Метаболизм клетки: Энергетический обмен | Интенсив БигМарк | Марк Ламарк

• Приветствие зрителей на YouTube, ВКонтакте и RuTube.  

• Проверка качества связи и изображения.  

• Установка чатов на разных платформах.  

• Настройка временной локации.  

• Приветствие зрителей на RuTube.  

• Проверка количества зрителей и лайков.  

• Объяснение формата интенсива: клеточный метаболизм, энергетический обмен, биосинтез белка и фотосинтез.  

• Описание домашних заданий и видеоразборов.  

• Ведущий Марк Марк рассказывает о себе и своей работе.  

• Упоминание успешных учеников и среднего балла на курсах.  

• Призыв подписаться на соцсети.  

• Описание годового курса "Ламарк".  

• Стоимость курса с куратором и без.  

• Призыв к подписке на курс.  

• История ученика Ильи, сдавшего биологию на 100 баллов.  

• Илья готовился только к биологии, несмотря на предыдущее обучение на физическом факультете.  

• Объяснение термина "обмен веществ" и его компонентов: анаболизм и катаболизм.  

• Пример с "Биг Маком" для иллюстрации энергетического обмена.  

• Расщепление белков, углеводов и жиров в организме.  

• Важность расщепления высокомолекулярных веществ до мономеров для синтеза необходимых веществ.  

• Пластический обмен и реакции синтеза.  

• Анонс будущих тем по пластическому обмену.  

• Пластический обмен также известен как анаболизм.  

• Включает биосинтез белка и фотосинтез.  

• В обоих процессах синтезируются вещества, требующие энергии.  

• Энергетический обмен связан с распадом веществ.  

• В организме энергия расходуется на строительство белков, углеводов и других веществ.  

• Гликолиз, часть энергетического обмена, также требует энергии.  

• На подготовительном этапе происходит распад высокомолекулярных веществ на низкомолекулярные.  

• Энергия выделяется, но рассеивается в виде тепла, а не запасается в виде АТФ.  

• Примеры: фотосинтез, биосинтез белков, жиров и углеводов.  

• Хемосинтез у бактерий как способ получения энергии.  

• Аэробное и анаэробное дыхание.  

• Аэробное дыхание эффективнее анаэробного, так как образует больше АТФ.  

• Анаэробное дыхание у организмов без митохондрий или в бескислородной среде.  

• Некоторые организмы могут переходить на аэробное дыхание при наличии кислорода.  

• В клетках растений запасной углевод — крахмал, в животных — гликоген.  

• Глюкоза, образующаяся из крахмала или гликогена, используется для синтеза АТФ.  

• Гликоген хранится в печени и мышцах.  

• При недостатке глюкозы гликоген расщепляется, обеспечивая клетки энергией.  

• Дыхание необходимо для жизни.  

• Пример с программированием: если не дышать, организм не сможет функционировать.  

• Дыхание необходимо для получения кислорода и удаления углекислого газа.  

• Газообмен происходит в легких, кровь насыщается кислородом и движется к органам.  

• Кислород важен для метаболизма и получения энергии.  

• Кислород необходим для окислительного фосфорилирования.  

• Кислород окисляет органические вещества, обеспечивая энергию.  

• Горение и биологическое окисление схожи.  

• Невозможно использовать другие газы для дыхания в настоящее время.  

• В прошлом могли бы использоваться серосодержащие газы.  

• Эволюция выбрала кислород как идеальный окислитель.  

• Аэробы используют кислород, анаэробы – нет.  

• Анаэробы расщепляют органические вещества не полностью.  

• Примеры анаэробов: эндопаразиты, почвенные микроорганизмы.  

• Почти все организмы являются аэробами: растения, животные, грибы, бактерии.  

• Растения также нуждаются в кислороде для дыхания.  

• Универсальный источник энергии – АТФ.  

• АТФ содержит макроэргические связи, при разрыве которых выделяется энергия.  

• АТФ можно сравнить с "пауэрбанком" для энергии.  

• АТФ состоит из трех элементов: аденин, рибоза и три остатка фосфорной кислоты.  

• Аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил являются азотистыми основаниями.  

• Нуклеотиды состоят из азотистого основания, рибозы и остатка фосфорной кислоты.  

• Нуклеотиды — это мономеры нуклеиновых кислот ДНК и РНК.  

• Нуклеиновые кислоты состоят из азотистых оснований, рибозы или дезоксирибозы и фосфорной кислоты.  

• Примеры нуклеотидов: аденин-рибоза-фосфат, тимин-рибоза-фосфат, гуанин-дезоксирибоза-фосфат.  

• Между остатками фосфорной кислоты в АТФ находятся макроэргические связи.  

• При разрыве одной макроэргической связи выделяется около 40 килоджоулей энергии.  

• Современные данные могут отличаться от классических, но на ЕГЭ обычно упоминают 40 килоджоулей.  

• При расщеплении АТФ образуется АДФ и АМФ.  

• АДФ образуется при удалении одного фосфата из АТФ.  

• АМФ образуется при удалении второго фосфата из АДФ.  

• Разрыв макроэргической связи и удаление фосфата называется дефосфорилированием.  

• Обратный процесс — фосфорилирование, при котором фосфат присоединяется к АДФ, превращая его обратно в АТФ.  

• Эти процессы происходят постоянно, обеспечивая клетку энергией.  

• Преподаватель объявляет перерыв на 3-5 минут.  

• После перерыва планируется обсуждение стадий энергетического обмена.  

• Основные стадии: подготовительная, гликолиз и окислительное фосфорилирование.  

• Расщепление высокомолекулярных веществ до низкомолекулярных.  

• Белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды участвуют в этом процессе.  

• Липиды не являются полимерами, но также расщепляются.  

• Липиды не являются полимерами, но расщепляются в подготовительной стадии.  

• Энергия не запасается в виде АТФ, а рассеивается в виде тепла.  

• Процесс происходит в пищеварительном тракте или пищеварительных вакуолях.  

• Второй этап энергетического обмена – гликолиз.  

• Бескислородное расщепление глюкозы.  

• Глюкоза распадается до двух молекул пирувата ПВК и двух молекул АТФ.  

• Анаэробные организмы могут либо бродить, либо не делать ничего.  

• Брожение не является основным источником энергии, а поставляет переносчики водорода для гликолиза.  

• Кислородный этап происходит в митохондриях.  

• Состоит из цикла Кребса и окислительного фосфорилирования.  

• Окислительное фосфорилирование генерирует большое количество энергии.  

• Гликолиз происходит в цитоплазме клетки.  

• Исходное вещество – глюкоза.  

• Продукты: две молекулы пирувата ПВК и две молекулы АТФ, а также два переносчика протонов НАД.  

• Переносчики водорода и электронов важны для расщепления водорода на протоны и электроны.  

• АТФ обозначает наличие энергии.  

• Гликолиз происходит в цитоплазме и образует АТФ.  

• Гликолиз включает около 11 химических реакций.  

• В начале используется энергия АТФ, затем образуется больше АТФ.  

• Из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пирувата, две АТФ и два НАД+.  

• В первых двух реакциях гликолиза используется энергия АТФ.  

• В итоге образуются четыре молекулы АТФ.  

• Важно запомнить, что из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пирувата, две АТФ и два НАД+.  

• Брожение происходит в анаэробных условиях при недостатке кислорода.  

• Молочно-кислое брожение происходит в мышцах при недостатке кислорода.  

• Брожение может быть процессом получения энергии или регенерации переносчика НАД+.  

• Основные виды брожения: спиртовое и молочно-кислое.  

• При спиртовом брожении образуются этанол и углекислый газ.  

• При молочно-кислом брожении образуется лактат.  

• Спиртовое брожение используется в хлебопечении для поднятия теста.  

• Молочно-кислое брожение используется в производстве сыров и йогуртов.  

• Уксусно-кислое брожение может использоваться для производства уксуса.  

• Масляно-кислое и пропионово-кислое брожения вызывают порчу продуктов.  

• В квашеной капусте происходит несколько видов брожения одновременно.  

• Аэробные организмы имеют более сложный путь окисления пирувата.  

• Кислородный этап завершает энергетический обмен.  

• Начинается с окисления пирувата.  

• Процесс называется окислительное декарбоксилирование пирувата.  

• Пируват окисляется, удаляется углекислый газ.  

• Образуется ацетил-КоА, который присоединяется к ферменту А.  

• Ко-фермент А помогает ферментам работать.  

• Образуется НАД, необходимый для окислительного фосфорилирования.  

• Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса.  

• В цикле Кребса образуются углекислый газ, CO2, ФАД, НАД и ГТФ.  

• Цикл Кребса — циклический процесс окисления ацетильных остатков.  

• Образуются CO2, переносчики и АТФ.  

• Важно различать цикл Кребса и цикл Кальвина.  

• Окислительное фосфорилирование — заключительный этап энергетического обмена.  

• Образуется большое количество АТФ.  

• Происходит в митохондриях, на кристах внутренней мембраны.  

• Внутренняя мембрана митохондрий образует кристы.  

• Кристы увеличивают площадь поверхности для размещения ферментов.  

• Это повышает эффективность энергетического обмена.  

• Переносчики электронов с водородом поступают на кристы.  

• Ферменты дыхательной цепи разделяют водород на протоны и электроны.  

• Энергия электронов создает протонный градиент.  

• Протоны проходят через АТФ-синтазу.  

• Энергия протонов используется для фосфорилирования.  

• Образуется АТФ.  

• Протоны водорода можно сравнить со стадом баранов, обладающим энергией.  

• Протоны неуправляемы, но их энергию можно запасти и направить.  

• Фермент АТФ-синтаза направляет протоны, превращая их энергию в АТФ.  

• Протоны проходят через АТФ-синтазу, вращая её лопасти.  

• Энергия протонов используется для присоединения остатка фосфорной кислоты к АДФ.  

• АТФ является универсальным источником энергии.  

• Исходными веществами являются пируват и переносчики.  

• Из двух молекул пирувата образуется 36 молекул АТФ, вода и углекислый газ.  

• Вода образуется при соединении водорода с кислородом.  

• Вода образуется, когда протоны из межмембранного пространства проходят через АТФ-синтазу.  

• Электроны, прошедшие через дыхательную цепь, соединяются с кислородом, образуя воду.  

• Кислород необходим для образования воды, что объясняет название процесса "окислительное фосфорилирование".  

• Окислительное фосфорилирование сравнивается с горением.  

• Для полного понимания процесса требуется больше времени.  

• Важно понимать количество энергии, переносчики и процесс образования АТФ.  

• Биологическое окисление происходит в мягких условиях, без высокой температуры.  

• Горение происходит при высокой температуре.  

• Биологическое окисление многостадийное и постепенное, горение протекает молниеносно и хаотично.  

• При биологическом окислении энергия запасается в виде АТФ.  

• При горении энергия рассеивается в виде тепла и света.  

• Основные затраты энергии: рост, развитие, движение, размножение.  

• Гомеостаз также требует энергетических затрат.  

• Глюкоза входит в энергетический обмен.  

• Гликолиз: безкислородное расщепление глюкозы с образованием двух молекул АТФ.  

• Цикл Кребса: окисление пирувата с образованием ацетил-КоА.  

• Окислительное фосфорилирование: соединение кислорода с водородом с образованием воды и АТФ.  

• Энергетический обмен – простой процесс при понимании сути.  

• Важно вникать в суть процессов для лучшего понимания.  

• Завтра будет обсуждаться биосинтез белка, в пятницу – фотосинтез.