Ашық сабақ "Зат және энергия алмасу" 10 сынып

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Оңтүстік Қазақстан облысы

Қ.Аманжолов атындағы жалпы орта мектебі

2015-2016 оқу жылы

Шардара қаласы

Сабақтың тақырыбы: Зат және энергия алмасу.

Сабақтың мақсаты: Оқушыларға организмнің негізгі қызметі - зат алмасу

туралы түсінік қалыптастыру, пластикалық және

энергетикалық алмасудың маңызын түсіндіру.

Сабақтың түрі:

Сабақтың әдіс-тәсілдері: әңгімелеу, ой қозғау, баяндау, сұрақ-жауап.

Сабақтың көрнекілігі: сызбанұсқалар, кестелер.

Сабақтың барысы: Ұйымдастыру.

Үй тапсырмасын сұрап, оқушыларды бағалау.

Жаңа сабақ.

Зат алмасу процесі дегеніміз - тірі организмдегі белгілі бір тәртіппен кезектесіп жүретін әр түрлі химиялық реакциялардың жиынтығы. Тірі жасушадағы зат алмасу процесі үздіксіз жүріп жатады. Орыстың ұлы физиологы И.М.Сеченов "Өзіне қуат беріп тұрған сыртқы орта болмаса, организм тіршілік ете алмайды" деген болатын. Организм мен оны қоршаған сыртқы орта арасында үздіксіз зат пен энергия алмасып отырады. Зат пен энергияның алмасуы сыртқы ортадан организмге энергиясы мол органикалық заттардың келуінен басталады. Ол органикалық заттар ас қорыту жолына түсіп, ферменттердің жәрдемімен қарапайым заттарға ыдырайды. Содан кейін организмнің ішкі ортасы - қан мен лимфаға өтеді. Қарапайым заттар қанмен бірге жасушаға барып, түрлі химиялық өзгерістерге ұшырайды. Демек, сыртқы ортадан заттардың организмге енуінен бастап, ыдырау өнімдерін қайта тысқа шығаруға дейінгі күрделі өзгеру тізбегін - зат алмасу деп атайды.

Зат алмасу немесе метаболизм екі сатыдан - катаболизм мен анаболизмнен тұрады.

Катаболизм. Жасуша сыртқы ортадан энергиясы мол органикалық заттарды қабылдайды.

Олар ферменттердың жәрдемімен тотыға отырып, энергиясы аз қарапайым ыдырайды. Мысалы, ақуыздар - аминқышқылдарына, майлар - май қышқылдары мен глицеринге, ал көмірсулар - моносахаридтерге ыдырайды.

Бұл қарапайым заттардың ең соңғы өнімі - көмірқышқыл газы мен су.

Аминқышқылдары ыдырағанда оның құрамынан аммиак бөлініп шығады. Энергиясы мол органикалық заттардың ыдырауын катаболизм - ажырау деп атайды.

Катаболизм реакциясы кезінде бөлініп шыққан энергияның бір бөлігі еркін энергия, яғни АТФ түрінде сақталады. Екінші бөлігі энергияға бай сутек атомын қосып алған "кофермент" НАДФ-Н түрінде сақталады. НАДФ жасушада тұрақты болатын тасымалдаушы молекула, ол энергияға бай сутек атомын үнемі тасымалдайды.

Зат алмасудың негізгі қызметтерінің бірі - жасушаны энергиямен қамтамасыз ету. Өлі табиғатта энергия алуан түрлі болып кездеседі: жылу, электр, күн сәулесі, химиялық жанармай және т.б. Ал тірі организмдегі жағдай басқаша. Организмдер негізінен катаболизм кезінде бөлініп шыққан энергияны пайдаланады. Демек, ыдырау реакциясы кезінде бөлініп шыққан энергия заттарды белсенді тасымалдауға, синтез реакциясына, қозғалуға, бұлшық еттің жұмысына, жпасушаның бөлінуіне және т.б. тіршілік әрекеттеріне жұмсалады.

Өсімдіктекті және жануартекті қорекпен қоректенетін организмдер сыртқы ортадан энергиясы мол органикалық заттарды - глюкоза, аминқышқылдарды, дәрумендер және т.б. түрінде қабылдайды. Бұлардан қабылданған энергия бір түрден екінші түрге айналады. Энергияның өзгеруі термодинамика заңдарына бағынады. Термодинамиканың бірінші заңы бойынша энергия жойылмайды және жоқтан пайда болмайды, ол - бір түрден екінші түрге ауысып отырады. Термодинамиканың екінші заңы заңы бойынша энергия бір түрден екінші түрге ауысқанда, ол энергияның бір бөлігін пайдалы қызметке жұмсаса, қалған бөлігі пайдасыз жылуға айналады. Пайдалы жұмысқа жарамайтын энергия - энтропия деген өлшеммен сипатталады, энергия өзгерген сайын энтропия көбейеді.

Пайдасыз жылуға айналған энергия салқын кезде организмдердің денесін жылытуға, ал ыстықта дененің тұрақты температурасын сақтау үшін жұмсалады. Организмдегі пайдалы энергия АТФ түрінде сақталады.

АТФ қышқылының молекуласы азотты негіз - аденин, рибоза және үш фосфор қышқылының қалдығынан тұрады. АТФ-тің молекуласы тұрақсыз. Егер ферменттердің әсерінен фосфор қышқылының бір молекуласы гидролизденсе, 40кДж/моль энергия бөлініп шығады. Нәтижесінде, АТФ молекуласы АДФ-ке /аденозиндифосфор/ айналады. Егер фосфор қышқылының екі молекуласы гидролизденсе, АМФ /аденозинмонофосфат/ қышқылына айналады. Бұл қайтымды процесс: АМФ АДФ АТФ. 1 моль АТФ-тан 40кДж-ға жуық энергия босап шықса, 2 моль АТФ-тан 80кДЖ энергия бөлінеді. Бұл энергия жасушадағы жүріп жатқан барлық экзотермиялық энергиядан әлдеқайда көп. Сондықтан, фосфор қышқылының арасындағы байланыстарды макроэргиялық байланыс деп атайды.

Анаболизм /синтез реакциясы/. Анаболизм процесі кезінде катаболизм реакциясының нәтижесінде түзілген қарапайым заттар, атап айтқанда, аминқышқылдары, моносахаридтер, май қышқылдары мен азотты негіздер және АТФ пен НАДФ-Н энергиясы жұмсалып, әр түрлі макромолекула синтезделеді, Анаболизм организмнің тіршілігін жойғанға дейін үздіксіз жүретін күрделі процесс. Биосинтез реакциясы өсіп келе жатқан жас жасушаларда қарқынды түрлде жүреді. Алайда жасушалардың химиялық құрамы үнемі жаңарып отыратындықтан, ескірген жасушаларда да заттар ұдайы синтезделеді. Синтезделген ақуыз молекулалары белгілі бір уақыттан кейін ыдырап,оның орнын жаңа молекулалар басып отырады. Сондықтан жасуша қызметін және химиялық құрамын тұрақты сақтайды. Бұл тұрақтылық катаболизм және анаболизм процестерінің бір-бірімен үнемі байланыста жүретіндігімен түсіндіріледі.

Катаболизм және анаболизм арасындағы энергия алмасу. Катаболизм реакциясы кезіне АТФ және НАДФ-Н түрінде химиялық энергия бөлінеді. Анаболизм процесі бұл энергияны макромолекулаларды синтездеуге жұмсайды. Катаболизм және анаболизм поцестері жасушада бір уақытта жүреді, алайда олардың жылдамдығы бір-біріне тәуелсіз реттеледі.

Қорыта айтқанда, катаболизм мен анаболизм бір-біріне қарама-қарсы, бірақ өзара тығыз байланысқан бір процестің - тірі организмдегі зат және энергия алмасудың екі түрлі көрінісі.

Зат алмасудың сатылары. Зат алмасудың алғашқы сатысында қоректік зат ас қорыту мүшелерінде ферменттердің көмегімен тотыға отырып ыдырайды /катаболизм/. Екінші сатысында ыдыраудың нәтижесінде пайда болған қарапайым заттар қанға сіңіріліп, организмдегі жасушаларға таралады. Үшінші сатысы - аралық алмасу жасушаларда жүреді. Бұл сатыда организмді жаңартуға қажетті жасушаларды түзетін энергиясы мол құрылыс материалдары синтезделеді /анаболизм/. Сонымен қатар, ыдырау және тотығу реакцияларының нәтижесінде аралық және соңғы өнімдер түзіледі. Төртінші сатысында ыдырау өнімдері сыртқа шығарылады, яғни зат алмасудың соңғы өнімдері - көмірқышқыл газы, су, аммиак және т.б. заттар организмнен шығарылады.

Тақырыптың түйіні:

1. Метаболизм екіге бөлінеді: катаболизм және анаболизм.

2. Катаболизм процесі кезінде энергиясы мол органикалық заттар ферменттердің көмегімен мономерлерге ыдырап, энергия бөлінеді. Анаболизм процесі кезінде энергиясы аз қарапайым заттардан макромолекулалар синтезделеді.

3. Органикалық заттар ыдыраған кезде түзілген энергия термодинамика заңдарына сәйкес бір түрден екінші түрге айналып отырады.

4. Жасушадағы пайдалы энергия АТФ және НАДФгН түрінде сақталады.