Човешката храна съдържа основните хранителни вещества: протеини, мазнини, въглехидрати; витамини, микроелементи, макроелементи. Тъй като целият ни живот е метаболизъм в природата, за нормално съществуване възрастен трябва да яде три пъти на ден, попълвайки своя „резерв“ от хранителни вещества.
В тялото на жив човек непрекъснато протичат процеси на окисление (свързване с кислород) на различни хранителни вещества. Окислителните реакции са придружени от образуването и отделянето на топлина, необходима за поддържане на жизнените процеси на тялото. Топлинната енергия осигурява дейността на мускулната система. Следователно, колкото по-тежък е физическият труд, толкова повече храна се нуждае от тялото.
Енергийната стойност на храната обикновено се изразява в калории. Една калория е количеството топлина, необходимо за загряване на 1 литър вода при 15°C с един градус.Калоричното съдържание на храната е количеството енергия, което се образува в тялото в резултат на усвояването на храната.
1 грам протеин, когато се окислява в тялото, отделя количество топлина, равно на 4 kcal; 1 грам въглехидрати = 4 kcal; 1 грам мазнини = 9 kcal.
катерици
Протеините поддържат основните прояви на живота: метаболизъм, мускулна контракция, нервна възбудимост, способност за растеж, разширяване и мислене. Протеините се намират във всички тъкани и телесни течности, като са основната им част. Съставът на протеините включва различни аминокиселини, които определят биологичното значение на протеина.
Неесенциални аминокиселинисе образуват в човешкото тяло. Есенциални аминокиселинивлизат в човешкото тяло само с храна. Следователно за физиологично пълноценния живот на тялото е необходимо наличието на всички незаменими аминокиселини в храната. Диетичният дефицит дори на една есенциална аминокиселина води до намаляване на биологичната стойност на протеините и може да причини протеинов дефицит, въпреки достатъчното количество протеини в диетата. Основният доставчик на незаменими аминокиселини: месо, мляко, риба, яйца, извара.
Човешкото тяло също се нуждае от растителни протеини, които се съдържат в хляба, зърнените храни, зеленчуците - те включват незаменими аминокиселини. Продуктите, съдържащи животински и растителни протеини, осигуряват на организма вещества, необходими за неговото развитие и жизнена дейност.
Тялото на възрастен трябва да получава приблизително 1 грам протеин на 1 kg общо тегло. От това следва, че "средният" възрастен с тегло 70 kg трябва да получава най-малко 70 g протеин на ден (55% от протеина трябва да бъде от животински произход). При големи физически натоварвания се увеличават нуждите на организма от протеини.
Протеините в диетата не могат да бъдат заменени с никакви други вещества.
мазнини
Мазнините превъзхождат енергията на всички други вещества, участват в процесите на възстановяване, като структурна част от клетките и техните мембранни системи, служат като разтворители на витамини А, Е, D и допринасят за тяхното усвояване. Освен това мазнините допринасят за развитието на имунитета и помагат на тялото да се затопли.
Липсата на мазнини води до смущения в централната нервна система, промени в кожата, бъбреците, органите на зрението.
Съставът на мазнините съдържа полиненаситени мастни киселини, лецитин, витамини А, Е. Средната нужда от мазнини за възрастен е 80-100 g на ден, включително растителни мазнини - 25..30 g.
Поради мазнините в храната се осигурява една трета от дневната енергийна стойност на диетата; На 1000 kcal има 37 g мазнини.
Мазнините се намират в достатъчни количества в мозъка, сърцето, яйцата, черния дроб, маслото, сиренето, месото, свинската мас, птиците, рибата, млякото. Особено ценни са растителните мазнини, които не съдържат холестерол.
Въглехидрати
Въглехидратите са основният източник на енергия. Въглехидратите представляват 50-70% от дневния калориен прием. Нуждата от въглехидрати зависи от енергийната консумация на тялото.
Дневната нужда от въглехидрати за възрастен, занимаващ се с умствен или лек физически труд, е 300-500 g / ден. При хората, занимаващи се с тежък физически труд, нуждата от въглехидрати е много по-висока. При хора със затлъстяване енергийното съдържание на диетата може да бъде намалено с количеството въглехидрати, без да се застрашава здравето.
Хлябът, зърнените храни, тестените изделия, картофите, захарта (нетен въглехидрат) са богати на въглехидрати. Излишъкът от въглехидрати в тялото нарушава правилното съотношение на основните части на храната, като по този начин нарушава метаболизма.
витамини
Витамините не са доставчици на енергия. Те обаче са необходими в малки количества за поддържане на нормалното функциониране на организма, регулиране, насочване и ускоряване на метаболитните процеси. По-голямата част от витамините не се произвеждат в тялото, а идват отвън с храната.
При липса на витамини в храната се развива хипоавитаминоза (по-често през зимата и пролетта) - умората се увеличава, наблюдава се слабост, апатия, ефективността намалява, устойчивостта на тялото намалява.
Действието на витамините в организма е взаимосвързано - липсата на един от витамините води до нарушение на метаболизма на други вещества.
Всички витамини са разделени на две групи: водоразтворими витаминии мастноразтворими витамини.
Мастноразтворими витамини- витамини A, D, E, K.
Витамин А- повлиява растежа на организма, устойчивостта му към инфекции, необходим е за поддържане на нормалното зрение, състоянието на кожата и лигавиците. Витамин А е богат на рибено масло, сметана, масло, яйчен жълтък, черен дроб, моркови, маруля, спанак, домати, зелен грах, кайсии, портокали.
Витамин D- насърчава образуването на костна тъкан, стимулира растежа на тялото. Липсата на витамин D в организма води до нарушаване на нормалното усвояване на калций и фосфор, причинявайки рахит. Витамин D е богат на рибено масло, яйчен жълтък, черен дроб, рибен хайвер. В млякото и маслото има малко витамин D.
Витамин К- участва в тъканното дишане, съсирването на кръвта. Витамин К се синтезира в организма от чревни бактерии. Причината за липсата на витамин К са заболявания на храносмилателната система или употребата на антибактериални лекарства. На витамин К са богати домати, зелени части от растения, спанак, зеле, коприва.
Витамин Е(токоферол) влияе върху дейността на ендокринните жлези, метаболизма на протеини, въглехидрати, осигурява вътреклетъчния метаболизъм. Витамин Е влияе благоприятно върху протичането на бременността и развитието на плода. Витамин Е е богат на царевица, моркови, зеле, зелен грах, яйца, месо, риба, зехтин.
Водоразтворими витамини- витамин С, витамини от група В.
Витамин Ц(аскорбинова киселина) - активно участва в окислително-възстановителните процеси, влияе върху въглехидратната и протеиновата обмяна, повишава устойчивостта на организма към инфекции. Витамин С е богат на шипка, касис, арония, морски зърнастец, цариградско грозде, цитрусови плодове, зеле, картофи, листни зеленчуци.
Към групата витамини Ввключва 15 независими витамина, разтворими във вода, които участват в метаболитните процеси в организма, процеса на хематопоеза, играят важна роля в метаболизма на въглехидратите, мазнините, водата. Витамините от група В са стимулатори на растежа. Бирената мая, елдата, овесените ядки, ръженият хляб, млякото, месото, черният дроб, яйчният жълтък, зелените части на растенията са богати на витамини от група В.
Микроелементи и макроелементи
Минералите са част от клетките и тъканите на тялото, участват в различни метаболитни процеси. Макронутриентите са необходими на организма в относително големи количества: калций, калий, магнезий, фосфор, хлор, натриеви соли. Необходими са микроелементи в много малки количества: желязо, цинк, манган, хром, йод, флуор.
Йодът се съдържа в морски дарове, зърнени храни, мая, бобови растения, а черният дроб е богат на цинк; мед и кобалт се намират в говежди черен дроб, бъбреци, яйчен жълтък, мед. Плодовете и плодовете съдържат много калий, желязо, мед, фосфор.
ВНИМАНИЕ! Информацията, предоставена на този сайт, е само за справка. Ние не носим отговорност за възможните негативни последици от самолечението!
Организмите са изградени от клетки. Клетките на различни организми имат сходен химичен състав. Таблица 1 представя основните химични елементи, намиращи се в клетките на живите организми.
Таблица 1. Съдържанието на химични елементи в клетка
Според съдържанието в клетката могат да се разграничат три групи елементи. Първата група включва кислород, въглерод, водород и азот. Те представляват почти 98% от общия състав на клетката. Втората група включва калий, натрий, калций, сяра, фосфор, магнезий, желязо, хлор. Съдържанието им в клетката е десети и стотни от процента. Елементите от тези две групи принадлежат към макроелементи(от гръцки. макрос- голям).
Останалите елементи, представени в клетката със стотни и хилядни от процента, са включени в третата група. то микроелементи(от гръцки. микро- малък).
В клетката не са открити елементи, присъщи само на живата природа. Всички тези химически елементи също са част от неживата природа. Това показва единството на живата и неживата природа.
Липсата на който и да е елемент може да доведе до заболяване и дори смърт на тялото, тъй като всеки елемент играе определена роля. Макроелементите от първата група са в основата на биополимерите - протеини, въглехидрати, нуклеинови киселини и липиди, без които животът е невъзможен. Сярата е част от някои протеини, фосфорът е част от нуклеиновите киселини, желязото е част от хемоглобина, а магнезият е част от хлорофила. Калцият играе важна роля в метаболизма.
Част от съдържащите се в клетката химични елементи влизат в състава на неорганични вещества – минерални соли и вода.
минерални солиса в клетката, като правило, под формата на катиони (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) и аниони (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), чието съотношение определя киселинността на средата, която е важна за живота на клетките.
(В много клетки средата е леко алкална и нейното рН почти не се променя, тъй като в нея постоянно се поддържа определено съотношение на катиони и аниони.)
От неорганичните вещества в дивата природа огромна роля играят вода.
Животът е невъзможен без вода. Той представлява значителна маса от повечето клетки. Много вода се съдържа в клетките на мозъка и човешките ембриони: повече от 80% вода; в клетките на мастната тъкан - само 40%.До напреднала възраст съдържанието на вода в клетките намалява. Човек, който загуби 20% вода, умира.
Уникалните свойства на водата определят нейната роля в организма. Той участва в терморегулацията, което се дължи на високия топлинен капацитет на водата - изразходването на голямо количество енергия при нагряване. Какво определя високия топлинен капацитет на водата?
Във водната молекула един кислороден атом е ковалентно свързан с два водородни атома. Молекулата на водата е полярна, защото кислородният атом има частично отрицателен заряд, а всеки от двата водородни атома има
Частично положителен заряд. Между кислородния атом на една водна молекула и водородния атом на друга молекула се образува водородна връзка. Водородните връзки осигуряват свързването на голям брой водни молекули. При нагряване на водата значителна част от енергията се изразходва за разкъсване на водородни връзки, което определя нейния висок топлинен капацитет.
вода - добър разтворител. Поради полярността, неговите молекули взаимодействат с положително и отрицателно заредени йони, като по този начин допринасят за разтварянето на веществото. По отношение на водата всички вещества на клетката се делят на хидрофилни и хидрофобни.
хидрофилен(от гръцки. хидро- вода и fileo- любов) се наричат вещества, които се разтварят във вода. Те включват йонни съединения (напр. соли) и някои нейонни съединения (напр. захари).
хидрофобен(от гръцки. хидро- вода и фобос- страх) се наричат вещества, които са неразтворими във вода. Те включват например липиди.
Водата играе важна роля в химичните реакции, протичащи в клетката във водни разтвори. Той разтваря метаболитни продукти, които са ненужни на тялото и по този начин допринася за тяхното отстраняване от тялото. Високото съдържание на вода в клетката го дава еластичност. Водата улеснява движението на различни вещества в клетката или от клетка в клетка.
Телата на живата и неживата природа се състоят от едни и същи химични елементи. В състава на живите организми влизат неорганични вещества - вода и минерални соли. Многобройните жизнени функции на водата в клетката се дължат на особеностите на нейните молекули: тяхната полярност, способността да образуват водородни връзки.
НЕОРГАНИЧНИ КОМПОНЕНТИ НА КЛЕТКАТА
Около 90 елемента се намират в клетките на живите организми, като приблизително 25 от тях се намират в почти всички клетки. Според съдържанието в клетката химичните елементи се делят на три големи групи: макроелементи (99%), микроелементи (1%), ултрамикроелементи (по-малко от 0,001%).
Макронутриентите включват кислород, въглерод, водород, фосфор, калий, сяра, хлор, калций, магнезий, натрий и желязо.
Микроелементите включват манган, мед, цинк, йод, флуор.
Ултрамикроелементите включват сребро, злато, бром, селен.
| ЕЛЕМЕНТИ | СЪДЪРЖАНИЕ В ТЯЛОТО (%) | БИОЛОГИЧНО ЗНАЧЕНИЕ |
| Макронутриенти: | ||
| O.C.H.N | 62-3 | Те са част от всички органични вещества на клетката, водата |
| Фосфор R | 1,0 | Влизат в състава на нуклеинови киселини, АТФ (образува макроергични връзки), ензими, костна тъкан и зъбен емайл |
| Калций Ca +2 | 2,5 | При растенията е част от клетъчната мембрана, при животните е част от костите и зъбите, активира кръвосъсирването |
| Микроелементи: | 1-0,01 | |
| Сяра С | 0,25 | Съдържа протеини, витамини и ензими |
| Калий К+ | 0,25 | Предизвиква провеждането на нервните импулси; активатор на ензимите за синтез на протеини, процесите на фотосинтеза, растежа на растенията |
| Хлор CI - | 0,2 | Е компонент на стомашния сок под формата на солна киселина, активира ензимите |
| Натриев Na+ | 0,1 | Осигурява провеждането на нервните импулси, поддържа осмотичното налягане в клетката, стимулира синтеза на хормони |
| Магнезий Mg +2 | 0,07 | Включен в молекулата на хлорофила, открит в костите и зъбите, активира синтеза на ДНК, енергийния метаболизъм |
| Йод I - | 0,1 | Той е част от хормона на щитовидната жлеза - тироксин, влияе върху метаболизма |
| Желязо Fe+3 | 0,01 | Той е част от хемоглобина, миоглобина, лещата и роговицата на окото, ензимен активатор и участва в синтеза на хлорофил. Осигурява транспорт на кислород до тъканите и органите |
| Ултрамикроелементи: | по-малко от 0,01, следи | |
| Мед Si +2 | Участва в процесите на хематопоеза, фотосинтеза, катализира вътреклетъчните окислителни процеси | |
| Манган Mn | Увеличава добива на растенията, активира процеса на фотосинтеза, повлиява процесите на хемопоеза | |
| Бор В | Влияе върху процесите на растеж на растенията | |
| Флуор F | Той е част от емайла на зъбите, с дефицит се развива кариес, с излишък - флуороза | |
| Вещества: | ||
| H 2 0 | 60-98 | Той изгражда вътрешната среда на тялото, участва в процесите на хидролиза, структурира клетката. Универсален разтворител, катализатор, участник в химични реакции |
ОРГАНИЧНИ КОМПОНЕНТИ НА КЛЕТКАТА
| ВЕЩЕСТВА | СТРУКТУРА И СВОЙСТВА | ФУНКЦИИ |
| Липиди | ||
| Естери на висши мастни киселини и глицерол. Фосфолипидите също съдържат остатък H 3 PO4 Те имат хидрофобни или хидрофилно-хидрофобни свойства, висока енергийна интензивност | Строителство- образува билипиден слой на всички мембрани. Енергия. Терморегулаторни. Защитен. Хормонални(кортикостероиди, полови хормони). Компоненти на витамини D, E. Източник на вода в тялото Резервно хранително вещество |
|
| Въглехидрати | ||
| Монозахариди: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза |
Добре разтворим във вода | Енергия |
| Дизахариди: захароза, малтоза (малцова захар) |
Разтворим във вода | Компоненти на ДНК, РНК, АТФ |
| полизахариди: нишесте, гликоген, целулоза |
Слабо разтворим или неразтворим във вода | Резервно хранително вещество. Строеж - обвивката на растителната клетка |
| катерици | Полимери. Мономери - 20 аминокиселини. | Ензимите са биокатализатори. |
| I структура - последователността на аминокиселините в полипептидната верига. Комуникация - пептид - CO- NH- | Изграждане – влизат в състава на мембранните структури, рибозоми. | |
| II структура - а-спирала, връзка - водород | Моторни (контрактилни мускулни протеини). | |
| III структура – пространствена конфигурация а- спирали (глобула). Връзки - йонни, ковалентни, хидрофобни, водородни | Транспорт (хемоглобин). Защитни (антитела) Регулаторни (хормони, инсулин) | |
| Структура IV не е характерна за всички протеини. Свързването на няколко полипептидни вериги в една надстройка Те са слабо разтворими във вода. Действието на високи температури, концентрирани киселини и основи, соли на тежки метали причинява денатурация | ||
| Нуклеинова киселина: | Биополимери. Състои се от нуклеотиди | |
| ДНК - дезокси-рибонуклеинова киселина. | Нуклеотиден състав: дезоксирибоза, азотни основи - аденин, гуанин, цитозин, тимин, H 3 PO 4 остатък. Допълняемост на азотни основи A \u003d T, G \u003d C. Двойна спирала. Способен да се самоудвоява | Те образуват хромозоми. Съхранение и предаване на наследствена информация, генетичен код. Биосинтеза на РНК, протеини. Кодира първичната структура на протеин. Съдържа се в ядрото, митохондриите, пластидите |
| РНК - рибонуклеинова киселина. | Нуклеотиден състав: рибоза, азотни бази - аденин, гуанин, цитозин, урацил, H 3 PO 4 остатък Допълване на азотни бази A \u003d U, G \u003d C. Една верига | |
| Информационна РНК | Трансфер на информация за първичната структура на протеина, участващ в протеиновата биосинтеза | |
| Рибозомна РНК | Изгражда тялото на рибозомата | |
| Трансфер РНК | Кодира и транспортира аминокиселини до мястото на протеиновия синтез - рибозомата | |
| Вирусна РНК и ДНК | Генетичният апарат на вирусите | |
Ензими.
Най-важната функция на протеините е каталитичната. Белтъчните молекули, които увеличават скоростта на химичните реакции в клетката с няколко порядъка, се наричат ензими. Нито един биохимичен процес в организма не протича без участието на ензими.
Досега са открити над 2000 ензима. Тяхната ефективност е многократно по-висока от ефективността на неорганичните катализатори, използвани в производството. И така, 1 mg желязо в състава на ензима каталаза замества 10 тона неорганично желязо. Каталазата увеличава скоростта на разлагане на водородния пероксид (H 2 O 2) с 10 11 пъти. Ензимът, катализиращ образуването на въглеродна киселина (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3), ускорява реакцията 10 7 пъти.
Важно свойство на ензимите е специфичността на тяхното действие; всеки ензим катализира само една или малка група подобни реакции.
Веществото, върху което действа ензимът, се нарича субстрат. Структурите на ензимната молекула и субстрата трябва точно да съвпадат една с друга. Това обяснява спецификата на действието на ензимите. Когато субстрат се комбинира с ензим, пространствената структура на ензима се променя.
Последователността на взаимодействие между ензима и субстрата може да бъде изобразена схематично:
Субстрат+Ензим - Ензимно-субстратен комплекс - Ензим+Продукт.
От диаграмата може да се види, че субстратът се свързва с ензима, за да образува ензим-субстратен комплекс. В този случай субстратът се трансформира в ново вещество - продукта. На последния етап ензимът се освобождава от продукта и отново взаимодейства със следващата молекула на субстрата.
Ензимите функционират само при определена температура, концентрация на веществата, киселинност на околната среда. Промяната в условията води до промяна в третичната и кватернерната структура на протеиновата молекула и следователно до потискане на ензимната активност. как става това Само определена част от ензимната молекула има каталитична активност, т.нар активен център. Активният център съдържа от 3 до 12 аминокиселинни остатъка и се образува в резултат на огъване на полипептидната верига.
Под въздействието на различни фактори структурата на ензимната молекула се променя. В този случай пространствената конфигурация на активния център се нарушава и ензимът губи своята активност.
Ензимите са протеини, които действат като биологични катализатори. Благодарение на ензимите скоростта на химичните реакции в клетките се увеличава с няколко порядъка. Важно свойство на ензимите е специфичността на действие при определени условия.
Нуклеинова киселина.
Нуклеиновите киселини са открити през втората половина на 19 век. Швейцарският биохимик Ф. Мишер, който изолира вещество с високо съдържание на азот и фосфор от ядрата на клетките и го нарече "нуклеин" (от лат. ядро- ядро).
Нуклеиновите киселини съхраняват наследствена информация за структурата и функционирането на всяка клетка и всички живи същества на Земята. Има два вида нуклеинови киселини - ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) и РНК (рибонуклеинова киселина). Нуклеиновите киселини, подобно на протеините, са специфични за видовете, тоест организмите от всеки вид имат свой собствен тип ДНК. За да разберете причините за видовата специфичност, разгледайте структурата на нуклеиновите киселини.
Молекулите на нуклеиновата киселина са много дълги вериги, състоящи се от много стотици и дори милиони нуклеотиди. Всяка нуклеинова киселина съдържа само четири вида нуклеотиди. Функциите на молекулите на нуклеиновите киселини зависят от тяхната структура, съставните им нуклеотиди, техния брой във веригата и последователността на съединението в молекулата.
Всеки нуклеотид се състои от три компонента: азотна основа, въглехидрат и фосфорна киселина. Всеки ДНК нуклеотид съдържа един от четирите вида азотни бази (аденин - А, тимин - Т, гуанин - G или цитозин - С), както и дезоксирибозен въглехидрат и остатък от фосфорна киселина.
Така нуклеотидите на ДНК се различават само по вида на азотната основа.
Молекулата на ДНК се състои от огромен брой нуклеотиди, свързани във верига в определена последователност. Всеки тип ДНК молекула има свой собствен брой и последователност от нуклеотиди.
ДНК молекулите са много дълги. Например, за да се запише последователността на нуклеотидите в ДНК молекулите от една човешка клетка (46 хромозоми), ще ви трябва книга от около 820 000 страници. Редуването на четири вида нуклеотиди може да образува безкраен брой варианти на ДНК молекули. Тези характеристики на структурата на ДНК молекулите им позволяват да съхраняват огромно количество информация за всички признаци на организмите.
През 1953 г. американският биолог Дж. Уотсън и английският физик Ф. Крик създават модел за структурата на молекулата на ДНК. Учените са открили, че всяка ДНК молекула се състои от две вериги, свързани помежду си и спирално усукани. Прилича на двойна спирала. Във всяка верига четири вида нуклеотиди се редуват в определена последователност.
Нуклеотидният състав на ДНК е различен при различните видове бактерии, гъби, растения и животни. Но не се променя с възрастта, зависи малко от промените в околната среда. Нуклеотидите са сдвоени, т.е. броят на адениновите нуклеотиди във всяка ДНК молекула е равен на броя на тимидиновите нуклеотиди (A-T), а броят на цитозиновите нуклеотиди е равен на броя на гуаниновите нуклеотиди (C-G). Това се дължи на факта, че свързването на две вериги една с друга в една ДНК молекула се подчинява на определено правило, а именно: аденинът на едната верига винаги е свързан само с две водородни връзки с тимина на другата верига, а гуанинът с три водородни връзки. връзки с цитозин, т.е. нуклеотидните вериги на една молекула ДНК са комплементарни, допълват се взаимно.
Молекулите на нуклеиновата киселина – ДНК и РНК са изградени от нуклеотиди. Съставът на ДНК нуклеотидите включва азотна основа (A, T, G, C), въглехидрат дезоксирибоза и остатък от молекула на фосфорна киселина. Молекулата на ДНК е двойна спирала, състояща се от две вериги, свързани с водородни връзки на принципа на комплементарността. Функцията на ДНК е да съхранява наследствена информация.
В клетките на всички организми има молекули на АТФ - аденозинтрифосфорна киселина. АТФ е универсална клетъчна субстанция, чиято молекула има богати на енергия връзки. Молекулата на АТФ е един вид нуклеотид, който, подобно на други нуклеотиди, се състои от три компонента: азотна основа - аденин, въглехидрат - рибоза, но вместо един съдържа три остатъка от молекули на фосфорна киселина (фиг. 12). Връзките, обозначени с иконата на фигурата, са богати на енергия и се наричат макроергичен. Всяка молекула на АТФ съдържа две макроергични връзки.
Когато макроергичната връзка се разкъса и една молекула фосфорна киселина се отцепи с помощта на ензими, се освобождава 40 kJ / mol енергия и ATP се превръща в ADP - аденозин дифосфорна киселина. С елиминирането на още една молекула фосфорна киселина се освобождават още 40 kJ / mol; Образува се АМФ – аденозинмонофосфорна киселина. Тези реакции са обратими, т.е. AMP може да се превърне в ADP, ADP - в ATP.
Молекулите на АТФ не само се разграждат, но и се синтезират, така че тяхното съдържание в клетката е относително постоянно. Значението на АТФ в живота на клетката е огромно. Тези молекули играят водеща роля в енергийния метаболизъм, необходим за осигуряване на жизнената дейност на клетката и на организма като цяло.
Ориз. 12. Схема на структурата на АТФ.| аденин - |
Молекулата на РНК, като правило, е единична верига, състояща се от четири вида нуклеотиди - A, U, G, C. Известни са три основни вида РНК: иРНК, рРНК, тРНК. Съдържанието на РНК молекули в клетката не е постоянно, те участват в биосинтезата на протеините. АТФ е универсалната енергийна субстанция на клетката, в която има богати на енергия връзки. АТФ играе централна роля в обмена на енергия в клетката. РНК и АТФ се намират както в ядрото, така и в цитоплазмата на клетката.
Задачи и тестове по темата "Тема 4. "Химичен състав на клетката.""
- полимер, мономер;
- въглехидрат, монозахарид, дизахарид, полизахарид;
- липид, мастна киселина, глицерол;
- аминокиселина, пептидна връзка, протеин;
- катализатор, ензим, активен център;
- нуклеинова киселина, нуклеотид.
Алгоритъм за решаване на задачи.
Тип 1. Самокопираща се ДНК.
Една от ДНК веригите има следната нуклеотидна последователност:
AGTACCGATACCGATTTCG...
Каква последователност от нуклеотиди има втората верига на същата молекула?
За да напишете нуклеотидната последователност на втората верига на ДНК молекула, когато последователността на първата верига е известна, е достатъчно да замените тимина с аденин, аденина с тимин, гуанина с цитозин и цитозина с гуанин. Правейки това заместване, получаваме последователността:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...
Тип 2. Кодиране на протеини.
Аминокиселинната верига на рибонуклеазния протеин има следното начало: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин ...
Каква последователност от нуклеотиди започва гена, съответстващ на този протеин?
За да направите това, използвайте таблицата на генетичния код. За всяка аминокиселина намираме нейното кодово обозначение под формата на съответната тройка нуклеотиди и го изписваме. Подреждайки тези триплети един след друг в същия ред, в който вървят съответните аминокиселини, получаваме формулата за структурата на участъка на информационната РНК. По правило има няколко такива тройки, изборът се прави според вашето решение (но се взема само една от тройките). Възможно е да има няколко решения, съответно.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG
С каква аминокиселинна последователност започва протеинът, ако е кодиран от такава последователност от нуклеотиди:
ACGCCATGGCCGGT...
Според принципа на комплементарността намираме структурата на информационната РНК секция, образувана върху даден сегмент от ДНК молекулата:
UGCGGGUACCCGCCCA...
След това се обръщаме към таблицата на генетичния код и за всяка тройка нуклеотиди, започвайки от първия, намираме и изписваме съответстващата му аминокиселина:
Цистеин-глицин-тирозин-аргинин-пролин-...
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. „Обща биология”. Москва, "Просвещение", 2000 г
- Тема 4. "Химичен състав на клетката." §2-§7 стр. 7-21
- Тема 5. "Фотосинтеза." §16-17 стр. 44-48
- Тема 6. "Клетъчно дишане." §12-13 стр. 34-38
- Тема 7. "Генетична информация." §14-15 стр. 39-44
20. Химични елементи, които изграждат въглеродите
21. Брой на молекулите в монозахаридите
22. Брой мономери в полизахаридите
23. Глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза и дезоксирибоза се класифицират като вещества
24. Мономер на полизахаридите
25. Нишестето, хитинът, целулозата, гликогенът принадлежи към групата вещества
26. Резервен въглерод в растенията
27. Резервен въглерод при животните
28. Структурен въглерод в растенията
29. Структурен въглерод при животните
30. Молекулите са изградени от глицерол и мастни киселини
31. Най-енергоемкото органично хранително вещество
32. Количеството енергия, отделена при разграждането на протеините
33. Количеството енергия, отделена при разграждането на мазнините
34. Количеството енергия, отделена при разпадането на въглерода
35. Вместо една от мастните киселини, фосфорната киселина участва в образуването на молекулата
36. Фосфолипидите са част от
37. Протеиновите мономери са
38. Съществува броя на видовете аминокиселини в състава на протеините
39. Белтъци - катализатори
40. Разнообразие от белтъчни молекули
41. В допълнение към ензимната, една от най-важните функции на протеините
42. В клетката има повечето от тези органични вещества
43. Според вида на веществата ензимите биват
44. Мономер на нуклеинова киселина
45. ДНК нуклеотидите могат да се различават само един от друг
46. Обща субстанция ДНК и РНК нуклеотиди
47. Въглехидрати в ДНК нуклеотиди
48. Въглехидрати в РНК нуклеотиди
49. Само ДНК се характеризира с азотна основа
50. Само РНК се характеризира с азотна основа
51. Двойноверижна нуклеинова киселина
52. Едноверижна нуклеинова киселина
56. Аденинът е комплементарен
57. Гуанинът е комплементарен
58. Хромозомите се състоят от
59. Съществуват общо видове РНК
60. РНК е в клетката
61. Ролята на АТФ молекулата
62. Азотна основа в молекулата на АТФ
63. Вид въглехидрат ATP
галактоза, рибоза и дезоксирибоза принадлежат към вида вещества 24. Мономерни полизахариди 25. Нишесте, хитин, целулоза, гликоген принадлежат към групата вещества 26. Резервен въглерод в растенията 27. Резервен въглерод в животните 28. Структурен въглерод в растенията 29. Структурен въглерод при животните 30. Молекулите са изградени от глицерол и мастни киселини 31. Най-енергийно интензивното органично хранително вещество 32. Количеството енергия, освободено от разграждането на протеини 33. Количеството енергия, освободено от разграждането на мазнините 34. Количеството енергия, освободено от разграждането на въглерода 35. Вместо една от мастните киселини, фосфорната киселина участва в образуването на молекулата 36. Фосфолипидите са част от 37. Мономерът на протеините е 38. Броят на видовете амино киселини в състава на протеините съществува 39. Протеините са катализатори 40. Разнообразие от протеинови молекули 41. Освен ензимната, една от най-важните функции на протеините 42. Тези органични Най-много вещества в клетката са 43. По вида от вещества, ензимите са 44. Нуклеинова киселина мономер 45. ДНК нуклеотидите могат да се различават само един от друг 46. Общо вещество ДНК и РНК нуклеотиди 47. Въглехидрати в ДНК нуклеотиди 48. Въглехидрати в РНК нуклеотиди 49. Само ДНК се характеризира с азотна основа 50. Само РНК се характеризира с азотна основа 51. Двойноверижна нуклеинова киселина 52. Едноверижна нуклеинова киселина 53. Видове химична връзка между нуклеотидите в една ДНК верига 54. Видове химична връзка между ДНК вериги 55. Двойна водородна връзка в ДНК възниква между 56. Аденинът е комплементарен 57 Гуанинът е комплементарен 58. Хромозомите се състоят от 59. Общо има 60 вида РНК РНК е в клетката 61. Ролята на молекулата на АТФ 62. Азотната основа в молекулата на АТФ 63. Видът на въглехидрата на АТФ
1) Хранителните вещества са от съществено значение за изграждането на тялото:А) само животни
Б) само растения
В) само гъби
Г) всички живи организми
2) Получаването на енергия за живота на тялото става в резултат на:
А) развъждане
Б) дишане
В) селекция
Г) растеж
3) За повечето растения, птици, животни местообитанието е:
А) земя-въздух
Б) вода
В) друг организъм
Г) почва
4) Цветовете, семената и плодовете са характерни за:
А) иглолистни растения
Б) цъфтящи растения
В) клубни мъхове
Г) папрати
5) Животните могат да се размножават:
А) спорове
Б) вегетативно
В) сексуално
Г) клетъчно делене
6) За да не се отровите, трябва да съберете:
А) млади ядливи гъби
Б) гъби по магистралите
В) отровни гъби
Г) ядливи обрасли гъби
7) Запасът от минерали в почвата и водата се попълва поради жизнената дейност:
А) производители
Б) разрушители
В) потребители
Г) всички отговори са верни
8 - Блед гмурец:
А) създава органична материя на светлината
Б) усвоява хранителните вещества в храносмилателната система
В) абсорбират хранителни вещества чрез хифи
D) улавя хранителни вещества с псевдоподи
9) Вмъкнете връзка в захранващата верига, като изберете от следното:
Овес - мишка - ветрушка - .......
А) ястреб
Б) ливаден чин
В) земен червей
Г) преглъщане
10) Способността на организмите да реагират на промените в околната среда се нарича:
А) селекция
Б) раздразнителност
В) развитие
Г) метаболизъм
11) Местообитанието на живите организми се влияе от фактори:
А) нежива природа
Б) дивата природа
В) човешка дейност
Г) всички горепосочени фактори
12) Липсата на корен е характерна за:
А) иглолистни растения
Б) цъфтящи растения
В) мъхове
Г) папрати
13) Тялото на протистите не може:
А) да са едноклетъчни
Б) да са многоклетъчни
В) имат органи
Г) няма верен отговор
14) В резултат на фотосинтезата се образуват хлоропласти на спирогира (са):
А) въглероден диоксид
Б) вода
В) минерални соли
Г) няма верен отговор
хранителни вещества - въглехидрати, протеини, витамини, мазнини, микроелементи, макронутриенти- Намира се в храната. Всички тези хранителни вещества са необходими на човек, за да може да извършва всички жизнени процеси. Съдържанието на хранителни вещества в диетата е най-важният фактор за съставяне на диетично меню.
В тялото на жив човек процесите на окисляване от всякакъв вид никога не спират. хранителни вещества. Окислителните реакции протичат с образуването и отделянето на топлина, от която човек се нуждае за поддържане на жизнените процеси. Топлинната енергия позволява на мускулната система да работи, което ни води до извода, че колкото по-тежък е физическият труд, толкова повече храна е необходима на тялото.
Енергийната стойност на храните се определя от калориите. Калоричното съдържание на храната определя количеството енергия, получено от тялото в процеса на усвояване на храната.
1 грам протеин в процеса на окисляване дава количество топлина от 4 kcal; 1 грам въглехидрати = 4 kcal; 1 грам мазнини = 9 kcal.
Хранителните вещества са протеини.
Протеинът като хранително веществонеобходими на тялото за поддържане на метаболизма, мускулната контракция, нервната възбудимост, способността за растеж, възпроизвеждане и мислене. Протеинът се намира във всички тъкани и телесни течности и е основен елемент. Протеинът се състои от аминокиселини, които определят биологичното значение на протеина.
Неесенциални аминокиселиниобразувани в човешкото тяло. Есенциални аминокиселиничовек получава отвън с храната, което показва необходимостта от контрол на количеството аминокиселини в храната. Диетичният дефицит дори на една есенциална аминокиселина води до намаляване на биологичната стойност на протеините и може да причини протеинов дефицит, въпреки достатъчното количество протеини в диетата. Основен източник на незаменими аминокиселини са рибата, месото, млякото, изварата, яйцата.
В допълнение, тялото се нуждае от растителни протеини, съдържащи се в хляба, зърнените храни, зеленчуците - те осигуряват незаменими аминокиселини.
Всеки ден в тялото на възрастен човек трябва да постъпва приблизително 1 g протеин на 1 килограм телесно тегло. Тоест, обикновен човек с тегло 70 kg на ден се нуждае от поне 70 g протеин, докато 55% от всички протеини трябва да са от животински произход. Ако тренирате, тогава количеството протеин трябва да се увеличи до 2 грама на килограм на ден.
Протеините в правилната диета са незаменими за всички други елементи.
Хранителните вещества са мазнини.
Мазнините като хранителни веществате са един от основните източници на енергия за организма, участват във възстановителните процеси, тъй като са структурна част от клетките и техните мембранни системи, разтварят и спомагат за усвояването на витамините А, Е, D. Освен това мазнините помагат при формиране на имунитет и поддържане на топлината на тялото .
Недостатъчното количество мазнини в организма причинява смущения в дейността на централната нервна система, промени в кожата, бъбреците и зрението.
Мазнините се състоят от полиненаситени мастни киселини, лецитин, витамини А, Е. Обикновеният човек се нуждае от около 80-100 грама мазнини на ден, от които растителният произход трябва да бъде най-малко 25-30 грама.
Мазнините от храната дават на тялото 1/3 от дневната енергийна стойност на диетата; На 1000 kcal има 37 g мазнини.
Необходимото количество мазнини в: сърце, птици, риба, яйца, черен дроб, масло, сирене, месо, свинска мас, мозък, мляко. По-важни за организма са растителните мазнини, които съдържат по-малко холестерол.
Хранителните вещества са въглехидрати.
Въглехидрати,хранително вещество, са основният източник на енергия, който носи 50-70% от калориите от цялата диета. Необходимото количество въглехидрати за човек се определя въз основа на неговата активност и консумация на енергия.
В деня на обикновен човек, който се занимава с умствен или лек физически труд, са необходими около 300-500 грама въглехидрати. С увеличаване на физическата активност се увеличава и дневният прием на въглехидрати и калории. За пълните хора енергийната интензивност на дневното меню може да бъде намалена поради количеството въглехидрати, без да се нарушава здравето.
Много въглехидрати има в хляба, зърнените храни, тестените изделия, картофите, захарта (нетен въглехидрат). Излишъкът от въглехидрати в тялото нарушава правилното съотношение на основните части на храната, като по този начин нарушава метаболизма.
Хранителните вещества са витамини.
витамини,като хранителни вещества, не осигуряват енергия на тялото, но все пак са най-важните хранителни вещества, необходими на тялото. Витамините са необходими за поддържане на жизнената активност на тялото, регулиране, насочване и ускоряване на метаболитните процеси. Почти всички витамини тялото получава от храната и само няколко могат да бъдат произведени от самото тяло.
През зимата и пролетта в организма може да възникне хипоавитаминоза поради липса на витамини в храната - умора, слабост, нарастване на апатията, намаляване на ефективността и устойчивостта на тялото.
Всички витамини според действието си върху организма са взаимосвързани - липсата на един от витамините води до нарушение на метаболизма на други вещества.
Всички витамини са разделени на 2 групи: водоразтворими витаминии мастноразтворими витамини.
Мастноразтворими витамини - витамини A, D, E, K.
Витамин А- необходим е за растежа на организма, подобряване на устойчивостта му към инфекции, поддържане на доброто зрение, състоянието на кожата и лигавиците. Витамин А идва от рибено масло, сметана, масло, яйчен жълтък, черен дроб, моркови, маруля, спанак, домати, зелен грах, кайсии, портокали.
Витамин D- необходим е за образуването на костна тъкан, растежа на тялото. Липсата на витамин D води до влошаване на усвояването на Ca и P, което води до рахит. Витамин D може да се получи от рибено масло, яйчен жълтък, черен дроб, рибен хайвер. Витамин D все още се намира в млякото и маслото, но съвсем малко.
Витамин К- Необходим за тъканното дишане, нормалното съсирване на кръвта. Витамин К се синтезира в организма от чревни бактерии. Липсата на витамин К се проявява поради заболявания на храносмилателната система или употребата на антибактериални лекарства. Витамин К може да се набави от домати, зелени части от растения, спанак, зеле, коприва.
Витамин Е (токоферол) е необходим за дейността на ендокринните жлези, метаболизма на протеини, въглехидрати и вътреклетъчния метаболизъм. Витамин Е влияе благоприятно върху протичането на бременността и развитието на плода. Витамин Е се получава от царевица, моркови, зеле, зелен грах, яйца, месо, риба, зехтин.
Водоразтворими витамини - витамин С, витамини от група В.
Витамин Ц (аскорбинова киселина) - необходим е за окислително-възстановителните процеси на организма, въглехидратната и протеиновата обмяна, повишавайки устойчивостта на организма към инфекции. Витамин С е богат на шипка, касис, арония, морски зърнастец, цариградско грозде, цитрусови плодове, зеле, картофи, листни зеленчуци.
Витамин В групавключва 15 водоразтворими витамина, които участват в метаболитните процеси в организма, процеса на хемопоеза, играят важна роля в метаболизма на въглехидратите, мазнините, водата. Витамините от група В стимулират растежа. Можете да получите витамини от група В от бирена мая, елда, овесени ядки, ръжен хляб, мляко, месо, черен дроб, яйчен жълтък, зелени части на растения.
Хранителните вещества са микроелементи и макроелементи.
Хранителни минераливлизат в състава на клетките и тъканите на тялото, участват в различни метаболитни процеси. Макроелементите са необходими на човек в относително големи количества: соли Ca, K, Mg, P, Cl, Na. Необходими са микроелементи в малки количества: Fe, Zn, манган, Cr, I, F.
Йодът може да бъде получен от морски дарове; цинк от зърнени култури, дрожди, бобови растения, черен дроб; медта и кобалта се получават от говежди черен дроб, бъбреци, яйчен жълтък, мед. Плодовете и плодовете съдържат много калий, желязо, мед, фосфор.