisen kokonaisreaktio mitokondrioissa vedyksi ja hiilidioksidiksi on seuraava:

C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 4ATP + 12H2.

Kaksi ATP-molekyyliä muodostuu glykolyysin seurauksena, kaksi - Krebsin syklissä; kaksi paria vetyatomeja (2NADHH2) muodostui glykolyysin seurauksena, kymmenen paria - Krebsin syklissä.

Viimeinen vaihe on vetyparien hapetus hapen mukana veteen ja samanaikaisesti ADP:n fosforylaatio ATP:ksi. Vety siirtyy kolmeen suureen hengitysketjun entsyymikompleksiin (flavoproteiinit, koentsyymit Q, sytokromit), jotka sijaitsevat mitokondrioiden sisäkalvossa. Elektronit otetaan vedystä, jotka lopulta yhdistyvät hapen kanssa mitokondriomatriisissa:

O2 + e- → O 2-.

Protonit pumpataan mitokondrioiden kalvojen väliseen tilaan, "protonisäiliöön". Sisäkalvo on vetyioneja läpäisemätön, toisaalta se on varautunut negatiivisesti (O 2 - johtuen), toisaalta - positiivisesti (H +:n vuoksi). Kun potentiaaliero sisäkalvon yli saavuttaa 200 mV, protonit kulkevat ATP-syntetaasientsyymin kanavan läpi, ATP muodostuu ja sytokromioksidaasi katalysoi hapen pelkistymistä vedeksi. Joten kahdentoista vetyatomiparin hapettumisen seurauksena muodostuu 34 ATP-molekyyliä.

1. Voi foto- ja kemosynteettiset organismit saada energiaa orgaaninen hapetus? Tietysti he voivat. Kasveille ja kemosynteettisille aineille on ominaista hapettuminen, koska ne tarvitsevat energiaa! Autotrofit kuitenkin hapettavat ne aineet, jotka he ovat itse syntetisoineet.

2. Miksi aerobiset organismit happi? Mikä on biologisen hapettumisen rooli? Happi on lopullinen elektronin vastaanottaja jotka tulevat hapettuvien aineiden korkeammista energiatasoista. Tämän prosessin aikana elektronit vapauttavat huomattavan määrän energiaa, ja hapettumisen rooli on juuri tässä! Hapetus on elektronien tai vetyatomin häviäminen, pelkistyminen on niiden lisäystä.

3. Mitä eroa on palamisella ja biologisella hapetuksella? Palamisen seurauksena kaikki energia vapautuu täysin muodossaan lämpöä. Mutta hapettumisen yhteydessä kaikki on monimutkaisempaa: vain 45 prosenttia energiasta vapautuu myös lämmön muodossa ja kuluu normaalin ruumiinlämpötilan ylläpitämiseen. Mutta 55 prosenttia - ATP-energian muodossa ja muut biologiset akut. Siksi suurin osa energiasta menee edelleen luomiseen korkean energian liitännät.

Energia-aineenvaihdunnan vaiheet

1. Valmisteluvaihe luonnehdittu hajottaa polymeerit monomeereiksi(polysakkaridit muuttuvat glukoosiksi, proteiinit aminohapoiksi), rasvat glyseroliksi ja rasvahapoiksi. Tässä vaiheessa vapautuu tietty määrä energiaa lämmön muodossa. Prosessi tapahtuu solussa lysosomit, elimistön tasolla - sisään Ruoansulatuselimistö . Siksi ruoansulatusprosessin alkamisen jälkeen kehon lämpötila nousee.

2. glykolyysi, tai anoksinen vaihe- glukoosin epätäydellistä hapettumista tapahtuu.

3. happivaihe- glukoosin lopullinen hajoaminen.

glykolyysi

1. glykolyysi tapahtuu sytoplasmassa. Glukoosi C 6 H 12 O 6 pilkottu PVC:ksi (pyruviinihapoksi) C 3 H 4 O 3 - kahdeksi kolmihiiliseksi PVC-molekyyliksi. Tässä on mukana 9 erilaista entsyymiä.

1) Samaan aikaan kahdessa PVC-molekyylissä on 4 vetyatomia vähemmän kuin glukoosissa C 6 H 12 O 6, C 3 H 4 O 3 - PVC (2 molekyyliä - C 6 H 8 O 6).

2) Mihin 4 vetyatomia kuluu? 2 atomin takia 2 NAD+-atomia pelkistyy kahdeksi NAD:ksiH. Kahden muun vetyatomin ansiosta PVC voi muuttua maitohappo C 3 H 6 O 3 .

3) Ja johtuen elektronien energiasta, jotka siirtyvät korkeasta glukoosin energiatasosta alemmalle NAD + -tasolle, 2 ATP-molekyyliä ADP:stä ja fosforihaposta.

4) Osa energiasta menee hukkaan muodossa lämpöä.

2. Jos solussa ei ole happea tai sitä ei ole tarpeeksi, 2 PVC-molekyyliä palautuu kahden NADH:n ansiosta. maitohappo: 2C3H4O3 + 2NADH + 2H+ \u003d 2C3H603 (maitohappo) + 2HAD+. Maitohapon läsnäolo aiheuttaa lihaskipuja harjoituksen aikana ja hapenpuutetta. Aktiivisen kuormituksen jälkeen happo lähetetään maksaan, jossa vety irtoaa siitä, eli se muuttuu takaisin PVC:ksi. Tämä PVC voi mennä mitokondrioihin täydelliseen hajoamiseen ja ATP:n muodostumiseen. Osa ATP:stä käytetään myös muuntamaan suurin osa PVC:stä takaisin glukoosiksi kääntämällä glykolyysi. Verensokeri menee lihaksiin ja varastoituu glykogeeni.

3. Tuloksena glukoosin hapeton hapetus syntyy yhteensä 2 ATP-molekyyliä.

4. Jos solussa on jo tai se alkaa syöttää sitä happi PVC:tä ei voida enää palauttaa maitohapoksi, vaan se lähetetään mitokondrioihin, joissa se on kokonaan hapettuminen C:ksiO 2 jaH 2 O.

Käyminen

1. Käyminen- tämä on eri ravintoaineiden, kuten glukoosin, molekyylien anaerobista (hapetonta) hajoamista.

2. Alkoholi-, maito-, voi- ja etikkakäyminen tapahtuu anaerobisissa olosuhteissa sytoplasmassa. Pohjimmiltaan kuinka käymisprosessi vastaa glykolyysiä.

3. Alkoholikäyminen on spesifistä hiivalle, joillekin sienille, kasveille, bakteereille, jotka hapettomissa olosuhteissa siirtyvät käymiseen.

4. Ongelmien ratkaisemiseksi on tärkeää tietää, että jokaisessa tapauksessa käymisen aikana glukoosista vapautuu glukoosia 2 ATP:tä, alkoholia tai happoja- öljy, etikka, maito. Alkoholipitoisen (ja voipitoisen) käymisen aikana glukoosista vapautuu alkoholin, ATP:n lisäksi myös hiilidioksidia.

Energia-aineenvaihdunnan happivaihe sisältää kaksi vaihetta.

1. Trikarboksyylihapposykli (Krebsin sykli).

2. Oksidatiivinen fosforylaatio.

Opettaja :

Koulu:

Alue:

Aihe: biologia

Luokka: 10

oppitunnin tyyppi: Oppitunti on roolipeli, jossa käytetään ICT:tä.

Oppitunnin tarkoitus:

Syventää opiskelijoiden tietoja ei-sellulaarisista elämänmuodoista;

ja AIDS-viruksen aiheuttama infektio.

Oppitunnin tavoitteet:

Tarjoaa opiskelijoille mahdollisuuksia yhdistyä kiinnostuksen kohteiden mukaan, tarjota erilaisia ​​roolipelejä; laajentaa kykyä työskennellä lisäkirjallisuuden ja Internet-materiaalien kanssa; edistää kollektivismin tunnetta; yliainekompetenssin muodostuminen.

Aika: 1 tunti

Puhelin: 72-1-16

Laitteet: tietokone, projektori, näyttö, didaktiset materiaalit.

Valmisteluvaihe:

Viikkoa ennen oppituntia luokan opiskelijoista muodostetaan roolipeliryhmiä "biologeista", "historioitsijoista", "infektoinnista", joille tarjotaan sopivaa materiaalia ei-soluisista elämänmuodoista ryhmäraporttiin. Opettaja tarjoaa heille tarvittavan kirjallisuuden ja Internet-mahdollisuudet.

Tuntien aikana:

Organisatorinen hetki (1 min)

Tarkastus d / z. - monitasoinen testattu työ

Testi #1

1) Glykolyysi on halkeamisprosessiminä :

A) proteiinit aminohappoiksi;

B) lipidit korkeammiksi karboksyylihapoiksi ja glyseroliksi;

2) Fermentaatio on prosessi:

A) Orgaanisten aineiden hajoaminen anaerobisissa olosuhteissa;

B) glukoosin hapetus;

C) ATP-synteesi mitokondrioissa;

D) Muunna glukoosi glykogeeniksi.

3) Assimilaatio on:

A) Energiaa käyttävien aineiden muodostuminen;

B) Aineiden hajoaminen energian vapautuessa.

4) Järjestä hiilihydraattien energia-aineenvaihdunnan vaiheet järjestykseen:

A - soluhengitys;

B-glykolyysi;

B-valmistelu.

5) Mikä on fosforylaatio ?

A) ATP:n muodostuminen;

B) Maitohappomolekyylien muodostuminen;

C) Maitohappomolekyylien hajoaminen.

Testi #2

1) Missä makromolekyyliyhdisteiden hajoamisen ensimmäinen ja toinen vaihe tapahtuvat: A) sytoplasma; B) mitokondriot: C) lysosomit D) Golgi-kompleksi.

2) Minkä organismien soluissa tapahtuu alkoholikäymistä?:

A) eläimet ja kasvit; B) kasvit ja sienet.

3) Glykolyysin energiavaikutus on muodostuminen

2 molekyyliä:

A) maitohappo; B) palorypälehappo; B) ATP;

D) etyylialkoholi.

4) Miksi dissimilaatiota kutsutaan energianvaihdoksi?

A) energia imeytyy; B) Energiaa vapautuu.

5) Mitä ribosomien koostumukseen sisältyy?

A) DNA; B) lipidit, C) RNA; D) proteiinit.

Testi #3

1) Mitä eroa on energia-aineenvaihdunnalla aerobeissa ja anaerobeissa?

A) - valmisteluvaiheen puuttuminen; B) hapettoman katkaisun puuttuminen c) soluvaiheen puuttuminen.

2) Mikä energia-aineenvaihdunnan vaiheista tapahtuu mitokondrioissa?

A- valmistava B-glykolyysi; B-soluhengitys

3) mitä orgaanisia aineita kulutetaan harvoin energian saamiseksi solussa:

A-proteiinit; B-rasvat;

4) Missä solun organelleissa orgaaniset aineet hajoavat:

A-ribosomit B-lysosomit, B-ydin.

5) Mistä energia ATP:n synteesiin ADP:stä tulee?

A) - assimilaatioprosessissa; B) - dissimilaatioprosessissa.

Itse hillintä. Dia #2

Tiedon päivitys.

Mitä tiedämme elämänmuodoista maan päällä?

Mitä tiedämme ei-soluisista elämänmuodoista?

Miksi tarvitsemme tätä tietoa?

4. Työn suunnitelman ja tarkoituksen esittely.

Dia# 3,4

5. Operatiivinen ja toimeenpano.

Siemenryhmätyö

a) Mr. "historioitsijat", joilla on tietoa löydöstä

viruksia. Dia #5

b) Ryhmän, "biologien" puhe, jossa on tietoa viruspartikkelin rakenteesta, virusten jakautumisesta RNA:ta ja DNA:ta sisältäviin, bakteriofagin rakenteesta. Diat nro 6,7,13

c) Opettaja selittää virusten lisääntymismenetelmän, opiskelijat työskentelevät muistivihkon kanssa. Dia #11

d) gr. "infektoijat", joilla on viesti ihmisten, eläinten ja kasvien tartuntataudeista, joita virus aiheuttaa. Diat № 8,9,10

e) opettajan tarina AIDS-viruksen tartunnan vaarasta. Dia №12,14

Toissijaisten ryhmien työ

Kaverit muodostavat uuden kokoonpanon ryhmiä. Ja jokainen ryhmä

etsii vastausta hänelle ehdotettuun kysymykseen tai ongelmalliseen tehtävään. Esimerkki: Löydä ero virusten ja elottoman aineen välillä? Löydätkö eron virusten ja elävän aineen välillä?

Mihin tarkoitukseen aikana virustauti määrätty antibiootteja?

6. Heijastava-arvioiva.

Ryhmien työn tarkistaminen; Dia nro 15

Testin suorittaminen;

Tarkista itse

1 Bakteerivirukset ____________

2 Viruksessa on reversetaasientsyymi ________

3 Viruksen kuori __________________

4 viruksen vapaana elävä muoto _____________

5 Nukleiinihappojen lukumäärä virussoluissa _

6 Virukset, joiden organismeja ei ole kuvattu __________

7 Virussairaudet _________________________________

Keskinäinen valvonta.

7. Oppitunnin yhteenveto

8. Luovat kotitehtävät

- ristisanatehtävän laatiminen;

Klusterin kokoaminen tästä aiheesta.

Tiedon lähteet

N. V. Chebyshev Biology uusin hakuteos М-2007

http //schols .keldysh .ru /scyooll 11413/bio /viltgzh /str 2.htm

Kappale 22 Minkä organismien soluissa tapahtuu alkoholikäymistä? Useimmissa kasvisoluissa sekä joidenkin sienten (esimerkiksi hiiva) soluissa tapahtuu glykolyysin sijasta alkoholikäymistä; anaerobisissa olosuhteissa glukoosimolekyyli muuttuu etyylialkoholiksi ja CO2:ksi. Mistä energia tulee ATP:n syntetisoimiseksi ADP:stä? Se vapautuu dissimilaatioprosessissa, eli solussa olevien orgaanisten aineiden halkeamisreaktioissa. Riippuen organismin erityispiirteistä ja sen elinympäristön olosuhteista, dissimilaatio voi tapahtua kahdessa tai kolmessa vaiheessa. Mitkä ovat energia-aineenvaihdunnan vaiheet? 1 - valmisteleva; päätellen suurten orgaanisten molekyylien hajoamisesta yksinkertaisemmiksi: polys.-monoosit., lipidit-gly.ja rasva. hapot, proteiinit-a.k. Katkaisu tapahtuu PS:ssä. Energiaa vapautuu vähän, kun se haihtuu lämmön muodossa. Syntyviä yhdisteitä (monosakkeja, rasvahappoja, a.k. jne.) solu voi käyttää muodostumisen vaihtoreaktioissa sekä lisälaajenemiseen energian saamiseksi. 2- hapeton \u003d glykolyysi (entsymaattinen prosessi glukoosin peräkkäiseen hajoamiseen soluissa, johon liittyy ATP-synteesi; aerobisissa olosuhteissa johtaa palorypälehapon muodostumiseen, anaerobisissa olosuhteissa maitohapon muodostumiseen); С6Н12О6 + 2Н3Р04 + 2ADP --- 2С3Н6О3 + 2ATP + 2Н2О. koostuu org.vest-in:n entsymaattisesta hajoamisesta, jotka saatiin valmisteluvaiheessa. O2 ei osallistu tämän vaiheen reaktioihin. Monet entsyymit katalysoivat glykolyysireaktioita, ja ne tapahtuvat solujen sytoplasmassa. 40 % energiasta varastoituu ATP-molekyyleihin, 60 % hajoaa lämpönä. Glukoosi ei hajoa lopputuotteiksi (CO2 ja H2O), vaan yhdisteiksi, jotka ovat edelleen runsaasti energiaa ja voivat edelleen hapettuessaan antaa sitä suuria määriä (maitohappo, etyylialkoholi jne.). 3- happi (soluhengitys); vaiheessa 2 muodostuneet orgaaniset aineet, jotka sisältävät suuria kemiallisen energiavarastoja, hapetetaan lopputuotteiksi CO2 ja H2O. Tämä prosessi tapahtuu mitokondrioissa. Soluhengityksen seurauksena kahden maitohappomolekyylin hajoamisen aikana syntetisoituu 36 ATP-molekyyliä: 2C3H6O3 + 6O2 + 36ADP + 36H3PO4 - 6CO2 + 42H2O + 36ATP. Suuri määrä energiaa vapautuu, 55% varastoituu ATP:n muodossa, 45% hajoaa lämmön muodossa. Mitä eroa on energian aineenvaihdunnan välillä aerobeissa ja anaerobeissa? Suurin osa maan päällä elävistä olennoista on aerobeja, ts. käytetään prosesseissa RH O2 ympäristöstä. Aerobeissa energianvaihto tapahtuu kolmessa vaiheessa: valmistelu, hapeton ja happi. Tämän seurauksena orgaaninen aines hajoaa yksinkertaisimmiksi epäorgaanisiksi yhdisteiksi. Eliöissä, jotka elävät hapettomassa ympäristössä ja eivät tarvitse happea - anaerobeja, samoin kuin aerobeissa, joissa on hapenpuutetta, assimilaatio tapahtuu kahdessa vaiheessa: valmisteleva ja hapeton. Energianvaihdon kaksivaiheisessa versiossa energiaa varastoituu paljon vähemmän kuin kolmivaiheisessa. TERMIT: Fosforylaatio on 1 fosforihappotähteen kiinnittämistä ADP-molekyyliin. Glykolyysi on entsymaattinen prosessi, jossa glukoosi hajoaa peräkkäin soluissa, johon liittyy ATP:n synteesi; aerobisissa olosuhteissa johtaa palorypälehapon muodostumiseen anaerobiseksi. olosuhteet johtavat maitohapon muodostumiseen. Alkoholikäyminen on käymiskemiallinen reaktio, jonka seurauksena glukoosimolekyyli muuttuu anaerobisissa olosuhteissa etyylialkoholiksi ja CO2 Par.23 Mitkä organismit ovat heterotrofeja? Heterotrofit - organismit, jotka eivät pysty syntetisoimaan orgaanisia aineita epäorgaanisista (elävät, sienet, monet bakteerit, kasvisolut, eivät pysty fotosynteesiin) Mitkä maapallon organismit eivät käytännössä ole riippuvaisia ​​auringonvalon energiasta? Kemotrofit - käyttävät orgaanisten aineiden synteesiin epäorgaanisten yhdisteiden kemiallisten muutosten aikana vapautuvaa energiaa. TERMIT: Ravinto – prosesseja, jotka sisältävät ravintoaineiden saannin, ruoansulatuksen, imeytymisen ja assimiloinnin kehossa. Ravitsemusprosessissa organismit saavat kemialliset yhdisteet joita ne käyttävät kaikissa elämänprosesseissa. Autotrofit ovat organismeja, jotka syntetisoivat orgaanisia yhdisteitä epäorgaanisista ja vastaanottavat hiiltä ympäristöstä hiilidioksidin, veden ja mineraalisuolojen muodossa. Heterotrofit - organismit, jotka eivät pysty syntetisoimaan orgaanisia aineita epäorgaanisista (elävät, sienet, monet bakteerit, kasvisolut, eivät pysty fotosynteesiin)