Частная школа 10 класс

Конспект по биологии 10 класс кратко параграф 21 + Экспресс тест с ответами. Краткое содержание и краткий пересказ § 21. Обмен веществ и превращение энергии в клетке по учебнику Пасечник. Код материалов: Биология Конспект №21.
Вернуться к Списку конспектов

Конспект по § 21. Обмен веществ и превращение энергии в клетке

§ 21 кратко (малый конспект)

Все живые организмы являются открытыми системами, осуществляющими обмен веществ и энергии с окружающей средой. Этот единый процесс — метаболизм — состоит из двух взаимосвязанных частей: энергетического обмена (катаболизма) и пластического обмена (анаболизма). Энергетический обмен заключается в расщеплении сложных органических веществ с высвобождением энергии, которая запасается в универсальной молекуле-аккумуляторе — АТФ. Пластический обмен, наоборот, использует энергию АТФ для синтеза сложных органических соединений из простых. Ключевым процессом получения энергии является клеточное окисление, которое может быть аэробным (с участием кислорода) или анаэробным. Оно отличается от обычного горения многостадийностью, возможностью запасания энергии в АТФ и использованием переносчиков водорода (НАД⁺, ФАД). Интенсивность двух сторон метаболизма меняется в зависимости от состояния организма: в период роста преобладает анаболизм, а при голодании, тяжелой работе или старении — катаболизм.

Большой конспект параграфа

Обмен веществ.

Все живые организмы — открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой веществом и энергией. Энергия необходима для синтеза веществ и выполнения работы. Её получают, разлагая органические соединения (пищу). Этот процесс называется энергетическим обменом (катаболизм, диссимиляция). В его ходе энергия запасается в универсальном соединении-энергоносителе — АТФ.

АТФ (аденозинтрифосфат) синтезируется из АДФ и фосфорной кислоты с поглощением энергии (реакция фосфорилирования). При обратном распаде АТФ эта энергия высвобождается для нужд клетки.

Параллельно в клетках идут синтетические процессы (пластический обмен, анаболизм, ассимиляция). С затратой энергии, полученной при диссимиляции, из простых веществ создаются сложные органические соединения (аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты и др.), необходимые для построения структур и жизнедеятельности.

Пластический и энергетический обмены тесно взаимосвязаны: продукты распада могут служить материалом для синтеза, а энергия АТФ, образованная при катаболизме, расходуется на анаболизм. Вместе они составляют единый обмен веществ (метаболизм) — биохимическую основу жизни.

Превращение энергии в клетке.

Основной способ получения энергии живыми организмами — окисление (“сжигание”) органических веществ. По отношению к кислороду организмы делятся на:

1. Аэробы — нуждаются в кислороде как окислителе.
2. Анаэробы — не нуждаются в кислороде (для некоторых он ядовит).
3. Факультативные анаэробы (например, дрожжи, некоторые бактерии и черви) — получают энергию в бескислородных условиях, но могут существовать и в присутствии кислорода, иногда переключая метаболизм.

Ключевые отличия клеточного окисления от простого горения:

1. Многостадийность: Окисление идет поэтапно (например, углеводород → спирт → альдегид → кислота → CO₂), что позволяет высвобождать энергию порциями.
2. Запасание энергии: Не вся энергия рассеивается в тепло. Значительная часть запасается в макроэргических связях АТФ (при сопряжении энерговыделяющих и энергопоглощающих реакций).
3. Возможность неполного окисления: Энергия может выделяться и без полного распада вещества до CO₂, хотя и в меньшем количестве.
4. Бескислородное окисление: Возможно и в отсутствие кислорода. При этом атомы водорода (“восстановительные эквиваленты”) переносятся на универсальные акцепторы (НАД⁺, ФАД), образуя НАДН и ФАДН₂.

Роль переносчиков водорода: НАДН и ФАДН₂ используются в реакциях биосинтеза или, в присутствии кислорода, окисляются в дыхательной цепи митохондрий с высокоэффективным синтезом АТФ.

Это интересно

Клетки используют принцип гидроэлектростанции для синтеза АТФ. При окислении НАДН и ФАДН₂ в митохондриях протоны перекачиваются через мембрану, создавая градиент концентрации. Протоны, возвращаясь обратно через канал фермента АТФ-синтетазы, вращают его, как вода турбину, что обеспечивает синтез АТФ.

Основу энергетики клетки составляют окислительно-восстановительные реакции. В анаэробных условиях одни вещества окисляются, а другие (НАД⁺, ФАД) восстанавливаются. В аэробных условиях НАДН и ФАДН₂ окисляются, отдавая электроны кислороду с образованием воды. Высвобождаемая энергия запасается в АТФ.

Соотношение пластического (ассимиляция) и энергетического (диссимиляция) обмена меняется в зависимости от состояния организма.

1. В период роста преобладает пластический обмен (накопление веществ).
2. Пример зимней спячки: летом преобладает ассимиляция (накопление жира), зимой — диссимиляция (расход запасов), что приводит к потере до 40-50% массы тела.
3. Диссимиляция преобладает также при тяжелой физической работе и старении.

Пластический и энергетический обмен неразрывно связаны, протекают одновременно, но их интенсивность меняется на разных этапах жизни клетки и организма.

Экспресс тест для проверки знаний

Вопрос №1: Что такое АТФ в контексте обмена веществ в клетке?
А) Органическое вещество, служащее основным строительным материалом.
Б) Универсальный переносчик кислорода в клетке.
В) Универсальное соединение-энергоноситель, аккумулирующее энергию.
Г) Фермент, катализирующий реакции окисления.

Вопрос №2: Как называется процесс синтеза АТФ из АДФ и фосфорной кислоты?
А) Гидролиз.
Б) Окисление.
В) Фосфорилирование.
Г) Редупликация.

Вопрос №3: Какие организмы могут получать энергию в бескислородных условиях, но способны существовать и в присутствии кислорода?
А) Облигатные аэробы.
Б) Облигатные анаэробы.
В) Факультативные анаэробы.
Г) Фототрофы.

Вопрос №4: Чем клеточное окисление принципиально отличается от простого горения?
А) Протекает только в присутствии кислорода.
Б) Высвобождает всю энергию единовременно в виде тепла.
В) Имеет многостадийный характер с порционным высвобождением и запасанием энергии.
Г) Всегда приводит к полному распаду вещества до CO₂ и H₂O.

Вопрос №5: Какие соединения выполняют роль универсальных акцепторов (переносчиков) атомов водорода в реакциях клеточного окисления?
А) АТФ и АДФ.
Б) Белки и липиды.
В) НАД⁺ и ФАД.
Г) ДНК и РНК.

Вопрос №6: В какой части метаболизма энергия, запасённая в АТФ, расходуется на создание сложных органических соединений?
А) В энергетическом обмене (катаболизме).
Б) В пластическом обмене (анаболизме).
В) В процессе клеточного дыхания.
Г) В реакциях гидролиза.

Вопрос №7: Согласно тексту, с чем сравнивается принцип синтеза АТФ в митохондриях?
А) С работой солнечной батареи.
Б) С принципом работы гидроэлектростанции.
В) С действием химической батарейки.
Г) С процессом горения топлива.

Вопрос №8: В каком состоянии организма пластический обмен (ассимиляция), как правило, преобладает над энергетическим (диссимиляцией)?
А) При зимней спячке.
Б) В период активного роста.
В) При тяжелой физической работе.
Г) В процессе старения.

Вы смотрели: конспект по биологии к учебнику 10 класса §21. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Краткое содержание темы учебника. Код материалов: Биология Конспект №21.
Вернуться к Списку конспектов по биологии