Лимон қышқылы айналымына, лимон қышқылы, пируват молекуласы

Сабақтың тақырыбы. Лимон қышқылы айналымының сатылары.
Сабақтың мақсаты: 1. Оқушыларды лимон қышқылы айналымының сатыларымен таныстыру.
2. Дүниетанымын арттыра отырып, оқу материалдарын толық меңгеру қабілетін дамыту.

3. Ұйымшылдыққа тазалыққа, ғылымқұштарлыққа тәрбиелеу.
Сабақтың көрнекілігі: тірек — сызба, сызбанұсқа, портреттер
Сабақтың пәнаралық байланысы: химия.
Сабақтың әдісі: Сұрақ жауап, баяндау, кесте толтыру..
Сабақтың барысы: І. Ұйымдастыру бөлімі.

ІІ. Жаңа сабақты түсіндіру.
ІІІ. Бекіту
ІV. Үйге тапсырма беру.
Үй тапсырмасын тексеру
VІ Бағалау.

І. Амандасу, сабаққа әзірлеу, сабақ мақсатымен таныстыру.

ІІ. Пируваттың өзгеруі Лимон қышқылы айналымына даярлық. Лимон қышқылының айналымына даярлық пируват молекуласының өзгеруінен басталады. Атап айтқанда, пируват көміртектің (3С) бір атомын СО2 түрінде жоғалтатыны 3 — сызбанұсқада бейнеленген. Осы кезде кофермент “А” пируватының қалған екі көміртек ацетил тобын қосып алады да, лимон қышқылы айналымының алғашқы сатысына өтеді. НАД+ пируват пен кофермент А — дан 2Н — ты қосып алып, НАД — Н + Н+- ке айналады. Реакция нәтижесінде түзілген ацетил К0А лимон қышқылының сатысына өтеді де, лимон қышқылы айналымына даярлық аяқталады (3 — сызбанұсқа). Даярлық аяқталғаннан соң, лимон қышқылының айналым реакциясы басталады. Ол реакция сағат тілінің бағытымен жүреді. Реакцияға бастапқы зат ретінде ацетил К0А қатысады. Ол өзіндегі екі көміртекті ацетил тобын төрт көміртекті қосылыс — қымыздық сірке қышқылына беріп, алты көміртекті қосылыс — лимон қышқылына айналады Бұл реакция ферменттердің жәрдемімен үздіксіз жүріп отыратын күрделі процесс. Лимон қышқылы көріп отырғанымыздай екі көміртек атомын СО2 түрінде бөліп шығарады да, қалған төрт көміртек атомынан жаңа қымыздық сірке молекуласы түзіліп отырады. Лимон қышқылының айналымын 1930 жылдары ағылшын биохимигі Г. Кребс ашты. Сондықтан бұл процесс Г. Кребстің атымен аталды. Осы еңбегі үшін Г. Кребс 1953 жылы Нобель сыйлығының лауреаты атағын алды. Қорытып айтқанда, лимон қышқылы айналымының нәтижелері мынандай:

Біз тыныс алу мүшелеріміз арқылы СО2 өнімдерін бөліп шығарамыз. Ол өнімдер пируват молекуласы реакцияға түскен кезде пайда болады.
Сутек атомдары лимон қышқылдарының айналымының әрбір сатысында ыдырайды да, олар электрондардың акцепторларына (қабылдаушы) беріледі. Осы уақытта НАД+ және ФАД түзіледі. Бұлар қайтадан сутек атомдарын қосып алып, НАД — Н+Н+ және ФАД — Н2 — ге айналады.
Лимон қышқылының әр айналымында АТФ — тың бір молекуласы синтезделеді.
Лимон қышқылының айналымы мынадай жалпы теңдеумен қорытылады:
а) қымыздық сірке қышқылы Ацетил К0ААДФ + ФН3НАД — Н+ФАД;

ә) реакция нәтижесінде мынадай заттар түзіледі: қымыздық сірке қышқылы +2СО2 + К0А + АТФ + 3НАД — Н + 3Н+ + ФАД — Н2.

56 — сурет. Лимон қышқылының айналымы.

Н+ қоймасын толтыру. Электрондар тасымалдау тізбегі. Реакцияның бастапқы заты ретінде алынған глюкоза ферменттердің жәрдемімен толық ыдырайды (глюкозаның оттекті ыдырауын еске түсіріңдер). Осы кезде бөлінген энергия АТФ синтезіне қатысқанымен, оның негізгі бөлігі электрондармен толықтырылған тасымалдаушы молекулалар НАД — Н + Н+ және ФАД — Н2 түрінде жинақталады. Бұл молекулалар гликолиз бен лимон қышқылы айналымының өнімі екенін өткен сабақтан білесіңдер. Тасымалдаушы молекулалар 57 — суреттен көріп отырғанымыздай сутектің атомдарын электрондар тасымалдау тізбегіне береді де, қайтадан сутектің жаңа атомдарын тасымалдауға дайын тұрады. Бұл процесс үздіксіз жүріп жатады. Сутек атомдары митохондрияның ішкі мембранасына өтіп, ферменттердің әсерінен тотығып электрондарын жоғалтады: Н+- Н0 —

Бұл тотығудың нәтижесінде пайда болған сутектің электрондары мен катиондарын Н+- ті тасымалдайтын молекулалар қосып алып мембрананың ішкі жағына өткізеді (57 — сурет). Олар сол жерде оттекпен қосылады (митохондрияға молекула күйіндегі оттек сыртқы ортадан үздіксіз келіп тұрады): 2О2 —- О2 — 4

Митохондрияның сыртқы мембранасына Н+, ал ішкі жағына теріс зарядты бөлшектер, яғни аниондар жинақталады. Демек, мембрананың сыртқы және ішкі жағында қарама — қарсы зарядталған бөлшектердің саны арта түседі. Олардың санының артуына байланысты арасындағы потенциал айырмашылығы да артады.

56 — сурет. Лимон қышқылының айналымы
Мембрананың кейбір жерлерінде АТФ — ті синтездейтін фермент молекулалары орналасқан. Ол ферменттің молекуласында Н+ катиондары өте алатын каналдар болады. Мембрананың сыртындағы катиондардың Н+ потенциал айырмашылығы шамадан тыс көбейіп кетеді. Осы уақытта электр өрісінің күшімен оң зарядталған бөлшектер Н+ АДФ ферменттерінің каналдары арқылы мембрананың ішкі жағына өтеді де, оттекпен әрекеттеседі, нәтижесінде су молекуласы түзіледі: 4Н+ + О22Н2О

Электрон тасымалдаушы тізбек мембрананың ішкі қабатында, ал Н+ қойма (акцептор) ішкі және сыртқы мембраналар арасында болады. Н+ иондарының қоймаға толуына байланысты энергия жи­нақ­талып, АТФ синтезіне жұмсалады. Мысалы, 57 — суретте бейнеленгендей мембрананың түтік­шелері арқылы сырттан іш жағына Н+ иондары өтеді. Олардың энергиясы АДФ пен Фн — тың қо­сы­луына жұмсалады. Бұл реакцияның нәтижесінде АТФ молекуласы синтезделеді. Осы жолмен АТФ синтезделген сайын Н+ қоймасында жиналған энергия азая береді. НАД — Н және ФАД — Н2 — дан электрон тасымалдау тізбегі арқылы келген электрондардың есебінен қойма үнемі Н+ ионымен толықтырылып, жұмсалған энергия өз қалпына келеді.

ІІІ. Сызба карточкалармен талдау жұмыстары.
ІV.§ 23