Inimese toit sisaldab põhitoitaineid: valke, rasvu, süsivesikuid; vitamiinid, mikroelemendid, makroelemendid. Kuna kogu meie elu on oma olemuselt ainevahetus, peab täiskasvanu normaalseks eksisteerimiseks sööma kolm korda päevas, täiendades oma toitainete "reservi".
Elava inimese kehas toimuvad pidevalt erinevate toitainete oksüdatsiooni (hapnikuga ühinemise) protsessid. Oksüdatsioonireaktsioonidega kaasneb keha elutähtsate protsesside säilitamiseks vajaliku soojuse moodustumine ja vabanemine. Soojusenergia tagab lihassüsteemi aktiivsuse. Seega, mida raskem on füüsiline töö, seda rohkem toitu keha vajab.
Toidu energiasisaldust väljendatakse tavaliselt kalorites. Kalor on soojushulk, mis kulub 1 liitri vee soojendamiseks 15°C juures ühe kraadi võrra. Toidu kalorisisaldus on energia hulk, mis tekib organismis toidu omastamise tulemusena.
1 gramm valku vabastab kehas oksüdeerituna soojushulga, mis võrdub 4 kcal; 1 gramm süsivesikuid = 4 kcal; 1 gramm rasva = 9 kcal.
Oravad
Valgud toetavad põhilisi eluilminguid: ainevahetust, lihaste kokkutõmbumist, närvide ärrituvust, võimet kasvada, laieneda ja mõelda. Valke leidub kõigis kudedes ja kehavedelikes, olles nende põhiosa. Valkude koostis sisaldab mitmesuguseid aminohappeid, mis määravad valgu bioloogilise tähtsuse.
Mitteasendatavad aminohapped tekivad inimkehas. Asendamatud aminohapped siseneda inimkehasse ainult toiduga. Seetõttu on keha füsioloogiliselt terviklikuks eluks vajalik kõigi asendamatute aminohapete olemasolu toidus. Isegi ühe asendamatu aminohappe defitsiit toiduga viib valkude bioloogilise väärtuse languseni ja võib põhjustada valgupuudust, hoolimata piisavast valgukogusest toidus. Peamine asendamatute aminohapete tarnija: liha, piim, kala, munad, kodujuust.
Inimorganism vajab ka taimseid valke, mida leidub leivas, teraviljas, köögiviljades – nende hulka kuuluvad ka asendamatud aminohapped. Loomseid ja taimseid valke sisaldavad tooted annavad organismile aineid, mis on vajalikud selle arenguks ja elutegevuseks.
Täiskasvanu organism peaks saama ligikaudu 1 grammi valku 1 kg kogukaalu kohta. Sellest järeldub, et "keskmine" täiskasvanu, kes kaalub 70 kg, peaks saama vähemalt 70 g valku päevas (55% valkudest peaks olema loomset päritolu). Suure füüsilise koormuse korral suureneb organismi valguvajadus.
Toidus leiduvaid valke ei saa asendada ühegi teise ainega.
Rasvad
Rasvad ületavad kõigi teiste ainete energiat, osalevad taastumisprotsessides, olles rakkude ja nende membraanisüsteemide struktuurne osa, toimivad vitamiinide A, E, D lahustitena ning aitavad kaasa nende imendumisele. Samuti aitavad rasvad kaasa immuunsuse kujunemisele ja aitavad kehal soojas hoida.
Rasvapuudus põhjustab kesknärvisüsteemi häireid, muutusi nahas, neerudes, nägemisorganites.
Rasvade koostis sisaldab polüküllastumata rasvhappeid, letsitiini, vitamiine A, E. Täiskasvanu keskmine rasvavajadus on 80-100 g päevas, sh taimne rasv - 25..30 g.
Toidu rasvasisalduse tõttu tagatakse kolmandik dieedi päevasest energiasisaldusest; 1000 kcal kohta on 37 g rasva.
Rasvu leidub piisavas koguses ajus, südames, munas, maksas, võis, juustus, lihas, searasvas, linnulihas, kalas, piimas. Eriti väärtuslikud on taimsed rasvad, mis ei sisalda kolesterooli.
Süsivesikud
Süsivesikud on peamine energiaallikas. Süsivesikud moodustavad 50–70% päevasest kaloraažist. Süsivesikute vajadus sõltub organismi energiatarbimisest.
Vaimse või kerge füüsilise tööga tegeleva täiskasvanu päevane süsivesikute vajadus on 300–500 g päevas. Raske füüsilise tööga tegelevatel inimestel on süsivesikute vajadus palju suurem. Rasvunud inimestel saab dieedi energiasisaldust vähendada süsivesikute koguse võrra, ilma et see kahjustaks tervist.
Leib, teravili, pasta, kartul, suhkur (neto süsivesik) on rikkad süsivesikute poolest. Süsivesikute liig kehas rikub toidu põhiosade õiget vahekorda, häirides seeläbi ainevahetust.
vitamiinid
Vitamiinid ei ole energia pakkujad. Need on aga väikestes kogustes vajalikud, et säilitada organismi normaalne toimimine, reguleerides, suunates ja kiirendades ainevahetusprotsesse. Valdav osa vitamiine ei toodeta kehas, vaid tulevad väljastpoolt koos toiduga.
Vitamiinide puudumisega toidus areneb hüpoavitaminoos (sagedamini talvel ja kevadel) - suureneb väsimus, nõrkus, apaatia, efektiivsus väheneb, keha vastupidavus väheneb.
Vitamiinide toime organismis on omavahel seotud – ühe vitamiini puudusega kaasneb teiste ainete ainevahetushäire.
Kõik vitamiinid on jagatud kahte rühma: vees lahustuvad vitamiinid ja rasvlahustuvad vitamiinid.
Rasvlahustuvad vitamiinid- vitamiinid A, D, E, K.
A-vitamiin- mõjutab organismi kasvu, selle vastupanuvõimet infektsioonidele, on vajalik säilitada normaalne nägemine, naha ja limaskestade seisund. A-vitamiini sisaldavad rohkesti kalaõli, koor, või, munakollane, maks, porgand, salat, spinat, tomatid, rohelised herned, aprikoosid, apelsinid.
D-vitamiin- soodustab luukoe teket, stimuleerib organismi kasvu. D-vitamiini puudus organismis põhjustab kaltsiumi ja fosfori normaalse imendumise häireid, põhjustades rahhiidi. D-vitamiini on rikkalikult kalaõlis, munakollases, maksas, kalamarjas. D-vitamiini on piimas ja võis vähe.
K-vitamiin- osaleb kudede hingamises, vere hüübimises. K-vitamiini sünteesivad organismis soolebakterid. K-vitamiini puuduse põhjuseks on seedesüsteemi haigused või antibakteriaalsete ravimite kasutamine. K-vitamiini sisaldavad rohkesti tomatid, rohelised taimeosad, spinat, kapsas, nõges.
E-vitamiin(tokoferool) mõjutab endokriinsete näärmete aktiivsust, valkude, süsivesikute ainevahetust, tagab rakusisese ainevahetuse. E-vitamiin mõjutab soodsalt raseduse kulgu ja loote arengut. E-vitamiini leidub rohkelt maisis, porgandis, kapsas, rohelistes hernestes, munades, lihas, kalas, oliiviõlis.
Vees lahustuvad vitamiinid- C-vitamiin, B-vitamiinid.
C-vitamiin(askorbiinhape) - osaleb aktiivselt redoksprotsessides, mõjutab süsivesikute ja valkude ainevahetust, suurendab organismi vastupanuvõimet infektsioonidele. C-vitamiini sisaldavad rohkesti kibuvitsamarjad, mustad sõstrad, arooniad, astelpaju, karusmarjad, tsitrusviljad, kapsas, kartul, lehtköögiviljad.
Grupi juurde vitamiinid B Sisaldab 15 iseseisvat vees lahustuvat vitamiini, mis osalevad organismi ainevahetusprotsessides, vereloome protsessis, mängivad olulist rolli süsivesikute, rasvade ja vee ainevahetuses. B-vitamiinid on kasvustimulaatorid. B-vitamiini rikkad on õllepärm, tatar, kaerahelbed, rukkileib, piim, liha, maks, munakollane, rohelised taimeosad.
Mikro- ja makroelemendid
Mineraalid on osa keha rakkudest ja kudedest, osalevad mitmesugustes ainevahetusprotsessides. Makrotoitaineid vajab organism suhteliselt suurtes kogustes: kaltsium, kaalium, magneesium, fosfor, kloor, naatriumsoolad. Mikroelemente on vaja väga väikestes kogustes: raud, tsink, mangaan, kroom, jood, fluor.
Joodi leidub mereandides, teraviljas, pärmis, kaunviljades ja maksas on palju tsinki; vaske ja koobaltit leidub veise maksas, neerudes, munakollases, mees. Marjad ja puuviljad sisaldavad palju kaaliumi, rauda, vaske, fosforit.
TÄHELEPANU! Sellel saidil esitatud teave on ainult viitamiseks. Me ei vastuta iseravi võimalike negatiivsete tagajärgede eest!
Organismid koosnevad rakkudest. Erinevate organismide rakkudel on sarnane keemiline koostis. Tabelis 1 on toodud peamised elusorganismide rakkudes leiduvad keemilised elemendid.
Tabel 1. Keemiliste elementide sisaldus rakus
Lahtri sisu järgi saab eristada kolme elementide rühma. Esimesse rühma kuuluvad hapnik, süsinik, vesinik ja lämmastik. Need moodustavad peaaegu 98% raku kogukoostisest. Teise rühma kuuluvad kaalium, naatrium, kaltsium, väävel, fosfor, magneesium, raud, kloor. Nende sisaldus lahtris on kümnendikku ja sajandikku protsenti. Nende kahe rühma elemendid kuuluvad makrotoitained(kreeka keelest. makro- suur).
Ülejäänud elemendid, mis on lahtris esindatud protsendi sajandikute ja tuhandikutega, kuuluvad kolmandasse rühma. seda mikroelemendid(kreeka keelest. mikro- väike).
Ainult elusloodusele omaseid elemente rakust ei leitud. Kõik need keemilised elemendid on samuti osa elutust loodusest. See näitab elava ja eluta looduse ühtsust.
Mis tahes elemendi puudumine võib põhjustada haigusi ja isegi keha surma, kuna igal elemendil on kindel roll. Esimese rühma makrotoitained moodustavad biopolümeeride aluse - valgud, süsivesikud, nukleiinhapped ja lipiidid, ilma milleta pole elu võimatu. Väävel on osa mõnedest valkudest, fosfor on osa nukleiinhapetest, raud on osa hemoglobiinist ja magneesium on osa klorofüllist. Kaltsium mängib ainevahetuses olulist rolli.
Osa rakus sisalduvatest keemilistest elementidest on osa anorgaanilistest ainetest – mineraalsooladest ja veest.
mineraalsoolad on rakus reeglina katioonide (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ja anioonide (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3) kujul. ), mille suhe määrab söötme happesuse, mis on oluline rakkude elutegevuseks.
(Paljudes rakkudes on sööde kergelt aluseline ja selle pH peaaegu ei muutu, kuna selles säilib pidevalt teatud katioonide ja anioonide suhe.)
Looduses leiduvatest anorgaanilistest ainetest mängib tohutut rolli vesi.
Elu on võimatu ilma veeta. See moodustab enamiku rakkude märkimisväärse massi. Ajurakkudes ja inimembrüodes sisaldub palju vett: üle 80% veest; rasvkoe rakkudes - ainult 40%.Vanaduseks veesisaldus rakkudes väheneb. Inimene, kes kaotab 20% veest, sureb.
Vee ainulaadsed omadused määravad selle rolli organismis. Ta osaleb termoregulatsioonis, mis on tingitud vee suurest soojusmahtuvusest – kuumutamisel kulub suurel hulgal energiat. Millest sõltub vee kõrge soojusmahtuvus?
Veemolekulis on hapnikuaatom kovalentselt seotud kahe vesinikuaatomiga. Veemolekul on polaarne, kuna hapnikuaatomil on osaliselt negatiivne laeng ja mõlemal kahel vesinikuaatomil on
Osaliselt positiivne laeng. Ühe veemolekuli hapnikuaatomi ja teise molekuli vesinikuaatomi vahel moodustub vesinikside. Vesiniksidemed võimaldavad ühendada suure hulga veemolekule. Vee soojendamisel kulub märkimisväärne osa energiast vesiniksidemete lõhkumisele, mis määrab selle kõrge soojusmahtuvuse.
Vesi - hea lahusti. Polaarsuse tõttu interakteeruvad selle molekulid positiivselt ja negatiivselt laetud ioonidega, aidates seeläbi kaasa aine lahustumisele. Vee suhtes jagunevad kõik raku ained hüdrofiilseteks ja hüdrofoobseteks.
hüdrofiilsed(kreeka keelest. hüdro- vesi ja fileo- armastus) nimetatakse aineteks, mis lahustuvad vees. Nende hulka kuuluvad ioonsed ühendid (nt soolad) ja mõned mitteioonsed ühendid (nt suhkrud).
hüdrofoobne(kreeka keelest. hüdro- vesi ja fobos- hirm) nimetatakse aineteks, mis on vees lahustumatud. Nende hulka kuuluvad näiteks lipiidid.
Vesi mängib olulist rolli rakus vesilahustes toimuvates keemilistes reaktsioonides. See lahustab organismile mittevajalikud ainevahetusproduktid ja aitab seeläbi kaasa nende väljutamisele organismist. Kõrge veesisaldus rakus annab selle elastsus. Vesi hõlbustab erinevate ainete liikumist rakus või rakust rakku.
Elus ja elutu looduse kehad koosnevad samadest keemilistest elementidest. Elusorganismide koostis sisaldab anorgaanilisi aineid - vett ja mineraalsooli. Vee arvukad elutähtsad funktsioonid rakus tulenevad selle molekulide iseärasustest: nende polaarsusest, võimest moodustada vesiniksidemeid.
RAKU ANORGAANILISED KOMPONENDID
Elusorganismide rakkudes leidub umbes 90 elementi ja ligikaudu 25 neist leidub peaaegu kõigis rakkudes. Vastavalt sisaldusele rakus jagunevad keemilised elemendid kolme suurde rühma: makroelemendid (99%), mikroelemendid (1%), ultramikroelemendid (alla 0,001%).
Makrotoitainete hulka kuuluvad hapnik, süsinik, vesinik, fosfor, kaalium, väävel, kloor, kaltsium, magneesium, naatrium ja raud.
Mikroelementide hulka kuuluvad mangaan, vask, tsink, jood, fluor.
Ultramikroelementide hulka kuuluvad hõbe, kuld, broom, seleen.
| ELEMENDID | SISU KEHAS (%) | BIOLOOGILINE TÄHENDUS |
| Makrotoitained: | ||
| O.C.H.N | 62-3 | Need on osa kõigist raku orgaanilistest ainetest, veest |
| Fosfor R | 1,0 | Need on osa nukleiinhapetest, ATP-st (moodustab makroergilised sidemed), ensüümidest, luukoest ja hambaemailist |
| Kaltsium Ca +2 | 2,5 | Taimedel on see osa rakumembraanist, loomadel luudest ja hammastest, aktiveerib vere hüübimist |
| Mikroelemendid: | 1-0,01 | |
| Väävel S | 0,25 | Sisaldab valke, vitamiine ja ensüüme |
| Kaalium K+ | 0,25 | Põhjustab närviimpulsside juhtivust; valkude sünteesi ensüümide, fotosünteesi protsesside, taimekasvu aktivaator |
| Kloor CI - | 0,2 | On maomahla komponent vesinikkloriidhappe kujul, aktiveerib ensüüme |
| Naatrium Na+ | 0,1 | Tagab närviimpulsside juhtivuse, säilitab rakus osmootse rõhu, stimuleerib hormoonide sünteesi |
| Magneesium Mg +2 | 0,07 | Sisaldub klorofülli molekulis, leidub luudes ja hammastes, aktiveerib DNA sünteesi, energia metabolismi |
| Jood I - | 0,1 | See on osa kilpnäärme hormoonist - türoksiinist, mõjutab ainevahetust |
| Raud Fe+3 | 0,01 | See on osa hemoglobiinist, müoglobiinist, silmaläätsest ja sarvkestast, ensüümi aktivaatorist ja osaleb klorofülli sünteesis. Tagab hapniku transpordi kudedesse ja organitesse |
| Ultramikroelemendid: | vähem kui 0,01, jäljed | |
| Vask Si +2 | Osaleb hematopoeesi, fotosünteesi protsessides, katalüüsib rakusiseseid oksüdatiivseid protsesse | |
| Mangaan Mn | Suurendab taimede saagikust, aktiveerib fotosünteesi protsessi, mõjutab hematopoeesi protsesse | |
| Bor V | Mõjutab taimede kasvuprotsesse | |
| Fluor F | See on osa hambaemailist, vaeguse korral areneb kaaries, ülejäägiga - fluoroos | |
| Ained: | ||
| H 2 0 | 60-98 | See moodustab keha sisekeskkonna, osaleb hüdrolüüsiprotsessides, struktureerib rakku. Universaalne lahusti, katalüsaator, keemilistes reaktsioonides osaleja |
RAKU ORGAANILISED KOMPONENDID
| AINED | STRUKTUUR JA OMADUSED | FUNKTSIOONID |
| Lipiidid | ||
| Kõrgemate rasvhapete ja glütserooli estrid. Fosfolipiidid sisaldavad ka H 3 PO4 jääki.Neil on hüdrofoobsed või hüdrofiilsed-hüdrofoobsed omadused, kõrge energiaintensiivsus | Ehitus- moodustab kõigist membraanidest bilipiidkihi. Energia. Termoreguleeriv. Kaitsev. Hormonaalne(kortikosteroidid, suguhormoonid). Vitamiinide D, E komponendid. Vee allikas kehas Varu toitaine |
|
| Süsivesikud | ||
| Monosahhariidid: glükoos, fruktoos, riboos, desoksüriboos |
Vees hästi lahustuv | Energia |
| Disahhariidid: sahharoos, maltoos (linnasesuhkur) |
Vees lahustuv | DNA, RNA, ATP komponendid |
| Polüsahhariidid: tärklis, glükogeen, tselluloos |
Vees halvasti lahustuv või lahustumatu | Varu toitaine. Ehitus – taimeraku kest |
| Oravad | Polümeerid. Monomeerid - 20 aminohapet. | Ensüümid on biokatalüsaatorid. |
| I struktuur - aminohapete järjestus polüpeptiidahelas. Side – peptiid – CO- NH- | Ehitus – on osa membraanistruktuuridest, ribosoomidest. | |
| II struktuur - a-heeliks, side - vesinik | Motoorne (kokkutõmbuvad lihasvalgud). | |
| III struktuur – ruumiline konfiguratsioon a- spiraalid (gloobulid). Sidemed - ioonsed, kovalentsed, hüdrofoobsed, vesinikud | Transport (hemoglobiin). Kaitsev (antikehad). Reguleeriv (hormoonid, insuliin) | |
| Struktuur IV ei ole iseloomulik kõigile valkudele. Mitme polüpeptiidahela ühendamine üheks pealisehitiseks.Need lahustuvad vees halvasti. Kõrgete temperatuuride, kontsentreeritud hapete ja leeliste, raskmetallide soolade toime põhjustab denaturatsiooni | ||
| Nukleiinhapped: | Biopolümeerid. Koosneb nukleotiididest | |
| DNA - desoksüribonukleiinhape. | Nukleotiidide koostis: desoksüriboos, lämmastiku alused - adeniin, guaniin, tsütosiin, tümiin, H 3 PO 4 jääk. Lämmastikaluste komplementaarsus A \u003d T, G \u003d C. Topeltheeliks. Võimalus ennast kahekordistada | Nad moodustavad kromosoome. Päriliku teabe, geneetilise koodi säilitamine ja edastamine. RNA, valkude biosüntees. Kodeerib valgu primaarset struktuuri. Sisaldub tuumas, mitokondrites, plastiidides |
| RNA - ribonukleiinhape. | Nukleotiidide koostis: riboos, lämmastiku alused - adeniin, guaniin, tsütosiin, uratsiil, H 3 PO 4 jääk Lämmastiku aluste komplementaarsus A \u003d U, G \u003d C. Üks ahel | |
| Messenger RNA | Valkude biosünteesis osaleva valgu primaarstruktuuri kohta teabe edastamine | |
| Ribosomaalne RNA | Ehitab üles ribosoomi keha | |
| RNA ülekandmine | Kodeerib ja transpordib aminohappeid valgusünteesi kohta – ribosoomi | |
| Viiruse RNA ja DNA | Viiruste geneetiline aparaat | |
Ensüümid.
Valkude kõige olulisem funktsioon on katalüütiline. Nimetatakse valgumolekule, mis suurendavad keemiliste reaktsioonide kiirust rakus mitme suurusjärgu võrra ensüümid. Ükski biokeemiline protsess kehas ei toimu ilma ensüümide osaluseta.
Praeguseks on avastatud üle 2000 ensüümi. Nende efektiivsus on kordades suurem kui tootmises kasutatavate anorgaaniliste katalüsaatorite efektiivsus. Niisiis, 1 mg rauda katalaasi ensüümi koostises asendab 10 tonni anorgaanilist rauda. Katalaas suurendab vesinikperoksiidi (H 2 O 2) lagunemise kiirust 10 11 korda. Süsihappe moodustumist katalüüsiv ensüüm (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) kiirendab reaktsiooni 10 7 korda.
Ensüümide oluline omadus on nende toime spetsiifilisus, iga ensüüm katalüüsib ainult ühte või väikest rühma sarnaseid reaktsioone.
Aine, millele ensüüm toimib, nimetatakse substraat. Ensüümmolekuli ja substraadi struktuurid peavad üksteisega täpselt ühtima. See seletab ensüümide toime spetsiifilisust. Substraadi kombineerimisel ensüümiga muutub ensüümi ruumiline struktuur.
Ensüümi ja substraadi interaktsiooni järjestust saab skemaatiliselt kujutada:
Substraat+Ensüüm – Ensüüm-substraadi kompleks – Ensüüm+toode.
Diagrammilt on näha, et substraat ühineb ensüümiga, moodustades ensüümi-substraadi kompleksi. Sel juhul muudetakse substraat uueks aineks - tooteks. Viimases etapis vabaneb ensüüm tootest ja interakteerub uuesti järgmise substraadi molekuliga.
Ensüümid toimivad ainult teatud temperatuuril, ainete kontsentratsioonil, keskkonna happesusel. Tingimuste muutumine põhjustab valgu molekuli tertsiaarse ja kvaternaarse struktuuri muutumist ning sellest tulenevalt ensüümi aktiivsuse pärssimist. Kuidas see juhtub? Ainult teatud osa ensüümi molekulist omab katalüütilist aktiivsust, nn aktiivne keskus. Aktiivne keskus sisaldab 3 kuni 12 aminohappejääki ja moodustub polüpeptiidahela painutamise tulemusena.
Erinevate tegurite mõjul muutub ensüümi molekuli struktuur. Sel juhul on aktiivse keskuse ruumiline konfiguratsioon häiritud ja ensüüm kaotab oma aktiivsuse.
Ensüümid on valgud, mis toimivad bioloogiliste katalüsaatoritena. Tänu ensüümidele suureneb keemiliste reaktsioonide kiirus rakkudes mitme suurusjärgu võrra. Ensüümide oluline omadus on toime spetsiifilisus teatud tingimustel.
Nukleiinhapped.
Nukleiinhapped avastati 19. sajandi teisel poolel. Šveitsi biokeemik F. Miescher, kes eraldas rakkude tuumadest suure lämmastiku- ja fosforisisaldusega aine ning nimetas seda "nukleiiniks" (lat. tuum- tuum).
Nukleiinhapped salvestavad pärilikku teavet iga raku ja kõigi Maa elusolendite ehituse ja toimimise kohta. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi – DNA (desoksüribonukleiinhape) ja RNA (ribonukleiinhape). Nukleiinhapped, nagu ka valgud, on liigispetsiifilised, see tähendab, et iga liigi organismidel on oma DNA tüüp. Liigispetsiifilisuse põhjuste väljaselgitamiseks kaaluge nukleiinhapete struktuuri.
Nukleiinhappemolekulid on väga pikad ahelad, mis koosnevad paljudest sadadest ja isegi miljonitest nukleotiididest. Iga nukleiinhape sisaldab ainult nelja tüüpi nukleotiide. Nukleiinhappemolekulide funktsioonid sõltuvad nende struktuurist, nende koostises olevatest nukleotiididest, nende arvust ahelas ja ühendi järjestusest molekulis.
Iga nukleotiid koosneb kolmest komponendist: lämmastiku alusest, süsivesikutest ja fosforhappest. Iga DNA nukleotiid sisaldab ühte neljast lämmastiku aluse tüübist (adeniin - A, tümiin - T, guaniin - G või tsütosiin - C), samuti desoksüriboosi süsivesikuid ja fosforhappe jääki.
Seega erinevad DNA nukleotiidid ainult lämmastikaluse tüübi poolest.
DNA molekul koosneb tohutust hulgast nukleotiididest, mis on ahelas teatud järjestuses ühendatud. Igal DNA molekuli tüübil on oma nukleotiidide arv ja järjestus.
DNA molekulid on väga pikad. Näiteks ühe inimese raku (46 kromosoomi) DNA molekulide nukleotiidjärjestuse sõnasõnaliseks registreerimiseks oleks vaja umbes 820 000-leheküljelist raamatut. Nelja tüüpi nukleotiidide vaheldumine võib moodustada lõpmatu arvu DNA molekulide variante. Need DNA molekulide struktuuri omadused võimaldavad neil salvestada tohutul hulgal teavet kõigi organismide märkide kohta.
1953. aastal lõid Ameerika bioloog J. Watson ja inglise füüsik F. Crick DNA molekuli struktuuri mudeli. Teadlased on leidnud, et iga DNA molekul koosneb kahest omavahel ühendatud ja spiraalselt keerdunud ahelast. See näeb välja nagu topeltspiraal. Igas ahelas vahelduvad nelja tüüpi nukleotiidid kindlas järjestuses.
DNA nukleotiidide koostis on erinevat tüüpi bakterite, seente, taimede ja loomade puhul erinev. Kuid see ei muutu vanusega, see sõltub vähe keskkonna muutustest. Nukleotiidid on paaris, see tähendab, et adeniini nukleotiidide arv mis tahes DNA molekulis võrdub tümidiini nukleotiidide (A-T) arvuga ja tsütosiini nukleotiidide arv on võrdne guaniini nukleotiidide (C-G) arvuga. See on tingitud asjaolust, et kahe ahela ühendamine DNA molekulis järgib teatud reeglit, nimelt: ühe ahela adeniin on alati ühendatud kahe vesiniksidemega ainult teise ahela tümiiniga ja guaniin kolme vesinikuga. sidemed tsütosiiniga, see tähendab, et ühe molekuli DNA nukleotiidahelad on komplementaarsed, täiendavad üksteist.
Nukleiinhappemolekulid – DNA ja RNA koosnevad nukleotiididest. DNA nukleotiidide koostis sisaldab lämmastikku sisaldavat alust (A, T, G, C), desoksüriboosi süsivesikuid ja fosforhappemolekuli jääki. DNA molekul on kaksikheeliks, mis koosneb kahest ahelast, mis on komplementaarsuse põhimõttel ühendatud vesiniksidemetega. DNA ülesanne on talletada pärilikku teavet.
Kõigi organismide rakkudes on ATP - adenosiintrifosforhappe molekulid. ATP on universaalne rakuaine, mille molekulis on energiarikkad sidemed. ATP molekul on ühte tüüpi nukleotiid, mis, nagu ka teised nukleotiidid, koosneb kolmest komponendist: lämmastiku alus - adeniin, süsivesik - riboos, kuid ühe asemel sisaldab see kolme fosforhappemolekuli jääki (joonis 12). Joonisel ikooniga tähistatud sidemed on energiarikkad ja neid nimetatakse makroergiline. Iga ATP molekul sisaldab kahte makroergilist sidet.
Suure energiaga sideme katkemisel ja ühe fosforhappe molekuli lõhustamisel ensüümide abil vabaneb 40 kJ / mol energiat ja ATP muundatakse ADP-ks - adenosiindifosforhappeks. Veel ühe fosforhappemolekuli elimineerimisel vabaneb veel 40 kJ / mol; Moodustub AMP - adenosiinmonofosforhape. Need reaktsioonid on pöörduvad, see tähendab, et AMP võib muutuda ADP-ks, ADP - ATP-ks.
ATP molekule mitte ainult ei lagundata, vaid ka sünteesitakse, mistõttu on nende sisaldus rakus suhteliselt konstantne. ATP tähtsus raku elus on tohutu. Need molekulid mängivad juhtivat rolli raku ja organismi kui terviku elutegevuse tagamiseks vajalikus energiavahetuses.
Riis. 12. ATP struktuuri skeem.| adeniin - |
RNA molekul on reeglina üks ahel, mis koosneb nelja tüüpi nukleotiididest - A, U, G, C. Tuntud on kolm peamist RNA tüüpi: mRNA, rRNA, tRNA. RNA molekulide sisaldus rakus ei ole konstantne, nad osalevad valkude biosünteesis. ATP on raku universaalne energiaaine, milles on energiarikkad sidemed. ATP mängib keskset rolli rakus toimuvas energiavahetuses. RNA ja ATP leidub nii raku tuumas kui ka tsütoplasmas.
Ülesanded ja testid teemal "Teema 4. "Raku keemiline koostis."
- polümeer, monomeer;
- süsivesikud, monosahhariid, disahhariid, polüsahhariid;
- lipiid, rasvhape, glütserool;
- aminohape, peptiidside, valk;
- katalüsaator, ensüüm, aktiivne sait;
- nukleiinhape, nukleotiid.
Algoritm probleemide lahendamiseks.
Tüüp 1. DNA isekopeeruv.
Ühel DNA ahelal on järgmine nukleotiidjärjestus:
AGTACCGATACCGATTTCG...
Milline nukleotiidide järjestus on sama molekuli teisel ahelal?
DNA molekuli teise ahela nukleotiidjärjestuse kirjutamiseks, kui esimese ahela järjestus on teada, piisab tümiini asendamisest adeniiniga, adeniini tümiiniga, guaniini tsütosiiniga ja tsütosiin guaniiniga. Selle asendusega saame järgmise jada:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...
Tüüp 2. Valkude kodeerimine.
Ribonukleaasi valgu aminohappeahelal on järgmine algus: lüsiin-glutamiin-treoniin-alaniin-alaniin-alaniin-lüsiin ...
Milline nukleotiidide järjestus käivitab sellele valgule vastava geeni?
Selleks kasutage geneetilise koodi tabelit. Iga aminohappe jaoks leiame selle koodnimetuse vastava nukleotiidide trio kujul ja kirjutame selle välja. Järjestades need kolmikud üksteise järel samas järjekorras, nagu vastavad aminohapped lähevad, saame sõnumi RNA sektsiooni struktuuri valemi. Reeglina on selliseid kolmikuid mitu, valik tehakse teie otsuse järgi (kuid võetakse ainult üks kolmikutest). Lahendusi võib olla vastavalt mitu.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG
Millise aminohappejärjestusega valk algab, kui seda kodeerib selline nukleotiidide järjestus:
ACGCCATGGCCGGT...
Komplementaarsuse põhimõtte kohaselt leiame DNA molekuli antud segmendil moodustunud messenger-RNA sektsiooni struktuuri:
UGCGGGUACCCGCCCA...
Seejärel pöördume geneetilise koodi tabeli poole ja iga nukleotiidide trio jaoks, alustades esimesest, leiame ja kirjutame välja sellele vastava aminohappe:
Tsüsteiin-glütsiin-türosiin-arginiin-proliin-...
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Üldbioloogia". Moskva, "Valgustus", 2000
- Teema 4. "Raku keemiline koostis." §2-§7 lk 7-21
- Teema 5. "Fotosüntees". §16-17 lk 44-48
- Teema 6. "Rakuhingamine". §12-13 lk 34-38
- Teema 7. "Geneetiline teave". §14-15 lk 39-44
20. Keemilised elemendid, millest koosnevad süsinikud
21. Molekulide arv monosahhariidides
22. Monomeeride arv polüsahhariidides
23. Glükoos, fruktoos, galaktoos, riboos ja desoksüriboos on klassifitseeritud ainetena
24. Polüsahhariidide monomeer
25. Tärklis, kitiin, tselluloos, glükogeen kuulub ainete rühma
26. Varu süsinik taimedes
27. Loomade süsinikuvaru
28. Struktuurne süsinik taimedes
29. Loomade struktuurne süsinik
30. Molekulid koosnevad glütseroolist ja rasvhapetest
31. Kõige energianäljasem orgaaniline toitaine
32. Valkude lagunemisel vabanev energia hulk
33. Rasvade lagunemisel vabanev energia hulk
34. Süsiniku lagunemisel vabanev energia hulk
35. Ühe rasvhappe asemel osaleb molekuli moodustumisel fosforhape
36. Fosfolipiidid on osa
37. Valgu monomeerid on
38. Valkude koostises olevate aminohapete tüüpide arv on olemas
39. Valgud – katalüsaatorid
40. Valgu molekulide mitmekesisus
41. Lisaks ensümaatilisele, valkude üks olulisemaid funktsioone
42. Neid orgaanilisi aineid on rakus suurem osa
43. Vastavalt ainete tüübile on ensüümid
44. Nukleiinhappe monomeer
45. DNA nukleotiidid võivad ainult üksteisest erineda
46. Tavaline aine DNA ja RNA nukleotiidid
47. Süsivesikud DNA nukleotiidides
48. Süsivesikud RNA nukleotiidides
49. Ainult DNA-d iseloomustab lämmastikalus
50. Ainult RNA-d iseloomustab lämmastikalus
51. Kaheahelaline nukleiinhape
52. Üheahelaline nukleiinhape
56. Adeniin on komplementaarne
57. Guaniin täiendab üksteist
58. Kromosoomid koosnevad
59. RNA tüüpe on kokku
60. RNA on rakus
61. ATP molekuli roll
62. Lämmastikalus ATP molekulis
63. Süsivesikute ATP tüüp
galaktoos, riboos ja desoksüriboos kuuluvad ainete liiki 24. Monomeerpolüsahhariidid 25. Tärklis, kitiin, tselluloos, glükogeen kuuluvad ainete rühma 26. Varusüsinik taimedes 27. Varusüsinik loomades 28. Struktuursüsinik taimedes 29. Loomade struktuurne süsinik 30. Molekulid koosnevad glütseroolist ja rasvhapetest 31. Kõige energiamahukam orgaaniline toitaine 32. Valkude lagunemisel vabanev energia hulk 33. Rasvade lagunemisel vabanev energia hulk 34. Süsiniku lagunemisel vabanev energia hulk 35. Ühe rasvhappe asemel osaleb molekuli moodustumisel fosforhape 36. Fosfolipiidid on osa 37. Valkude monomeer on 38. Aminotüüpide arv valkude koostises olevad happed on olemas 39. Valgud on katalüsaatorid 40. Mitmesugused valgumolekulid 41. Lisaks ensümaatilisele on valkude üks tähtsamaid funktsioone 42. Need orgaanilised Kõige rohkem aineid rakus on 43. Tüübi järgi ainetest on ensüüme 44. Nukleiinhappe monomeer 45. DNA nukleotiidid võivad üksteisest erineda ainult 46. Ühine aine DNA ja RNA nukleotiidid 47. Süsivesikud DNA nukleotiidides 48. Süsivesikud RNA nukleotiidides 49. Ainult DNA-le on iseloomulik lämmastiku alus 50. Ainult RNA-d iseloomustab lämmastiku alus 51. Kaheahelaline nukleiinhape 52. Üheahelaline nukleiinhape 53. Ühe DNA ahela nukleotiididevahelise keemilise sideme tüübid 54. DNA ahelatevahelise keemilise sideme tüübid 55. Kaksikvesinikside DNA-s esineb vahemikus 56. Adeniin on komplementaarne 57 .Guaniin on komplementaarne 58. Kromosoomid koosnevad 59. Kokku on RNA tüüpi 60. RNA on rakus 61. ATP molekuli roll 62. ATP molekuli lämmastiku alus 63. ATP süsivesikute tüüp
1) Toitained on keha ehitamiseks hädavajalikud:A) ainult loomad
B) ainult taimed
C) ainult seened
D) kõik elusorganismid
2) Keha eluks vajaliku energia saamine toimub järgmistel põhjustel:
A) aretus
B) hingamine
C) valik
D) kasv
3) Enamiku taimede, lindude ja loomade elupaigaks on:
A) maa-õhk
B) vesi
C) teine organism
D) muld
4) Lilled, seemned ja puuviljad on iseloomulikud:
A) okaspuutaimed
B) õistaimed
C) klubi samblad
D) sõnajalad
5) Loomad võivad paljuneda:
A) vaidlused
B) vegetatiivselt
C) seksuaalselt
D) rakkude jagunemine
6) Et mitte mürgitada, peate koguma:
A) noored söögiseened
B) seened maanteede ääres
C) mürgised seened
D) söödavad ülekasvanud seened
7) Maa ja vee mineraalide varu täieneb elutegevuse tõttu:
A) tootjad
B) hävitajad
C) tarbijad
D) kõik vastused on õiged
8 – kahvatu aar:
A) tekitab valguses orgaanilist ainet
B) seedib toitaineid seedesüsteemis
C) imeb toitaineid hüüfide kaudu
D) püüab toitaineid pseudopoodidega
9) Sisestage link toiteahelasse, valides järgmiste valikute hulgast:
Kaer - hiir - kõrvits - .......
A) kull
B) heinamaa auaste
C) vihmauss
D) neelata
10) Organismide võimet reageerida keskkonnamuutustele nimetatakse:
A) valik
B) ärrituvus
C) areng
D) ainevahetus
11) Elusorganismide elupaika mõjutavad tegurid:
A) elutu loodus
B) metsloomad
C) inimtegevus
D) kõik ülaltoodud tegurid
12) Juure puudumine on tüüpiline:
A) okaspuutaimed
B) õistaimed
C) samblad
D) sõnajalad
13) Protistide keha ei saa:
A) olema üherakuline
B) olema mitmerakuline
C) omama elundeid
D) õiget vastust pole
14) Fotosünteesi tulemusena moodustuvad spirogyra kloroplastid (on):
A) süsinikdioksiid
B) vesi
C) mineraalsoolad
D) õiget vastust pole
Toitained - süsivesikud, valgud, vitamiinid, rasvad, mikroelemendid, makrotoitained- Leitud toidus. Kõik need toitained on vajalikud selleks, et inimene saaks läbi viia kõiki eluprotsesse. Dieedi menüü koostamisel on kõige olulisem toitainete sisaldus toidus.
Elava inimese kehas ei peatu igasugused oksüdatsiooniprotsessid kunagi. toitaineid. Oksüdatsioonireaktsioonid tekivad soojuse tekke ja vabanemisega, mida inimene vajab eluprotsesside alalhoidmiseks. Soojusenergia võimaldab lihassüsteemil töötada, mis viib järeldusele, et mida raskem on füüsiline töö, seda rohkem vajab keha toitu.
Toidu energiasisalduse määravad kalorid. Toitude kalorisisaldus määrab ära energiahulga, mille organism saab toidu omastamise protsessis.
1 gramm valku oksüdatsiooniprotsessis annab soojuse koguseks 4 kcal; 1 gramm süsivesikuid = 4 kcal; 1 gramm rasva = 9 kcal.
Toitained on valgud.
Valk kui toitaine vajalik selleks, et keha säilitaks ainevahetust, lihaste kokkutõmbumist, närvide ärrituvust, kasvu-, paljunemis- ja mõtlemisvõimet. Valku leidub kõigis kudedes ja kehavedelikes ning see on oluline element. Valk koosneb aminohapetest, mis määravad valgu bioloogilise tähtsuse.
Mitteasendatavad aminohapped moodustuvad inimkehas. Asendamatud aminohapped inimene saab toiduga väljastpoolt, mis viitab vajadusele kontrollida toidu aminohapete hulka. Isegi ühe asendamatu aminohappe defitsiit toiduga viib valkude bioloogilise väärtuse languseni ja võib põhjustada valgupuudust, hoolimata piisavast valgukogusest toidus. Peamine asendamatute aminohapete allikas on kala, liha, piim, kodujuust, munad.
Lisaks vajab organism leivas, teraviljas, köögiviljades sisalduvaid taimseid valke – need annavad asendamatuid aminohappeid.
Täiskasvanu kehasse peaks iga päev jõudma ligikaudu 1 g valku 1 kilogrammi kehakaalu kohta. See tähendab, et tavaline inimene, kes kaalub 70 kg päevas, vajab vähemalt 70 g valku, samas kui 55% kogu valkudest peaks olema loomset päritolu. Kui teete trenni, tuleks valgu kogust suurendada 2 grammi kilogrammi kohta päevas.
Valgud õiges dieedis on muude elementide jaoks asendamatud.
Toitained on rasvad.
Rasvad kui toitained on organismi üks peamisi energiaallikaid, osalevad taastumisprotsessides, kuna on rakkude ja nende membraanisüsteemide struktuurne osa, lahustavad ja aitavad kaasa vitamiinide A, E, D imendumisele. Lisaks aitavad rasvad immuunsuse teket ja keha soojas hoidmist.
Ebapiisav rasvakogus organismis põhjustab kesknärvisüsteemi aktiivsuse häireid, muutusi nahas, neerudes, nägemises.
Rasv koosneb polüküllastumata rasvhapetest, letsitiinist, vitamiinidest A, E. Tavainimene vajab päevas umbes 80-100 grammi rasva, millest taimset päritolu peaks olema vähemalt 25-30 grammi.
Toidurasv annab kehale 1/3 päevasest dieedi energiaväärtusest; 1000 kcal kohta on 37 g rasva.
Vajalik kogus rasva: süda, linnuliha, kala, muna, maks, või, juust, liha, seapekk, ajud, piim. Organismile on olulisemad taimsed rasvad, mis sisaldavad vähem kolesterooli.
Toitained on süsivesikud.
Süsivesikud,toitaine, on peamine energiaallikas, mis toob 50–70% kogu dieedi kaloritest. Inimesele vajalik süsivesikute kogus määratakse tema aktiivsuse ja energiatarbimise põhjal.
Tavalise vaimse või kerge füüsilise tööga tegeleva inimese päeval kulub umbes 300–500 grammi süsivesikuid. Füüsilise aktiivsuse suurenemisega suureneb ka päevane süsivesikute ja kalorite tarbimine. Täisväärtuslikul inimesel saab päevamenüü energiamahukust süsivesikute hulga tõttu tervist kahjustamata vähendada.
Palju süsivesikuid leidub leivas, teraviljas, pastas, kartulis, suhkrus (neto süsivesik). Süsivesikute liig kehas rikub toidu põhiosade õiget vahekorda, häirides seeläbi ainevahetust.
Toitained on vitamiinid.
vitamiinid,toitainetena, ei anna kehale energiat, kuid on siiski kõige olulisemad organismile vajalikud toitained. Vitamiinid on vajalikud keha elutähtsa aktiivsuse säilitamiseks, ainevahetusprotsesside reguleerimiseks, suunamiseks ja kiirendamiseks. Peaaegu kõik vitamiinid, mida organism saab toiduga, saab organism ise toota vaid väheseid.
Talvel ja kevadel võib toidus leiduva vitamiinipuuduse tõttu organismis tekkida hüpovitaminoos – väsimus, nõrkus, apaatsus suurenevad, töövõime ja organismi vastupanuvõime vähenevad.
Kõik vitamiinid, vastavalt nende toimele organismile, on omavahel seotud – ühe vitamiini puudus viib teiste ainete ainevahetushäireni.
Kõik vitamiinid on jagatud kahte rühma: vees lahustuvad vitamiinid ja rasvlahustuvad vitamiinid.
Rasvlahustuvad vitamiinid - vitamiinid A, D, E, K.
A-vitamiin- on vajalik organismi kasvamiseks, selle vastupanuvõime parandamiseks infektsioonidele, hea nägemise, naha ja limaskestade seisundi säilitamiseks. A-vitamiini saab kalaõlist, koorest, võist, munakollast, maksast, porgandist, salatist, spinatist, tomatist, rohelistest hernestest, aprikoosidest, apelsinidest.
D-vitamiin- on vajalik luukoe moodustamiseks, organismi kasvuks. D-vitamiini puudus põhjustab Ca ja P imendumise halvenemist, mis põhjustab rahhiidi. D-vitamiini saab kalaõlist, munakollast, maksast, kalakaaviarist. D-vitamiini leidub endiselt piimas ja võis, kuid vähesel määral.
K-vitamiin- Vajalik kudede hingamiseks, normaalseks vere hüübimiseks. K-vitamiini sünteesivad organismis soolebakterid. K-vitamiini puudus ilmneb seedesüsteemi haiguste või antibakteriaalsete ravimite kasutamise tõttu. K-vitamiini saab tomatist, rohelistest taimeosadest, spinatist, kapsast, nõgesest.
E-vitamiin (tokoferool) on vajalik endokriinsete näärmete tegevuseks, valkude, süsivesikute ainevahetuseks ja rakusiseseks ainevahetuseks. E-vitamiin mõjutab soodsalt raseduse kulgu ja loote arengut. E-vitamiini saadakse maisist, porgandist, kapsast, rohelistest hernestest, munadest, lihast, kalast, oliiviõlist.
Veeslahustuvad vitamiinid - C-vitamiin, B-vitamiinid.
C-vitamiin (askorbiin hape) – on vajalik organismi redoksprotsesside, süsivesikute ja valkude ainevahetuse jaoks, suurendades organismi vastupanuvõimet infektsioonidele. C-vitamiini sisaldavad rohkesti kibuvitsamarjad, mustad sõstrad, arooniad, astelpaju, karusmarjad, tsitrusviljad, kapsas, kartul, lehtköögiviljad.
B-vitamiini rühm sisaldab 15 veeslahustuvat vitamiini, mis osalevad organismi ainevahetusprotsessides, vereloome protsessis, mängivad olulist rolli süsivesikute, rasvade, vee ainevahetuses. B-vitamiinid stimuleerivad kasvu. B-vitamiine saad õllepärmist, tatrast, kaerahelvestest, rukkileivast, piimast, lihast, maksast, munakollasest, rohelistest taimeosadest.
Toitained on mikro- ja makrotoitained.
Toitained Mineraalid on osa keha rakkudest ja kudedest, osalevad erinevates ainevahetusprotsessides. Makroelemendid on inimesele vajalikud suhteliselt suurtes kogustes: Ca, K, Mg, P, Cl, Na soolad. Mikroelemente on vaja väikestes kogustes: Fe, Zn, mangaan, Cr, I, F.
Joodi saab mereandidest; tsink teraviljast, pärmist, kaunviljadest, maksast; vaske ja koobaltit saadakse veisemaksast, neerudest, munakollast, mesi. Marjad ja puuviljad sisaldavad palju kaaliumi, rauda, vaske, fosforit.