Подробное решение параграф §21 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. Углубленный уровень 2017
Ст. 118
Вспомните, какие органические вещества выполняют в клетке энергетические функции. С каким универсальным источником энергии связаны превращения этих веществ?
Углеводы выполняют в клетке энергетические функции. Универсальный источник энергии – энергия Солнца, которая используется при образовании углеводов в растениях.
Ст. 123
Вопросы и задания
1. Что общего в реакциях превращения белков, жиров и углеводов в пищеварительном тракте человека? Как называют такие реакции? В каких органоидах клетки могут происходить аналогичные процессы расщепления?
Это реакции гидролиза. Все эти вещества гидролизируются в нашем кишечнике до более простых веществ (например, глюкозы), а потом запасаются в организме или превращаются в энергию.
В клетке за аналогичные процессы расщепления веществ отвечают органоиды под названием Лизосомы.
2. Как используется организмом энергия, освобождающаяся на подготовительном этапе энергетического обмена?
Вся энергия, выделяющаяся на подготовительном этапе, рассеивается в виде тепла.
3. Как продукты расщепления белков, жиров, углеводов доставляются к тканям и клеткам? Объясните механизм их транспорта через клеточную мембрану.
Образующиеся низкомолекулярные вещества поступают в кровь и доставляются ко всем органам и клеткам. В клетках они проникают в лизосомы или непосредственно в цитоплазму. На клеточном уровне расщепление происходит в лизосомах, в этом случае вещества сразу же поступают в цитоплазму.
4. Сравните и оцените энергетическую эффективность двух типов брожения глюкозы. Сделайте вывод об эффективности анаэробного пути обмена веществ.
Эффективность спиртового брожения > эффективности молочнокислого брожения. Это говорит о том, что даже при наименьшем кол — ве сырья спиртовое брожение даст больший выход.
5. Опишите последовательность превращения пировиноградной кислоты в процессе биологического окисления. В результате каких реакций образуется углекислый газ? В каких органоидах клетки идут эти процессы?
Пировиноградная кислота расщепляется до ацетил — коэнзимаА путем последующего окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты; жирные кислоты превращаются вацетил — коэнзимА путемβ — окисления
и т.д. Эти специфичные пути соответствуют II стадии катаболизма и рассматриваются в соответствующих разделах обмена веществ (обмена углеводов, обмена жиров и др.).
В результате окисления кислородом, глюкоза распадается на углекислый газ и воду. Эти реакции протекают преимущественно в митохондриях.
6. Где и как используется кислород, поступающий в организм при дыхании? Где происходит образование молекул воды?
Кислород необходим для накопления отрицательно заряженных ионов на внутренней мембране митохондрий, чтобы создать разность потенциалов, для окисления пировиноградной кислоты.
7. Как идёт преобразование энергии, выделяющейся в процессе реакций кислородного этапа энергетического обмена? Сравните количество образующихся молекул АТФ в результате циклических реакций и на дыхательной цепи. Объясните этот факт.
Энергия используется для расщепления полимеров до мономеров(нуклеиновые кислоты до нуклеотидов, белки до аминокислот, жиры до глицерина и карбоновых кислот), которые будут потом участвовать в других этапах клеточного дыхания.
В подготовительном этапе АТФ не запасается а рассеивается в виде тепла. В бескислородном этапе образуется 2 молекулы АТФ, а в кислородном 36 молекул АТФ. Т.е. в результате клеточного дыхания образутс всего 38 молекул АТФ (2 молекулы на анаэробном этапе и 36 на аэробном).
8. Как используется энергия электронов в процессе окислительного фосфорилирования? Почему этот процесс так называется? Назовите структуры митохондрий, в которых идут циклические реакции и окислительное фосфорилирование. Какие из этих реакций будут идти с большей скоростью? Ответ поясните.
Окислительное фосфорилирование, синтез АТФ из аденозиндифосфата и неорганического фосфата, осуществляющийся в живых клетках, благодаря энергии, выделяющейся при окислении орг. веществ в процессе клеточного дыхания.
У животных, растений и грибов окислительное фосфорилирование протекает в специализированных субклеточных структурах — митохондриях; у бактерий ферментные системы, осуществляющие этот процесс, находятся в клеточной мембране.
9. АТФ синтезируется в митохондриях и хлоропластах. Объясните, в чём сходство и различие процессов, приводящих к синтезу этих молекул в органоидах.
В хлоропластах АТФ синтезирукется в ходе световой фазы фотосинтеза и расходуется на ассимилляцию углерода в темновую фазу фотосинтеза.
В митохондриях АТФ образуется в результате окислительного фосфорилирования, при окислении субстратов – углеводов, жирных кислот. энергия АТФ, образующихся в митохондриях, тратится на все потребности клеток.