Параграф 22 ГДЗ Пасечник 10 класс (Биология)

Ниже вариант решения задания из учебника Пасечник, Каменский, Рубцов 10 класс, Просвещение:

$22. Энергетический обмен в клетке. Гликолиз и окислительное фосфорилирование

Вспомните:

1. Какова химическая природа АТФ?

Аденозинтрифосфат (АТФ) состоит из пуринового основания аденина, моносахарида рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты.

2. Какие химические связи называют макроэргическими?

Макроэргическими связями называют ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением значительного количества энергии: 40 кДж/моль и более (свободная энергия гидролиза).

3. В каких клетках АТФ больше всего?

АТФ больше всего в клетках печени и поперечнополосатых мышц, т.к. в них расходуется больше всего энергии.

ПОДУМАЙТЕ

Почему при интенсивной физической работе появляется одышка? О чём это свидетельствует? Можно ли с эти бороться?

Одышка возникает в ответ на интенсивную работу мышц, которая сопровождается высоким потреблением кислорода. Она свидетельствует о проявлении дефицита кислорода в тканях тела.

Одышка — это нормальное явление, возникающее у неактивного человека. После короткого отдыха все приходит в норму. Решить эту проблему можно увеличив свою активность, например, начать заниматься спортом.

Иногда одышка может быть симптомом определенной патологии (анемия, болезни легких, заболевания сердца и др.). В этом случае следует бороться с этим заболеванием.

Моя лаборатория

Тренируемся

1. Откуда берётся энергия для синтеза АТФ из АДФ?

В результате работы дыхательной цепи митохондрий концентрация Н+ в межмембранном пространстве существенно превышает их концентрацию в матриксе, что создаёт направленный внутрь митохондрий градиент концентрации протонов. Энергия этого градиента используется ферментом АТФ-синтетазой, которая по градиенту концентрации пропускает в матрикс ионы Н+ и синтезирует АТФ из АДФ и Фн.

2. Какие этапы выделяют в энергетическом обмене?

В энергетическом обмене выделяют три этапа: подготовительный, анаэробный (безкислородный) и аэробный (кислородный).

1) У человека на подготовительном этапе поступающие с пищей олигосахариды (сахароза, лактоза) и полисахариды (гликоген, крахмал) расщепляются пищеварительными ферментами желудочно-кишечного тракта до мономеров (глюкозы, фруктозы, галактозы), которые всасываются в кровь и поступают в клетки.

2) Анаэробный этап сопровождается гликолизом (анаэробным ферментативным путём расщепления глюкозы до молочной кислоты (лактата), сопровождающимся выделением энергии, запасаемой в виде АТФ). У млекопитающих он наиболее интенсивно протекает в скелетных мышцах, печени, сердце, эритроцитах, сперматозоидах, а также в клетках раковых опухолей. Этот процесс идёт в цитоплазме клеток и не требует присутствия кислорода и мембранных структур.

3) Третьим этапом является клеточное дыхание. У растений, животных и большинства аэробных микроорганизмов оно начинается с отщепления СО2 (декарбоксилирования) от молекулы пировиноградной кислоты (пирувата), которая образуется в процессе гликолиза. В результате этой реакции от пирувата отрывается СО2, а образовавшийся двухуглеродный остаток уксусной кислоты (ацетил-радикал) присоединяется к молекуле универсального переносчика углеводородных радикалов — кофермента А — с образованием ацетил-кофермента А (ацетил-КоА). Ацетил-Ко А образуется и при окислении жирных кислот, которые также являются субстратами клеточного дыхания. Данные процессы сопровождаются образованием НАДН.

Дальнейшее окисление ацетил-КоА происходит в матриксе митохондрий в цикле Кребса, а НАДН — в дыхательной цепи митохондрий.

3. В чём различия энергетического обмена аэробов и анаэробов?

Энергетический обмен аэробов происходит с участием кислорода (клеточное дыхание). Энергетический обмен анаэробов происходит без кислорода (гликолиз).

Совершенствуемся

1. Во сколько раз клеточное дыхание эффективнее гликолиза в энергетическом плане?

В результате гликолиза «энергетическая прибыль» клетки составляет 2 молекулы АТФ, а в ходе клеточного дыхания образуется 32 молекулы АТФ.

32:2 = 16.

Таким образом, клеточное дыхание эффективнее гликолиза в энергетическом плане в 16 раз.

2. Сравните процессы аэробного и анаэробного окисления. Ответ предоставьте в виде таблицы.

Характеристики Аэробное окисление Анаэробное окисление

Где происходит В митохондриях В цитоплазме

Участие кислорода Да Нет

Этапы 3 этапа:

гликолиз, цикл Кребса, дыхательная цепь 2 этапа: гликолиз, брожение

Конечные продукты СО2, Н2О Молочная кислота, этиловый спирт и другие конечные продукты

Освобождение энергии 32 молекулы АТФ 2 молекулы АТФ

3. В клетках каких организмов происходит спиртовое брожение?

В большинстве растительных клеток, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей) вместо гликолиза происходит спиртовое брожение: молекула глюкозы в анаэробных условиях превращается в этиловый спирт и СО2.

4. Установите соответствие между признаком энергетического обмена и его этапом.

ПРИЗНАКИ ОБМЕНА ЭТАПЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА

А) расщепляется пировиноградная кислота до углекислого газа и воды

Б) расщепляется глюкоза до пировиноградной кислоты

В) синтезируются 2 молекулы АТФ

Г) синтезируются 32 молекулы АТФ

Д) происходит в митохондриях

Е) происходит в цитоплазме 1) гликолиз

2) кислородное расщепление

Ответ: А – 2, Б – 1, В – 1, Г – 2, Д – 2, Е – 1.

Обсуждаем

Известно, что при биологическом окислении 50 % энергии выделяется в виде теплоты. Почему она не повреждает чувствительные к нагреванию белки и другие вещества клетки? Ответ обоснуйте.

Поскольку ферментативные процессы биологического окисления идут ступенчато, тепловая энергия выделяется не сразу, а постепенно и успевает рассеяться в окружающей среде. По этой причине не повреждаются чувствительные к нагреванию белки и другие вещества клетки.