yra esminis baltyminių kūnų egzistavimas, o šis egzistavimo būdas susideda iš gyvų organizmų cheminių sudedamųjų dalių savaiminio atsinaujinimo.
Kas yra gyvenimas
Ant laikui bėgant patamsėjusių pergamento gabalėlių, ant molinių lentelių ir papiruso lakštų randamos senovės išminčių užrašytos mintys apie kas yra gyvenimas ir kaip tai atsirado.
Papiruso ir pergamento lakštai
Rašytojai ir poetai daug eilučių skyrė gyvenimui pavaizduoti ir paaiškinti. Mokslininkai atkakliai ir nuosekliai skverbėsi į jos paslaptis daugelį amžių.
Vien iš apibrėžimų, kas yra gyvenimas, būtų galima sukurti storą knygą. Daugelyje senolių posakių buvo teisingų pastebėjimų, atspindinčių gyvenimo apraiškų įvairovę, tačiau nebuvo pagrindinio dalyko - bendras bruožas būdingas bet kuriai jo formai.
Šis ženklas, būdingas visiems gyviems organizmams - nuo paprasčiausių mikrobaiį patį labai organizuotos būtybės ir yra medžiagų apykaita gyvuose organizmuose, nuolatinis organizmo sudedamųjų dalių savęs atsinaujinimas.
Šiuolaikiniai biochemijos, fiziologijos ir kitų mokslų pasiekimai visiškai patvirtino šio teiginio teisingumą. Visos kitos gyvybės savybės, pavyzdžiui, dirglumas, tai yra gebėjimas reaguoti į aplinkos poveikį, augimas, vystymasis, dauginimasis ir kt., yra tik įvairios gyvybės apraiškos, kylančios iš jo pagrindinės savybės - savęs atsinaujinimas.
Gyvų organizmų savęs atsinaujinimas
Gyvų organizmų savęs atsinaujinimas susideda iš dviejų procesų, vienu metu vykstančių organizme – esamų naikinimas ir naujų organinių medžiagų kūrimas.
Bet kurio organizmo organizmo medžiagos nuolat suyra, o tuo pačiu jame atsiranda naujų medžiagų, panašių į tas, kurios subyrėjo. Abu šie organizmo gyvenimo aspektai – destruktyvūs ir kūrybingi – yra neatsiejamai susiję ir sudaro vienas gyvenimo procesas.
Naikinimas ir kūrimas stebimi visur ir negyvojoje gamtoje. Taip yra dėl aktyvumo, vėjo,. Pavyzdžiui, dėl oro sąlygų granito uola palaipsniui virsta griuvėsiais ir net smėliu. Iš šios medžiagos vėliau gali susidaryti naujos kietos uolienos, tačiau jos nebebus tas pats granitas.
Visai kitoks yra sunaikinimas gyvame organizme. Čia medžiagos sunaikinimas yra naujų organinių medžiagų atsiradimo šaltinis, tai yra, yra pagrindinė šio organizmo gyvybės išsaugojimo sąlyga. Jei irimas nutrūks, tuo pačiu nutrūks ir naujos gyvos medžiagos formavimasis ir įvyks mirtis.
Disimiliacija ir asimiliacija
Gyvo organizmo organizme vykstantis destrukcija ir irimas vadinamas disimiliacija, o priešingas procesas – naujos medžiagos susidarymas – asimiliacija.
IN disimiliacija ir asimiliacija arba, kaip sakoma, metabolizme ir energijoje ir yra gyvenimo esmė. Juk organizmas visada kažką gauna iš aplinkos ir nuolat kažką jai duoda. Tuo gyvasis kokybiškai skiriasi nuo negyvojo, nes ne vienas negyvas organizmas turi tokią medžiagų apykaitą.
Išsamiau panagrinėkime šių dviejų svarbiausio gyvenimo proceso – savęs atsinaujinimo – pusių santykį.
Disimiliacija- tai galiausiai yra organinių medžiagų, sudarančių gyvą kūną su deguonimi, derinys, tai yra oksidacija, dėl kurios išleidžiama jose paslėpta potenciali energija.
Todėl disimiliacija kartais lyginama su degimu. Bet tai ne tas pats. Degimas taip pat yra oksidacija, tačiau ji vyksta gana greitai, ir beveik visa degančio kūno cheminė energija iš latentinės būsenos tiesiogiai paverčiama šiluma.
Disimiliacijos metu išsiskirianti energija gali pasireikšti forma judesio energija, skirtinguose cheminės reakcijos, ko pasekoje pereina iš vienos formos į kitą, gali kauptis „rezerve“, net virsti elektros energija. Tuo pačiu metu vieni procesai vyksta greičiau, kiti – lėtesni. Ir tik galiausiai visos energijos rūšys pereina į šiluminę energiją (čia, kaip ir kitur, galioja Lomonosovo atrastas materijos tvermės dėsnis).
Asimiliacija, tai yra maisto medžiagos transformacija į organizmo kūną, vyksta dėl disimiliacijos metu išsiskiriančios energijos. Takova kūno atsinaujinimo esmė.
Kur vyksta šis procesas?
Savęs atsinaujinimas atliekamas visose tose kūno vietose, kur yra protoplazma daugiausia sudarytas iš baltymų. Protoplazma yra būdinga visoms gyvoms būtybėms. Tai yra bet kurios gyvos ląstelės dalis, joje ir per ją vyksta visi medžiagų apykaitos ir energijos procesai.
Tačiau medžiagų apykaitos procesai skirtinguose organizmuose vyksta skirtingai. Pavyzdžiui, yra reikšmingų medžiagų apykaitos skirtumų augalai, gyvūnai ir mikrobai.
Tam tikri medžiagų apykaitos procesai skiriasi artimai giminingose rūšyse ir, be to, net dviejuose tos pačios rūšies organizmuose. Tačiau kuo arčiau organizmų kilmė, tuo panašiau vyksta jų medžiagų apykaitos procesai. Tuo pačiu metu metabolizmas visur turi bendras bruožas- savaime atnaujinamas.
Gyvų organizmų metabolizmo pokyčiai
IN skirtingos sąlygos organizmas gali pakeisti savo medžiagų apykaitos pobūdį ir tada keistis pats. Taigi bet kokie kūno pokyčiai atliekami per jo metabolizmo pokyčiai.
Tačiau yra organizmų, kuriuose medžiagų apykaitos ir energijos procesai turi reikšmingų savybių. Tokie, pavyzdžiui, yra žalieji, tai yra chlorofilas, augalai, kuriuose asimiliacija vyksta ne tik dėl organinių medžiagų irimo bei procese išsiskiriančios energijos, bet daugiausia dėl iš išorės sklindančios šviesos energijos.
grūdų gemalas
Čia per lauką ėjo sėjamosios, eilėmis į žemę užkasdamos kviečių grūdus. Grūdai buvo prisotinti drėgmės, sušilo šiltoje žemėje, o jų embrionuose slypi gyvybė pradėjo aktyviai judėti. Maistinių medžiagų grūdai eiti valgyti gemalas. Pavyzdžiui, krakmolas virto cukrumi ir tapo maistu „pabudusioms“ ląstelėms. Embriono ląstelės greitai pradėjo dalytis.
Skirstantis žemės gumuliukus, ištemptas aukštyn, arčiau šviesos, elastingas daigas; atkakliai ardo stuburą.
Kol daigas nepateko į šviesą, jaunas augalas, kaip ir žmogus, ir gyvūnai, kaip ir nechlorofiliniai nežali augalai, minta organinėmis medžiagomis, kurias paruošia motininis augalas.
Bet tada į paviršių, link, pakilo kviečių grūdo daigas saulės šviesa, aštriu galiuku pervėrė paskutinį žemės gumulą ir kartu su kitais panašiais daigais pateko į paviršių. Ir iš karto iš pradžių įgavo šiek tiek rusvą spalvą, o vėliau chlorofilo grūdeliai pažaliavo jo ląstelėse su mažiausiais smaragdais.
Sužaliavo ir kviečių laukas. Nuo šiol žaliojo augalo maistas nėra paruoštas krakmolo, baltymų ir riebalų atidėtas kviečių grūdai, A anglies dioksidas išgaunamas iš oro lapais ir kitomis žaliomis augalų dalimis, kuriose yra chlorofilo, ir vanduo su mineralinėmis druskomis išgaunamas iš dirvožemio šaknimis.
Augalas „stovi ant kojų“. Dabar ji ne tik gamina savo organizmo ląstelių gyvybinei veiklai reikalingas medžiagas, bet, naudodama saulės energiją, kaupia dideles baltymų, angliavandenių, riebalų ir kitų organinių medžiagų atsargas.
Gyvų kūnų cheminė sudėtis
Trumpai susipažinti gyvų būtybių cheminė sudėtis. Dauguma cheminiai elementai periodinė lentelė, randama gyvų organizmų kūnuose. Visi jie tikriausiai dalyvauja gyvenimo procesuose, tačiau jų vaidmuo toli gražu ne tas pats. Kai kurie iš šių elementų yra labai svarbūs kuriant organizmo kūną, kiti atlieka tam tikrą vaidmenį jo kvėpavime, mityboje, išskyrime ir kituose gyvenimo procesuose.
Kai kurie elementai suteikia ypatingos savybės audinių. Pavyzdžiui, fosforas yra smegenų ir kaulų skeleto dalis, kauluose taip pat yra kalcio, magnio yra žaliųjų augalų chlorofile, tačiau chlorofilas negali susidaryti be geležies.
Kartais tyrėjui konkretaus cheminio elemento atradimas organizmo audiniuose būna visiška staigmena.
Pavyzdžiui, kai kurie jūros dumbliai savo kūne sukaupia pastebimą jodo kiekį, nors ir jūros vanduo rasti tik šio elemento pėdsakai? Jūros dumbliai- pramoninės žaliavos jodo gamybai.
Jūros dumbliai – pramoninė žaliava jodo gamybai Kodėl aukso koncentracija paprastų saulėgrąžų audiniuose arba aukso koncentracijoje yra daug didesnė nei dirvoje, kurioje jos auga?
Mokslininkai akademikai V. I. Vernadskis ir A. P. Vinogradovas nustatė, kad daugiau nei 60 procentų cheminių elementų yra glaudžiai susiję su organizmų gyvybe. Kartais nereikšmingas priedas prie maisto produktų, kuriuose yra tūkstantųjų ir net milijonųjų procentų elementų, pvz. boras, manganas, varis, cinkas, bromas, arsenas, kobaltas, stroncis ir kt., didina gyvybinę organizmo veiklą, gerina medžiagų apykaitą.
Tai yra vadinamojo dirvožemio mikrotręšimo metodo, naudojamo laukų, sodų ir sodų derliui didinti, pagrindas. Į dirvą patenka nedidelis kiekis medžiagų, turinčių tam tikrų elementų, ir tai pagerina augalų mitybos sąlygas.
Galima sakyti, kad visi žemėje esantys cheminiai elementai dalyvauja gyvybės procesuose. Tačiau ne visi cheminiai elementai yra gyvo organizmo pagrindas. Iš jų galima išskirti nuo dešimties iki dvylikos, vaidinančių ryškesnį vaidmenį gyvenimo procesuose; pirmoji vieta pagal svarbą priklauso tik keturioms: anglis, vandenilis, deguonis ir azotas.
Šie elementai netgi gavo specialų pavadinimą - organogeniniai elementai. Visą gyvų kūnų sudėtyje esančių organinių medžiagų įvairovę pirmiausia sudaro šie keturi elementai, kurie yra įtraukti į tris pagrindines grupes. organiniai junginiai- baltymai, riebalai ir angliavandeniai.
Kalbant apie pagrindinių organinių medžiagų cheminę sudėtį, reikėtų pasakyti keletą žodžių apie elementų, sudarančių šias medžiagas, ypatybes.
Voverės
Voverės, angliavandeniai, riebalai ir kitos organinės, taip pat mineralinės medžiagos dalyvauja organizmų gyvenime, tačiau baltymai yra gyvybės pagrindas.
Ląstelių protoplazma visų pirma yra įvairūs baltymai, kurie vis dėlto nėra atsitiktinis kaupimasis, o sudėtingos sistemos baltymai ir kitos medžiagos.
Šios sistemos atsirado dėl labai ilgo gyvosios medžiagos vystymosi proceso. Ir iš šių trijų grupių organinės medžiagos Baltymai vaidina svarbų vaidmenį gyvenime.
Su jais ir jų savybėmis susijusios visos gyvybės apraiškos. Aktyvioji žaliųjų augalų dalis yra gyvos ląstelės; susidedantis iš protoplazmos, kuri taip pat yra įvairių baltymų derinys. Žinoma, gyvybės procesuose dalyvauja ir angliavandeniai, riebalai bei kitos medžiagos, tačiau pagrindinis vaidmuo tenka baltymams.
Baltymai yra labai įvairūs. Ląstelių, raumenų, sausgyslių, raiščių, kraujagyslių sienelių protoplazma, Vidaus organai, gyvūnų ragai, kanopos, nagai, oda ir plaukai.
Visi gyvi organizmai sudaryti iš įvairių baltymų. Daug baltymų yra piene, kai kurių augalų sėklose, vaisiuose ir kt.
Tačiau nepaisant to, kad jos išvaizda ir visų šių baltymų savybės mažai panašios viena į kitą, jie turi vieną elementarią cheminę sudėtį (sudarytą iš anglies, vandenilio, deguonies ir azoto) bei specifinę, būdingą tik baltymams, molekulinę struktūrą. Be išvardintų keturių elementų, baltymai dažnai apima ir kitus, pavyzdžiui, fosforą, geležį, magnį ir kt.
Gyvybės įvairovę ir sudėtingumą galima suprasti tik atsekus baltyminės medžiagos vystymosi dėsnius. Biochemijos mokslas tiria gyvų organizmų medžiagų chemiją.
Baltymai yra sudėtingiausios gamtoje randamos medžiagos. Medžiagos sudėtingumą lemia atomų, sudarančių šios medžiagos dalelę – molekulę, skaičius ir įvairovė. Kuo daugiau atomų molekulėje, tuo didesnė jos molekulinė masė.
Baltymų molekulių struktūros sudėtingumą galima spręsti pagal jų molekulinę masę. Taigi, pavyzdžiui, vandens molekulinė masė yra 18, įprasta Valgomoji druska- 58,5, runkelių cukraus - 342 ir baltymų vištienos kiaušinis– 43 000. Yra baltymų, kurių molekulinė masė siekia šimtus tūkstančių ir net milijonus! Todėl baltymų molekulė, palyginti su kitų medžiagų molekulėmis, vadinama milžiniška molekule.
Ši aplinkybė kartu su anglies grandinės, sudarančios baltymo molekulės pagrindą, ypatumais, iš esmės lemia baltymo mobilumą, galimybę keistis priklausomai nuo aplinkos sąlygų. Baltymų molekulėje visada yra tokių atomų grupių, kurios lengvai prisiriša prie savęs naujas atomų grupes iš aplinkos ir panašiai; kurią molekulė suteikia aplinką. Baltymų mobilumas yra viena iš pagrindinių neribotos jų įvairovės gamtoje priežasčių.
Asimiliacijos procese esanti baltymo molekulė nuolat dauginasi – tiksliau, atsikuria: šios molekulės atomai nuolat tam tikru būdu yra joje. Baltymas, suskaidytas, vėl sukuria į save panašų baltymą. Gyvo organizmo substancijos irimas nuolat veda į panašios medžiagos atsiradimą. Tai yra pagrindinė baltymų kūnų savaiminio atsinaujinimo savybė.
Akademikas A.I. Oparinas rašo:
Gyvosios protoplazmos organizavimą lemia medžiagų apykaitoje vykstančių cheminių procesų ir virsmų seka. Dabar paaiškėjo, kad baltyminės medžiagos lemia gyvoje ląstelėje vykstančių cheminių virsmų greitį, kryptį ir ryšį.
Todėl biochemijoje pagrindinis dalykas yra ne disimiliacijos, skilimo klausimas medžiagų apykaitos procese, kuris buvo gana giliai atsektas, o asimiliacijos procesas, tai yra baltymų medžiagų savaiminio dauginimosi savybės, į jį panašaus baltymo susidarymas bet kokiu baltymu.
Rasti baltymų savaiminio dauginimosi dėsnius – tai gyvenimo procesų supratimo būdas.
Mokslininkų pasiekta sėkmė baltymų tyrimų srityje leidžia manyti, kad gyvame baltyme vykstančių procesų valdymo problemos sprendimas galbūt yra ne itin tolimos ateities reikalas.
Angliavandeniai
KAM angliavandenių apima krakmolą, cukrų ir kitas organines medžiagas. Visi angliavandeniai sudaryti iš vandenilio, anglies ir deguonies.
Riebalai
Ta pati elementinė cheminė sudėtis turi įvairių riebalų augalinės ir gyvulinės kilmės, tačiau angliavandenių ir riebalų molekulių konstrukcijos tipai skiriasi.
Anglies
Anglies kaip plačiai žinomas elementas. Jis beveik įeina gryna forma randama anglyje ir anglyje. Gryna anglis yra grafitas, iš kurio gaminamas paprasto pieštuko švinas ir ugniai atsparūs tigliai metalams lydyti, galiausiai deimantas gaminamas iš anglies – kiečiausios gamtoje žinomos medžiagos. Tačiau anglis mūsų nedomina kaip pramoninė žaliava ar brangakmenis. Turime išsiaiškinti jo, kaip nekintamo organizmus sudarančių junginių, dalyvio vaidmenį.
Akademikas A.E. Fersmanas savo knygoje „Entertaining Geochemistry“ rašė:
Įsivaizduokite, kaip Žemė atrodytų be anglies. Juk tai reiškia, kad nebūtų nei vieno žalio lapo, nei medžio, nei žolės. Gyvūnų taip pat nebūtų. Tarp negyvų pliko smėlio ir tylių Žemės dykumų iškiltų tik plikos įvairių uolų skardžiai.
Iš tiesų, visa gyvybė neišvengiamai susijusi su anglimi. Nesvarbu, ar medieną naudojame pastatams ar kitoms reikmėms, ar gaminame drabužius, avalynę, maistą, ar kvėpuojame gėlių kvapu, visur susiduriame su anglies junginiais. Žali miškai, pievos, laukai – tai visų pirma anglis.
Sausojoje augalo medžiagoje maždaug pusė masės yra anglies (vidutiniškai 45 proc.).
Yra žinoma, kad kaitinant medieną be oro prieigos, galiausiai lieka tik anglis su nedideliu pelenų mišiniu, t. mineralai. Bet jei ore deginate anglis, lieka tik pelenai. Anglies anglis, susijungusi su atmosferos deguonimi degimo metu, sudarė bespalvį anglies dioksidą, kuris išbėgo.
Ore visada yra nereikšminga priemaiša anglies dioksidas– tik apie 0,03 tūrio proc. Tačiau ši nedidelė priemaiša yra augalų anglies šaltinis, iš kurio gaminami baltymai, riebalai, angliavandeniai ir kitos organinės medžiagos.
Begalinė įvairiausių gamtoje pasitaikančių anglies junginių įvairovė pirmiausia atsiranda dėl anglies savybių.
Faktas yra tas, kad anglies atomai lengvai sudaro junginius vienas su kitu, taip sudarydami „anglies grandines“. Nustatyta, kad jau ankstyvoje žvaigždžių aušinimo stadijoje atsiranda vadinamasis bikarbonatas – medžiaga, kurios molekulė susideda iš dviejų anglies atomų.
Žvaigždėms toliau vėsstant, susidaro vis sudėtingesni anglies junginiai. Anglis, kuri yra tarsi pagrindas, organinių molekulių „skeletas“, pritvirtina prie savęs atomus ir atomų grupes, kuriose yra vandenilio, deguonies ir azoto.
Jei „anglies grandinės“ prie savęs prijungia vandenilio ir deguonies atomus, tada atsiranda angliavandenių, riebalų ir kitų azoto neturinčių anglies junginių molekulės. Tačiau įspūdingiausi junginiai susidaro, kai „anglies grandinė“ be atomų grupių, turinčių vandenilio ir deguonies, prideda atomines grupes, turinčias azoto.
Susikuria azotinės medžiagos, tokios kaip baltymai, kurios dėl tolesnio vystymosi ir komplikacijų gali virsti baltymų kūnais, turinčiais tokią gyvybės savybę kaip medžiagų apykaita.
Azotas
Azotas savaip cheminės savybės labai skiriasi nuo anglies. Tai neaktyvus cheminis elementas. Jis labai derinamas su kitais cheminiais elementais aukštos temperatūros arba aukštas slėgis.
Gamtoje yra daug azoto. Pavyzdžiui, oro atmosferoje azotas sudaro 75 % masės. Tai reiškia, kad per kiekvieną kvadratinis metrasŽemės plotas yra oro stulpelis, kuriame yra apie 8 tonas dujinio azoto. Kokios turtingos atsargos, palyginti su nereikšmingu anglies dioksido mišiniu!
Tačiau organizmai, kurie savo kūnui kurti naudoja azotą ir anglį, paprastai nekenčia nuo anglies trūkumo; augalams dažnai trūksta azoto. Faktas yra tas, kad organizmas iš oro pasisavina ne dujinį azotą, o azoto junginius, jam reikia, kaip sakoma, „surišto azoto“.
Vandenilis ir deguonis
Augalams netrūksta vandenilis ir deguonis.
Vanduo ir deguonis randami visuose augaluose. Tačiau šių elementų vaidmuo neapsiriboja tuo, kad jie kartu su anglimi ir azotu yra įtraukti į baltymų, angliavandenių ir kitų organinių medžiagų sudėtį.
Vandenilis ir deguonis sudaro vandenį, o vanduo gyvybinės organizmų veiklos procese turi labai svarbą. Tai yra ląstelių protoplazmos dalis, per kurią vyksta įvairių baltymų ir kitų organizmo medžiagų sąveika. Vanduo taip pat užtikrina gyvų organizmų medžiagų apykaitą ir jų sąveiką su aplinka.
Kraštotyrininkai M. V. Volkenšteinas pasiūlė tokį gyvybės apibrėžimą: „Žemėje egzistuojantys gyvi kūnai yra atviros, save reguliuojančios ir savaime besidauginančios sistemos, pastatytos iš biopolimerų – baltymų ir nukleorūgščių“.
Tačiau vis dar nėra visuotinai priimto „gyvenimo“ sąvokos apibrėžimo. Bet atskirti galima gyvosios medžiagos požymiai (savybės), atskirti jį nuo negyvo.
1.tam tikra cheminė sudėtis. Gyvi organizmai susideda iš tų pačių cheminių elementų kaip ir negyvosios gamtos objektai, tačiau šių elementų santykis skiriasi. Pagrindiniai gyvų būtybių elementai yra anglis C, deguonis O, azotas N ir vandenilis H.
2.Ląstelių struktūra. Visi gyvi organizmai, išskyrus virusus, turi ląstelinę struktūrą.
3.Metabolizmas ir energijos priklausomybė. Gyvi organizmai yra atviros sistemos, jos priklauso nuo jų suvartojimo išorinė aplinka medžiagų ir energijos.
4.Savireguliacija (homeostazė). Gyvi organizmai turi savybę palaikyti homeostazę – jų cheminės sudėties pastovumą ir medžiagų apykaitos procesų intensyvumą.
5.Irzlumas. Gyvi organizmai rodo dirglumą, tai yra gebėjimą reaguoti į tam tikrus išorinių poveikių specifinės reakcijos.
6.Paveldimumas. Gyvi organizmai geba perduoti ženklus ir savybes iš kartos į kartą pasitelkdami informacijos nešėjus – DNR ir RNR molekules.
7.Kintamumas. Gyvi organizmai gali įgyti naujų savybių ir savybių.
8.Savęs dauginimasis (reprodukcija). Gyvi organizmai geba daugintis – daugintis savo rūšį.
9.Individualus vystymasis (ontogenezė). Kiekvienam individui būdinga ontogeniškumas – individualus organizmo vystymasis nuo gimimo iki gyvenimo pabaigos (mirties arba naujo dalijimosi). Vystymąsi lydi augimas.
10.Evoliucinis vystymasis (filogenezė). Gyvai medžiagai kaip visumai būdinga filogenezė - istorinė raida gyvybė Žemėje nuo jos atsiradimo iki dabar.
11.Pritaikymai. Gyvi organizmai geba prisitaikyti, tai yra prisitaikyti prie aplinkos sąlygų.
12.Ritmas. Gyvi organizmai rodo gyvenimo veiklos ritmą (kasdienį, sezoninį ir kt.).
13.vientisumas ir diskretiškumas. Viena vertus, visa gyvoji medžiaga yra vientisa, tam tikru būdu organizuota ir paklūsta bendriems dėsniams; kita vertus, bet kuri biologinė sistema susideda iš atskirų, nors ir tarpusavyje susijusių, elementų.
14.Hierarchija. Pradedant nuo biopolimerų (baltymų ir nukleino rūgščių) ir baigiant visa biosfera, visi gyvi daiktai yra tam tikra subordinacija. Veikia biologines sistemas mažiau sudėtingame lygmenyje leidžia egzistuoti sudėtingesnis lygis.
| Ankstesnės medžiagos: |
Sveiki, vaikinai, sėskite. Kas neatvyksta į pareigas?
Nuo šiandienos pamokos pradedame tyrinėti medžiagų apykaitą ir energiją.
Pamokoje susipažinsime su medžiagų apykaitos samprata, sužinosime, kaip medžiagų apykaita susideda iš procesų. Apsvarstykite metabolizmo etapus ir baltymų, riebalų, angliavandenių, mineralų ir vandens mainus.
Atsiverskite sąsiuvinius ir užsirašykite šios dienos datą bei pamokos temą.
Mus supantis gyvasis pasaulis yra įvairus, tačiau visas gyvas būtybes nuo negyvosios gamtos skiria ypatingi ženklai.
Prisiminkite pagrindines gyvų organizmų savybes. (Mityba, kvėpavimas, išskyrimas – medžiagų apykaita, dirglumas, judrumas, dauginimasis, augimas ir vystymasis.)
Kodėl tarp kitų gyvybės požymių išskiriama mityba, kvėpavimas, atliekų šalinimas? (Šie procesai yra tarpusavyje susiję ir kartu sudaro vieną visą medžiagų apykaitą)
Prisiminkite, kas vadinama mityba, kvėpavimu, išskyrimu. (Mityba – tai maisto medžiagų gavimo iš aplinkos procesas. Kvėpavimas – deguonies pasisavinimo procesas, išsiskiriantis energija. Išskyrimas – nereikalingų, per gyvenimą susidariusių pavojingų medžiagų pašalinimas iš organizmo.)
Ar iš išorinės aplinkos į organizmą patenkančios medžiagos išlieka nepakitusios? Jei jie keičiasi, kokius pokyčius jie patiria?
(Medžiagos keičiasi, skyla į paprastesnes ir patenka į kraują, tada dalis virsta statybinė medžiaga kūnui, o kai kurie iš jų naudojami energijai.)
Taigi, medžiagų apykaita ir energija yra viena iš pagrindinių gyvų dalykų savybių, medžiagų ir energijos mainai su aplinka (medžiagų apykaita (iš graikų kalbos μεταβολή – „transformacija, pasikeitimas“) įskaitant mitybos, kvėpavimo ir išskyrimo procesus, yra gyvuose organizmuose vykstančių medžiagų ir energijos biocheminių virsmų visuma.
Skirtumas tarp gyvenimo ir negyvoji gamta Jį sudaro ypatinga gyvos būtybės struktūra ir specifiniai cheminiai procesai, nuolat vykstantys tarp organizmo ir išorinės aplinkos. Šių procesų visuma yra gyvybės pagrindas – medžiagų apykaita. Bet kuris gyvas organizmas, įskaitant žmones, atvira sistema kuris vartoja iš aplinkos įvairių medžiagų ir naudoja juos kaip statybinę medžiagą arba kaip energijos šaltinisį aplinką išleidžiant atliekas ir energiją. Ačiū medžiagų apykaitą vyksta ląsteles sudarančių molekulių skaidymas ir sintezė, naikinimas ir atsinaujinimas ląstelių struktūros ir tarpląstelinė medžiaga. Metabolizmas neatsiejamas nuo energijos konversijos procesai: sudėtingų organinių molekulių cheminių ryšių energija dėl cheminių virsmų paverčiama kitų rūšių energija, naudojama naujų junginių sintezei, darbui atlikti, šilumai gaminti ir kt.
Metabolizmas skirstomas į du tarpusavyje susijusius ir vienu metu vykstančius procesus – plastinę ir energijos apykaitą.
Vidutiniškai kas 80 dienų žmogus pakeičia pusę visų audinių baltymų; kepenų fermentai (jame vyksta ypač intensyvios reakcijos) atsinaujina po 2-4 valandų, o kai kurie – po kelių dešimčių minučių.Pagalvokite, kaip tai įmanoma, ir kaip, jūsų nuomone, tokią medžiagų apykaitą galima pavadinti plastiškumu ar energija?(Ateina maistingi maisto produktai pereiti prie kėbulo konstrukcijos, plastiko mainų)
plastiko mainai– procesas, kurio pasekoje į ląstelę patenkančios maistinės medžiagos eina į prarastų dalių „konstrukciją“, į naujų ląstelių kūrimąsi, ne tik ląstelių, bet viso organizmo augimą ir vystymąsi.
Užsirašykite apibrėžimą. Plastikiniai mainai – tai visuma procesų, lemiančių medžiagų asimiliaciją ir energijos kaupimąsi.
Visiems procesams vykti reikalinga energija. Dalis į organizmą patekusių organinių medžiagų suyra išsiskiriant energijai, šis procesas vadinamas energijos apykaita.
Darbo metu lentoje rodoma schema.
Metabolizmas
Energijos plastikas
mainai – skilimas, mainai – sintezė
kompleksinio kompleksinio organinio skilimo
organinės medžiagos iš paprastų.
medžiagos į paprastas
plastiko mainai- Tai medžiagų asimiliacijos procesas organizme kurį jis gauna nuo aplinkos. Biosintetinių reakcijų, vykstančių organizmo ląstelėse, visuma vadinama asimiliacija. Tačiau biosintezės reakcijos neįmanomos be energijos, kuri išsiskiria reakcijose energijos apykaitą, kurio pagrindas yra disimiliacija – didelės molekulinės masės medžiagų skilimo ir oksidacijos reakcijų visuma, atsirandanti išskiriant energiją. Savo ruožtu disimiliacija neįmanoma be fermentų, susidarančių plastinės apykaitos asimiliacijos procesų metu. Įvairiais organizmo gyvenimo momentais gali vyrauti viena iš medžiagų apykaitos rūšių. Pavyzdžiui, organizmo augimo ir vystymosi laikotarpiu pastebimas reikšmingas abiejų procesų padidėjimas, tačiau didėjant asimiliacijai.
Gyvūnų ir žmonių organizmas su maistu gauna paruoštas organines medžiagas. Bet tam, kad šie ryšiai būtų įtraukti į mainus; jie turi būti suskaidyti į elementarias dalis. Šis procesas, kaip žinote, vyksta virškinimo sistemoje. Virškinimas, deguonies maistinių medžiagų transportavimas yra tik paruošiamasis metabolizmo etapas. Organizmui būdingų medžiagų ir struktūrų kūrimas, taip pat organinių medžiagų, aprūpinančių organizmą energija, biologinė oksidacija vyksta organizmo ląstelėse ir atliekama pagal jų paveldimuose aparatuose numatytą programą.
Išsamiau išsiaiškinkime, iš kokių etapų susideda medžiagų apykaita.
Sąsiuvinio lentoje nupieškite diagramą.
Schema "Metabolizmo etapai"
1 Įėjimas
medžiagos iš
2 aplinkos konvertavimas
materijos ir energijos aplinka.
3 Naudokite 4 Pašalinti
esančios medžiagos
aplinkinių
trečiadienį
1 etapas. Maistinių medžiagų ir energijos tiekimas iš išorinės aplinkos.Ką organizmas gauna iš išorinės aplinkos? Kas vadinamos maistinėmis medžiagomis? (Kūnas gauna iš maisto maistinių medžiagų. Maistinės medžiagos yra baltymai, riebalai, angliavandeniai, minimalios druskos, vitaminai.)
2 etapas. Šių medžiagų ir energijos transformacija organizme.
Kur prasideda skilimas, nuo ko ir kokiu mastu skaidomi baltymai, riebalai ir angliavandeniai?
3 etapas. Organizmas naudoja teigiamus šių transformacijų komponentus.
Aminorūgštys absorbuojamos į kraują ir patenka į visus organus. Per organų ląstelių membranas į jas prasiskverbia aminorūgštys, o ten, ribosomose, iš norimo aminorūgščių derinio susidaro šioms ląstelėms būdingi baltymai: raumenyse – žmogaus kūno raumenų baltymai, neuronuose – nervinėms ląstelėms būdingi baltymai. Baltymai iš aminorūgščių susidaro ribosomose.
Riebalų rūgštys ir glicerolis per kraują ir limfą patenka į ląsteles, kur susidaro žmonėms būdingi riebalai. Riebalų perteklius nereikalingas ląstelių procesai, yra nusėdęs į rezervą skirtinguose organuose.
Gliukozė absorbuojama į kraują, o perteklius nusėda kepenyse glikogeno pavidalu. Jei kraujyje yra nedidelis kiekis, tai prisideda prie glikogeno perėjimo į gliukozę ir jo patekimo į kraujagyslių lovą.
4 etapas. Nereikalingų transformacijos komponentų išmetimas iš kūno į išorinę aplinką.
Galutiniai metabolizmo produktai yra vanduo, anglies dioksidas, amoniakas, kurie pašalinami per odą, kepenis ir kvėpavimo organus.
Taigi, mes sužinojome, medžiagų apykaita (metabolizmas) sunkus procesas kuri apima plastikinius (asimiliacijos) ir energijos (disimiliacijos) mainus, dabar išsiaiškinsime, kurios (maistinės medžiagos) dalyvauja medžiagų apykaitoje ir kokią reikšmę jos turi Žmogaus kūnas.
keistis daugiausia svarbių medžiagų Pažvelkime į šią lentelę:
"Mechanizmas".
Vaikinai suskirstyti į 5 grupes. Kiekviena grupė dirbs su tekstu ir išryškins maistinių medžiagų, maisto produktų, kuriuose yra maistinių medžiagų, funkcijas, paros poreikį, liaukas, reguliuojančias šių medžiagų apykaitą, medžiagų apykaitos sutrikimų pasekmes ir surašys į lentelę. Turite 5 minutes užbaigti. Atlikus užduotį, iš kiekvienos grupės išeina po vieną pranešėją, kuris suveda duomenis į lentelę lentoje ir kartu pildome lentelę. Po lentele reikia parašyti išvestį. Pamokos pabaigoje sąsiuviniai bus atsitiktinai tikrinami ir įvertinami.
Išvada po lentelės: Baltymai, riebalai, angliavandeniai, mineralinės druskos ir vanduo vaidina didžiulį vaidmenį metabolizme ir yra nepakeičiami mitybos komponentai. Angliavandeniai ir riebalai atlieka ypatingą vaidmenį energijos apykaitoje, kartu su kitomis maistinėmis medžiagomis ir vandeniu dalyvauja plastinėje apykaitoje. Metabolizmą kontroliuoja endokrininė sistema. Metaboliniai sutrikimai sukelia sunkių pasekmių už gerą sveikatą.
Tekstai studentams.
Tekstas №1 Baltymų metabolizmas
Voverės. Praėjusio amžiaus pradžioje tapo žinoma, kad iš visų gyvojo ir augalinio pasaulio audinių galima išskirti medžiagas, kurios savo savybėmis labai panašios į vištienos kiaušinio baltymą. Paaiškėjo, kad jie yra arti vienas kito ir kompozicijoje. Štai kodėl jie buvo duoti Dažnas vardas- baltymai. Tada atsirado terminas „baltymai“, kilęs iš graikų kalbos žodžio „protos“ – „pirmas, svarbiausias“, kuris nurodo pagrindinį baltymo vaidmenį. Baltymai yra labai sudėtingi makromolekuliniai junginiai. Vandens molekulė susideda tik iš trijų atomų: vieno deguonies atomo ir dviejų vandenilio atomų; baltymo molekulė susideda iš daugybės dešimčių ir šimtų tūkstančių atomų. Jį sudaro azotas, anglis, vandenilis, deguonis ir kai kurie kiti elementai. Jei baltymas kaitinamas dalyvaujant rūgštims, jis suskaidomas į paprastesnius komponentus, vadinamus aminorūgštimis. Gamtoje yra tiek daug skirtingų baltymų ir sunku rasti du panašius vienas į kitą. Tuo tarpu juos sudaro nedaug aminorūgščių – tik apie 20. Baltymų apykaita organizme atsiranda nuolat ir labai greitai. Jo greitį galima spręsti iš azoto mainų. Nustatę su maistu įnešamo ir iš organizmo pašalinamo azoto kiekį, galite nustatyti paros azoto balansą. Jei įvesto ir išleisto azoto kiekis yra vienodas, tada jie kalba apie azoto pusiausvyrą. Kai azoto įvedama daugiau nei pašalinama, susidaro teigiamas azoto balansas. Tai dažniau nutinka vaikams, kai organizmas auga, arba žmonėms, sveikstantiems po sunkios ligos. Tačiau pasitaiko, kad azoto išskiriama daugiau nei įvedama – tai neigiamas azoto balansas. Ši būklė pastebima badaujant arba sergant infekcinėmis ligomis. Priklausomai nuo aminorūgščių, sudarančių baltymų molekules, rinkinio, baltymai skirstomi į pilnus, turinčius reikiamų aminorūgščių, ir į žemesnius, kai kurių iš jų nėra. Visaverčiai baltymai vyrauja gyvulinės kilmės (mėsa, žuvis), prastesni – augalinės kilmės, nors ankštinių augalų baltymuose yra visaverčio baltymo; Baltymai, patekę į organizmą su maistu, veikiami virškinamojo trakto fermentų, suskyla iki amino rūgščių, kurios absorbuojamos į kraują ir pernešamos po visą organizmą. Organų ir audinių ląstelėse iš jų sintetinami žmogui būdingi baltymai. Nepanaudota baltymų dalis suyra ir pasišalina iš organizmo, o išsiskyrusi energija panaudojama kitoms reakcijoms (baltymų energetinei funkcijai). Baltymai būtini ne tik ląstelių struktūrų statybai (statybos funkcijai), bet ir yra neatskiriama dalis fermentai, hormonai ir kai kurios kitos medžiagos. Baltymai yra fermentų dalis kaip daugelio reakcijų katalizatoriai (katalizinė funkcija) ir antikūnai (apsauginė funkcija). Galutiniai baltymų skilimo organizme produktai yra vanduo, anglies dioksidas ir azoto turinčios medžiagos (amoniakas, šlapimo rūgštis ir pan.). Baltymų skilimo produktai iš organizmo pasišalina per šalinimo organus. Baltymai organizme nėra nusėdę į rezervą (arba beveik nenusėda). Baltymuose yra vidutiniškai 16% azoto, t.y. baltymų masė yra 6,25 karto didesnė už juose esančio azoto masę (skaičiuojant 100 g baltymų). Gautas azoto kiekis padauginamas iš 6,25 ir gaunamas baltymų kiekis gramais. dienos poreikis baltymuose - vidutiniškai 100-118 g; tai priklauso nuo amžiaus, profesijos pobūdžio ir kitų sąlygų. Ilgalaikio baltymų trūkumo priežastys sunkūs pažeidimai organizme: sulėtėjęs augimas ir vystymasis vaikams, pakitimai organizmo fermentinėse sistemose, endokrininėse liaukose ir kt. Teigiamas azoto balansas suaugusiam žmogui gali būti augant navikams – organizmui nebūdingų ląstelių augimui. Jei šis procesas aptinkamas laiku, gydymas yra įmanomas laiku.
2 tekstas Angliavandenių mainai
Angliavandeniai yra medžiagos, sudarytos iš anglies, vandenilio ir deguonies. Jie plačiai paplitę augalų karalystėje. Tai yra pagrindinis mūsų kūno energijos šaltinis (jie suteikia 75 % visos mums reikalingos energijos). Angliavandeniai skirstomi į paprastus ir kompleksinius.Abu gauname su maistu, o paprastieji iš karto įsigeria į kraują, o kompleksinius pirmiausia reikia suskaidyti. Sudėtingi angliavandeniai- tai krakmolas, cukranendrių ir runkelių cukrus, paprastieji - vynuogių cukrus, arba gliukozė, fruktozė ir kt. Didelės molekulinės masės angliavandenių junginiai - polisacharidai savo sudėtingumu nenusileidžia baltymams. Jie yra jungiamojo audinio, kaulų ir kremzlių dalis. Be to, polisacharidai atlieka labai svarbų vaidmenį organizmo kovoje su infekcinėmis ligomis. Polisacharidams priskiriama gyvūnų audiniuose plačiai paplitusi medžiaga – heparinas, apsaugantis kraują nuo krešėjimo. Su maistu į organizmą patekę kompleksiniai angliavandeniai suskaidomi į Virškinimo traktasį monosacharidus, kurie patenka į kraują, o vėliau į kepenis, kur iš gliukozės sintetinamas glikogenas. Jei reikia, jis vėl virsta gliukoze, kurią kraujas perneša po visą kūną. Gliukozės kiekis kraujyje išlieka toks pat (apie 0,1%). Kepenys reguliuoja cukraus kiekį kraujyje: jose yra apie 300 g angliavandenių glikogeno pavidalu. Dėl priėmimo reikšminga suma cukraus ar gliukozės, (150-200 g) su maistu, pakyla cukraus kiekis kraujyje (maisto hiperglikemija). Cukraus perteklius išsiskiria su šlapimu, t.y. šlapime atsiranda gliukozės – atsiranda gliukozurija. Kai sutrinka intrasekrecinė kasos veikla, atsiranda liga, vadinama cukraus liga, arba cukrinis diabetas: sergant cukriniu diabetu, pakyla cukraus kiekis kraujyje ir prasideda padidėjęs cukraus išsiskyrimas su šlapimu. Glikogenas nusėda ne tik kepenyse, jis gali kauptis raumenyse. Prireikus gliukozė į kraują patenka tiek iš glikogeno, tiek iš raumenų glikogeno. Gliukozė yra ne tik konstrukcinis komponentas ląstelių citoplazma, bet ir būtinas jų augimo komponentas (energijos šaltinis), labai svarbus nervų sistemos funkcionavimui (glikogenas nusėda nervų ląstelės). Jei cukraus koncentracija kraujyje nukrenta iki 0,04 proc., tada prasideda traukuliai, kliedesiai, sąmonės netekimas ir kt.- veikia centrinė. nervų sistema. Pakanka duoti tokiam pacientui valgyti įprastą cukrų arba į jį įvesti Kraujo gliukozė nes visi trikdžiai išnyksta. Staigus ir ilgalaikis cukraus kiekio kraujyje sumažėjimas - hipoglikemija gali sukelti daugiau sunkūs pažeidimai kūno veikla ir sukelti mirtį; Nepakankamai suvartojant angliavandenių iš maisto, jie gali susidaryti iš baltymų ir riebalų.Angliavandeniai lengvai skyla ir yra pagrindinis organizmo energijos šaltinis, ypač fizinio krūvio metu. Žmogaus paros angliavandenių poreikis vidutiniškai siekia 450-500 g.. Cukraus kiekio kraujyje reguliavimo centras yra pailgosiose smegenyse ir tarpinėje (hipotuberinėje srityje). Aukštesni centrai yra smegenų žievėje. Adrenalinas – antinksčių šerdies hormonas – skatina glikogeno pavertimą gliukoze ir stiprina oksidacinius procesus ląstelėse. Jo veikimas yra priešingas insulinui, kuris skatina gliukozės prasiskverbimą į ląsteles ir glikogeno sintezę. Reglamente angliavandenių apykaitą Taip pat dalyvauja ir kiti hormonai: antinksčių žievės, priekinės hipofizės ir Skydliaukė.
Tekstas Nr. 3 Riebalų mainai
Riebalai pirmiausia yra energetinė medžiaga; kai riebalai oksiduojasi, jie išsiskiria per 2 s dar kartą daugiau energijos nei oksiduojant tą patį kiekį angliavandenių ir baltymų: oksiduojant 1 g riebalų išsiskiria 9,3 kcal šilumos, 1 g angliavandenių - 4,1 kcal, 1 g baltymų - 4,1 kcal. Virškinamajame trakte riebalai suskaidomi į riebalų rūgštis ir glicerolį. Iš riebalų susidaręs glicerolis pasisavinamas lengvai, o riebalų rūgštys pasisavinamos tik po muilinimo. Praeidami per žarnyno gleivinę ir absorbuodami į kraują, jie rekombinuojasi vienas su kitu ir sudaro naują, būdingą duotas organizmas riebalų. Riebalai yra esminė ląstelių dalis. Kūne jis taip pat yra į riebalus panašių medžiagų - meloidų, kurie yra dalis nervinis audinys, ląstelių membranos ir kai kurie hormonai. Kūno neatimamas riebalų kiekis nusėda į vadinamuosius „riebalų sandėlius“ – poodinis audinys, omentum, perirenalinis audinys, dubens srityje. Riebalinis audinys užtikrina mūsų kūno šilumos izoliaciją ir tarnauja kaip amortizatorius. Pastarasis akivaizdus iš šio pavyzdžio: stovėdami nepastebime savo kūno sunkumo. Svarbų vaidmenį čia vaidina natūralūs riebalų pagalvėlės, kurios yra pėdos skliautų srityje ir perima, sugeria visą mūsų svorį. Tai nesunkiai pastebėsite atsiklaupę: labai greitai kūno sunkumą pajus stiprus skausmas. Riebalinis audinys randamas tik šiltakraujams gyvūnams. Jis ypač sukurtas ruoniams, vėpiniams, baltiesiems lokiams ir banginiams. Šaltakraujai – varlės, žuvys jo neturi. Didelis riebalų nusėdimas organizme yra medžiagų apykaitos sutrikimo požymis. Nutukusio žmogaus medžiagų apykaita lėtesnė nei lieso žmogaus. Nutukęs žmogus praranda veržlumą ir linksmumą, tampa vangus, neiniciatyvus. Maisto riebalų sudėtis yra nevienalytė, o skirtingi riebalai turi skirtingą biologinę vertę. Žmogui tinkamiausias riebalų kiekis maiste yra nuo 1 iki 1,25 g vienam kilogramui kūno svorio. Tai reiškia, kad jei žmogus sveria 70 kg, tai per dieną jis turėtų suvartoti nuo 70 iki 100 g riebalų, o kadangi riebalai yra beveik kiekvieno maisto produkto dalis, į šią normą įeina bendras riebalų kiekis, kuris patenka į organizmą visomis formomis. Pusė suvartojamų riebalų turėtų būti gyvulinės, o pusė augalinės kilmės. Tai svarbu, nes, kaip jau minėjome, visi riebalai, skaidydami virškinamajame trakte, skyla į riebalų rūgštis ir glicerolį. Yra dviejų tipų riebalų rūgštys: sočiųjų ir nesočiųjų.
Visuose riebaluose yra ir vieno, ir kito, tačiau gyvuliniuose riebaluose daugiau sočiųjų, augalinių, priešingai – nesočiųjų. riebalų rūgštys. Tyrimas Pastaraisiais metais parodė, kad nesočiosios riebalų rūgštys yra būtinos organizmui. Jie didina atsparumą įvairioms infekcijoms, mažina jautrumą radioaktyviajai spinduliuotei, susijungia su cholesteroliu (organine medžiaga, kurią daugiausia sintetina pats organizmas) ir neleidžia jam nusėdėti kraujagyslių sienelėse, užkertant kelią kraujagyslių ligoms – aterosklerozei. Iš nesočiųjų riebalų rūgščių, ypač didelę reikšmę turi tris: linolo, linoleno ir arachidono. Pirmieji du dideliais kiekiais randami kanapių, sėmenų ir saulėgrąžų aliejuje, o trečiasis (jis vadinamas vitaminu F) – daugiausia gyvuliniuose riebaluose. taukai ir kiaušinio trynys. Iš visų trijų nesočiųjų riebalų rūgščių organizmas gali susintetinti tik arachidono rūgštį, esant linolo rūgščiai ir vitaminams B. Jei riebalai visiškai pašalinami iš maisto, organizmas juos sintetins iš baltymų ir angliavandenių. Badaujant iš riebalų susidaro angliavandeniai, kurie naudojami kaip energijos šaltinis. Reglamente riebalų metabolizmas: didelį vaidmenį atlieka centrinė nervų sistema, taip pat daugelis liaukų vidinė sekrecija(lyties organų, hipofizės, skydliaukės, antinksčių).
Pasakojimas apie mineralinių medžiagų ir vandens mainus.
mineralinės druskos. Organizmui reikia ne tik baltymų, riebalų ir angliavandenių, bet ir mineralinės druskos ir vandens. Beveik visi periodinė sistema Mendelejevas yra mūsų kūno ląstelėse, tačiau tam tikrų elementų vaidmuo ir reikšmė metabolizme vis dar nėra gerai suprantama. Kalbant apie vandenį ir mineralines druskas, nustatyta, kad jie yra svarbūs medžiagų apykaitos proceso ląstelėje dalyviai. Vanduo ir įvairios druskos yra ląstelės dalis, be jų sutrinka medžiagų apykaita ląstelėje. Organizme nėra didelių druskų atsargų, todėl būtina užtikrinti reguliarų jų vartojimą. Tai padaryti nėra sunku, nes maisto produktų sudėtis apima daugumą mineralų. Daugiau nei kitos druskos naudojame valgomąją druską. Jį sudaro natris ir chloras. Natris dalyvauja reguliuojant vandens kiekį organizme, o chloras jungiasi su vandeniliu ir sudaro druskos rūgštį. skrandžio sulčių kuris labai svarbus virškinimui. Nepakankamas valgomųjų sojų pupelių vartojimas padidina vandens išsiskyrimą iš organizmo ir nepakankamai susiformuoja druskos rūgšties skrandžio sulčių. Vartojant daug valgomosios druskos, organizme sulaikomas vanduo, gali atsirasti edema. Kalis yra vienas iš esminiai elementai esančios ląstelėje. Būtina palaikyti normalų nervų jaudrumą ir raumenų audinys. Kartu su natriu jis taip pat prisideda prie vandens kiekio audiniuose reguliavimo. Kalio druskų yra bulvėse, ankštiniuose augaluose, kopūstuose ir kitose daržovėse. Kalcio ir fosforo druskos reikalingos normalus vystymasis kauliniam audiniui, fosforas labai svarbus nerviniam audiniui. Dideliais kiekiais kalcio yra piene, varškėje, sūryje ir žuvyje. Kalio ir kalcio druskų santykis svarbus normaliai širdies raumens veiklai. Jei jų nėra arba trūksta, širdies veikla sulėtėja ir netrukus visiškai sustoja. Visoms ląstelėms reikia reguliariai gauti magnio druskų. Šis elementas, dėl kurio laidumas vyksta išilgai nervų sistemos skaidulų, reguliuoja kraujagyslių spindį, taip pat žarnyno darbą. Magnio druskų yra daug kepenyse, pupelėse, žirniuose, sojoje ir Avižiniai miltai, ruginė duona. Geležis yra hemoglobino dalis, medžiaga, pernešanti deguonį iš plaučių į audinių ląsteles. Iš viso organizme yra 3 g geležies, iš kurių 2,5 g yra hemoglobino dalis. Trūkstant geležies, išsivysto anemija. Nuo maisto produktai daugiausia geležies yra kiaušinio trynyje, mėsoje, vaisiuose ir daržovėse.
Fluoras yra įtrauktas dantų emalio, todėl žmonės, gyvenantys tose vietovėse, kuriose yra geriamas vanduo to neužtenka, dažniau genda dantys, vanduo yra gyvybiškai svarbus mikroelementas. Jis dalyvauja skydliaukės hormonų sintezėje. Trūkstant jodo, palaipsniui vystosi skydliaukės patologija (žinoma kaip "gūžys"). Didelis skaičius jodo yra tiek gyvūninės, tiek augalinės kilmės jūros gėrybėse. Varis ir jo druskos dalyvauja kraujodaros procesuose. Trūkstant šio elemento organizme, geležis yra prastai naudojama pagal paskirtį, dėl to išsivysto anemija. Žmogui per dieną reikia iki 10 g druskos, 1 g kalio, 0,3 g magnio, 1,5 g fosforo, 0,8 g kalcio, 0,012 g geležies, 0,001 mg vario, 0,0003 g mangano, 0,00003 g. Druskos pasiskirsto skirtingos ląstelės o kūno audiniai netolygiai. Taigi, plazmoje ir tarpląsteliniame skystyje yra daug natrio druskų; ląstelėse yra daugiau kalio druskų nei kūno skysčiuose; kauluose yra daug kalcio ir fosforo; hemoglobinas – varis ir geležis, o skydliaukės ląstelės – jodas. Kadangi mineralai nuolat išsiskiria iš organizmo, juos reikia papildyti vienodais kiekiais su maistu. Druskos trūkumas maiste gali sukelti mirtį greičiau nei visiškas badas.
Vanduo ir mineralinės druskos nėra energijos ir maistinių medžiagų šaltiniai, tačiau jų vaidmuo yra nepaprastai svarbus. Vanduo sudaro iki 65% kūno svorio, o vaikams - iki 80%. Be maisto, bet esant vandeniui (jo vartojimui), žmogus gali išsiversti 40-50 dienų, o be vandens po kelių dienų numirs. Vanduo dalyvauja visuose medžiagų apykaitos procesuose. Visos maistinės medžiagos ir druskos gali būti absorbuojamos į kraują tik ištirpusios vandenyje. O visi cheminiai procesai ląstelėse įmanomi tik esant vandeniui. Vanduo dalyvauja reguliuojant kūno temperatūrą: išsiskiria su prakaitu, jis išgaruoja ir, vėsindamas organizmą, saugo jį nuo perkaitimo. Vidutinis vandens poreikis yra 2-2 * 5 litrai per dieną. Šis poreikis patenkinamas maždaug taip: 1 litras gėrimo, 1 litras yra maiste ir 250-300 ml susidaro žmogaus organizme dėl cheminių transformacijų, vykstančių visose ląstelėse ir audiniuose. Vanduo iš organizmo pašalinamas per inkstus prakaito liaukos ir šviesa. Išgerto ir skiriamo vandens kiekis yra maždaug toks pat. Tiesa, jo poreikis dažnai priklauso nuo maisto kokybės ir kiekio, aplinkos temperatūros ir kt.
Žmogus turėtų suvartoti tiek skysčių, kiek reikia, kad padengtų visą jo suvartojimą, kitaip dehidratacija atsiras ir ateis rimtų pažeidimų gyvybinė veikla. Ilgai trūkstant vandens, kenčia nervų sistema, atsiranda psichikos sutrikimų. Visiškos apatijos ir mieguistumo periodus pakeičia regos ir klausos haliucinacijos ir traukuliai. Pažeidė gyvybiškai svarbių nervų centrų – kvėpavimo ir širdies bei kraujagyslių – veiklą. Jei šie reiškiniai padaugėja, gali ištikti mirtis,
Sveikas žmogus neturėtų apsiriboti gėrimu, tačiau naudinga gerti mažai ir dažnai. Iš karto išgerti daug skysčių kenkia – juk visas skystis susigeria į kraują, o kol jo perteklius nepasišalina per inkstus, širdis dirba su per dideliu krūviu.
Šiandien susipažinome su tema medžiagų apykaitą ir energiją. Sužinokite, kiek jūs suprantate mokomoji medžiaga. Aš vadinu jus teiginiu, o jūs pasakysite, ar tai tiesa, ar ne, ir pateisinsite savo požiūrį.
1. Metabolizmasvyksta tarp aplinkos ir organizmo. Ar kūnas yra uždara sistema? (ne, yra sąveika su išorine aplinka, sistema yra atvira)
2. Plastinės apykaitos rezultatas – sudėtingų organinių medžiagų sintezė.
3. Organinių medžiagų irimą lydi energijos kaupimasis. (Ne)
4. Žmogaus organizmas energijos gauna iš maisto.
5. Energijos apykaitos pasekoje vyksta medžiagos sankaupa. (Ne)
6. Pastatytas žmogaus ląstelėse iš aminorūgščiųangliavandenių? (ne, voverės)
7. Pagrindinė vandens svarba kūno ląstelėms yra terpė biocheminėms reakcijoms?
Dėkojame visiems už aktyvų dalyvavimą pamokoje, įvertinsime pelnytus balus.
Pagrindinė gyvybės savybė yra medžiagų apykaita tarp žmogaus kūno ir išorinės aplinkos. Gyvo organizmo egzistavimui būtinas deguonies, vandens ir įvairių maistinių medžiagų tiekimas iš išorinės aplinkos.
Jei šis procesas sustoja, tada gyvenimas sustoja. Pagal mainus suprantame visus maistinių medžiagų transformacijos procesus mūsų organizme, jų įsisavinimą, perdirbimą ir medžiagų apykaitos produktų išleidimą į išorinę aplinką.
Asimiliacija ir disimiliacija
IN žmogaus organai virškinimo kompleksas organinės medžiagos(riebalai, baltymai) skirstomi, kaip taisyklė, į paprastesnius. Būtent šios medžiagos yra absorbuojamos tirpalų pavidalu ir prasiskverbia į limfą bei kraują. Kraujas, limfa, audinių skystis tiekia reikalingas maistines medžiagas į visus audinius. Iš absorbcijos metu gaunamų organinių junginių audinių ląstelėse susidaro žmogaus organizmui būdingi kompleksai, angliavandeniai, riebalai. Šis medžiagų, kurios yra tiesiogiai žmogaus kūno dalis, transformacijos ir asimiliacijos procesas vadinamas asimiliacija. Dėl to organizmas praturtinamas tam tikromis medžiagomis, taip pat latentine chemine energija.
Kartu su asimiliacija kūno audiniuose ir ląstelėse vyksta disimiliacija, t.y. organiškai sudėtingų medžiagų suskaidymo į paprastas procesas. Tokiu atveju būtinai išsiskiria energija, o medžiagų apykaitos produktų likučiai pasišalina iš organizmo.
Disimiliacijos ir asimiliacijos procesai yra neatsiejamai susiję ir, kaip taisyklė, vyksta vieningai. Net nepaisant priešingybės, vis tiek be asimiliacijos nebūtų ir asimiliacijos, nes nebūtų ko naikinti. Disimiliacijos metu išsiskiria energija, virsta šiluma arba tiesiogiai mechanine energija, kuri tiesiogiai panaudojama žmogaus organizmo darbe.
Keistis valdomis amžiaus ypatybės, tai yra, žmogaus organizmo augimo laikotarpiu asimiliacija vyrauja prieš disimiliaciją ir gana reikšmingai. Suaugus tai beveik subalansuota. O senatvėje žmogaus disimiliacijos procesai jau vyrauja prieš asimiliaciją - daugiau medžiagų sunaikinama, nei susidaro.
Paprastai medžiagų apykaitą išskiria baltymai, riebalai, angliavandeniai, vanduo ir mineralų apykaita kurie yra glaudžiai susiję vienas su kitu. Verta pažymėti, kad kiekvieno žinios yra labai svarbios, nes pažeidžiant vieną ar kitą reikia kreiptis specialius metodus gydymas. Taip pat labai svarbu žinoti, kad vieno iš jų pažeidimas labai labai smarkiai paveikia visą organizmą.
Baltymų apykaita
Baltymų yra daugiausia sudėtingos medžiagos organizmas ir pagrindinis pagrindas visos ląstelės. Jie žaidžia išskirtinai svarbus vaidmuo medžiagų apykaitos procese. Baltymai yra pagrindinė statybinė medžiaga organizme. Jie taip pat naudojami kaip energetinė medžiaga. Žmogaus organizmui būdingi baltymai susidaro iš maisto baltymų skilimo produktų, kurie patenka į kraują plonosios žarnos ir pernešamas į visus organus, audinius ir ląsteles. Galutiniai baltymų skilimo audiniuose ir ląstelėse produktai patenka į bendrą kraujotaką ir pašalinami iš organizmo per šalinimo organus kartu su šlapimu ir prakaitu.
Vartojant pakankamai riebalų ir angliavandenių, baltymų norma suaugusiam žmogui yra apie 1,5 g per dieną 1 kg kūno svorio. Kai organizme oksiduojasi, 1 g baltymų suteikia 4,1 didelės kalorijos.
Baltyminė mityba turi būti visavertė, t.y. maiste turi būti viskas reikalingas organizmui baltymų sudedamosios dalys. Įvairi mityba aprūpina organizmą visomis žmogaus baltymams gaminti reikalingomis medžiagomis. Geriausias būdas patenkinti organizmo baltymų poreikius yra gyvulinis maistas. Gausu baltymų: žuvis (ypač menkė), sūris, dešra, kiaušiniai.
Nuo vaistažolių produktai ypač daug baltymų yra sojos, žirnių, pupelių, pupelių,. Ne visi baltymai augalinės kilmės turėti reikalingas žmogui baltymų sudedamosios dalys. Baltymai negali būti pakeisti nei angliavandeniais, nei riebalais, nes pastaruosiuose nėra azoto. Kepenyse baltymai gali būti perdirbami ir paverčiami riebalais ir angliavandeniais.
Angliavandenių apykaita
Angliavandeniai yra pagrindinis energijos šaltinis. Kai organizme oksiduojasi, 1 g angliavandenių suteikia 4,1 didelės kalorijos. Angliavandenių dėka žmogaus organai ir audiniai gauna energiją, dėl kurios atliekami įvairūs judesiai, susidaro šiluma.
Angliavandeniai yra: krakmolas, cukrus, skaidulos. Su pertekliumi angliavandenių mityba angliavandeniai gali virsti riebalais, o jei jų nepakanka – iš riebalų. Vartojant pakankamai riebalų, angliavandenių norma suaugusiam žmogui yra 7-8 g 1 kg kūno svorio per dieną. Normali gyvybinė organizmo veikla vykdoma esant daugiau ar mažiau pastoviam cukraus kiekiui kraujyje (0,1%). Pagrindiniai produktai, kuriuose yra angliavandenių, yra įvairūs cukrūs, miltai, grūdai, duona, daržovės ir vaisiai.
IN kraujagyslės gaureliai sugeria vandeninius tirpalus paprasti cukrūs, pavyzdžiui, gliukozė, galutiniai jų skilimo organizme produktai yra anglies dioksidas ir vanduo.
Gliukozė yra būtina normaliam centrinės nervų sistemos raumenų ir ląstelių funkcionavimui kaip energijos šaltinis. Jis paverčiamas glikogenu, kuris kaupiasi kepenyse ir raumenyse, o prireikus vėl paverčiamas gliukoze. Trūkstant gliukozės kraujyje, sumažėja žmogaus darbingumas. At nervinis išsekimas arba širdies silpnumas, naudojama gliukozės infuzija į veną.
Riebalų apykaita
Riebalai iš esmės yra energetinė medžiaga. Oksiduojant 1 g riebalų gaunama 9,3 didelės kalorijos. Riebalų oksidacijos ir skilimo galutiniai produktai yra tokie patys kaip angliavandenių.
Riebalai nusėda po oda pilvo ertmė, laisvas jungiamasis audinys supančios organus. Per didelis riebalų nusėdimas kenkia organizmui, nes apsunkina širdies ir inkstų darbą. Vartojant pakankamai baltymų ir angliavandenių, dienos riebalų norma yra šiek tiek mažesnė nei baltymų. Esant šaltam klimatui, reikėtų padidinti riebalų suvartojimą. Nepakankamai suvartojant riebalų organizme, atsiranda išsekimas.
Savaip cheminė sudėtis Gyvūniniai riebalai yra artimesni mūsų kūno riebalams nei augaliniai riebalai. Lengvai virškinami riebalai, įtraukti į kompoziciją (sviestas, grietinėlė, grietinė) ir riebalai kiaušinio trynys. Iš augalinių produktų mitybai ypač vertingi įvairūs aliejai: sėmenų, saulėgrąžų, kukurūzų, kanapių ir kt.
Vandens ir mineralinių druskų mainai
Vanduo sudaro apie 70% viso kūno svorio. Tai būtina kaip neatskiriama kūno dalis. Ypač daug vandens kraujyje, limfos ir audinių skystis, virškinimo sultys. Dienos norma vanduo vidutinio klimato sąlygomis 2-2,5 litro. Atskiri organai labai daug vandens. Smegenų ląstelėse jo yra 85%, raumenyse - 75%. Kai kuriuose organuose vandens mažai, kauluose apie 20 proc. Baltymų, riebalų ir angliavandenių skaidymo į sudedamąsias dalis ir iš jų sudėtingų organinių junginių susidarymo procesai vyksta vandenyje.
Vandens dėka užtikrinama pastovi kraujo ir limfos sudėtis. Be vandens medžiagų apykaitos procesai neįmanomi, nes visi jie vyksta vandeniniai tirpalai. At visiškas nebuvimas vandens su maistu mirtis įvyksta per 4-5 dienas. Dirbant karštose parduotuvėse, taip pat Žemdirbystė karštu vasaros oru rekomenduojama gerti vandenį su 0,2-0,5% priemaiša. Šiek tiek pasūdytas vanduo kompensuoja druskų praradimą prakaituojant, mažina troškulį ir prakaitavimą, gerina savijautą ir didina produktyvumą.
Didelę reikšmę organizmui turi ir įvairios mineralinės druskos. Organizmui reikalingos natrio, kalio, kalcio, magnio, fosforo, sieros, geležies, jodo, bromo, cinko ir kai kurių kitų druskų.
Druskos yra ląstelių dalis. Organizmo gyvavimo eigoje jie nuolat išsiskiria su šlapimu, prakaitu ir kitais išskyrimo produktais, todėl juos būtina reguliariai vartoti. Įtraukta dauguma būtiniausių mineralų. Būtinas normaliai organizmo veiklai natrio chloridas t.y. valgomoji druska. Norėdami tai padaryti, per dieną su maistu turite suvartoti 10-12,5 g valgomosios druskos. Tokiu atveju organizmas gauna ne tik natrio, reikalingo deguonies ir anglies dioksido transportavimui, bet ir chloro, reikalingo druskos rūgšties susidarymui skrandžio liaukose.