Підручник Біологія 9 клас - О. А. Андерсон - Школяр 2017

Тема 3 ПРИНЦИПИ ФУНКЦІОНУВАННЯ КЛІТИНИ

§ 17. Загальні принципи перетворення речовин у клітинах

Згадаємо!

Що таке обмін речовин?

Яке значення мають вуглеводи, білки, ліпіди й нуклеїнові кислоти для життєдіяльності клітини?

Життєдіяльність клітин неможлива без органічних сполук. Основним процесом, що забезпечує організми нашої планети органічними речовинами, є фотосинтез, під час якого утворюються вуглеводи. Ви вже ознайомилися із реакціями фотосинтезу та розщеплення вуглеводів, тож взаємозв’язок пластичного та енергетичного обміну в клітині стає для вас більш зрозумілим (рис. 67).

Клітинам необхідні також білки, ліпіди та нуклеїнові кислоти. Для того щоб забезпечити організм усіма необхідними речовинами, відбуваються біохімічні перетворення одних сполук на інші: здійснюються численні хімічні реакції, у яких активну участь беруть ферменти. Для цих реакцій характерна черговість, коли продукт однієї реакції стає субстратом іншої. Ми розглянемо лише загальні принципи перетворень речовин у клітинах.

У клітинах постійно утворюються й розщеплюються полімерні сполуки. Процеси синтезу макромолекул є складовими пластичного обміну. Розщеплення полімерів до мономерів може бути підготовчим етапом енергетичного обміну. Наприклад, якщо глюкоза надходить у надлишку, синтезуються резервні полісахариди, які розщеплюються з утворенням глюкози, коли клітині потрібно більше енергії. З амінокислот клітини синтезують білки. Час існування утвореної

Рис. 67. Взаємозв’язок пластичного та енергетичного обміну на прикладі рослинної клітини

?! Проаналізуйте схему. Дайте відповіді на запитання.

1. Унаслідок якого процесу з неорганічних сполук утворюються органічні?

2. Яку енергію використовують рослини для утворення вуглеводів?

3. Унаслідок якого процесу розщеплюються органічні речовини до неорганічних сполук?

4. У результаті якого процесу енергія, що вивільняється, запасається в молекулах АТФ?

молекули білка становить від кількох хвилин до кількох діб. Далі «старі» молекули розщеплюються до амінокислот, які використовуються для синтезу нових. У клітинах постійно відбувається оновлення складу білків. Порушення цього процесу призводить до накопичення «старих» білків та може стати причиною захворювань.

Більшість органічних сполук розщеплюються з вивільненням енергії. Основними джерелами енергії в клітині здебільшого є вуглеводи й жири. Процес енергетичного обміну, аналогічний розщепленню глюкози, відбувається й під час окиснення інших речовин, зокрема жирних кислот та амінокислот. Проте слід пам’ятати, що білки повністю розщеплюються для постачання організму енергії лише в разі нестачі інших енергетичних сполук (схема 5).

Речовини однієї хімічної природи можуть перетворюватися на речовини іншої хімічної природи. Наприклад, під час розщеплення глюкози утворюється піровиноградна кислота, яка потім у циклі Кребса перетворюється на інші органічні кислоти. Якщо до них приєднується аміногрупа, синтезуються амінокислоти. У результаті хімічного перетворення амінокислот можуть утворюватися нітрогеновмісні основи, які є компонентами нуклеотидів. З органічних кислот згаданого циклу також синтезуються жирні кислоти, необхідні для утворення молекул жирів та фосфоліпідів. Отже, процесом, що об’єднує обмін вуглеводів, білків і ліпідів, є цикл Кребса (схема 5).

Для функціонування клітин важлива узгодженість реакцій обміну речовин. Так, якщо з їжею надходить надмірна кількість вуглеводів, то молекули, які не використані для виділення енергії, перетворюються на жири й відкладаються в жировій тканині. Це призводить до розвитку ожиріння, а також підвищує ризик розвитку цукрового діабету. І навпаки - тривала нестача в їжі вуглеводів та інших джерел енергії (голодування) призведе до розщеплення білків, унаслідок чого порушуватимуться функції організму.

Схема 5

ПЕРЕТВОРЕННЯ РЕЧОВИН У КЛІТИНІ

ПОВТОРІТЬ, ПОМІРКУЙТЕ

1. Що таке обмін речовин?

2. Поясніть взаємозв’язок пластичного та енергетичного обміну на прикладі рослинної клітини.

3. Схарактеризуйте загальні принципи перетворення речовин у клітині.

Самоконтроль рівня навчальних досягнень з теми «Принципи функціонування клітини»

ВАРІАНТ І

Тестові завдання з однією правильною відповіддю (0,5 бала)

1. Одним із процесів енергетичного обміну є

А фотоліз води

Б фотосинтез

В хемосинтез

Г гліколіз

2. Укажіть автотрофний організм.

3. Процес фотосинтезу відбувається в

А хромопластах

Б хлоропластах

В мітохондріях

Г ендоплазматичній сітці

4. Яка речовина утворюється внаслідок світлової фази фотосинтезу?

А вуглевод

Б білок

В ліпід

Г АТФ

5. Процес утворення органічних сполук з неорганічних за рахунок енергії хімічних реакцій називається

А гліколізом

Б фотолізом

В фотосинтезом

Г хемосинтезом

6. Резервні полісахариди можуть утворюватися в клітині із залишків

А жирних кислот

Б амінокислот

В нуклеотидів

Г глюкози

7. Хемосинтез відрізняється від фотосинтезу тим, що

А під час перетворення енергії не утворюється АТФ

Б може відбуватися без поглинання енергії

В характерний винятково для бактерій

Г відбувається без участі ферментів

8. Прочитайте опис: «Під час гліколізу молекула глюкози розщеплюється до двох молекул (1) та відбувається синтез двох молекул (2)». Замість цифр необхідно вставити слова. Виберіть правильний варіант.

А 1 - піровиноградної кислоти

2 - АТФ

Б 1 - вуглекислого газу

2 - АТФ

В 1 - піровиноградної кислоти

2 - кисню

Г 1 - вуглекислого газу

2 - кисню

9. На уроці біології для обговорення значення фотосинтезу клас поділили на дві групи. Перша група зазначила, що внаслідок фотосинтезу акумулюється світлова енергія в хімічних зв’язках органічних речовин. Друга група висловила судження про те, що на нашій планеті органічні речовини утворюються з неорганічних лише в процесі фотосинтезу. Яка група висловила правильне судження?

А лише перша

Б лише друга

В обидві групи

Г жодна із груп

Тестове завдання з коротким описом (3 бали)

10. Схарактризуйте енергетичний обмін у клітині за наведеними ознаками. Частина енергії, яка вивільняється в реакціях, запасається під час утворення молекул

1 глюкози

2 кисню

3 АТФ

В еукаріотичних клітинах пов’язаний з функціонуванням

1 комплексу Гольджі

2 клітинного центру

3 мітохондрій

Одним із процесів є

1 гліколіз

2 фотосинтез

3 хемосинтез

Дайте відповідь на вибране вами завдання (3 бали)

1. Обґрунтуйте взаємозв’язок пластичного та енергетичного обміну в клітині.

2. Поясніть планетарну роль фотосинтезу.

ВАРІАНТ ІІ

Тестові завдання з однією правильною відповіддю (0,5 бала)

1. Одним із процесів енергетичного обміну є

А хемосинтез

Б фотосинтез

В синтез вуглеводів

Г аеробне дихання

2. Укажіть автотрофний організм.

3. Процес утворення органічних сполук з неорганічних за рахунок світлової енергії називається

А гліколізом

Б фотолізом

В фотосинтезом

Г хемосинтезом

4. Аеробний етап енергетичного обміну відбувається за участю мембран

А хлоропластів

Б мітохондрій

В комплексу Гольджі

Г ендоплазматичної сітки

5. Яка речовина утворюється внаслідок темнової фази фотосинтезу?

А вуглевод

Б білок

В ліпід

Г АТФ

6. Із залишків глюкози в клітині можуть утворюватися

А нуклеїнові кислоти

Б полісахариди

В ліпіди

Г білки

7. Спільною ознакою фотосинтезу та хемосинтезу є

А засвоєння світлової енергії

Б виділення кисню в атмосферу

В розщеплення органічних речовин

Г синтез органічних речовин з неорганічних

8. Прочитайте опис: «Унаслідок повного розщеплення однієї молекули глюкози утворюються вода та (1), а також відбувається синтез 38 молекул (2)». Замість цифр необхідно вставити слова. Виберіть правильний варіант.

А 1 - піровиноградна кислота

2 - АТФ

Б 1 - вуглекислий газ

2 - АТФ

В 1 - піровиноградна кислота

2 - кисню

Г 1 - вуглекислий газ

2 - кисню

9. Проаналізуйте твердження щодо енергетичного обміну в клітині.

I. На етапі гліколізу відбувається розщеплення молекули глюкози.

II. У реакціях аеробного етапу утворюється набагато більше молекул АТФ, ніж під час гліколізу.

Яке з-поміж них правильне?

А перше правильне

Б друге правильне

В обидва правильні

Г обидва неправильні

Тестове завдання з коротким описом (3 бали)

10. Схарактризуйте фотосинтез за наведеними ознаками.

Поглинається енергія

1 хімічних реакцій

2 теплова

3 світлова

В еукаріотичних клітинах пов’язаний із функціонуванням

1 комплексу Гольджі

2 клітинного центру

3 хлоропластів

Одним із процесів є

1 гліколіз

2 фотоліз води

3 розщеплення молекули глюкози

Дайте відповідь на вибране вами завдання (3 бали)

1. Обґрунтуйте взаємозв’язок пластичного та енергетичного обміну в рослинній клітині.

2. Схарактеризуйте основні принципи перетворення речовин у клітині.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити