280 likes | 414 Views
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/ Žž. Autor materiálu: RNDr. Pavlína Kochová Datum vytvoření: listopad 2012 Vzdělávací oblast: člověk a příroda Vyučovací předmět: chemie Ročník: septima, š. Téma: dynamická biochemie – glykolýza Druh materiálu: prezentace + pracovní list
E N D
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž Autor materiálu: RNDr. Pavlína Kochová Datum vytvoření: listopad 2012 Vzdělávací oblast: člověk a příroda Vyučovací předmět: chemie Ročník: septima, š. Téma: dynamická biochemie – glykolýza Druh materiálu: prezentace + pracovní list Klíčová slova: substrát, redoxní enzymy, odbourání, isomerace, oxidativní štěpení, substrátová fosforylace, makroergická vazba, energetická bilance Anotace: prezentace s výkladem a aktivitou pro procvičení ev. zpětnou vazbu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž • Typ interakce • Dum se skládá z výkladu formou prezentace a následnou aktivitou formou pracovního listu • Druh výukového zdroje • Prezentace je učena pro výklad první části metabolické dráhy odbourávání sacharidů pro třetí ročník výuky středoškolské chemie • Navazuje na úvodní výklad o složení živých soustav, metabolických drahách a významu redoxních dějů v živých soustavách a připravuje studenty na výklad další fáze získávání energie z živin – citrátový cyklus a zmiňuje i vedlejší cesty metabolismu sacharidů • Podává v jednotlivých krocích názorné vysvětlení postupu odbourávání uhlíkatých skeletů • Druhá část prezentace podává výklad o navazujících vedlejších procesech • Pracovní list lze použít pro procvičování učiva v hodině nebo jako domácí úkol, nebo pro zpětnou vazbu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž • Typická délka využití • Dum je zamýšlen na jednu vyučovací jednotku. Dle schopností žáků je aktivitu možno realizovat v hodině nebo formou domácího úkolu. • Zařazení materiálu dle ŠVP • Student zařadí proces do systému metabolismu živin • Osvojí si znalosti o významu děje pro energetiku buňky Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLYKOLYSA RNDr. Pavlína Kochová Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž SACHARIDY - VÝZNAM, ZÍSKÁVÁNÍ • až 85 – 90 % sušiny rostlinných buněk • průměrně 3 % suché hmoty živočišných buněk • asi 60 % potravy člověka • autotrofní organismy – fotosyntéza • heterotrofní organismy – z potravy, ze zásobních polysacharidů (glykogen) Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž FUNKCE • zdroj energie – buněčné palivo • zásoby energie (škrob, glykogen, inulin) • strukturní (celulosa, chitiny) • stavební část funkčně významných sloučenin buňky (nukleotidy, vitamíny, glykoproteiny) • zdroj uhlíkových skeletů pro syntézu významných sloučenin buňky Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLUKOSA-6-FOSFÁT Klíčová látka metabolismu sacharidů vzniká: • hydrolytickým štěpením oligo- a polysacharidů potravy v trávicím traktu a následnou fosforylací • isomerací jiných hexos potravy a následnou fosforylací • přeměnou monosacharidů s jiným počtem uhlíků z potravy a následnou fosforylací • glykogenolysou - fosforolytickým štěpením glykogenu na glukosa-1-fosfát a jeho následnou isomerací Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž SCHEMA TVORBY GLUKOSA-6-FOSFÁTU Obr.1 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501 zpět
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž ODBOURÁVÁNÍ GLUKOSA-6-FOSFÁTU Dvě základní cesty v živočišných buňkách: • GLYKOLÝZA – produkce energie • PENTOSOVÝ CYKLUS – vznik pentos pro syntézu nukleotidů Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLYKOLÝZA (Embden-Meyerhof-Parnas) • oxidativní přeměna glukosy na pyruvát • 10 reakcí enzymaticky katalyzovaných • probíhá v cytoplasmě • volná energie je ukládána do ATP a NADH+H+ • všechny enzymy jsou rozpuštěny v cytosolu • meziprodukty jsou fosforylované • sumární rovnice glukosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2Pi → 2 pyruvát + 2 (NADH + H+ ) + 2ATP + 2 H2O Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž SCHEMA GLYKOLYSY Obr.2 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLUKOSA GLYCERALDEHYD-3-FOSFÁT 1. reakce: FOSFORYLACE enzym: HEXOKINASA spotřeba: 1 ATP první stupeň aktivace molekuly glukosy Obr.3 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLUKOSA GLYCERALDEHYD-3-FOSFÁT 2. reakce: ISOMERACE enzym: GLUKOSAFOSFÁTISOMERASA Obr.4 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLUKOSA GLYCERALDEHYD-3-FOSFÁT 3. reakce: FOSFORYLACE enzym: 6-FOSFOFRUKTOKINASA Spotřeba: 1 ATP nejpomalejší reakce celého sledu vzniká vysoce aktivní meziprodukt Obr.5 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž GLUKOSA GLYCERALDEHYD-3-FOSFÁT Obr.6 4. reakce: ALDOLOVÉ ŠTĚPENÍ enzym: ALDOLASA vznikají 2 molekuly triosafosfátů, které jsou udržovány v rovnováze triosafosfátisomerasou Obr.7 do další reakce vstupuje jen glyceraldehyd,posouváním rovnováhy zreaguje všechen dihydroxyaceton Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž DEHYDROGENACE GLYCERALDEHYDU 5. reakce: DEHYDROGENACE + FOSFORYLACE enzym: DEHYDROGENÁZA vstup: 2 NAD+, 2 ANORGANICKÝ FOSFÁT zisk: 2 NADH+H+ Obr.8 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501 zpět
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž DEHYDROGENACE GLYCERALDEHYDU 6. reakce: I. SUBSTRÁTOVÁ FOSFORYLACE enzym: FOSFOGLYCERÁTKINASA zisk: 2 ATP Obr.9 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž Obr.10 VZNIK PYRUVÁTU 7. reakce: ISOMERACE enzym: FOSFOGLYCEROMUTASA Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž VZNIK PYRUVÁTU 8. reakce: DEHYDRATACE enzym: ENOLASA Obr.11 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž VZNIK PYRUVÁTU 9. reakce: II. SUBSTRÁTOVÁ FOSFORYLACE enzym: PYRUVÁTKINASA zisk: 2 ATP Obr.12 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž VZNIK PYRUVÁTU 10. reakce: SPONTÁNNÍ PŘESMYK Obr.13 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž ENERGETICKÁ BILANCE na 1 molekulu glukosy ZISK 4 ATP 2 NADH+H+ (2-3 ATP) 2 PYRUVÁT SPOTŘEBA 2 ATP NADH+H+ ,PYRUVÁT - potenciál energie Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž SHRNUTÍ • glykolýza uvolní jen malou část celkové dosažitelné energie z molekuly glukosy, velká část zůstává uložena v molekule pyruvátu • energetický výtěžek glykogenolýzy je o 1 ATP větší (odpadá výdej 1 ATP na vznik glukosa-fosfátu) viz obr.1 • sled reakcí probíhá za aerobních i anaerobních podmínek, další děje se liší v souvislosti s možností regenerace NADH+H+ vznikajícího pi dehydrogenaci glyceraldehyd-3-fosfátu viz obr.8 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž DALŠÍ CESTY GLYKOLÝZY • ANAEROBNÍ PODMÍNKY • mléčné kvašení • alkoholové kvašení • AEROBNÍ PODMÍNKY • oxidativní dekarboxylace pyruvátu na acetyl-CoA Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž MLÉČNÉ KVAŠENÍ • mikroorganismy (tzv. homolactica) a namáhané živočišné svalové buňky (svalová glykolýza) • NADH+H+ vytvořený při dehydrogenaci glyceraldehyd-3-fosfátu se oxiduje na NAD+ • redukce pyruvátu za vzniku laktátu Obr. 14 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž ALKOHOLOVÉ KVAŠENÍ • mikroorganismy alkoholového kvašení • NADH+H+ vytvořený při dehydrogenaci glyceraldehyd-3-fosfátu se oxiduje na NAD+ • redukce pyruvátu za současného odštěpení CO2 (dekarboxylace)na ethanol Obr. 15 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž OXIDATIVNÍ DEKARBOXYLACE • reakce pyruvátu v aerobních podmínkách nezbytná pro úplné využití energie uhlíkatého skeletu • složitý proces, při kterém se z pyruvátu odštěpí CO2 (dekarboxylace); na vzniklý acetyl se váže koenzym A (CoASH); současně dochází k redukci NAD+ na NADH+H+ Obr. 16 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501
VY_32_INOVACE_3.3.Ch3.11/Žž ZDROJE • VODRÁŽKA, Zdeněk. Biochemie. Vyd. 1. Praha: Academia, 1992, 2 v. ISBN 80-200-0438-6, kniha druhá, str. 50-57. • Obrázek 1: VODRÁŽKA, Zdeněk. Biochemie pro studenty středních škol a všechny, které láká tajemství živé přírody. 1. vyd. Praha: Scientia, 1998, 161 s. ISBN 80-718-3083-6, str. 88 • Obrázky 2-13 : VODRÁŽKA, Zdeněk. Biochemie pro studenty středních škol a všechny, které láká tajemství živé přírody. 1. vyd. Praha: Scientia, 1998, 161 s. ISBN 80-718-3083-6, str. 90. • Obrázky 14-16: MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 1. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2000, 250 s. ISBN 80-718-2057-1., str.180-181. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je RNDr. Pavlína Kochova CZ.1.07/1.5.00/34.0501