Энергетический обмен в клетке: подготовительный, бескислородный и кислородный этапы
Текст урока
Клетка получает энергию, расщепляя глюкозу, и «запасает» её в молекулах АТФ. Это происходит в три этапа: подготовительный (крупные молекулы расщепляются до мономеров, энергия рассеивается в виде тепла), бескислородный — гликолиз (в цитоплазме глюкоза расщепляется до 2 молекул пировиноградной кислоты, образуется 2 АТФ) и кислородный (в митохондриях расщепление до CO₂ и воды, 36 АТФ).
Всего из одной глюкозы получается 38 АТФ. Если кислорода не хватает (например, в интенсивно работающей мышце), идёт только гликолиз: 2 АТФ и молочная кислота. Поэтому кислородное дыхание примерно в 19 раз эффективнее.
гликолиз: 2 АТФв цитоплазме, без кислородамитохондрия: 36 АТФкислородный этапвсего 38 АТФполное расщепление 1 глюкозыпереходи по этапам, выключи кислород ↓Подготовка: полисахарид расщепляется до глюкозы, энергия уходит в теплоКлетка, как в учебнике: цитоплазма, эндоплазматическая сеть и митохондрия с кристами. Чёрные кружки — атомы углерода: в глюкозе 6, в каждой пировиноградной кислоте 3. Красные квадратики — полученные АТФ. Если выключить кислород, митохондрия не работает и остаётся всего 2 АТФ.
КислородЭтап1 / 4ATP0Задание 1 / 2○○Дойди до этапа, где из одной глюкозы получается 38 АТФ.
Настрой ползунки и кнопки…Что показывает симуляция?
языком ползунков- На подготовительном этапе АТФ не образуется: полисахариды расщепляются до глюкозы, энергия рассеивается в виде тепла.
- При гликолизе шестиуглеродная глюкоза делится на две трёхуглеродные пировиноградные кислоты — 2 АТФ.
- В митохондрии пировиноградная кислота расщепляется до CO₂ и воды — ещё 36 АТФ, всего 38.
- Выключи кислород: митохондрия «без работы», пировиноградная кислота превращается в молочную, всего 2 АТФ.
- Кислородный путь даёт 38, бескислородный — 2 АТФ: разница в 19 раз.
Этапы в одной таблице
где, что, сколько| Этап | Где | Что происходит | АТФ |
|---|---|---|---|
| Подготовительный | органы пищеварения, лизосомы | полимеры → мономеры | 0 (тепло) |
| Бескислородный (гликолиз) | цитоплазма | глюкоза → 2 пировиноградные кислоты | 2 |
| Кислородный | митохондрии | пировиноградная кислота → CO₂ + H₂O | 36 |
| Всего | C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O | 38 |
Самые частые ошибки
красной ручкой«Гликолиз идёт в митохондрии»Гликолиз идёт в цитоплазме и не требует кислорода. В митохондрии идёт только кислородный этап.
«На подготовительном этапе тоже образуется АТФ»Энергия подготовительного этапа рассеивается в виде тепла, АТФ не образуется.
«У растений нет дыхания, только фотосинтез»Клетки растений тоже дышат в митохондриях и получают АТФ. Фотосинтез и дыхание идут в растении одновременно.
Разобранные задачи
сначала реши самЗадача 1
Полностью (с кислородом) расщепились 3 моль глюкозы. Сколько моль АТФ образовалось?
Показать решение1 моль глюкозы → 38 моль АТФ3 · 38 = 114 моль АТФОтвет: 114 моль.
Задача 2
В мышце без кислорода расщепились 4 моль глюкозы. Сколько моль АТФ и молочной кислоты образовалось?
Показать решениеПри гликолизе 1 глюкоза → 2 АТФ и 2 молочные кислоты4 · 2 = 8 моль АТФ, 8 моль молочной кислотыОтвет: 8 моль АТФ, 8 моль молочной кислоты.
В реальной жизни: почему мышцы быстро устают при беге?
кислородный и бескислородный путьПри спокойном беге кислорода хватает: глюкоза полностью расщепляется в митохондриях — 38 АТФМарафонцы проходят дистанцию в основном за счёт кислородного пути, а спринтеры за короткое время используют и бескислородный гликолиз. Тренировки увеличивают число митохондрий и улучшают кровообращение, поэтому тренированный человек дольше остаётся в кислородном режиме.
Проверь себя: 5 тестовых заданий
5 вопросов1Где в клетке идёт гликолиз?
2Сколько АТФ образуется при полном (кислородном) расщеплении одной молекулы глюкозы?
3Сколько АТФ образуется из одной глюкозы на бескислородном этапе?
4Где идёт кислородный этап?
5Открытый вопрос: сколько моль АТФ образуется при полном расщеплении 5 моль глюкозы? Запиши ответ числом.
ИсточникПрограмма вступительных экзаменов ДИМ 2026: Биология → Обмен веществ в клетке: энергетический обмен, его этапы, роль АТФ, гликолиз и кислородное расщепление.