אורגניזמים מורכבים מתאי. לתאים של אורגניזמים שונים יש הרכב כימי דומה. טבלה 1 מציגה את היסודות הכימיים העיקריים המצויים בתאים של אורגניזמים חיים.
טבלה 1. תכולת היסודות הכימיים בתא
לפי התוכן בתא, ניתן להבחין בשלוש קבוצות של אלמנטים. הקבוצה הראשונה כוללת חמצן, פחמן, מימן וחנקן. הם מהווים כמעט 98% מההרכב הכולל של התא. הקבוצה השנייה כוללת אשלגן, נתרן, סידן, גופרית, זרחן, מגנזיום, ברזל, כלור. התוכן שלהם בתא הוא עשיריות ומאיות האחוז. המרכיבים של שתי הקבוצות הללו שייכים מאקרו-נוטריינטים(מיוונית. מאקרו- גדול).
שאר האלמנטים, המיוצגים בתא על ידי מאיות ואלפי האחוז, נכללים בקבוצה השלישית. זה יסודות קורט(מיוונית. מיקרו- קטן).
לא נמצאו בתא יסודות הטבועים רק בטבע החי. כל היסודות הכימיים הללו הם גם חלק מהטבע הדומם. זה מצביע על אחדות הטבע החי והדומם.
היעדר אלמנט כלשהו יכול להוביל למחלה, ואף למוות של הגוף, שכן כל אלמנט ממלא תפקיד מסוים. מקרונוטריינטים מהקבוצה הראשונה מהווים את הבסיס לביופולימרים - חלבונים, פחמימות, חומצות גרעין ושומנים, שבלעדיהם החיים בלתי אפשריים. גופרית היא חלק מחלבונים מסוימים, זרחן הוא חלק מחומצות גרעין, ברזל הוא חלק מהמוגלובין, ומגנזיום הוא חלק מכלורופיל. לסידן תפקיד חשוב בחילוף החומרים.
חלק מהיסודות הכימיים הכלולים בתא הוא חלק מחומרים אנאורגניים - מלחים מינרלים ומים.
מלח מינרלינמצאים בתא, ככלל, בצורה של קטיונים (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ואניונים (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), שהיחס ביניהם קובע את החומציות של המדיום, החשובה לחיי התאים.
(בתאים רבים, המדיום מעט בסיסי וה-pH שלו כמעט ולא משתנה, שכן יחס מסוים של קטיונים ואניונים נשמר בו כל הזמן.)
מבין החומרים האנאורגניים בחיות הבר, תפקיד עצום הוא מים.
החיים בלתי אפשריים בלי מים. הוא מהווה מסה משמעותית של רוב התאים. הרבה מים כלולים בתאי המוח ובעוברי האדם: יותר מ-80% מהמים; בתאי רקמת שומן - 40% בלבד, עד גיל מבוגר תכולת המים בתאים יורדת. אדם שמאבד 20% מהמים מת.
התכונות הייחודיות של המים קובעות את תפקידם בגוף. הוא מעורב בויסות חום, הנובע מיכולת החום הגבוהה של מים - צריכת כמות גדולה של אנרגיה בעת חימום. מה קובע את יכולת החום הגבוהה של המים?
במולקולת מים, אטום חמצן קשור בקוולנטיות לשני אטומי מימן. מולקולת המים היא קוטבית מכיוון שלאטום החמצן יש מטען שלילי חלקי, ולכל אחד משני אטומי המימן
מטען חיובי חלקי. קשר מימן נוצר בין אטום החמצן של מולקולת מים אחת לבין אטום המימן של מולקולה אחרת. קשרי מימן מספקים חיבור של מספר רב של מולקולות מים. כאשר מים מחוממים, חלק ניכר מהאנרגיה מושקעת על שבירת קשרי מימן, מה שקובע את יכולת החום הגבוהה שלהם.
מים - ממס טוב. בשל הקוטביות, המולקולות שלו מקיימות אינטראקציה עם יונים בעלי מטען חיובי ושלילי, ובכך תורמות לפירוק החומר. ביחס למים, כל חומרי התא מחולקים להידרופילים והידרופוביים.
הידרופילי(מיוונית. הידרו- מים ו fileo- אהבה) נקראים חומרים שמתמוססים במים. אלה כוללים תרכובות יוניות (למשל מלחים) וכמה תרכובות לא יוניות (למשל סוכרים).
הידרופובי(מיוונית. הידרו- מים ו פובוסים- פחד) נקראים חומרים שאינם מסיסים במים. אלה כוללים, למשל, שומנים.
מים ממלאים תפקיד חשוב בתגובות הכימיות המתרחשות בתא בתמיסות מימיות. הוא ממיס תוצרים מטבוליים שאינם נחוצים לגוף ובכך תורם לסילוקם מהגוף. תכולת המים הגבוהה בתא מעניקה לו גְמִישׁוּת. מים מקלים על התנועה של חומרים שונים בתוך התא או מתא לתא.
גופים בעלי טבע חי ודומם מורכבים מאותם יסודות כימיים. הרכב האורגניזמים החיים כולל חומרים אנאורגניים - מים ומלחי מינרלים. הפונקציות החיוניות הרבות של המים בתא נובעות מהמוזרויות של המולקולות שלו: הקוטביות שלהן, היכולת ליצור קשרי מימן.
רכיבים לא אורגניים של התא
כ-90 יסודות נמצאים בתאים של אורגניזמים חיים, וכ-25 מהם נמצאים כמעט בכל התאים. לפי התוכן בתא, היסודות הכימיים מחולקים לשלוש קבוצות גדולות: מאקרו-אלמנטים (99%), מיקרו-אלמנטים (1%), אולטרה-מיקרו-אלמנטים (פחות מ-0.001%).
מקרונוטריינטים כוללים חמצן, פחמן, מימן, זרחן, אשלגן, גופרית, כלור, סידן, מגנזיום, נתרן וברזל.
מיקרו-אלמנטים כוללים מנגן, נחושת, אבץ, יוד, פלואור.
Ultramicroelements כוללים כסף, זהב, ברום, סלניום.
| אלמנטים | תוכן בגוף (%) | משמעות ביולוגית |
| מקרו-נוטריינטים: | ||
| O.C.H.N | 62-3 | הם חלק מכל החומרים האורגניים של התא, מים |
| זרחן R | 1,0 | הם חלק מחומצות גרעין, ATP (יוצר קשרים מאקרו-אירגיים), אנזימים, רקמת עצם ואמייל שיניים |
| סידן Ca +2 | 2,5 | בצמחים הוא חלק מממברנת התא, בבעלי חיים הוא חלק מהעצמות והשיניים, הוא מפעיל קרישת דם |
| יסודות קורט: | 1-0,01 | |
| גופרית S | 0,25 | מכיל חלבונים, ויטמינים ואנזימים |
| אשלגן K+ | 0,25 | גורם להולכה של דחפים עצביים; מפעיל של אנזימים של סינתזת חלבון, תהליכי פוטוסינתזה, גידול צמחים |
| כלור CI - | 0,2 | הוא מרכיב של מיץ קיבה בצורה של חומצה הידרוכלורית, מפעיל אנזימים |
| נתרן Na+ | 0,1 | מספק הולכה של דחפים עצביים, שומר על לחץ אוסמוטי בתא, מגרה סינתזה של הורמונים |
| מגנזיום Mg +2 | 0,07 | כלול במולקולת הכלורופיל, הנמצאת בעצמות ובשיניים, מפעילה סינתזת DNA, חילוף חומרים אנרגטי |
| יוד אני - | 0,1 | הוא חלק מהורמון בלוטת התריס - תירוקסין, משפיע על חילוף החומרים |
| ברזל פה+3 | 0,01 | הוא חלק מהמוגלובין, מיוגלובין, העדשה והקרנית של העין, מפעיל אנזים, ומעורב בסינתזה של כלורופיל. מספק הובלת חמצן לרקמות ואיברים |
| Ultramicroelements: | פחות מ-0.01, כמויות עקבות | |
| נחושת Si +2 | משתתף בתהליכים של hematopoiesis, פוטוסינתזה, מזרז תהליכי חמצון תוך תאיים | |
| מנגן מנגן | מגביר את התפוקה של צמחים, מפעיל את תהליך הפוטוסינתזה, משפיע על תהליכי ההמטופואזה | |
| בור V | משפיע על תהליכי הצמיחה של צמחים | |
| פלואור F | זה חלק מהאמייל של השיניים, עם מחסור, מתפתחת עששת, עם עודף - פלואורוזיס | |
| חומרים: | ||
| H 2 0 | 60-98 | הוא מרכיב את הסביבה הפנימית של הגוף, משתתף בתהליכי הידרוליזה, מבנים את התא. ממס אוניברסלי, זרז, משתתף בתגובות כימיות |
רכיבים אורגניים של תא
| חומרים | מבנה ומאפיינים | פונקציות |
| ליפידים | ||
| אסטרים של חומצות שומן גבוהות יותר וגליצרול. פוספוליפידים מכילים גם שאריות H 3 PO4. יש להם תכונות הידרופוביות או הידרופיליות-הידרופוביות, עוצמת אנרגיה גבוהה | בְּנִיָה- יוצר שכבה ביליפידית של כל הממברנות. אֵנֶרְגִיָה. רגולציה תרמית. מָגֵן. הורמונלי(קורטיקוסטרואידים, הורמוני מין). רכיבים של ויטמינים D, E. מקור מים בגוף שמור חומר תזונתי |
|
| פחמימות | ||
| חד סוכרים: גלוקוז, פרוקטוז, ריבוז, דאוקסיריבוז |
מסיס היטב במים | אֵנֶרְגִיָה |
| דו סוכרים: סוכרוז, מלטוז (סוכר מאלט) |
מסיס במים | רכיבים של DNA, RNA, ATP |
| פוליסכרידים: עֲמִילָן, גליקוגן, תָאִית |
מסיס גרוע או לא מסיס במים | שמור חומר תזונתי. בנייה - המעטפת של תא צמחי |
| סנאים | פולימרים. מונומרים - 20 חומצות אמינו. | אנזימים הם ביו-זרזים. |
| מבנה I - רצף חומצות האמינו בשרשרת הפוליפפטידית. תקשורת - פפטיד - CO- NH- | בנייה - הם חלק ממבני הממברנה, ריבוזומים. | |
| מבנה II - א-הליקס, קשר - מימן | מוטורי (חלבוני שריר מתכווצים). | |
| מבנה III - תצורה מרחבית א- ספירלות (כדוריות). קשרים - יוניים, קוולנטיים, הידרופוביים, מימן | הובלה (המוגלובין). מגן (נוגדנים). מווסת (הורמונים, אינסולין) | |
| מבנה IV אינו אופייני לכל החלבונים. חיבור של מספר שרשראות פוליפפטידים למבנה-על אחד, הם מסיסים בצורה גרועה במים. הפעולה של טמפרטורות גבוהות, חומצות מרוכזות ואלקליות, מלחים של מתכות כבדות גורמת לדנטורציה | ||
| חומצות גרעין: | ביופולימרים. מורכב מנוקלאוטידים | |
| DNA - חומצה דאוקסי-ריבונוקלאית. | הרכב נוקלאוטידים: דאוקסיריבוז, בסיסים חנקניים - אדנין, גואנין, ציטוזין, תימין, שאריות H 3 PO 4. השלמה של בסיסים חנקניים A \u003d T, G \u003d C. סליל כפול. בעל יכולת הכפלה עצמית | הם יוצרים כרומוזומים. אחסון והעברה של מידע תורשתי, קוד גנטי. ביוסינתזה של RNA, חלבונים. מקודד את המבנה הראשוני של חלבון. כלול בגרעין, במיטוכונדריה, בפלסטידים |
| RNA - חומצה ריבונוקלאית. | הרכב נוקלאוטידים: ריבוז, בסיסים חנקניים - אדנין, גואנין, ציטוזין, אורציל, שאריות H 3 PO 4 השלמה של בסיסים חנקניים A \u003d U, G \u003d C. שרשרת אחת | |
| RNA שליח | העברת מידע על המבנה הראשוני של החלבון, המעורב בביוסינתזה של חלבון | |
| RNA ריבוזומלי | בונה את גוף הריבוזום | |
| העבר RNA | מקודד ומעביר חומצות אמינו לאתר סינתזת החלבון - הריבוזום | |
| RNA ו-DNA ויראלי | המנגנון הגנטי של וירוסים | |
אנזימים.
התפקיד החשוב ביותר של חלבונים הוא קטליטי. מולקולות חלבון שמגבירות את קצב התגובות הכימיות בתא במספר סדרי גודל נקראות אנזימים. אף תהליך ביוכימי אחד בגוף לא מתרחש ללא השתתפות אנזימים.
למעלה מ-2000 אנזימים התגלו עד כה. היעילות שלהם גבוהה פי כמה מהיעילות של זרזים אנאורגניים המשמשים בייצור. אז, 1 מ"ג ברזל בהרכב האנזים קטלאז מחליף 10 טון ברזל אנאורגני. Catalase מגביר את קצב הפירוק של מי חמצן (H 2 O 2) פי 10 11. האנזים המזרז את היווצרות חומצה פחמנית (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) מאיץ את התגובה פי 10 7.
תכונה חשובה של אנזימים היא הספציפיות של פעולתם; כל אנזים מזרז רק אחת או קבוצה קטנה של תגובות דומות.
החומר שעליו פועל אנזים נקרא מצע. המבנים של מולקולת האנזים והמצע חייבים להתאים זה לזה בדיוק. זה מסביר את הספציפיות של הפעולה של אנזימים. כאשר מצע משולב עם אנזים, המבנה המרחבי של האנזים משתנה.
ניתן לתאר באופן סכמטי את רצף האינטראקציה בין האנזים למצע:
Substrate+Enzyme - אנזים-מצע קומפלקס - אנזים+מוצר.
ניתן לראות מהתרשים שהסובסטרט מתאחד עם האנזים ויוצר קומפלקס אנזים-סובסטרט. במקרה זה, המצע הופך לחומר חדש - המוצר. בשלב הסופי האנזים משתחרר מהמוצר ושוב יוצר אינטראקציה עם מולקולת הסובסטרט הבאה.
אנזימים פועלים רק בטמפרטורה מסוימת, ריכוז חומרים, חומציות הסביבה. שינוי בתנאים מוביל לשינוי במבנה השלישוני והרבעוני של מולקולת החלבון, וכתוצאה מכך לדיכוי פעילות האנזים. איך זה קורה? רק לחלק מסוים של מולקולת האנזים יש פעילות קטליטית, הנקראת מרכז פעיל. המרכז הפעיל מכיל בין 3 ל-12 שיירי חומצות אמינו ונוצר כתוצאה מכיפוף שרשרת הפוליפפטיד.
בהשפעת גורמים שונים משתנה מבנה מולקולת האנזים. במקרה זה, התצורה המרחבית של המרכז הפעיל מופרעת, והאנזים מאבד את פעילותו.
אנזימים הם חלבונים הפועלים כזרזים ביולוגיים. הודות לאנזימים, קצב התגובות הכימיות בתאים עולה במספר סדרי גודל. תכונה חשובה של אנזימים היא סגוליות הפעולה בתנאים מסוימים.
חומצות גרעין.
חומצות גרעין התגלו במחצית השנייה של המאה ה-19. הביוכימאי השוויצרי F. Miescher, אשר בודד חומר בעל תכולה גבוהה של חנקן וזרחן מגרעיני התאים וכינה אותו "גרעין" (מ-lat. גַרעִין- גרעין).
חומצות גרעין אוגרות מידע תורשתי על המבנה והתפקוד של כל תא וכל היצורים החיים על פני כדור הארץ. ישנם שני סוגים של חומצות גרעין - DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) ו-RNA (חומצה ריבונוקלאית). חומצות גרעין, כמו חלבונים, הן ספציפיות למין, כלומר, לאורגניזמים מכל מין יש סוג DNA משלהם. כדי לגלות את הסיבות לספציפיות המין, שקול את המבנה של חומצות גרעין.
מולקולות חומצת גרעין הן שרשראות ארוכות מאוד, המורכבות ממאות רבות ואף מיליוני נוקלאוטידים. כל חומצת גרעין מכילה רק ארבעה סוגים של נוקלאוטידים. הפונקציות של מולקולות חומצת גרעין תלויות במבנה שלהן, בנוקלאוטידים המרכיבים אותן, במספרן בשרשרת וברצף התרכובת במולקולה.
כל נוקלאוטיד מורכב משלושה מרכיבים: בסיס חנקני, פחמימה וחומצה זרחתית. כל נוקלאוטיד DNA מכיל אחד מארבעת סוגי הבסיסים החנקניים (אדנין - A, תימין - T, גואנין - G או ציטוזין - C), וכן פחמימה דאוקסיריבוז ושארית חומצה זרחתית.
לפיכך, נוקלאוטידים של DNA נבדלים רק בסוג הבסיס החנקני.
מולקולת ה-DNA מורכבת ממספר עצום של נוקלאוטידים המחוברים בשרשרת ברצף מסוים. לכל סוג של מולקולת DNA יש מספר ורצף נוקלאוטידים משלו.
מולקולות ה-DNA ארוכות מאוד. לדוגמה, תיעוד מילולי של רצף הנוקלאוטידים במולקולות DNA מתא אנושי אחד (46 כרומוזומים) ידרוש ספר של כ-820,000 עמודים. החלפה של ארבעה סוגי נוקלאוטידים יכולה ליצור מספר אינסופי של גרסאות של מולקולות DNA. תכונות מבניות אלו של מולקולות DNA מאפשרות להן לאחסן כמות עצומה של מידע על כל התכונות של אורגניזמים.
בשנת 1953, הביולוג האמריקאי ג'יי ווטסון והפיזיקאי האנגלי פ. קריק יצרו מודל למבנה מולקולת ה-DNA. מדענים מצאו שכל מולקולת DNA מורכבת משני גדילים המחוברים ביניהם ומפותלים בצורה ספירלית. זה נראה כמו סליל כפול. בכל שרשרת, ארבעה סוגי נוקלאוטידים מתחלפים ברצף מסוים.
הרכב הנוקלאוטידים של ה-DNA שונה בסוגים שונים של חיידקים, פטריות, צמחים ובעלי חיים. אבל זה לא משתנה עם הגיל, זה תלוי מעט בשינויים בסביבה. נוקלאוטידים מזווגים, כלומר, מספר נוקלאוטידים אדנין בכל מולקולת DNA שווה למספר נוקלאוטידים של תימידין (A-T), ומספר נוקלאוטידים ציטוזין שווה למספר נוקלאוטידים גואנין (C-G). זאת בשל העובדה שחיבור של שתי שרשראות זו לזו במולקולת DNA מציית לכלל מסוים, כלומר: אדנין של שרשרת אחת מחובר תמיד בשני קשרי מימן רק עם תימין של השרשרת השנייה, וגואנין בשלושה מימן. קשרים עם ציטוזין, כלומר, שרשראות הנוקלאוטידים של DNA מולקולה אחת משלימות, משלימות זו את זו.
מולקולות חומצת גרעין - DNA ו-RNA מורכבים מנוקלאוטידים. הרכב נוקלאוטידים של ה-DNA כולל בסיס חנקני (A,T,G,C), פחמימת דאוקסיריבוז ושריד של מולקולת חומצה זרחתית. מולקולת ה-DNA היא סליל כפול, המורכב משני גדילים המחוברים בקשרי מימן על פי עקרון ההשלמה. תפקידו של ה-DNA הוא לאחסן מידע תורשתי.
בתאים של כל האורגניזמים יש מולקולות של ATP - חומצה טריפוספורית אדנוזין. ATP הוא חומר תא אוניברסלי, שלמולקולה שלו יש קשרים עשירים באנרגיה. מולקולת ה-ATP היא סוג אחד של נוקלאוטידים, אשר, כמו נוקלאוטידים אחרים, מורכב משלושה מרכיבים: בסיס חנקני – אדנין, פחמימה – ריבוז, אך במקום אחד הוא מכיל שלושה שיירים של מולקולות חומצה זרחתית (איור 12). הקשרים המצוינים על ידי הסמל באיור עשירים באנרגיה ונקראים מאקרו-אירגי. כל מולקולת ATP מכילה שני קשרים מאקרו-אירגיים.
כאשר נשבר קשר בעל אנרגיה גבוהה ומולקולה אחת של חומצה זרחתית מתנתקת בעזרת אנזימים, משתחררים 40 קילו ג'ל/מול של אנרגיה, ו-ATP הופך ל-ADP - חומצה דיפוספורית אדנוזין. עם ביטול עוד מולקולה אחת של חומצה זרחתית, משתחררים עוד 40 קילו ג'ל/מול; נוצר AMP - חומצה מונו-פוספורית אדנוזין. תגובות אלו הן הפיכות, כלומר AMP יכול להפוך ל-ADP, ADP - ל-ATP.
מולקולות ATP לא רק מפורקות, אלא גם מסונתזות, ולכן התוכן שלהן בתא קבוע יחסית. החשיבות של ATP בחיי התא היא עצומה. מולקולות אלו ממלאות תפקיד מוביל במטבוליזם האנרגיה הדרוש להבטחת הפעילות החיונית של התא והאורגניזם בכללותו.
אורז. 12. סכימה של מבנה ATP.| אדנין - |
מולקולת RNA, ככלל, היא שרשרת אחת המורכבת מארבעה סוגי נוקלאוטידים - A, U, G, C. ידועים שלושה סוגים עיקריים של RNA: mRNA, rRNA, tRNA. התוכן של מולקולות RNA בתא אינו קבוע, הן מעורבות בביוסינתזה של חלבון. ATP הוא חומר האנרגיה האוניברסלי של התא, שבו יש קשרים עשירים באנרגיה. ל-ATP תפקיד מרכזי בחילופי האנרגיה בתא. RNA ו-ATP נמצאים גם בגרעין וגם בציטופלזמה של התא.
משימות ומבחנים בנושא "נושא 4. "הרכב כימי של התא."
- פולימר, מונומר;
- פחמימה, חד סוכר, דו סוכר, פוליסכריד;
- שומנים, חומצת שומן, גליצרול;
- חומצת אמינו, קשר פפטיד, חלבון;
- זרז, אנזים, אתר פעיל;
- חומצת גרעין, נוקלאוטיד.
אלגוריתם לפתרון בעיות.
סוג 1. העתקה עצמית של DNA.
לאחת משרשרות ה-DNA יש את רצף הנוקלאוטידים הבא:
AGTACCGATACCGATTTCG...
איזה רצף של נוקלאוטידים יש לשרשרת השנייה של אותה מולקולה?
כדי לכתוב את רצף הנוקלאוטידים של הגדיל השני של מולקולת ה-DNA, כאשר רצף הגדיל הראשון ידוע, מספיק להחליף את הטימין באדנין, אדנין בטימין, גואנין בציטוזין וציטוזין בגואנין. ביצוע ההחלפה הזו, נקבל את הרצף:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...
סוג 2. קידוד חלבון.
לשרשרת חומצות האמינו של חלבון הריבונוקלאז יש את ההתחלה הבאה: ליזין-גלוטמין-תראונין-אלנין-אלנין-אלנין-ליזין ...
איזה רצף של נוקלאוטידים מתחיל את הגן המתאים לחלבון זה?
לשם כך, השתמש בטבלה של הקוד הגנטי. עבור כל חומצת אמינו, אנו מוצאים את ייעוד הקוד שלה בצורה של שלישיית הנוקלאוטידים המתאימה וכותבים אותו. מסדרים את השלשות הללו בזו אחר זו באותו סדר שבו עוברות חומצות האמינו המתאימות, אנו מקבלים את הנוסחה למבנה של מקטע ה-RNA שליח. ככלל, יש כמה טריפלים כאלה, הבחירה נעשית לפי החלטתכם (אבל נלקחת רק אחת מהשלשות). ייתכנו מספר פתרונות, בהתאמה.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAG
באיזה רצף חומצות אמינו מתחיל חלבון אם הוא מקודד על ידי רצף כזה של נוקלאוטידים:
ACGCCATGGCCGGT...
על פי עקרון ההשלמה, אנו מוצאים את המבנה של קטע ה-RNA האינפורמטיבי שנוצר על קטע נתון של מולקולת ה-DNA:
UGCGGGUACCCGCCCA...
לאחר מכן נפנה לטבלת הקוד הגנטי ולכל שלישיית נוקלאוטידים, החל מהראשון, אנו מוצאים וכותבים את חומצת האמינו המתאימה לו:
ציסטאין-גליצין-טירוזין-ארגינין-פרולין-...
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "ביולוגיה כללית". מוסקבה, "נאורות", 2000
- נושא 4. "הרכב כימי של התא". §2-§7 עמ' 7-21
- נושא 5. "פוטוסינתזה". §16-17 עמ' 44-48
- נושא 6. "נשימה סלולרית". §12-13 עמ' 34-38
- נושא 7. "מידע גנטי". §14-15 עמ' 39-44
חומרים מזינים וחשיבותם
גוף האדם מורכב מחלבונים (19.6%), שומנים (14.7%), פחמימות (1%), מינרלים (4.9%), מים (58.8%). הוא מוציא כל הזמן חומרים אלה על היווצרות אנרגיה הדרושה לתפקודם של איברים פנימיים, שמירה על חום וביצוע כל תהליכי החיים, כולל עבודה פיזית ונפשית. במקביל, מתרחשת שיקום ויצירה של תאים ורקמות מהם בנוי גוף האדם, חידוש האנרגיה שהוצאה עקב חומרים מהמזון. חומרים אלו כוללים חלבונים, שומנים, פחמימות, מינרלים, ויטמינים, מים וכו', הם נקראים מזון.כתוצאה מכך, מזון לגוף הוא מקור לאנרגיה ולחומרי פלסטיק (בניין).
סנאים
אלו הן תרכובות אורגניות מורכבות של חומצות אמינו, הכוללות פחמן (50-55%), מימן (6-7%), חמצן (19-24%), חנקן (15-19%), ועשויות לכלול גם זרחן, גופרית , ברזל ואלמנטים אחרים.
חלבונים הם החומרים הביולוגיים החשובים ביותר של אורגניזמים חיים. הם משמשים כחומר הפלסטי העיקרי שממנו בנויים התאים, הרקמות והאיברים של גוף האדם. חלבונים מהווים בסיס להורמונים, אנזימים, נוגדנים ותצורות אחרות המבצעות פונקציות מורכבות בחיי האדם (עיכול, גדילה, רבייה, חסינות וכו'), תורמים לחילוף החומרים התקין של ויטמינים ומלחי מינרלים בגוף. חלבונים מעורבים ביצירת אנרגיה, במיוחד בתקופה של עלויות אנרגיה גבוהות או עם כמויות לא מספקות של פחמימות ושומנים בתזונה, המכסים 12% מכלל צרכי האנרגיה של הגוף. הערך האנרגטי של 1 גרם חלבון הוא 4 קק"ל. עם מחסור בחלבונים בגוף מתרחשות הפרעות חמורות: האטה בגדילה והתפתחות של ילדים, שינויים בכבד של מבוגרים, פעילות הבלוטות האנדוקריניות, הרכב הדם, היחלשות הפעילות הנפשית, ירידה בעבודה. יכולת ועמידות למחלות זיהומיות. חלבון בגוף האדם נוצר ברציפות מחומצות אמינו החודרות לתאים כתוצאה מעיכול חלבון המזון. לסינתזה של חלבון אנושי יש צורך בחלבון מזון בכמות מסוימת ובהרכב חומצות אמינו מסוים. כיום ידועות יותר מ-80 חומצות אמינו, מתוכן 22 הנפוצות ביותר במזונות. חומצות אמינו לפי ערכן הביולוגי מחולקות לבלתי ניתנות להחלפה ולא חיוניות.
חִיוּנִישמונה חומצות אמינו - ליזין, טריפטופן, מתיונין, לאוצין, איזולאוצין, ולין, תראונין, פנילאלנין; ילדים צריכים גם היסטידין. חומצות אמינו אלו אינן מסונתזות בגוף ויש לספק להן מזון ביחס מסוים, כלומר. מְאוּזָן. ניתן להחלפהחומצות אמינו (ארגינין, ציסטין, טירוזין, אלנין, סרין וכו') יכולות להיות מסונתזות בגוף האדם מחומצות אמינו אחרות.
הערך הביולוגי של חלבון תלוי בתכולה ובאיזון של חומצות אמינו חיוניות. ככל שהוא מכיל יותר חומצות אמינו חיוניות, כך הוא בעל ערך רב יותר. חלבון המכיל את כל שמונה חומצות האמינו החיוניות נקרא לְהַשְׁלִים.מקור החלבונים המלאים הם כל המוצרים מן החי: מוצרי חלב, בשר, עופות, דגים, ביצים.
צריכת החלבון היומית לאנשים בגיל העבודה היא 58-117 גרם בלבד, בהתאם למין, גיל ואופי עבודתו של האדם. חלבונים ממקור בעלי חיים צריכים להיות 55% מהדרישה היומית.
מצב חילוף החומרים של החלבון בגוף נשפט לפי מאזן החנקן, כלומר. לפי האיזון בין כמות החנקן המוכנסת עם חלבוני המזון ומופרשת מהגוף. מבוגרים בריאים עם תזונה בריאה נמצאים במאזן חנקן. לילדים גדלים, צעירים, נשים הרות ומניקות יש מאזן חנקן חיובי, כי. חלבון מזון הולך ליצירת תאים חדשים והחדרת חנקן עם מזון חלבוני גוברת על סילוקו מהגוף. בזמן רעב, מחלות, כאשר חלבוני מזון אינם מספיקים, נצפה איזון שלילי, כלומר. יותר חנקן מופרש ממה שהוא מוכנס, המחסור בחלבוני מזון מוביל לפירוק חלבונים של איברים ורקמות.
שומנים
אלו הן תרכובות אורגניות מורכבות המורכבות מגליצרול וחומצות שומן, המכילות פחמן, מימן, חמצן. שומנים הם אחד ממרכיבי התזונה העיקריים, הם מרכיב חיוני בתזונה מאוזנת.
המשמעות הפיזיולוגית של השומן היא מגוונת. שומן הוא חלק מהתאים והרקמות כחומר פלסטי, המשמש את הגוף כמקור אנרגיה (30% מהצורך הכולל
אורגניזם באנרגיה). הערך האנרגטי של 1 גרם שומן הוא 9 קק"ל. השומנים מספקים לגוף ויטמינים A ו-D, חומרים פעילים ביולוגית (פוספוליפידים, טוקופרולים, סטרולים), נותנים עסיסיות למזון, טעם, מעלים את ערכו התזונתי, גורמים לאדם להרגיש שובע.
שאר השומן הנכנס לאחר כיסוי צורכי הגוף מופקד ברקמה התת עורית בצורת שכבת שומן תת עורית וברקמת החיבור המקיפה את האיברים הפנימיים. גם שומן תת עורי וגם שומן פנימי הם הרזרבה העיקרית של האנרגיה (רזרבת שומן) ומשמשים את הגוף במהלך עבודה פיזית מאומצת. שכבת השומן התת עורית מגנה על הגוף מפני התקררות, והשומן הפנימי מגן על האיברים הפנימיים מפני זעזועים, זעזועים ותזוזה. עם חוסר שומן בתזונה, נצפות מספר הפרעות במערכת העצבים המרכזית, הגנת הגוף נחלשת, סינתזת החלבון פוחתת, החדירות הנימים עולה, הצמיחה מואטת וכו'.
שומן אנושי נוצר מגליצרול וחומצות שומן החודרות ללימפה ולדם מהמעיים כתוצאה מעיכול שומני המזון. לסינתזה של שומן זה נדרשים שומנים תזונתיים המכילים מגוון חומצות שומן, מהן ידועות כיום 60. חומצות שומן מתחלקות לרוויות או רוויות (כלומר רוויות מימן עד הקצה) ולבלתי רוויות או בלתי רוויות.
רָווּילחומצות שומן (סטארית, פלמיטית, קפרואית, בוטירית וכו') יש תכונות ביולוגיות נמוכות, מסונתזות בקלות בגוף, משפיעות לרעה על חילוף החומרים של השומן, תפקודי הכבד ותורמות להתפתחות טרשת עורקים, שכן הן מעלות את הכולסטרול בדם. חומצות שומן אלו מצויות בכמויות גדולות בשומנים מן החי (כבש, בקר) ובחלק מהשמנים הצמחיים (קוקוס), מה שגורם לנקודת התכה גבוהה (40-50 מעלות צלזיוס) ולעיכול נמוך יחסית (86-88%).
בלתי רוויחומצות שומן (אולאית, לינולאית, לינולנית, ארכידונית וכו') הן תרכובות פעילות ביולוגית המסוגלות לחמצן ולהוסיף מימן וחומרים אחרים. הפעילים שבהם הם: לינולאית, לינולנית וארכידונית, הנקראות חומצות שומן רב בלתי רוויות. על פי תכונותיהם הביולוגיות, הם מסווגים כחומרים חיוניים ונקראים ויטמין F. הם לוקחים חלק פעיל בחילוף החומרים של שומן וכולסטרול, מגבירים גמישות ומפחיתים את חדירות כלי הדם ומונעים היווצרות קרישי דם. חומצות שומן רב בלתי רוויות אינן מסונתזות בגוף האדם ויש להכניס אותן עם שומנים תזונתיים. הם נמצאים בשומן חזיר, שמן חמניות ותירס, שומן דגים. לשומנים אלו נקודת התכה נמוכה ועיכול גבוהה (98%).
ערכו הביולוגי של השומן תלוי גם בתכולת ויטמינים A ו-D שונים המסיסים בשומן (שומן דגים, חמאה), ויטמין E (שמנים צמחיים) וחומרים דמויי שומן: פוספטידים וסטרולים.
פוספטידיםהם החומרים הפעילים ביותר מבחינה ביולוגית. אלה כוללים לציטין, צפאלין וכו'. הם משפיעים על חדירות קרומי התא, חילוף חומרים, הפרשת הורמונים וקרישת דם. פוספטידים נמצאים בבשר, חלמון ביצה, כבד, שומנים תזונתיים ושמנת חמוצה.
סטרוליםמהווים מרכיב של שומנים. בשומנים צמחיים, הם מוצגים בצורה של בטא-סטרול, ארגוסטרול, המשפיעים על מניעת טרשת עורקים.
בשומנים מן החי, סטרולים כלולים בצורה של כולסטרול, המבטיח את מצבם התקין של התאים, מעורב ביצירת תאי נבט, חומצות מרה, ויטמין D 3 וכו'.
כולסטרול נוצר גם בגוף האדם. במטבוליזם תקין של כולסטרול, כמות הכולסטרול הנבלעת ומסונתזת בגוף שווה לכמות הכולסטרול שמתפרק ומופרש מהגוף. בגיל מבוגר, כמו גם עם עומס יתר של מערכת העצבים, עודף משקל, עם אורח חיים בישיבה, חילוף החומרים של הכולסטרול מופרע. במקרה זה, הכולסטרול התזונתי מגביר את תכולתו בדם ומביא לשינויים בכלי הדם ולהתפתחות טרשת עורקים.
קצב צריכת השומן היומי לאוכלוסיית בעלי הגוף הוא 60-154 גרם בלבד, תלוי בגיל, מין, אופי הערימה ותנאי האקלים של האזור; מתוכם, שומנים מן החי צריך להיות 70%, וירקות - 30%.
פחמימות
אלו הן תרכובות אורגניות המורכבות מפחמן, מימן וחמצן, המסונתזות בצמחים מפחמן דו חמצני ומים בפעולת אנרגיית השמש.
פחמימות, בעלות יכולת חמצון, משמשות כמקור האנרגיה העיקרי המשמש בתהליך פעילות השריר האנושי. הערך האנרגטי של 1 גרם פחמימות הוא 4 קק"ל. הם מכסים 58% מכלל צרכי האנרגיה של הגוף. בנוסף, פחמימות הן חלק מהתאים והרקמות, נמצאות בדם ובצורת גליקוגן (עמילן מן החי) בכבד. יש מעט פחמימות בגוף (עד 1% ממשקל הגוף של אדם). לכן, כדי לכסות את עלויות האנרגיה, יש לספק להם מזון כל הזמן.
במקרה של מחסור בפחמימות בתזונה בזמן מאמץ גופני כבד, נוצרת אנרגיה מהשומן המאוחסן, ולאחר מכן מהחלבון של הגוף. עם עודף של פחמימות בתזונה, מאגר השומן מתחדש על ידי המרת פחמימות לשומן, מה שמוביל לעלייה במשקל האדם. מקור אספקת הפחמימות לגוף הם מוצרים צמחיים, שבהם הם מוצגים בצורה של חד-סוכרים, דו-סוכרים ורב-סוכרים.
חד סוכרים הם הפחמימות הפשוטות ביותר, מתוקות בטעם, מסיסות במים. אלה כוללים גלוקוז, פרוקטוז וגלקטוז. הם נספגים במהירות מהמעיים לדם ומשמשים את הגוף כמקור אנרגיה, ליצירת גליקוגן בכבד, להזנת רקמת המוח, השרירים ושמירה על רמת הסוכר הנדרשת בדם.
דו-סוכרים (סוכרוז, לקטוז ומלטוז) הם פחמימות, מתוקות בטעם, מסיסות במים, מתפצלות בגוף האדם לשתי מולקולות של חד-סוכרים עם היווצרות סוכרוז - גלוקוז ופרוקטוז, מלקטוז - גלוקוז וגלקטוז, ממלטוז - שתיים. מולקולות של גלוקוז.
מונו ודו-סוכרים נספגים בקלות בגוף ומכסים במהירות את עלויות האנרגיה של אדם במהלך מאמץ גופני מוגבר. צריכה עודפת של פחמימות פשוטות עלולה להוביל לעלייה ברמת הסוכר בדם, ולכן להשפעה שלילית על תפקוד הלבלב, להתפתחות טרשת עורקים והשמנה.
פוליסכרידים הם פחמימות מורכבות, המורכבות ממולקולות גלוקוז רבות, בלתי מסיסות במים, בעלות טעם לא ממותק. אלה כוללים עמילן, גליקוגן, סיבים.
עֲמִילָןבגוף האדם, תחת פעולתם של אנזימי מיץ העיכול, הוא מתפרק לגלוקוז, ומספק בהדרגה את הצורך של הגוף באנרגיה לתקופה ארוכה. הודות לעמילן, מזונות רבים המכילים אותו (לחם, דגנים, פסטה, תפוחי אדמה) גורמים לאדם להרגיש שובע.
גליקוגןחודר לגוף האדם במינונים קטנים, שכן הוא כלול בכמויות קטנות במזון ממקור מן החי (כבד, בשר).
תָאִיתבגוף האדם הוא אינו מתעכל עקב היעדר האנזים התאית במיצי העיכול, אך עובר דרך אברי העיכול הוא ממריץ את תנועתיות המעיים, מסיר כולסטרול מהגוף, יוצר תנאים להתפתחות חיידקים מועילים, ובכך תורם לעיכול טוב יותר ולהטמעה של מזון. מכיל סיבים בכל המוצרים הצמחיים (מ-0.5 עד 3%).
פקטיןחומרים (דמוי פחמימות), הנכנסים לגוף האדם עם ירקות, פירות, ממריצים את תהליך העיכול ותורמים לסילוק חומרים מזיקים מהגוף. אלה כוללים פרוטופקטין - ממוקם בקרום התא של ירקות טריים, פירות, נותן להם קשיחות; פקטין הוא חומר היוצר ג'לי של מיץ התא של ירקות ופירות; חומצות פקטית ופקטית, המעניקות טעם חמצמץ לפירות וירקות. יש הרבה חומרי פקטין בתפוחים, שזיפים, דומדמניות, חמוציות.
הצריכה היומית של פחמימות לאוכלוסיה בגיל העבודה היא 257-586 גרם בלבד, תלוי בגיל, מגדר ואופי העבודה.
ויטמינים
אלו הם חומרים אורגניים נמוכים מולקולריים בעלי אופי כימי שונים, הפועלים כמווסתים ביולוגיים של תהליכים חיוניים בגוף האדם.
ויטמינים מעורבים בנורמליזציה של חילוף החומרים, ביצירת אנזימים, הורמונים, מעוררים את הצמיחה, ההתפתחות, ההתאוששות של הגוף.
יש להם חשיבות רבה ביצירת רקמת עצם (וויט. D), עור (וויט. A), רקמת חיבור (וויט. C), בהתפתחות העובר (וויט. E), בתהליך ההמטופואזה (וויט. ויט ב | 2, ב 9 ) וכו'.
ויטמינים התגלו לראשונה במוצרי מזון בשנת 1880 על ידי המדען הרוסי N.I. לונין. נכון להיום, התגלו למעלה מ-30 סוגי ויטמינים, שלכל אחד מהם יש שם כימי ורבים מהם הם כינוי אותיות של האלפבית הלטיני (C - חומצה אסקורבית, B - תיאמין וכו'). חלק מהוויטמינים בגוף אינם מסונתזים ואינם מאוחסנים במאגר, ולכן יש להחדיר אותם עם מזון (C, B, P). ניתן לסנתז בכמה ויטמינים
גוף (B 2, 6, 9, PP, K).
המחסור בוויטמינים בתזונה גורם למחלה תחת השם הכללי בריברי.עם צריכה לא מספקת של ויטמינים עם מזון, יש hypovitaminosis,המתבטאים בצורה של עצבנות, נדודי שינה, חולשה, ירידה ביכולת העבודה ועמידות למחלות זיהומיות. צריכה מופרזת של ויטמינים A ו-D מובילה להרעלת הגוף, הנקראת היפרוויטמינוזיס.
בהתאם למסיסות, כל הויטמינים מחולקים ל: 1) מסיס במים C, P, B 1, B 2, B 6, B 9, PP וכו'; 2) מסיס בשומן - A, D, E, K; 3) חומרים דמויי ויטמין - U, F, B 4 (כולין), B 15 (חומצה פנגמית) וכו'.
ויטמין C (חומצה אסקורבית) ממלא תפקיד חשוב בתהליכי החיזור של הגוף, משפיע על חילוף החומרים. המחסור בויטמין זה מפחית את עמידות הגוף למחלות שונות. היעדרו מוביל לצפדינה. הצריכה היומית של ויטמין C היא 70-100 מ"ג. הוא נמצא בכל המזונות הצמחיים, במיוחד בורד בר, דומדמניות שחורות, פלפל אדום, פטרוזיליה, שמיר.
ויטמין P (ביופלבנואיד) מחזק את הנימים ומפחית את חדירות כלי הדם. הוא נמצא באותם מזונות כמו ויטמין C. הצריכה היומית היא 35-50 מ"ג.
ויטמין B, (תיאמין) מווסת את פעילות מערכת העצבים, מעורב בחילוף החומרים, בעיקר פחמימות. במקרה של חוסר בויטמין זה, מציינת הפרעה במערכת העצבים. הצורך בויטמין B הוא 1.1-2.1 מ"ג ליום. הוויטמין נמצא במזון ממקור מן החי והצומח, במיוחד במוצרי דגנים, שמרים, כבד ובשר חזיר.
ויטמין B 2 (ריבופלבין) מעורב בחילוף החומרים, משפיע על הצמיחה, הראייה. עם חוסר ויטמין, תפקוד הפרשת הקיבה פוחת, הראייה מחמירה, מצב העור מחמיר. הצריכה היומית היא 1.3-2.4 מ"ג. הוויטמין נמצא בשמרים, לחם, כוסמת, חלב, בשר, דגים, ירקות, פירות.
ויטמין PP (חומצה ניקוטינית) הוא חלק מאנזימים מסוימים, מעורב בחילוף החומרים. המחסור בויטמין זה גורם לעייפות, חולשה, עצבנות. בהיעדרה, מתרחשת מחלת פלגרה ("עור מחוספס"). קצב הצריכה ליום הוא 14-28 מ"ג. ויטמין PP כלול במוצרים רבים ממקור צמחי ובעלי חיים; ניתן לסנתז אותו בגוף האדם מחומצת האמינו טריפטופן.
ויטמין B 6 (פירידוקסין) מעורב בחילוף החומרים. עם חוסר של ויטמין זה במזון, הפרעות במערכת העצבים, שינויים במצב העור, כלי דם מצוינים. צריכת ויטמין B 6 היא 1.8-2 מ"ג ליום. הוא נמצא במזונות רבים. עם תזונה מאוזנת, הגוף מקבל כמות מספקת של ויטמין זה.
ויטמין B 9 (חומצה פולית) לוקח חלק בהמטופואזה ובחילוף החומרים בגוף האדם. עם חוסר בויטמין זה מתפתחת אנמיה. הנורמה של צריכתו היא 0.2 מ"ג ליום. הוא נמצא בחסה, תרד, פטרוזיליה, בצל ירוק.
ויטמין B 12 (קובלאמין) הוא בעל חשיבות רבה בהמטופואזה, חילוף חומרים. עם חוסר בויטמין זה, אנשים מפתחים אנמיה ממארת. הנורמה של צריכתו היא 0.003 מ"ג ליום. הוא נמצא רק במזון ממקור מן החי: בשר, כבד, חלב, ביצים.
לוויטמין B 15 (חומצה פנגמית) יש השפעה על תפקוד מערכת הלב וכלי הדם ותהליכי החמצון בגוף. הדרישה היומית לויטמין 2 מ"ג. הוא נמצא בשמרים, כבד, סובין אורז.
כולין מעורב בחילוף החומרים של חלבונים ושומנים בגוף. חוסר בכולין תורם לנזק לכליות ולכבד. קצב הצריכה שלו הוא 500 - 1000 מ"ג ליום. זה נמצא בכבד, בשר, ביצים, חלב, דגנים.
ויטמין A (רטינול) מקדם צמיחה, התפתחות השלד, משפיע על הראייה, העור והריריות, מגביר את עמידות הגוף למחלות זיהומיות. עם מחסור בו, הצמיחה מואטת, הראייה נחלשת, השיער נושר. הוא נמצא במוצרים מן החי: שמן דגים, כבד, ביצים, חלב, בשר. מוצרי ירקות בצבע צהוב-כתום (גזר, עגבניות, דלעת) מכילים פרוויטמין A - קרוטן, אשר בגוף האדם הופך לויטמין A בנוכחות שומן מזון.
ויטמין D (calciferol) מעורב ביצירת רקמת העצם, מגרה
צְמִיחָה. עם חוסר בויטמין זה, רככת מתפתחת בילדים, ושינויים ברקמת העצם אצל מבוגרים. ויטמין D מסונתז מהפרוויטמין הקיים בעור בהשפעת קרניים אולטרה סגולות. זה נמצא בדגים, כבד בקר, חמאה, חלב, ביצים. הצריכה היומית של הוויטמין היא 0.0025 מ"ג.
ויטמין E (טוקופרול) מעורב בעבודת הבלוטות האנדוקריניות, משפיע על תהליכי הרבייה ומערכת העצבים. קצב הצריכה הוא 8-10 מ"ג ליום. הרבה ממנו בשמנים צמחיים ודגנים. ויטמין E מגן על שומנים צמחיים מפני חמצון.
ויטמין K (פילוקווינון) פועל על קרישת הדם. הדרישה היומית שלו היא 0.2-0.3 מ"ג. כלול בחסה ירוקה, תרד, סרפד. ויטמין זה מסונתז במעי האנושי.
ויטמין F (חומצות שומן לינולאית, לינולנית, אריכידונית) מעורב בחילוף החומרים של שומן וכולסטרול. קצב הצריכה הוא 5-8 גרם ליום. כלול בשומן חזיר, שמן צמחי.
ויטמין U פועל על תפקוד בלוטות העיכול, מקדם ריפוי של כיבי קיבה. כלול במיץ של כרוב טרי.
שימור ויטמינים במהלך הבישול.במהלך אחסון ובישול מוצרי מזון נהרסים ויטמינים מסוימים, בעיקר ויטמין C. גורמים שליליים המפחיתים את פעילות ויטמין C של ירקות ופירות הם: אור שמש, חמצן באוויר, טמפרטורה גבוהה, סביבה בסיסית, לחות אוויר גבוהה ומים ב אשר ויטמין מתמוסס היטב. אנזימים הכלולים במוצרי מזון מאיצים את תהליך ההרס שלו.
ויטמין C נהרס מאוד במהלך הכנת מחית ירקות, קציצות, תבשילים, תבשילים ומעט - בעת טיגון ירקות בשומן. חימום משני של מנות ירקות והמגע שלהם עם חלקים מחומצנים של ציוד טכנולוגי מובילים להרס מוחלט של ויטמין זה. ויטמינים מקבוצה B במהלך העיבוד הקולינרי של מוצרים נשמרים בעיקר. אבל צריך לזכור שהסביבה הבסיסית הורסת ויטמינים אלה, ולכן לא ניתן להוסיף סודה לשתייה בעת בישול קטניות.
כדי לשפר את העיכול של קרוטן, יש לצרוך את כל הירקות הכתומים-אדומים (גזר, עגבניות) עם שומן (שמנת חמוצה, שמן צמחי, רוטב חלב), ולהוסיף אותם למרקים ולתבשילים אחרים בצורה שחומה.
ויטמיניזציה של מזון.
כיום, שיטת החיזוק המלאכותי של מזון מוכן נמצאת בשימוש נרחב במוסדות קייטרינג.
מנות ראשונות ושלישיות מוכנות מועשרות בחומצה אסקורבית לפני הגשת האוכל. חומצה אסקורבית מוכנסת לכלים בצורה של אבקה או טבליות, שהומסו בעבר בכמות קטנה של מזון. העשרת מזון בוויטמינים C, B, PP מאורגנת בקנטינות לעובדים של כמה מפעלים כימיים על מנת למנוע מחלות הקשורות לסכנות בייצור. תמיסה מימית של ויטמינים אלה בנפח של 4 מ"ל למנה ניתנת מדי יום למזון מוכן.
תעשיית המזון מייצרת מוצרים מועשרים: חלב וכפיר מועשר בוויטמין C; מרגרינה וקמח תינוקות מועשר בויטמינים A ו-D, חמאה מועשרת בקרוטן; לחם, קמח פרימיום, מועשר בויטמינים B p B 2, PP וכו'.
מינרלים
חומרים מינרליים, או אי-אורגניים, הם בין החיוניים, הם מעורבים בתהליכים חיוניים המתרחשים בגוף האדם: בניית עצמות, שמירה על איזון חומצה-בסיס, הרכב הדם, נרמול חילוף החומרים של מים-מלח ופעילות מערכת העצבים.
בהתאם לתוכן בגוף, מינרלים מחולקים ל:
מאקרונוטריינטים,הנמצאים בכמות משמעותית (99% מכמות המינרלים הכוללת בגוף): סידן, זרחן, מגנזיום, ברזל, אשלגן, נתרן, כלור, גופרית.
יסודות קורט,נכלל בגוף האדם במינונים קטנים: יוד, פלואור, נחושת, קובלט, מנגן;
Ultramicroelements,הכלול בגוף בכמויות קורט: זהב, כספית, רדיום וכו'.
סידן מעורב בבניית העצמות, השיניים, הכרחי לפעילות תקינה של מערכת העצבים.
מערכת, לב, משפיעה על הצמיחה. מלחי סידן עשירים במוצרי חלב, ביצים, כרוב, סלק. הדרישה היומית של הגוף לסידן היא 0.8 גרם.
זרחן מעורב בחילוף החומרים של חלבונים ושומנים, ביצירת רקמת עצם, ומשפיע על מערכת העצבים המרכזית. כלול במוצרי חלב, ביצים, בשר, דגים, לחם, קטניות. הצורך בזרחן הוא 1.2 גרם ליום.
מגנזיום משפיע על פעילות העצבים, השרירית והלב, בעל תכונה מרחיבה כלי דם. כלול בלחם, דגנים, קטניות, אגוזים, אבקת קקאו. הצריכה היומית של מגנזיום היא 0.4 גרם.
הברזל מנרמל את הרכב הדם (כלול בהמוגלובין) והוא משתתף פעיל בתהליכי החמצון בגוף. כלול בכבד, בכליות, ביצים, שיבולת שועל וכוסמת, לחם שיפון, תפוחים. הדרישה היומית לברזל היא 0.018 גרם.
אשלגן מעורב במטבוליזם המים בגוף האדם, מגביר את הפרשת הנוזלים ומשפר את תפקוד הלב. כלול בפירות יבשים (משמשים מיובשים, משמשים, שזיפים מיובשים, צימוקים), אפונה, שעועית, תפוחי אדמה, בשר, דגים. אדם צריך עד 3 גרם אשלגן ליום.
נתרן, יחד עם אשלגן, מווסת את חילוף החומרים במים, שומר על הלחות בגוף ושומר על לחץ אוסמוטי תקין ברקמות. יש מעט נתרן במזונות, ולכן הוא ניתן עם מלח שולחני (NaCl). הדרישה היומית היא 4-6 גרם נתרן או 10-15 גרם מלח שולחן.
הכלור מעורב בוויסות הלחץ האוסמוטי ברקמות וביצירת חומצה הידרוכלורית (HC1) בקיבה. כלור מגיע עם מלח. דרישה יומית 5-7 גרם.
גופרית היא חלק מחומצות אמינו מסוימות, ויטמין B, הורמון האינסולין. כלול באפונה, שיבולת שועל, גבינה, ביצים, בשר, דגים. דרישה יומית שנה אחת"
יוד מעורב בבנייה ובתפקוד של בלוטת התריס. יותר מכל היוד מרוכז במי ים, כרוב ים ודגי ים. הדרישה היומית היא 0.15 מ"ג.
פלואור מעורב ביצירת שיניים ועצמות, ונמצא במי השתייה. הדרישה היומית היא 0.7-1.2 מ"ג.
נחושת וקובלט מעורבים בהמטופואזה. כלול בכמויות קטנות במזון ממקור מן החי והצומח.
הדרישה היומית הכוללת של גוף אדם בוגר למינרלים היא 20-25 גרם, בעוד האיזון של אלמנטים בודדים חשוב. לפיכך, היחס בין סידן, זרחן ומגנזיום בתזונה צריך להיות 1:1.3:0.5, מה שקובע את רמת ההטמעה של מינרלים אלו בגוף.
כדי לשמור על איזון חומצה-בסיס בגוף, יש צורך לשלב נכון בתזונה מוצרים המכילים מינרלים אלקליים (Ca, Mg, K, Na), העשירים בחלב, ירקות, פירות, תפוחי אדמה וחומרים חומציים ( P, S, Cl שנמצא בבשר, דגים, ביצים, לחם, דגנים.
מים
מים ממלאים תפקיד חשוב בחיי גוף האדם. זהו המרכיב המשמעותי ביותר של כל התאים (2/3 ממשקל הגוף האנושי). המים הם המדיום בו קיימים תאים והקשר ביניהם נשמר, הם הבסיס לכל הנוזלים בגוף (דם, לימפה, מיצי עיכול). בהשתתפות מים מתרחשים חילוף חומרים, ויסות חום ותהליכים ביולוגיים אחרים. מדי יום, אדם מפריש מים עם זיעה (500 גרם), אוויר נשוף (350 גרם), שתן (1500 גרם) וצואה (150 גרם), ומסיר מוצרים מטבוליים מזיקים מהגוף. כדי להחזיר את המים האבודים, יש להכניס אותם לגוף. בהתאם לגיל, פעילות גופנית ותנאי אקלים, הצורך היומי של האדם למים הוא 2-2.5 ליטר, כולל 1 ליטר עם שתייה, 1.2 ליטר עם מזון ו-0.3 ליטר הנוצרים במהלך חילוף החומרים. בעונה החמה, בעבודה בחנויות חמות, בזמן פעילות גופנית מאומצת, יש איבודים גדולים של מים בגוף עם זיעה, ולכן צריכתם גדלה ל-5-6 ליטר ליום. במקרים אלה, מי השתייה מומלחים, שכן הרבה מלחי נתרן הולכים לאיבוד יחד עם הזיעה. צריכת מים מוגזמת מהווה עומס נוסף על מערכת הלב וכלי הדם והכליות ומזיקה לבריאות. במקרה של הפרעה בתפקוד המעי (שלשול), המים אינם נספגים בדם, אלא מופרשים מגוף האדם, מה שמוביל להתייבשות חמורה שלו ומהווה איום על החיים. ללא מים, אדם יכול לחיות לא יותר מ-6 ימים.
מזון האדם מכיל את מרכיבי המזון העיקריים: חלבונים, שומנים, פחמימות; ויטמינים, מיקרו-אלמנטים, מאקרו-נוטריינטים. מכיוון שכל חיינו הם חילוף חומרים בטבע, לקיום תקין, מבוגר חייב לאכול שלוש פעמים ביום, ולחדש את "מאגרי התזונה" שלו.
בגופו של אדם חי מתרחשים ללא הרף תהליכי חמצון (שילוב עם חמצן) של חומרים מזינים שונים. תגובות חמצון מלוות בהיווצרות ושחרור של חום הנחוץ לשמירה על התהליכים החיוניים של הגוף. אנרגיה תרמית מספקת את הפעילות של מערכת השרירים. לכן, ככל שהעבודה הפיזית קשה יותר, הגוף דורש יותר מזון.
הערך האנרגטי של מזון מתבטא בדרך כלל בקלוריות. קלוריה היא כמות החום הנדרשת לחימום 1 ליטר מים ב-15 מעלות צלזיוס במעלה אחת.תכולת הקלוריות במזון היא כמות האנרגיה הנוצרת בגוף כתוצאה מספיגת המזון.
1 גרם חלבון, כאשר מתחמצן בגוף, משחרר כמות חום השווה ל-4 קק"ל; 1 גרם פחמימות = 4 קק"ל; 1 גרם שומן = 9 קק"ל.
סנאים
חלבונים תומכים בביטויים הבסיסיים של החיים: חילוף חומרים, התכווצות שרירים, עצבנות עצבית, יכולת לגדול, להתרחב ולחשוב. חלבונים נמצאים בכל הרקמות ונוזלי הגוף, בהיותם חלקם העיקרי. הרכב החלבונים כולל מגוון חומצות אמינו הקובעות את המשמעות הביולוגית של חלבון.
חומצות אמינו לא חיוניותנוצרים בגוף האדם. חומצות אמינו חיוניותלהיכנס לגוף האדם רק עם מזון. לכן, עבור החיים השלמים מבחינה פיזיולוגית של הגוף, נוכחותן של כל חומצות האמינו החיוניות במזון היא הכרחית. מחסור תזונתי אפילו של חומצת אמינו חיונית אחת מביא לירידה בערך הביולוגי של חלבונים ועלול לגרום למחסור בחלבונים, למרות כמות מספקת של חלבון בתזונה. הספק העיקרי של חומצות אמינו חיוניות: בשר, חלב, דגים, ביצים, גבינת קוטג'.
גוף האדם זקוק גם לחלבונים מהצומח, המצויים בלחם, בדגנים, בירקות – הם כוללים חומצות אמינו לא חיוניות. מוצרים המכילים חלבונים מן החי והצומח מספקים לגוף חומרים הנחוצים להתפתחותו ולפעילותו החיונית.
הגוף של מבוגר צריך לקבל בערך 1 גרם חלבון לכל ק"ג משקל כולל. מכאן נובע שהמבוגר ה"ממוצע" השוקל 70 ק"ג צריך לקבל לפחות 70 גרם חלבון ליום (55% מהחלבון צריך להיות ממקור מהחי). עם מאמץ גופני כבד, הצורך של הגוף בחלבון עולה.
חלבונים בתזונה אינם ניתנים להחלפה בשום חומר אחר.
שומנים
השומנים עולים על האנרגיה של כל החומרים האחרים, משתתפים בתהליכי החלמה, בהיותם חלק מבני מהתאים וממערכות הממברנות שלהם, משמשים כממיסים לוויטמינים A, E, D ותורמים לספיגתם. כמו כן, שומנים תורמים לפיתוח חסינות ועוזרים לגוף להתחמם.
מחסור בשומן מוביל להפרעה במערכת העצבים המרכזית, שינויים בעור, בכליות, באיברי הראייה.
שומנים מכילים חומצות שומן רב בלתי רוויות, לציטין, ויטמינים A, E. הצורך הממוצע למבוגר בשומן הוא 80-100 גרם ליום, כולל שומן צמחי - 25..30 גרם.
בשל השומן במזון, מסופק שליש מערך האנרגיה היומי של התזונה; יש 37 גרם שומן לכל 1000 קק"ל.
שומנים נמצאים בכמות מספקת במוח, בלב, בביצים, בכבד, בחמאה, בגבינה, בבשר, בשומן חזיר, בעופות, בדגים, בחלב. חשובים במיוחד שומנים צמחיים שאינם מכילים כולסטרול.
פחמימות
פחמימות הן מקור האנרגיה העיקרי. פחמימות מהוות 50-70% מצריכת הקלוריות היומית. הצורך בפחמימות תלוי בצריכת האנרגיה של הגוף.
הדרישה היומית לפחמימות למבוגר העוסק בעבודה פיזית נפשית או קלה היא 300-500 גרם ליום. אצל אנשים העוסקים בעבודה פיזית כבדה, הצורך בפחמימות גבוה בהרבה. אצל אנשים שמנים, ניתן להפחית את תכולת האנרגיה בתזונה בכמות הפחמימות מבלי לפגוע בבריאות.
לחם, דגנים, פסטה, תפוחי אדמה, סוכר (נטו פחמימה) עשירים בפחמימות. עודף של פחמימות בגוף משבש את היחס הנכון בין החלקים העיקריים של המזון, ובכך משבש את חילוף החומרים.
ויטמינים
ויטמינים אינם ספקי אנרגיה. עם זאת, הם נחוצים בכמויות קטנות כדי לשמור על תפקוד תקין של הגוף, לווסת, לכוון ולהאיץ תהליכים מטבוליים. רובם המוחלט של הויטמינים אינם מיוצרים בגוף, אלא מגיעים מבחוץ עם האוכל.
עם חוסר ויטמינים במזון, hypoavitaminosis מתפתח (לעתים קרובות יותר בחורף ובאביב) - עייפות עולה, חולשה, אדישות נצפים, היעילות יורדת, התנגדות הגוף פוחתת.
פעולות הוויטמינים בגוף קשורות זו בזו - היעדר אחד מהוויטמינים גורר הפרעה מטבולית של חומרים אחרים.
כל הויטמינים מחולקים לשתי קבוצות: ויטמינים מסיסים במיםו ויטמינים מסיסים בשומן.
ויטמינים מסיסים בשומן- ויטמינים A, D, E, K.
ויטמין- משפיע על צמיחת הגוף, עמידותו לזיהומים, יש צורך לשמור על ראייה תקינה, מצב העור והריריות. ויטמין A עשיר בשמן דגים, שמנת, חמאה, חלמון ביצה, כבד, גזר, חסה, תרד, עגבניות, אפונה ירוקה, משמש, תפוזים.
ויטמין די- מקדם את היווצרות רקמת העצם, מגרה את הצמיחה של הגוף. מחסור בוויטמין D בגוף מוביל להפרעה בספיגה התקינה של סידן וזרחן, וגורם לרככת. ויטמין D עשיר בשמן דגים, חלמון ביצה, כבד, ביצי דגים. יש מעט ויטמין D בחלב וחמאה.
ויטמין K- משתתף בנשימת רקמות, קרישת דם. ויטמין K מסונתז בגוף על ידי חיידקי מעיים. הסיבה לחוסר בוויטמין K הן מחלות של מערכת העיכול או שימוש בתרופות אנטיבקטריאליות. ויטמין K עשיר בעגבניות, חלקים ירוקים של צמחים, תרד, כרוב, סרפד.
ויטמין E(טוקופרול) משפיע על פעילות הבלוטות האנדוקריניות, חילוף החומרים של חלבונים, פחמימות, מספק חילוף חומרים תוך תאי. ויטמין E משפיע לטובה על מהלך ההריון והתפתחות העובר. ויטמין E עשיר בתירס, גזר, כרוב, אפונה ירוקה, ביצים, בשר, דגים, שמן זית.
ויטמינים מסיסים במים- ויטמין C, ויטמיני B.
ויטמין סי(חומצה אסקורבית) - משתתפת באופן פעיל בתהליכי חיזור, משפיעה על חילוף החומרים של פחמימות וחלבונים, מגבירה את עמידות הגוף לזיהומים. ויטמין C עשיר בורד ורדים, דומדמניות שחורות, גריסים, אשחר ים, דומדמניות, פירות הדר, כרוב, תפוחי אדמה, ירקות עלים.
לקבוצה ויטמינים Bכולל 15 ויטמינים עצמאיים, מסיסים במים, אשר לוקחים חלק בתהליכים המטבוליים בגוף, תהליך ההמטופואזה, ממלאים תפקיד חשוב במטבוליזם של פחמימות, שומן, מים. ויטמיני B הם מעודדי גדילה. שמרי בירה, כוסמת, שיבולת שועל, לחם שיפון, חלב, בשר, כבד, חלמון ביצה, חלקים ירוקים של צמחים עשירים בויטמיני B.
מיקרו-אלמנטים ומקרו-אלמנטים
מינרלים הם חלק מהתאים והרקמות של הגוף, מעורבים במגוון תהליכים מטבוליים. מקרונוטריינטים נחוצים לגוף בכמויות גדולות יחסית: סידן, אשלגן, מגנזיום, זרחן, כלור, מלחי נתרן. יסודות קורט נחוצים בכמויות קטנות מאוד: ברזל, אבץ, מנגן, כרום, יוד, פלואור.
יוד נמצא בפירות ים, דגנים, שמרים, קטניות וכבד עשירים באבץ; נחושת וקובלט נמצאים בכבד בקר, כליות, חלמון ביצה, דבש. פירות יער ופירות מכילים הרבה אשלגן, ברזל, נחושת, זרחן.
תשומת הלב! המידע המופיע באתר זה הינו לעיון בלבד. איננו אחראים להשלכות השליליות האפשריות של טיפול עצמי!
חומרים מזינים - פחמימות, חלבונים, ויטמינים, שומנים, יסודות קורט, מאקרו-נוטריינטים- נמצא באוכל. כל החומרים המזינים הללו נחוצים כדי שאדם יוכל לבצע את כל תהליכי החיים. תכולת הרכיבים התזונתיים בתזונה היא הגורם החשוב ביותר להרכבת תפריט דיאטה.
בגופו של אדם חי, תהליכי החמצון למיניהם אינם מפסיקים לעולם. חומרים מזינים. תגובות חמצון מתרחשות עם היווצרות ושחרור של חום, שאדם צריך כדי לשמור על תהליכי חיים. אנרגיה תרמית מאפשרת למערכת השרירים לעבוד, מה שמוביל אותנו למסקנה שככל שהעבודה הפיזית קשה יותר, כך נדרש יותר מזון לגוף.
הערך האנרגטי של מזונות נקבע לפי קלוריות. תכולת הקלוריות של המזון קובעת את כמות האנרגיה שמקבל הגוף בתהליך הטמעת המזון.
1 גרם חלבון בתהליך חמצון נותן כמות חום של 4 קק"ל; 1 גרם פחמימות = 4 קק"ל; 1 גרם שומן = 9 קק"ל.
חומרים מזינים הם חלבונים.
חלבון כחומר מזיןהכרחי לגוף כדי לשמור על חילוף חומרים, התכווצות שרירים, עצבנות עצבית, היכולת לגדול, להתרבות ולחשוב. חלבון נמצא בכל הרקמות ונוזלי הגוף והוא מרכיב חיוני. חלבון מורכב מחומצות אמינו הקובעות את המשמעות הביולוגית של חלבון.
חומצות אמינו לא חיוניותנוצר בגוף האדם. חומצות אמינו חיוניותאדם מקבל מבחוץ עם מזון, מה שמעיד על הצורך לשלוט בכמות חומצות האמינו במזון. מחסור תזונתי אפילו של חומצת אמינו חיונית אחת מביא לירידה בערך הביולוגי של חלבונים ועלול לגרום למחסור בחלבונים, למרות כמות מספקת של חלבון בתזונה. המקור העיקרי לחומצות אמינו חיוניות הם דגים, בשר, חלב, גבינת קוטג', ביצים.
בנוסף, הגוף זקוק לחלבונים צמחיים הכלולים בלחם, דגנים, ירקות - הם מספקים חומצות אמינו חיוניות.
בערך 1 גרם חלבון לכל קילוגרם משקל גוף צריך להיכנס לגופו של מבוגר מדי יום. כלומר, אדם רגיל השוקל 70 ק"ג ליום צריך לפחות 70 גרם חלבון, בעוד ש-55% מכלל החלבון צריך להיות ממקור מן החי. אם אתם מתאמנים, יש להגדיל את כמות החלבון ל-2 גרם לקילוגרם ליום.
חלבונים בתזונה הנכונה הם הכרחיים עבור כל מרכיב אחר.
חומרים מזינים הם שומנים.
שומנים כחומרי הזנהמהווים את אחד ממקורות האנרגיה העיקריים לגוף, משתתפים בתהליכי החלמה, שכן הם חלק מבני מהתאים ומערכות הממברנות שלהם, מתמוססים ומסייעים בספיגת ויטמינים A, E, D. בנוסף, שומנים מסייעים ב היווצרות חסינות ושמירה על חום הגוף.
כמות לא מספקת של שומן בגוף גורמת להפרעות בפעילות מערכת העצבים המרכזית, שינויים בעור, בכליות ובראייה.
שומן מורכב מחומצות שומן רב בלתי רוויות, לציטין, ויטמינים A, E. אדם רגיל זקוק לכ-80-100 גרם שומן ביום, שמקורו הצמחי צריך להיות לפחות 25-30 גרם.
שומן מהמזון נותן לגוף 1/3 מערך האנרגיה היומי של התזונה; יש 37 גרם שומן לכל 1000 קק"ל.
כמות השומן הדרושה ב: לב, עופות, דגים, ביצים, כבד, חמאה, גבינה, בשר, שומן חזיר, מוח, חלב. שומנים צמחיים, המכילים פחות כולסטרול, חשובים יותר לגוף.
חומרים מזינים הם פחמימות.
פחמימות,מֵזִין, הם מקור האנרגיה העיקרי, שמביא 50-70% מהקלוריות מכל התזונה. כמות הפחמימות הנדרשת לאדם נקבעת על סמך פעילותו וצריכת האנרגיה שלו.
ביום של אדם רגיל העוסק בעבודה נפשית או פיזית קלה, יש צורך בכ-300-500 גרם פחמימות. עם עלייה בפעילות הגופנית עולה גם הצריכה היומית של פחמימות וקלוריות. לאנשים מלאים ניתן להפחית את עוצמת האנרגיה של התפריט היומי בשל כמות הפחמימות מבלי לפגוע בבריאות.
הרבה פחמימות נמצאות בלחם, דגנים, פסטה, תפוחי אדמה, סוכר (נטו פחמימה). עודף של פחמימות בגוף משבש את היחס הנכון בין החלקים העיקריים של המזון, ובכך משבש את חילוף החומרים.
חומרים מזינים הם ויטמינים.
ויטמינים,בתור חומרים מזינים, אינם מספקים אנרגיה לגוף, אך עדיין הם אבות המזון החשובים ביותר הנחוצים לגוף. ויטמינים נחוצים כדי לשמור על הפעילות החיונית של הגוף, לווסת, לכוון ולהאיץ תהליכים מטבוליים. כמעט כל הויטמינים שהגוף מקבל מהמזון ורק מעטים יכולים להיות מיוצרים על ידי הגוף עצמו.
בחורף ובאביב, hypoavitaminosis עלולה להופיע בגוף עקב מחסור בויטמינים במזון - עייפות, חולשה, עלייה באדישות, יעילות וירידה בהתנגדות הגוף.
כל הויטמינים, על פי השפעתם על הגוף, קשורים זה בזה - מחסור באחד מהוויטמינים מוביל להפרעה מטבולית של חומרים אחרים.
כל הויטמינים מחולקים ל-2 קבוצות: ויטמינים מסיסים במיםו ויטמינים מסיסים בשומן.
ויטמינים מסיסים בשומן - ויטמינים A, D, E, K.
ויטמין- נחוץ לצמיחת הגוף, שיפור עמידותו לזיהומים, שמירה על ראייה טובה, מצב העור והריריות. ויטמין A מגיע משמן דגים, שמנת, חמאה, חלמון ביצה, כבד, גזר, חסה, תרד, עגבניות, אפונה ירוקה, משמשים, תפוזים.
ויטמין די- נחוץ להיווצרות רקמת עצם, צמיחה של הגוף. מחסור בויטמין D מוביל להידרדרות בספיגת Ca ו-P, מה שמוביל לרככת. ויטמין D ניתן להשיג משמן דגים, חלמון ביצה, כבד, קוויאר דגים. ויטמין D עדיין נמצא בחלב וחמאה, אבל רק במעט.
ויטמין K- דרוש לנשימת רקמות, קרישת דם תקינה. ויטמין K מסונתז בגוף על ידי חיידקי מעיים. המחסור בויטמין K מופיע עקב מחלות של מערכת העיכול או שימוש בתרופות אנטיבקטריאליות. ויטמין K ניתן לקבל מעגבניות, חלקים ירוקים של צמחים, תרד, כרוב, סרפד.
ויטמין E (טוקופרול) נחוצה לפעילות הבלוטות האנדוקריניות, חילוף החומרים של חלבונים, פחמימות ומטבוליזם תוך תאי. ויטמין E משפיע לטובה על מהלך ההריון והתפתחות העובר. ויטמין E מתקבל מתירס, גזר, כרוב, אפונה ירוקה, ביצים, בשר, דגים, שמן זית.
ויטמינים מסיסים במים - ויטמין C, ויטמינים מקבוצת B.
ויטמין סי (אסקורבי חוּמצָה) - נחוץ לתהליכי החיזור של הגוף, חילוף החומרים של פחמימות וחלבונים, הגברת עמידות הגוף לזיהומים. ויטמין C עשיר בורד ורדים, דומדמניות שחורות, גריסים, אשחר ים, דומדמניות, פירות הדר, כרוב, תפוחי אדמה, ירקות עלים.
קבוצת ויטמין Bכולל 15 ויטמינים מסיסים במים המעורבים בתהליכים מטבוליים בגוף, תהליך ההמטופואזה, ממלאים תפקיד חשוב במטבוליזם של פחמימות, שומנים, מים. ויטמיני B ממריצים צמיחה. אתה יכול לקבל ויטמיני B משמרי בירה, כוסמת, שיבולת שועל, לחם שיפון, חלב, בשר, כבד, חלמון ביצה, חלקים ירוקים של צמחים.
חומרים מזינים הם מיקרו-נוטריאנטים ומקרו-נוטריינטים.
מינרלים תזונתייםהם חלק מהתאים והרקמות של הגוף, משתתפים בתהליכים מטבוליים שונים. מקרו-אלמנטים נחוצים לאדם בכמויות גדולות יחסית: מלחי Ca, K, Mg, P, Cl, Na. יש צורך ביסודות קורט בכמויות קטנות: Fe, Zn, מנגן, Cr, I, F.
יוד ניתן להשיג מפירות ים; אבץ מדגנים, שמרים, קטניות, כבד; נחושת וקובלט מתקבלים מכבד בקר, כליות, חלמון ביצה, דבש. פירות יער ופירות מכילים הרבה אשלגן, ברזל, נחושת, זרחן.
מטרות השיעור:חזרה, הכללה ושיטתיות של ידע בנושא "יסודות הציטולוגיה"; פיתוח מיומנויות לנתח, להדגיש את העיקר; טיפוח תחושת קולקטיביזם, שיפור מיומנויות עבודה קבוצתיות.
צִיוּד:חומרים לתחרויות, ציוד וריאגנטים לניסויים, גיליונות עם רשתות תשבצים.
עבודת הכנה
1. תלמידי הכיתה מתחלקים לשתי צוותים, הם בוחרים קפטנים. לכל תלמיד יש תג התואם למספר במסך רישום התלמיד.
2. כל קבוצה מכינה תשבץ עבור היריבים.
3. להערכת עבודתם של התלמידים, מוקמת חבר מושבעים הכולל נציגי ההנהלה ותלמידי כיתה יא' (5 אנשים בסך הכל).
חבר השופטים רושם הן תוצאות קבוצתיות והן תוצאות אישיות. הקבוצה עם הכי הרבה נקודות מנצחת. התלמידים מקבלים ציונים בהתאם למספר הנקודות שצברו במהלך התחרויות.
במהלך השיעורים
1. חימום
(ציון מקסימלי 15 נקודות)
צוות 1
1. וירוס של חיידקים - ... ( בקטריופאג).
2. פלסטידים חסרי צבע - ... ( לוקופלסטים).
3. תהליך הספיגה על ידי תא של מולקולות גדולות של חומרים אורגניים ואפילו תאים שלמים - ... ( פגוציטוזיס).
4. אורגנואיד המכיל צנטריולים בהרכבו, - ... ( מרכז תאים).
5. חומר התא הנפוץ ביותר הוא ... ( מים).
6. אורגנואיד תא, המייצג מערכת של צינוריות, הממלא את תפקידו של "מחסן למוצרים מוגמרים", - ( מתחם גולגי).
7. אברון שבו נוצרת ומצטברת אנרגיה - ... ( מיטוכונדריה).
8. קטבוליזם (שם מילים נרדפות) הוא ... ( התפזרות, חילוף חומרים אנרגטי).
9. אנזים (הסבר את המונח) הוא ... ( זרז ביולוגי).
10. מונומרים של חלבון הם ... ( חומצות אמינו).
11. הקשר הכימי המחבר את שאריות החומצה הזרחתית במולקולת ה-ATP הוא בעל התכונה ... ( מאקרורגיה).
12. תוכן חצי נוזלי צמיג פנימי של התא - ... ( ציטופלזמה).
13. אורגניזמים רב-תאיים-פוטוטרופים - ... ( צמחים).
14. סינתזת חלבון על ריבוזומים היא ... ( מִשׁדָר).
15. רוברט הוק גילה את המבנה התאי של רקמת הצמח ב... ( 1665
) שנה.
צוות 2
1. אורגניזמים חד-תאיים ללא גרעין תא - ... ( פרוקריוטים).
2. פלסטידים הם ירוקים - ... ( כלורופלסטים).
3. תהליך לכידה וספיגה על ידי התא של נוזל עם חומרים מומסים בו - ... ( פינוציטוזה).
4. אברון המשמש כאתר להרכבת חלבונים - ... ( ריבוזום).
5. חומר אורגני, החומר העיקרי של התא - ... ( חֶלְבּוֹן).
6. אורגנואיד של תא צמחי, שהוא בקבוקון מלא במיץ, - ... ( vacuole).
7. אורגנואיד המעורב בעיכול תוך תאי של חלקיקי מזון - ... ( ליזוזום).
8. אנבוליזם (שמות נרדפים) הוא ... ( הטמעה, החלפת פלסטיק).
9. ג'ין (הסבר את המונח) הוא ... ( קטע של מולקולת DNA).
10. המונומר של עמילן הוא ... ( גלוקוז.).
11. קשר כימי המחבר בין המונומרים של שרשרת החלבון - ... ( פפטיד).
12. חלק בלתי נפרד מהגרעין (יכול להיות אחד או יותר) - ... ( גרעין).
13. אורגניזמים הטרוטרופיים - ( בעלי חיים, פטריות, חיידקים).
14. מספר ריבוזומים המאוחדים על ידי mRNA הם ... ( פוליזום).
15. D.I. איבנובסקי פתח ... ( וירוסים), ב... ( 1892
) שנה.
2. שלב פיילוט
התלמידים (2 אנשים מכל צוות) מקבלים כרטיסי הדרכה ומבצעים את עבודת המעבדה הבאה.
1. פלסמוליזה ודפלסמוליזה בתאי עור בצל.
2. פעילות קטליטית של אנזימים ברקמות חיות.
3. פתרון תשבצים
צוותים פותרים תשבצים במשך 5 דקות ומגישים את עבודתם לחבר השופטים. חברי המושבעים מסכמים את השלב הזה.
תשבץ 1
1. החומר האורגני עתיר האנרגיה ביותר. 2. אחת הדרכים שבהן חומרים נכנסים לתא. 3. חומר חיוני שאינו מיוצר על ידי הגוף. 4. מבנה הצמוד לממברנת הפלזמה של תא חיה מבחוץ. 5. הרכב ה-RNA כולל בסיסים חנקניים: אדנין, גואנין, ציטוזין ו... 6. המדען שגילה אורגניזמים חד-תאיים. 7. תרכובת שנוצרת על ידי עיבוי רב של חומצות אמינו. 8. אברון התא, אתר סינתזת חלבון. 9. קפלים הנוצרים על ידי הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה. 10. התכונה של יצורים חיים להגיב להשפעות חיצוניות.
תשובות
1. ליפיד. 2. ריכוך. 3. וִיטָמִין. 4. גליקוקליקס. 5. אורציל. 6. לבנגוק. 7. פוליפפטיד. 8. ריבוזום. 9. כריסטה. 10. נִרגָנוּת.
תשבץ 2
1. לכידת חלקיקים מוצקים על ידי קרום הפלזמה והובלתם לתא. 2. מערכת חוטי חלבון בציטופלזמה. 3. תרכובת המורכבת ממספר רב של שאריות חומצות אמינו. 4. יצורים חיים שאינם מסוגלים לסנתז חומרים אורגניים מאי-אורגניים. 5. אברונים תאיים המכילים פיגמנטים אדומים וצהובים. 6. חומר שהמולקולות שלו נוצרות משילוב של מספר רב של מולקולות בעלות משקל מולקולרי נמוך. 7. אורגניזמים שיש להם גרעינים בתאים שלהם. 8. תהליך חמצון הגלוקוז עם פיצולו לחומצה לקטית. 9. האברונים הקטנים ביותר בתא, המורכבים מ-rRNA וחלבון. 10. מבני ממברנה המחוברים זה לזה ולקרום הפנימי של הכלורופלסט.
תשובות
1. פגוציטוזיס. 2. שלד ציטוס. 3. פוליפפטיד. 4. הטרוטרופים. 5. כרומופלסטים. 6. פּוֹלִימֵר. 7. אוקריוטים. 8. גליקוליזה. 9. ריבוזומים. 10. גרנס.
4. השלישי מיותר
(ציון מקסימלי 6 נקודות)
לצוותים מוצעים תרכובות, תופעות, מושגים וכו'. שניים מהם משולבים על בסיס מסוים, והשלישי מיותר. מצא את המילה המוזרה ונמק את התשובה.
צוות 1
1. חומצת אמינו, גלוקוז, מלח שולחן. ( מלח שולחני הוא חומר לא אורגני.)
2. DNA, RNA, ATP. ( ATP הוא אחסון אנרגיה.)
3. שעתוק, תרגום, גליקוליזה. ( גליקוליזה היא תהליך של חמצון גלוקוז.)
צוות 2
1. עמילן, תאית, קטלאז. ( קטלאז הוא חלבון, אנזים.)
2. אדנין, תימין, כלורופיל. ( כלורופיל הוא פיגמנט ירוק.)
3. שכפול, פוטוליזה, פוטוסינתזה. ( שכפול - שכפול של מולקולת DNA.)
5. מילוי הטבלאות
(ציון מקסימלי 5 נקודות)
כל צוות בוחר אדם אחד; הם מקבלים גיליונות עם טבלאות 1 ו-2, אותם יש למלא תוך 5 דקות.
טבלה 1. שלבי חילוף החומרים באנרגיה
טבלה 2. מאפייני תהליך הפוטוסינתזה
שלבי פוטוסינתזה |
התנאים הדרושים |
חומרים התחלתיים |
מקור אנרגיה |
מוצרי קצה |
בִּיוֹלוֹגִי מַשְׁמָעוּת |
זוֹרֵחַ |
אור, כלורופיל, חום |
H 2 O, אנזימים, ADP, חומצה זרחתית |
אנרגיית אור |
ATP, O 2, |
היווצרות חמצן |
אפל |
אנרגיית ATP, מינרלים |
CO 2, ATP, H |
אנרגיה כימית (ATP) |
היווצרות חומר אורגני |
6. התאימו מספרים ואותיות
(ציון מקסימלי 7 נקודות)
צוות 1
1. מסדיר את מאזן המים - ...
2. מעורב ישירות בסינתזת חלבון - ...
3. האם מרכז הנשימה של התא ...
4. העניקו מראה אטרקטיבי לחרקים לעלי הכותרת של הפרחים...
5. מורכב משני גלילים מאונכים...
6. פועלים כמאגרים בתאי צמחים...
7. יש להם התכווצויות וכתפיים...
8. יוצר סיבי ציר...
אבל- מרכז תאים.
ב- כרומוזום.
בְּ- ואקוולים.
G- קרום תא.
ד- ריבוזום.
ה- מיטוכונדריה.
ו- כרומופלסטים.
(1 - G; 2 - ד'; 3 - E; 4 - ו'; 5 - א'; 6 - ב'; 7 - ב'; 8 - א.)
צוות 2
1. אורגנואיד שעל הממברנות שלו מתרחשת סינתזת חלבון ...
2. יש גרנה ותילקואידים...
3. מכיל קריופלזמה בפנים...
4. מורכב מ-DNA וחלבון...
5. בעל יכולת להפריד בועות קטנות...
6. מבצעת עיכול עצמי של התא במצבים של חוסר חומרי הזנה...
7. מרכיב התא בו נמצאים האברונים ...
8. נמצא רק באוקריוטים...
אבל- ליזוזום.
ב- כלורופלסט.
בְּ- גרעין.
G- ציטופלזמה.
ד- מתחם גולגי.
ה- רטיקולום אנדופלזמי.
ו- כרומוזום.
(1 - E; 2 - ב'; 3 - ב'; 4 - ו'; 5 - ד'; 6 - א'; 7 - G; 8 - V.)
7. בחר אורגניזמים - פרוקריוטים
(ציון מקסימלי 3 נקודות)
צוות 1
1. חיידק טטנוס.
2. פניציליום.
3. Polypore.
4. Spirogyra.
5. Vibrio cholerae.
6. יגל.
7. סטרפטוקוקוס.
8. וירוס הפטיטיס.
9. דיאטומים.
10. אמבה.
צוות 2
1. שמרים.
2. וירוס הכלבת.
3. אונקובירוס.
4. כלורלה.
5. חיידקי חומצה לקטית.
6. חיידקי ברזל.
7. בצילוס.
8. נעל אינפוזוריה.
9. למינריה.
10. חזזית.
8. פתור את הבעיה
(ציון מקסימלי 5 נקודות)
צוות 1
קבע את ה-mRNA ואת המבנה הראשוני של החלבון המקודד באזור ה-DNA: G–T–T–C–T–A–A–A–A–G–G–C–C–A–T, אם הנוקלאוטיד החמישי נמחק, ובין הנוקלאוטיד ה-8 ל-9 יהיה נוקלאוטיד תימידיל.
(mRNA: C-A-A-G-U-U-U-U-A-T-C-C-G-U-A; גלוטמין – valine - לאוצין - פרולין - ולין.)
צוות 2
ניתן קטע משרשרת ה-DNA: T–A–G–T–G–A–T–T–T–A–A–C–T–A–G
מה יהיה המבנה הראשוני של החלבון אם, בהשפעת המוטגנים הכימיים, נוקלאוטידים 6 ו-8 יוחלפו בציטידיל?
(mRNA: A-U-C-A-C-G-A-G-A-U-U-G-A-U-C;חֶלְבּוֹן: איזולאוצין - תראונין - ארגינין - לאוצין - איזולאוצין.)
9. תחרות קפטנים
(ציון מקסימלי 10 נקודות)
קפטנים מקבלים עפרונות ודפי נייר ריקים.
משימה: צייר את המספר הגדול ביותר של אברוני התא וסיג אותם.
10. דעתך
(ציון מקסימלי 5 נקודות)
צוות 1
תהליכי חיים רבים בתא מלווים בהוצאת אנרגיה. מדוע מולקולות ATP נחשבות לחומר אנרגיה אוניברסלי - מקור האנרגיה היחיד בתא?
צוות 2
התא משתנה כל הזמן בתהליך החיים. כיצד הוא שומר על צורתו והרכבו הכימי?
11. לסיכום
הפעילות של התלמידים והצוותים מוערכת. הצוות המנצח מקבל פרס.