Обмен веществ и превращения энергии в клетке. Энергетический обмен: ЕГЭ по биологии

Энергетический обмен (катаболизм) — совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся освобождением энергии, которая запасается в виде АТФ. Включает подготовительный этап, гликолиз, брожение (у анаэробов) и кислородное окисление (у аэробов). На ЕГЭ проверяется знание этапов…

Что нужно знать

Энергетический обмен — часть обмена веществ (метаболизма), противоположная пластическому обмену (ассимиляции).
Подготовительный этап: расщепление полимеров до мономеров (например, крахмала до глюкозы, белков до аминокислот) в пищеварительном тракте или лизосомах; энергия рассеивается в виде тепла, АТФ не образуется.
Гликолиз (анаэробный этап): расщепление одной молекулы глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК) в цитоплазме; выделяется 200 кДж, из них 60 кДж запасается в 2 АТФ, остальное — тепло.
Судьба ПВК зависит от наличия кислорода: в анаэробных условиях — брожение (молочнокислое, спиртовое и др.), в аэробных — окисление в митохондриях.
Кислородный этап (аэробное окисление): происходит в митохондриях; ПВК окисляется до CO2 и H2O; суммарно выделяется 2600 кДж, из них 1440 кДж запасается в 36 АТФ (по школьной программе: 2 АТФ в цикле Кребса + 34 АТФ на…
Суммарный энергетический эффект полного окисления глюкозы: 2800 кДж, из них 1520 кДж (40%) запасается в 38 АТФ, остальное рассеивается как тепло.

Термины и понятия

Энергетический обмен (катаболизм): совокупность реакций расщепления сложных органических веществ до простых с освобождением энергии, часть…
Пластический обмен (ассимиляция, анаболизм): совокупность реакций синтеза сложных органических веществ из простых с использованием энергии…
Гликолиз: анаэробный этап энергетического обмена — расщепление глюкозы до двух молекул ПВК в цитоплазме с образованием 2 АТФ.
Брожение: анаэробное расщепление органических веществ (например, глюкозы) с образованием спирта, молочной кислоты и др. продуктов; у…
Пировиноградная кислота (ПВК, пируват): промежуточный продукт гликолиза, который в аэробных условиях окисляется в митохондриях.
Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот): серия реакций в матриксе митохондрий, при которых ПВК окисляется до CO2 с образованием НАД·H и…
Окислительное фосфорилирование (дыхательная цепь): синтез АТФ на внутренней мембране митохондрий за счёт энергии переноса электронов от…
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота): универсальный источник энергии в клетке; при гидролизе АТФ → АДФ + H3PO4 выделяется 40 кДж/моль.

Частые ошибки

Путают этапы энергетического обмена и их локализацию: гликолиз считают проходящим в митохондриях, а кислородный этап — в цитоплазме.
Ошибочно указывают, что в подготовительном этапе образуется АТФ (на самом деле энергия рассеивается в виде тепла).
Неверно подсчитывают количество АТФ: забывают, что при полном окислении одной глюкозы образуется 38 АТФ (а не 36 или 40), или путают 2 АТФ гликолиза с 36 АТФ кислородного этапа.
Считают, что брожение — обязательный этап для всех клеток; на самом деле у аэробов при достатке кислорода ПВК сразу окисляется в митохондриях.

Как пройти тему

В курсе «Биология» тема «Обмен веществ и превращения энергии в клетке. Энергетический обмен» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Начать бесплатно Открыть курс

Другие темы раздела

← Предыдущая тема: Сравнение клеток растений, животных, грибов и бактерий
Следующая тема: Пластический обмен. Фотосинтез и хемосинтез

Все темы: ЕГЭ по биологии