Najbardziej energochłonna odżywka organiczna. Składniki odżywcze i ich znaczenie

Organizmy składają się z komórek. Komórki różne organizmy mają podobny skład chemiczny. W tabeli 1 przedstawiono główne pierwiastki chemiczne występujące w komórkach organizmów żywych.

Tabela 1. Zawartość pierwiastków chemicznych w komórce

Zgodnie z zawartością komórki można wyróżnić trzy grupy elementów. Pierwsza grupa obejmuje tlen, węgiel, wodór i azot. Stanowią prawie 98% całkowitego składu komórki. Druga grupa obejmuje potas, sód, wapń, siarkę, fosfor, magnez, żelazo, chlor. Ich zawartość w komórce to dziesiąte i setne części procenta. Elementy tych dwóch grup należą do makroelementy(z greckiego. makro- duża).

Pozostałe elementy, reprezentowane w komórce przez setne i tysięczne części procenta, należą do trzeciej grupy. to pierwiastki śladowe(z greckiego. mikro- mały).

W komórce nie znaleziono elementów właściwych tylko żywej naturze. Wszystkie te pierwiastki chemiczne są również częścią przyrody nieożywionej. Wskazuje to na jedność przyrody ożywionej i nieożywionej.

Brak jakiegokolwiek pierwiastka może prowadzić do choroby, a nawet śmierci organizmu, ponieważ każdy pierwiastek odgrywa określoną rolę. Makroelementy z pierwszej grupy stanowią podstawę biopolimerów – białka, węglowodany, kwasy nukleinowe, a także lipidy, bez których życie jest niemożliwe. Siarka jest częścią niektórych białek, fosfor jest częścią kwasów nukleinowych, żelazo jest częścią hemoglobiny, a magnez jest częścią chlorofilu. Odtwarza wapń ważna rola w metabolizmie.

Część pierwiastków chemicznych zawartych w komórce jest częścią materia organiczna- sole mineralne i woda.

sole mineralne są w komórce z reguły w postaci kationów (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) i anionów (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), którego stosunek określa kwasowość podłoża, co jest ważne dla życia komórek.

(W wielu komórkach pożywka jest lekko zasadowa i jej pH prawie się nie zmienia, ponieważ stale utrzymuje się w niej pewien stosunek kationów i anionów).

Spośród substancji nieorganicznych w dzikiej przyrodzie ogromną rolę odgrywa woda.

Życie jest niemożliwe bez wody. Stanowi znaczną masę większości komórek. Dużo wody znajduje się w komórkach mózgu i ludzkich embrionach: ponad 80% wody; w komórkach tkanki tłuszczowej - tylko 40%.W starszym wieku zawartość wody w komórkach spada. Osoba, która traci 20% wody, umiera.

Unikalne właściwości wody decydują o jej roli w organizmie. Bierze udział w termoregulacji, co wynika z dużej pojemności cieplnej wody - zużycie dużej ilości energii po podgrzaniu. Od czego zależy wysoka pojemność cieplna wody?

W cząsteczce wody atom tlenu jest kowalencyjnie związany z dwoma atomami wodoru. Cząsteczka wody jest polarna, ponieważ atom tlenu ma częściowo ładunek ujemny, a każdy z dwóch atomów wodoru ma

Częściowo dodatni ładunek. Wiązanie wodorowe powstaje między atomem tlenu jednej cząsteczki wody a atomem wodoru innej cząsteczki. Wiązania wodorowe zapewniają połączenie dużej liczby cząsteczek wody. Podczas podgrzewania wody znaczna część energii zużywana jest na zerwanie wiązań wodorowych, co determinuje jej wysoką pojemność cieplną.

Woda - dobry rozpuszczalnik. Ze względu na polarność jego cząsteczki oddziałują z jonami naładowanymi dodatnio i ujemnie, przyczyniając się w ten sposób do rozpuszczenia substancji. W stosunku do wody wszystkie substancje komórki dzielą się na hydrofilowe i hydrofobowe.

hydrofilowy(z greckiego. hydro- woda i fileo- miłość) nazywane są substancjami rozpuszczającymi się w wodzie. Należą do nich związki jonowe (np. sole) i niektóre związki niejonowe (np. cukry).

hydrofobowy(z greckiego. hydro- woda i fobos- strach) nazywane są substancjami nierozpuszczalnymi w wodzie. Należą do nich na przykład lipidy.

Woda odgrywa ważną rolę w reakcjach chemicznych zachodzących w komórce. roztwory wodne. ona się rozpuszcza niepotrzebne dla organizmu produkty przemiany materii i tym samym przyczynia się do ich usuwania z organizmu. Świetna treść woda w celi to daje elastyczność. Woda ułatwia przemieszczanie się różnych substancji w obrębie komórki lub z komórki do komórki.

Ciała przyrody ożywionej i nieożywionej składają się z tych samych pierwiastków chemicznych. Żywe organizmy obejmują substancje nieorganiczne- woda i sole mineralne. Istotne liczne funkcje wody w komórce wynikają ze specyfiki jej cząsteczek: ich polaryzacji, zdolności do tworzenia wiązań wodorowych.

NIEORGANICZNE SKŁADNIKI KOMÓRKI

Około 90 pierwiastków znajduje się w komórkach organizmów żywych, a około 25 z nich znajduje się w prawie wszystkich komórkach. Zgodnie z zawartością komórki pierwiastki chemiczne dzielą się na trzy duże grupy: makroelementy (99%), mikroelementy (1%), ultramikroelementy (poniżej 0,001%).

Makroelementy obejmują tlen, węgiel, wodór, fosfor, potas, siarkę, chlor, wapń, magnez, sód i żelazo.
Mikroelementy to mangan, miedź, cynk, jod, fluor.
Ultramikroelementy to srebro, złoto, brom, selen.

ORGANICZNE SKŁADNIKI KOMÓRKI

Enzymy.

Najważniejszą funkcją białek jest katalityczna. Nazywa się cząsteczki białka, które zwiększają szybkość reakcji chemicznych w komórce o kilka rzędów wielkości enzymy. Żaden proces biochemiczny w organizmie nie zachodzi bez udziału enzymów.

Do tej pory odkryto ponad 2000 enzymów. Ich wydajność jest wielokrotnie wyższa niż wydajność katalizatorów nieorganicznych stosowanych w produkcji. Tak więc 1 mg żelaza w składzie enzymu katalazy zastępuje 10 ton żelaza nieorganicznego. Katalaza zwiększa szybkość rozkładu nadtlenku wodoru (H 2 O 2) 10-11-krotnie. Enzym katalizujący tworzenie kwasu węglowego (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) przyspiesza reakcję 10 7 razy.

Ważną właściwością enzymów jest specyfika ich działania, każdy enzym katalizuje tylko jedną lub niewielką grupę podobnych reakcji.

Substancja, na którą działa enzym, nazywa się podłoże. Struktury cząsteczki enzymu i substratu muszą dokładnie do siebie pasować. To wyjaśnia specyfikę działania enzymów. Kiedy substrat łączy się z enzymem, zmienia się przestrzenna struktura enzymu.

Kolejność interakcji między enzymem a substratem można przedstawić schematycznie:

Substrate+Enzyme - Kompleks enzym-substrat - Enzym+Produkt.

Na schemacie widać, że substrat łączy się z enzymem, tworząc kompleks enzym-substrat. W tym przypadku substrat zostaje przekształcony w nową substancję - produkt. W końcowym etapie enzym jest uwalniany z produktu i ponownie wchodzi w interakcję z następną cząsteczką substratu.

Enzymy działają tylko w określonej temperaturze, stężeniu substancji, kwasowości środowiska. Zmiana warunków prowadzi do zmiany trzeciorzędowej i czwartorzędowej struktury cząsteczki białka, a w konsekwencji do zahamowania aktywności enzymu. Jak to się stało? Tylko pewna część cząsteczki enzymu ma aktywność katalityczną, zwaną aktywne centrum. Centrum aktywne zawiera od 3 do 12 reszt aminokwasowych i powstaje w wyniku wygięcia łańcucha polipeptydowego.

Pod wpływem różne czynniki zmienia się struktura cząsteczki enzymu. W tym przypadku zaburzona zostaje przestrzenna konfiguracja centrum aktywnego, a enzym traci swoją aktywność.

Enzymy to białka, które działają jak katalizatory biologiczne. Dzięki enzymom szybkość reakcji chemicznych w komórkach wzrasta o kilka rzędów wielkości. Ważna nieruchomość enzymy – specyfika działania w określonych warunkach.

Kwasy nukleinowe.

Kwasy nukleinowe odkryto w drugiej połowie XIX wieku. Szwajcarski biochemik F. Miescher, który wyizolował z jąder komórkowych substancję o wysokiej zawartości azotu i fosforu i nazwał ją „nukleiną” (od łac. jądro- jądro).

Kwasy nukleinowe przechowują dziedziczne informacje o budowie i funkcjonowaniu każdej komórki i wszystkich żywych istot na Ziemi. Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych - DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i RNA (kwas rybonukleinowy). Kwasy nukleinowe, podobnie jak białka, są specyficzne gatunkowo, co oznacza, że ​​organizmy każdego gatunku mają swój własny typ DNA. Aby poznać przyczyny swoistości gatunkowej, rozważ budowę kwasów nukleinowych.

Cząsteczki kwasu nukleinowego to bardzo długie łańcuchy składające się z wielu setek, a nawet milionów nukleotydów. Każdy kwas nukleinowy zawiera tylko cztery rodzaje nukleotydów. Funkcje cząsteczek kwasu nukleinowego zależą od ich budowy, składowych nukleotydów, ich liczby w łańcuchu oraz sekwencji związku w cząsteczce.

Każdy nukleotyd składa się z trzech składników: zasady azotowej, węglowodanu i kwasu fosforowego. Każdy nukleotyd DNA zawiera jeden z czterech rodzajów zasad azotowych (adenina – A, tymina – T, guanina – G lub cytozyna – C), a także węglowodan dezoksyrybozy i resztę kwasu fosforowego.

Tak więc nukleotydy DNA różnią się tylko rodzajem zasady azotowej.

Cząsteczka DNA składa się z ogromnej liczby nukleotydów połączonych w łańcuch w określonej kolejności. Każdy rodzaj cząsteczki DNA ma swoją własną liczbę i sekwencję nukleotydów.

Cząsteczki DNA są bardzo długie. Na przykład dosłowny zapis sekwencji nukleotydów w cząsteczkach DNA z jednej komórki ludzkiej (46 chromosomów) wymagałby książki liczącej około 820 000 stron. Naprzemienność czterech rodzajów nukleotydów może tworzyć nieskończoną liczbę wariantów cząsteczek DNA. Te cechy struktury cząsteczek DNA pozwalają im przechowywać ogromną ilość informacji o wszystkich oznakach organizmów.

W 1953 roku amerykański biolog J. Watson i angielski fizyk F. Crick stworzyli model struktury cząsteczki DNA. Naukowcy odkryli, że każda cząsteczka DNA składa się z dwóch połączonych ze sobą i spiralnie skręconych nici. Wygląda jak podwójna helisa. W każdym łańcuchu cztery rodzaje nukleotydów występują naprzemiennie w określonej sekwencji.

Skład nukleotydów DNA jest inny różne rodzaje bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta. Ale to się nie zmienia z wiekiem, niewiele zależy od zmian. środowisko. Nukleotydy są sparowane, co oznacza, że ​​liczba nukleotydów adeninowych w dowolnej cząsteczce DNA jest równa liczbie nukleotydów tymidynowych (A-T), a liczba nukleotydów cytozyny jest równa liczbie nukleotydów guaninowych (C-G). Wynika to z faktu, że połączenie dwóch łańcuchów ze sobą w cząsteczce DNA jest zgodne pewna zasada, a mianowicie: adenina jednego łańcucha jest zawsze połączona dwoma wiązaniami wodorowymi tylko z tyminą drugiego łańcucha, a guanina - trzema wiązaniami wodorowymi z cytozyną, czyli łańcuchy nukleotydowe jednej cząsteczki DNA są komplementarne, uzupełniają się.

Cząsteczki kwasu nukleinowego - DNA i RNA zbudowane są z nukleotydów. Skład nukleotydów DNA obejmuje zasadę azotową (A, T, G, C), węglowodan dezoksyrybozy i resztę cząsteczki kwasu fosforowego. Cząsteczka DNA to podwójna helisa, składająca się z dwóch nici połączonych wiązaniami wodorowymi zgodnie z zasadą komplementarności. Funkcją DNA jest przechowywanie informacji dziedzicznych.

W komórkach wszystkich organizmów znajdują się cząsteczki ATP - kwasu adenozynotrifosforowego. ATP jest uniwersalną substancją komórkową, której cząsteczka posiada wiązania bogate w energię. Cząsteczka ATP to jeden rodzaj nukleotydu, który podobnie jak inne nukleotydy składa się z trzech składników: zasady azotowej - adeniny, węglowodanu - rybozy, ale zamiast jednego zawiera trzy reszty cząsteczek kwasu fosforowego (ryc. 12). Wiązania oznaczone ikoną na rysunku są bogate w energię i nazywane są makroergiczny. Każda cząsteczka ATP zawiera dwa wiązania makroergiczne.

Kiedy wiązanie wysokoenergetyczne zostaje zerwane i jedna cząsteczka kwasu fosforowego zostaje oderwana za pomocą enzymów, uwalniane jest 40 kJ/mol energii, a ATP zostaje przekształcony w ADP - kwas adenozynodifosforowy. Wraz z eliminacją jeszcze jednej cząsteczki kwasu fosforowego uwalniane jest kolejne 40 kJ / mol; Powstaje AMP - kwas adenozyno-monofosforowy. Reakcje te są odwracalne, to znaczy AMP może przekształcić się w ADP, ADP - w ATP.

Cząsteczki ATP są nie tylko rozkładane, ale także syntetyzowane, dzięki czemu ich zawartość w komórce jest względnie stała. Znaczenie ATP w życiu komórki jest ogromne. Cząsteczki te odgrywają wiodącą rolę w metabolizmie energetycznym niezbędnym do zapewnienia żywotnej aktywności komórki i organizmu jako całości.

Cząsteczka RNA z reguły jest pojedynczym łańcuchem składającym się z czterech rodzajów nukleotydów - A, U, G, C. Znane są trzy główne typy RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Zawartość cząsteczek RNA w komórce nie jest stała, biorą one udział w biosyntezie białek. ATP jest uniwersalną substancją energetyczną komórki, w której znajdują się wiązania bogate w energię. ATP odgrywa kluczową rolę w wymianie energii w komórce. RNA i ATP znajdują się zarówno w jądrze, jak iw cytoplazmie komórki.

Zadania i testy na temat „Temat 4. „Skład chemiczny komórki”.

• polimer, monomer;
• węglowodan, monosacharyd, disacharyd, polisacharyd;
• lipid, kwas tłuszczowy, glicerol;
• aminokwas, wiązanie peptydowe, białko;
• katalizator, enzym, miejsce aktywne;
• kwas nukleinowy, nukleotyd.

Algorytm rozwiązywania problemów.

Typ 1. Samokopiowanie DNA.

Jeden z łańcuchów DNA ma następującą sekwencję nukleotydową:
AGTACCGATACCGATTTCG...
Jaką sekwencję nukleotydów ma drugi łańcuch tej samej cząsteczki?

Aby zapisać sekwencję nukleotydową drugiej nici cząsteczki DNA, gdy znana jest sekwencja pierwszej nici, wystarczy zastąpić tyminę adeniną, adeninę tyminą, guaninę cytozyną, a cytozynę guaniną. Dokonując tego podstawienia, otrzymujemy ciąg:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...

Typ 2. Kodowanie białek.

Łańcuch aminokwasowy białka rybonukleazy ma następujący początek: lizyna-glutamina-treonina-alanina-alanina-alanina-lizyna ...
Jaka sekwencja nukleotydów rozpoczyna gen odpowiadający temu białku?

Aby to zrobić, użyj tabeli kodu genetycznego. Dla każdego aminokwasu znajdujemy jego oznaczenie kodowe w postaci odpowiedniego trio nukleotydów i wypisujemy je. Układając te trojaczki jedna po drugiej w tej samej kolejności, w jakiej przebiegają odpowiadające im aminokwasy, otrzymujemy wzór na strukturę sekcji informacyjnego RNA. Z reguły jest kilka takich trójek, wybór dokonywany jest zgodnie z Twoją decyzją (ale tylko jedna z trójek jest brana). Odpowiednio może istnieć kilka rozwiązań.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Od jakiej sekwencji aminokwasowej zaczyna się białko, jeśli jest kodowane przez taką sekwencję nukleotydów:
ACGCCATGGCCGGT...

Zgodnie z zasadą komplementarności znajdujemy strukturę informacyjnego odcinka RNA utworzonego na danym segmencie cząsteczki DNA:
UGCGGGUACCCGCCCA...

Następnie zwracamy się do tabeli kodu genetycznego i dla każdego trio nukleotydów, zaczynając od pierwszego, znajdujemy i wypisujemy odpowiadający mu aminokwas:
Cysteina-glicyna-tyrozyna-arginina-prolina-...

Ivanova TV, Kalinova G.S., Myagkova A.N. " Biologia ogólna”. Moskwa, „Oświecenie”, 2000

• Temat 4. „Skład chemiczny komórki”. §2-§7 s. 7-21
• Temat 5. „Fotosynteza”. §16-17 s. 44-48
• Temat 6. „Oddychanie komórkowe”. §12-13 s. 34-38
• Temat 7. „Informacje genetyczne”. §14-15 s. 39-44

Cele Lekcji: powtórzenie, uogólnienie i usystematyzowanie wiedzy na temat „Podstawy cytologii”; rozwój umiejętności analizy, podkreśl najważniejsze; pielęgnowanie poczucia kolektywizmu, doskonalenie umiejętności pracy w grupie.

Ekwipunek: materiały na konkursy, sprzęt i odczynniki do eksperymentów, arkusze z siatkami krzyżówek.

Praca przygotowawcza

1. Uczniowie klasy dzielą się na dwie drużyny, wybierają kapitanów. Każdy uczeń ma odznakę, która odpowiada numerowi na ekranie danych ucznia.
2. Każda drużyna układa krzyżówkę dla przeciwników.
3. Do oceny pracy uczniów tworzy się jury, w skład którego wchodzą przedstawiciele administracji oraz uczniowie klasy 11 (łącznie 5 osób).

Jury rejestruje zarówno wyniki zespołowe, jak i indywidualne. Zespół, który dostaje Największa liczba zwrotnica. Uczniowie otrzymują oceny w zależności od liczby punktów zdobytych na zawodach.

PODCZAS ZAJĘĆ

1. Rozgrzej się

(Maksymalny wynik 15 punktów)

Drużyna 1

1. Wirus bakterii - ... ( fag).
2. Plastydy bezbarwne - ... ( leukoplasty).
3. Proces wchłaniania przez komórkę dużych cząsteczek substancji organicznych, a nawet całych komórek - ... ( fagocytoza).
4. Organoid zawierający w swoim składzie centriole, - ... ( centrum komórki).
5. Najczęstszą substancją komórkową jest ... ( woda).
6. Organoid komórkowy, reprezentujący układ kanalików, pełniący funkcję "magazynu wyrobów gotowych", - ( kompleks Golgiego).
7. Organelle, w których powstaje i gromadzi się energia - ... ( mitochondrium).
8. Katabolizm (synonimy nazw) to ... ( dyssymilacja, metabolizm energetyczny).
9. Enzym (wyjaśnij termin) to ... ( katalizator biologiczny).
10. Monomery białka to ... ( aminokwasy).
11. Wiązanie chemiczne łączące reszty kwasu fosforowego w cząsteczce ATP ma właściwość... ( makroergia).
12. Wewnętrzna lepka półpłynna zawartość komórki - ... ( cytoplazma).
13. Organizmy wielokomórkowe-fototrofy - ... ( rośliny).
14. Synteza białek na rybosomach to ... ( audycja).
15. Robert Hooke odkrył strukturę komórkową tkanki roślinnej w ... ( 1665 ) rok.

Drużyna 2

1. Organizmy jednokomórkowe bez jądra komórkowego - ... ( prokariota).
2. Plastydy są zielone - ... ( chloroplasty).
3. Proces wychwytywania i wchłaniania przez komórkę cieczy z rozpuszczonymi w niej substancjami - ... ( pinocytoza).
4. Organelle służące jako miejsce do gromadzenia się białek - ... ( rybosom).
5. Materia organiczna, główna substancja komórki - ... ( białko).
6. Organoid komórki roślinnej, czyli fiolka wypełniona sokiem, - ... ( wakuola).
7. Organoid zaangażowany w wewnątrzkomórkowe trawienie cząstek żywności - ... ( lizosom).
8. Anabolizm (synonimy nazw) to ... ( asymilacja, wymiana plastyczna).
9. Gen (wyjaśnij termin) to ... ( segment cząsteczki DNA).
10. Monomer skrobi to ... ( glukoza.).
11. Wiązanie chemiczne łączące monomery łańcucha białkowego - ... ( peptyd).
12. Składnik jądra (może być jedno lub więcej) - ... ( jąderko).
13. Organizmy heterotroficzne - ( zwierzęta, grzyby, bakterie).
14. Kilka rybosomów połączonych przez mRNA to ... ( polisom).
15. D.I. Iwanowski otworzył ... ( wirusy), w... ( 1892 ) rok.

2. Etap pilotażowy

Studenci (po 2 osoby z każdego zespołu) otrzymują karty instruktażowe i wykonują następujące prace laboratoryjne.

1. Plazmoliza i deplazmoliza w komórkach skóry cebuli.
2. Aktywność katalityczna enzymów w żywych tkankach.

3. Rozwiązywanie krzyżówek

Zespoły rozwiązują krzyżówki przez 5 minut i przedkładają swoją pracę jury. Jurorzy podsumowują ten etap.

Krzyżówka 1

1. Najbardziej energochłonna materia organiczna. 2. Jeden ze sposobów, w jaki substancje dostają się do komórki. 3. Niezbędny istotna substancja nie produkowane przez organizm. 4. Struktura przylegająca do błony plazmatycznej komórka zwierzęca poza. 5. W skład RNA wchodzą zasady azotowe: adenina, guanina, cytozyna i .... 6. Naukowiec, który odkrył Jednokomórkowe organizmy. 7. Związek powstały w wyniku polikondensacji aminokwasów. 8. Organelle komórkowe, miejsce syntezy białek. 9. Fałdy utworzone przez wewnętrzną błonę mitochondriów. 10. Właściwość żywych istot w odpowiedzi na wpływy zewnętrzne.

Odpowiedzi

1. Lipid. 2. Dyfuzja. 3. Witamina. 4. Glikokaliks. 5. Uracyl. 6. Levenguk. 7. Polipeptyd. 8. Rybosom. 9. Christa. 10. Drażliwość.

Krzyżówka 2

1. zdobyć błona plazmatyczna cząstki stałe i przetransportować je do komórki. 2. Układ włókien białkowych w cytoplazmie. 3. Związek składający się z dużej liczby reszt aminokwasowych. 4. Żywe istoty niezdolne do syntezy substancji organicznych z nieorganicznych. 5. Organelle komórkowe zawierające czerwone i żółte pigmenty. 6. Substancja, której cząsteczki powstają z połączenia dużej liczby cząsteczek o niskiej masie cząsteczkowej. 7. Organizmy, które mają jądra komórkowe w swoich komórkach. 8. Proces utleniania glukozy z jej rozszczepieniem do kwasu mlekowego. 9. najmniejszy organelle komórkowe składa się z rRNA i białka. 10. Struktury membranowe połączone ze sobą iz wewnętrzną błoną chloroplastu.

Odpowiedzi

1. Fagocytoza. 2. Cytoszkielet. 3. Polipeptyd. 4. Heterotrofy. 5. Chromoplasty. 6. Polimer. 7. Eukarionty. 8. Glikoliza. 9. Rybosomy. 10. Grans.

4. Trzeci jest zbędny

(Maksymalny wynik 6 punktów)

Zespołom oferowane są związki, zjawiska, koncepcje itp. Dwa z nich są połączone na określonej podstawie, a trzeci jest zbędny. Znajdź dziwne słowo i uzasadnij odpowiedź.

Drużyna 1

1. Aminokwas, glukoza, sól kuchenna. ( Sól- materia nieorganiczna.)
2. DNA, RNA, ATP. ( ATP to magazyn energii.)
3. Transkrypcja, tłumaczenie, glikoliza. ( Glikoliza to proces utleniania glukozy.)

Drużyna 2

1. Skrobia, celuloza, katalaza. ( Katalaza to białko, enzym.)
2. Adenina, tymina, chlorofil. ( Chlorofil to zielony pigment.)
3. Reduplikacja, fotoliza, fotosynteza. ( Reduplikacja - duplikacja cząsteczki DNA.)

5. Wypełnianie tabel

(Maksymalny wynik 5 punktów)

Każdy zespół wybiera jedną osobę; otrzymują arkusze z tabelami 1 i 2, które należy wypełnić w ciągu 5 minut.

Tabela 1. Etapy metabolizmu energetycznego

Tabela 2. Charakterystyka procesu fotosyntezy

6. Dopasuj cyfry i litery

(Maksymalny wynik 7 punktów)

Drużyna 1

1. Reguluje bilans wodny - ...
2. Bezpośrednio zaangażowany w syntezę białek - ...
3. Czy ośrodek oddechowy komórki ...
4. Nadaj płatkom kwiatów atrakcyjny wygląd...
5. Składa się z dwóch prostopadłych cylindrów...
6. Pełnią rolę rezerwuarów w komórkach roślinnych...
7. Mają zwężenia i ramiona ...
8. Formuje włókna wrzeciona...

ALE- centrum komórkowe.
B- chromosom.
W- wakuole.
G- Błona komórkowa.
D- rybosom.
mi- mitochondrium.
ORAZ- chromoplasty.

(1 - G; 2 - D; 3 - E; 4 - F; 5 - A; 6 - B; 7 - B; 8 - A.)

Drużyna 2

1. Organoid na błonach, z których zachodzi synteza białek ...
2. Ma granę i tylakoidy...
3. Zawiera karioplazmę w środku...
4. Składa się z DNA i białka...
5. Posiada zdolność oddzielania małych bąbelków...
6. Przeprowadza samotrawienie komórki w warunkach braku składników odżywczych...
7. Składnik komórki, w której znajdują się organelle ...
8. Występuje tylko u eukariontów...

ALE- lizosom.
B- chloroplast.
W- jądro.
G- cytoplazma.
D- Kompleks Golgiego.
mi- retikulum endoplazmatyczne.
ORAZ- chromosom.

(1 - E; 2 - B; 3 - B; 4 - F; 5 - D; 6 - A; 7 - G; 8 - W.)

7. Wybierz organizmy - prokariota

(Maksymalny wynik 3 punkty)

Drużyna 1

1. pałeczka tężca.
2. Penicillium.
3. Polipor.
4. Spirogyra.
5. Vibrio cholerae.
6. Jagel.
7. Paciorkowiec.
8. Wirus zapalenia wątroby.
9. Okrzemki.
10. Ameba.

Drużyna 2

1. Drożdże.
2. Wirus wścieklizny.
3. Onkowirus.
4. Chlorella.
5. bakterie kwasu mlekowego.
6. bakterie żelazowe.
7. Bakcyl.
8. But Infusoria.
9. Laminaria.
10. Porosty.

8. Rozwiąż problem

(Maksymalny wynik 5 punktów)

Drużyna 1

Określ mRNA i pierwotną strukturę białka kodowanego w regionie DNA: G-T-T-C-T-A-A-A-A-G-G-C-C-A-T, jeśli piąty nukleotyd jest usunięty, a pomiędzy 8. i 9. nukleotydem będzie nukleotyd tymidylowy.

(mRNA: C-A-A-G-U-U-U-U-A-T-CC-G-U-A; glutamina – walina - leucyna - prolina - walina.)

Drużyna 2

Podano odcinek łańcucha DNA: T-A-G-T-G-A-T-T-T-A-A-C-T-A-G

Jaka będzie pierwotna struktura białka, jeśli pod wpływem mutagenów chemicznych szósty i ósmy nukleotyd zostaną zastąpione nukleotydami?

(mRNA: AUCCACGAAGAUC; białko: izoleucyna - treonina - arginina - leucyna - izoleucyna.)

9. Rywalizacja kapitanów

(Maksymalny wynik 10 punktów)

Kapitanowie otrzymują ołówki i czyste kartki papieru.

Zadanie: narysuj największą liczbę organelli komórkowych i oznacz je.

10. Twoja opinia

(Maksymalny wynik 5 punktów)

Drużyna 1

Wielu procesom życiowym w komórce towarzyszy wydatkowanie energii. Dlaczego cząsteczki ATP uważane są za uniwersalną substancję energetyczną - jedyne źródło energii w komórce?

Drużyna 2

Komórka nieustannie się zmienia w procesie życia. Jak zachowuje swój kształt i skład chemiczny?

11. Podsumowując

Oceniana jest aktywność uczniów i zespołów. Zwycięski zespół zostaje nagrodzony.

20. Pierwiastki chemiczne tworzące węgle
21. Liczba cząsteczek w monosacharydach
22. Liczba monomerów w polisacharydach
23. Glukoza, fruktoza, galaktoza, ryboza i dezoksyryboza są klasyfikowane jako substancje
24. Monomer polisacharydów
25. Skrobia, chityna, celuloza, glikogen należą do grupy substancji
26. Rezerwa węgla w roślinach
27. Rezerwa węgla u zwierząt
28. Węgiel strukturalny w roślinach
29. Węgiel strukturalny u zwierząt
30. Cząsteczki składają się z glicerolu i kwasów tłuszczowych
31. Najbardziej energochłonny organiczny składnik odżywczy
32. Ilość energii uwalnianej podczas rozpadu białek
33. Ilość energii uwalnianej podczas rozkładu tłuszczów
34. Ilość energii uwalnianej podczas rozpadu węgli
35. Zamiast jednego z kwasów tłuszczowych w tworzeniu cząsteczki bierze udział kwas fosforowy
36. Fosfolipidy są częścią
37. Monomery białka to
38. Istnieje liczba rodzajów aminokwasów w składzie białek
39. Białka - katalizatory
40. Różnorodność cząsteczek białka
41. Oprócz enzymatycznej, jedna z najważniejszych funkcji białek
42. W komórce znajduje się większość tych substancji organicznych
43. W zależności od rodzaju substancji enzymy są
44. Monomer kwasu nukleinowego
45. Nukleotydy DNA mogą różnić się tylko od siebie
46. wspólna substancja Nukleotydy DNA i RNA
47. Węglowodany w nukleotydach DNA
48. Węglowodany w nukleotydach RNA
49. Tylko DNA charakteryzuje się zasadą azotową
50. Tylko RNA charakteryzuje się zasadą azotową
51. Dwuniciowy kwas nukleinowy
52. Jednoniciowy kwas nukleinowy
56. Adenina jest komplementarna
57. Guanina jest komplementarna
58. Chromosomy składają się z
59. Istnieją wszystkie typy RNA
60. RNA jest w komórce
61. Rola cząsteczki ATP
62. Azotowa zasada w cząsteczce ATP
63. Rodzaj węglowodanów ATP

galaktoza, ryboza i dezoksyryboza należą do typu substancji 24. Monomerowe polisacharydy 25. Skrobia, chityna, celuloza, glikogen należą do grupy substancji 26. Węgiel zapasowy w roślinach 27. Węgiel zapasowy u zwierząt 28. Węgiel strukturalny w roślinach 29. Węgiel strukturalny u zwierząt 30. Cząsteczki składają się z glicerolu i kwasów tłuszczowych 31. Najbardziej energochłonny organiczny składnik odżywczy 32. Ilość energii uwolnionej z rozkładu białek 33. Ilość energii uwolnionej z rozkładu tłuszczów 34. Ilość energii uwolnionej z rozpadu węgli 35. Zamiast jednego z kwasów tłuszczowych w tworzeniu cząsteczki bierze udział kwas fosforowy 36. Fosfolipidy wchodzą w skład 37. Monomer białek wynosi 38. Liczba rodzajów amin Kwasy w składzie białek istnieją 39. Białka są katalizatorami 40. Różnorodne cząsteczki białek 41. Oprócz enzymatycznej, jedna z najważniejszych funkcji białek 42. Te organiczne Najwięcej substancji w komórce to 43. Według typu substancji, enzymy to 44. Monomer kwasu nukleinowego 45. Nukleotydy DNA mogą różnić się od siebie tylko 46. Nukleotydy DNA i RNA wspólnej substancji 47. Węglowodany w nukleotydach DNA 48. Węglowodany w nukleotydach RNA 49. Tylko DNA charakteryzuje się zasadą azotową 50. Tylko RNA charakteryzuje się zasadą azotową 51. Dwuniciowy kwas nukleinowy 52. ​​Jednoniciowy kwas nukleinowy 53. Rodzaje wiązań chemicznych między nukleotydami w jednej nici DNA 54. Rodzaje wiązań chemicznych między nićmi DNA 55. Podwójne wiązanie wodorowe w DNA występuje między 56. Adenina jest komplementarna 57 Guanina jest komplementarna 58 Chromosomy składają się z 59 Łącznie jest 60 typów RNA RNA znajduje się w komórce 61 Rola cząsteczki ATP 62 Zasada azotowa cząsteczki ATP 63 Rodzaj węglowodanu ATP

A) tylko zwierzęta
B) tylko rośliny
C) tylko grzyby
D) wszystkie żywe organizmy
2) Pozyskiwanie energii do życia organizmu następuje w wyniku:
A) hodowla
B) oddychanie
C) wybór
D) wzrost
3) W przypadku większości roślin, ptaków, zwierząt siedliskiem jest:
A) ziemia-powietrze
B) woda
C) inny organizm
D) gleba
4) Kwiaty, nasiona i owoce charakteryzują:
A) rośliny iglaste
B) rośliny kwitnące
C) mchy klubowe
D) paprocie
5) Zwierzęta mogą rozmnażać się:
A) spory
B) wegetatywnie
C) seksualnie
D) podział komórek
6) Aby się nie zatruć, musisz zebrać:
A) młode grzyby jadalne
B) pieczarki razem autostrady
C) trujące grzyby
D) jadalne zarośnięte grzyby
7) Zapasy minerałów w glebie i wodzie są uzupełniane w wyniku aktywności życiowej:
A) producenci
B) niszczyciele
C) konsumenci
D) wszystkie odpowiedzi są poprawne
8 – perkoz blady:
A) tworzy materię organiczną w świetle
B) trawią składniki odżywcze w układ trawienny
C) wchłaniają składniki odżywcze przez strzępki
D) wychwytuje składniki odżywcze za pomocą pseudostrągów
9) Włóż łącze do obwodu zasilania, wybierając spośród następujących:
Owies - mysz - pustułka - .......
A) jastrząb
B) ranga łąkowa
C) dżdżownica
D) jaskółka
10) Zdolność organizmów do reagowania na zmiany środowiskowe nazywa się:
Wybór
B) drażliwość
C) rozwój
D) metabolizm
11) Na siedlisko organizmów żywych wpływają czynniki:
A) przyroda nieożywiona
B) dzika przyroda
C) działalność człowieka
D) wszystkie powyższe czynniki
12) Brak korzenia jest typowy dla:
A) rośliny iglaste
B) rośliny kwitnące
C) mchy
D) paprocie
13) Ciało protistów nie może:
A) być jednokomórkowym
B) być wielokomórkowy
C) mieć organy
D) nie ma poprawnej odpowiedzi
14) W wyniku fotosyntezy powstają chloroplasty spirogyry (są):
A) dwutlenek węgla
B) woda
C) sole mineralne
D) nie ma poprawnej odpowiedzi

Pod koniec XIX wieku powstała gałąź biologii zwana biochemią. Bada skład chemiczny żywej komórki. Głównym zadaniem nauki jest poznanie właściwości metabolizmu i energii, które regulują życiową aktywność komórek roślinnych i zwierzęcych.

Pojęcie składu chemicznego komórki

W wyniku dokładnych badań naukowcy zbadali chemiczną organizację komórek i odkryli, że żywe istoty zawierają ponad 85 pierwiastków chemicznych. Co więcej, niektóre z nich są obowiązkowe dla prawie wszystkich organizmów, podczas gdy inne są specyficzne i występują w określonych gatunkach biologicznych. A trzecia grupa pierwiastków chemicznych występuje w komórkach mikroorganizmów, roślin i zwierząt w dość małych ilościach. Pierwiastki chemiczne w składzie komórek występują najczęściej w postaci kationów i anionów, z których powstają sole mineralne i woda, a także syntetyzowane są związki organiczne zawierające węgiel: węglowodany, białka, lipidy.

Elementy organogenne

W biochemii są to węgiel, wodór, tlen i azot. Ich suma w komórce stanowi od 88 do 97% innych zawartych w niej pierwiastków chemicznych. Szczególnie ważny jest węgiel. Wszystkie substancje organiczne w składzie komórki składają się z cząsteczek zawierających w swoim składzie atomy węgla. Potrafią łączyć się ze sobą, tworząc łańcuchy (rozgałęzione i nierozgałęzione), a także cykle. Ta zdolność atomów węgla leży u podstaw niesamowitej różnorodności substancji organicznych, które tworzą cytoplazmę i organelle komórkowe.

Na przykład na wewnętrzną zawartość komórki składają się rozpuszczalne oligosacharydy, hydrofilowe białka, lipidy, różne rodzaje kwasu rybonukleinowego: transferowy RNA, rybosomalny RNA i informacyjny RNA, a także wolne monomery - nukleotydy. Ma również podobny skład chemiczny i zawiera cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego, które są częścią chromosomów. Wszystkie powyższe związki zawierają atomy azotu, węgla, tlenu, wodoru. To dowód na ich wyjątkowość ważny, ponieważ organizacja chemiczna komórek zależy od zawartości pierwiastków organogennych, które tworzą struktury komórkowe: hialoplazmy i organelle.

Makroelementy i ich znaczenie

Pierwiastki chemiczne, które są również bardzo powszechne w komórkach różnego rodzaju organizmów, nazywane są w biochemii makroelementami. Ich zawartość w komórce wynosi 1,2% - 1,9%. Do makroelementów komórki należą: fosfor, potas, chlor, siarka, magnez, wapń, żelazo i sód. Wszystkie pełnią ważne funkcje i wchodzą w skład różnych organelli komórkowych. Tak więc jon żelazawy jest obecny w białku krwi - hemoglobinie, która transportuje tlen (w tym przypadku nazywa się to oksyhemoglobiną), dwutlenek węgla (karbohemoglobina) lub tlenek węgla(karboksyhemoglobina).

Jony sodu zapewniają najważniejsze gatunki transport międzykomórkowy: tak zwana pompa sodowo-potasowa. Są również częścią płynu śródmiąższowego i osocza krwi. Jony magnezu są obecne w cząsteczkach chlorofilu (fotopigment roślin wyższych) i uczestniczą w procesie fotosyntezy, ponieważ tworzą centra reakcji wychwytujące fotony energii świetlnej.

Jony wapnia zapewniają przewodzenie impulsów nerwowych wzdłuż włókien, a także są głównym składnikiem osteocytów - komórki kostne. Związki wapnia są szeroko rozpowszechnione w świecie bezkręgowców, których skorupy składają się z węglanu wapnia.

Jony chloru biorą udział w ładowaniu błon komórkowych i zapewniają powstawanie impulsów elektrycznych leżących u podstaw pobudzenia nerwowego.

Atomy siarki są częścią natywnych białek i określają ich trzeciorzędową strukturę poprzez „sieciowanie” łańcucha polipeptydowego, co prowadzi do powstania kulistej cząsteczki białka.

Jony potasu biorą udział w transporcie substancji przez błony komórkowe. Atomy fosforu są częścią tak ważnej energochłonnej substancji, jak kwas adenozynotrifosforowy, a także są ważnym składnikiem substancji dezoksyrybonukleinowych i kwasy rybonukleinowe, które są głównymi substancjami dziedziczności komórkowej.

Funkcje pierwiastków śladowych w metabolizmie komórkowym

Około 50 pierwiastków chemicznych, które stanowią mniej niż 0,1% w komórkach, nazywa się pierwiastkami śladowymi. Należą do nich cynk, molibden, jod, miedź, kobalt, fluor. Przy niewielkiej zawartości pełnią bardzo ważne funkcje, gdyż wchodzą w skład wielu substancji biologicznie czynnych.

Na przykład atomy cynku znajdują się w cząsteczkach insuliny (hormonu trzustkowego, który reguluje poziom glukozy we krwi), jod jest integralną częścią hormonów tarczycy tyroksyny i trójjodotyroniny, które kontrolują poziom metabolizmu w organizmie. Miedź wraz z jonami żelaza bierze udział w hematopoezie (tworzenie czerwonych krwinek, płytek krwi i białych krwinek w szpik kostny kręgowce). Jony miedzi są częścią pigmentu hemocyjaniny obecnego we krwi bezkręgowców, takich jak mięczaki. Dlatego kolor ich hemolimfy jest niebieski.

Jeszcze mniejsza zawartość w ogniwie takich pierwiastków chemicznych jak ołów, złoto, brom, srebro. Nazywane są ultramikroelementami i są częścią komórek roślinnych i zwierzęcych. Na przykład w ziarnach kukurydzy Analiza chemiczna wykryto jony złota. Atomy bromu w dużych ilościach wchodzą w skład komórek plechy brunatnych i czerwonych alg, takich jak sargassum, kelp, morcus.

Wszystkie podane wcześniej przykłady i fakty wyjaśniają, w jaki sposób skład chemiczny, funkcje i struktura komórki są ze sobą powiązane. Poniższa tabela przedstawia zawartość różnych pierwiastków chemicznych w komórkach organizmów żywych.

Ogólna charakterystyka substancji organicznych

Właściwości chemiczne ogniw różne grupy organizmy w pewien sposób zależą od atomów węgla, których udział wynosi ponad 50% masy komórki. Prawie cała sucha masa komórki jest reprezentowana przez węglowodany, białka, kwasy nukleinowe i lipidy, które mają złożoną strukturę i dużą waga molekularna. Takie cząsteczki nazywane są makrocząsteczkami (polimerami) i składają się z prostszych pierwiastków - monomerów. Substancje białkowe odgrywają niezwykle ważną rolę i pełnią wiele funkcji, które zostaną omówione poniżej.

Rola białek w komórce

związki zawarte w żywa komórka, potwierdza wysoka zawartość zawiera substancje organiczne, takie jak białka. Istnieje logiczne wytłumaczenie tego faktu: białka pełnią różne funkcje i uczestniczą we wszystkich przejawach życia komórkowego.

Na przykład polega na tworzeniu przeciwciał – immunoglobulin wytwarzanych przez limfocyty. Białka ochronne takie jak trombina, fibryna i tromboblastyna zapewniają krzepnięcie krwi i zapobiegają jej utracie podczas urazów i ran. W skład komórki wchodzą złożone białka błon komórkowych, które mają zdolność rozpoznawania obcych związków - antygenów. Zmieniają swoją konfigurację i informują o tym komórkę potencjalne niebezpieczeństwo(funkcja sygnału).

Niektóre białka pełnią funkcję regulacyjną i są hormonami, na przykład oksytocyna wytwarzana przez podwzgórze jest rezerwowana przez przysadkę mózgową. Przechodząc z niej do krwi, oksytocyna działa na mięśniowe ściany macicy, powodując jej kurczenie się. Wazopresyna białkowa pełni również funkcję regulacyjną, kontrolując ciśnienie krwi.

W Komórki mięśniowe istnieją aktyna i miozyna, które mogą się kurczyć, co determinuje funkcję motoryczną tkanki mięśniowej. Dla białek jest to charakterystyczne i np. albumina jest wykorzystywana przez zarodek jako składnik odżywczy do jego rozwoju. białka krwi różne organizmy, takie jak hemoglobina i hemocyjanina, przenoszą cząsteczki tlenu - pełnią funkcję transportową. Jeśli bardziej energochłonne substancje, takie jak węglowodany i lipidy, zostaną w pełni wykorzystane, komórka przystępuje do rozkładu białek. Jeden gram tej substancji daje 17,2 kJ energii. Jedną z najważniejszych funkcji białek jest funkcja katalityczna (białka enzymatyczne przyspieszają reakcje chemiczne zachodzące w przedziałach cytoplazmy). Na podstawie powyższego zauważyliśmy, że białka wykonują różne bardzo ważne funkcje i muszą być włączone do komórki zwierzęcej.

Biosynteza białek

Rozważ proces syntezy białek w komórce, który zachodzi w cytoplazmie za pomocą organelli, takich jak rybosomy. Dzięki działaniu specjalnych enzymów, przy udziale jonów wapnia, rybosomy łączą się w polisomy. Głównymi funkcjami rybosomów w komórce jest synteza cząsteczek białka, która rozpoczyna się procesem transkrypcji. W efekcie syntetyzowane są cząsteczki mRNA, do których przyłączone są polisomy. Następnie rozpoczyna się drugi proces - tłumaczenie. Transferowe RNA są połączone z dwudziestoma różne rodzaje aminokwasy i doprowadzają je do polisomów, a ponieważ funkcje rybosomów w komórce polegają na syntezie polipeptydów, organelle te tworzą kompleksy z tRNA, a cząsteczki aminokwasów są połączone wiązaniami peptydowymi, tworząc makrocząsteczkę białka.

Rola wody w procesach metabolicznych

Badania cytologiczne potwierdziły fakt, że komórka, której strukturę i skład badamy, składa się średnio w 70% z wody, a u wielu zwierząt prowadzi droga wodnażycie (na przykład koelenteraty), jego zawartość sięga 97-98%. Mając to na uwadze chemiczna organizacja komórek obejmuje hydrofilową (zdolną do rozpuszczania) i będącą uniwersalnym rozpuszczalnikiem polarnym, woda odgrywa wyjątkową rolę i bezpośrednio wpływa nie tylko na funkcje, ale także na samą strukturę komórki. Poniższa tabela przedstawia zawartość wody w komórkach różnych typów organizmów żywych.

Funkcja węglowodanów w komórce

Jak dowiedzieliśmy się wcześniej, węglowodany należą również do ważnych substancji organicznych – polimerów. Należą do nich polisacharydy, oligosacharydy i monosacharydy. Węglowodany wchodzą w skład bardziej złożonych kompleksów – glikolipidów i glikoprotein, z których zbudowane są błony komórkowe i struktury ponadbłonowe, takie jak glikokaliks.

Oprócz węgla węglowodany zawierają atomy tlenu i wodoru, a niektóre polisacharydy zawierają również azot, siarkę i fosfor. W komórkach roślinnych znajduje się wiele węglowodanów: bulwy ziemniaka zawierają do 90% skrobi, nasiona i owoce zawierają do 70% węglowodanów, a w komórkach zwierzęcych występują w postaci związków takich jak glikogen, chityna i trehaloza.

Cukry proste (monosacharydy) mają ogólna formuła CnH2nOn i dzielą się na tetrozy, triozy, pentozy i heksozy. Dwie ostatnie występują najczęściej w komórkach organizmów żywych, na przykład ryboza i dezoksyryboza wchodzą w skład kwasów nukleinowych, a glukoza i fruktoza biorą udział w reakcjach asymilacji i dysymilacji. Oligosacharydy często znajdują się w komórki roślinne: sacharoza jest magazynowana w komórkach buraka cukrowego i trzciny cukrowej, maltoza znajduje się w kiełkujących ziarnach żyta i jęczmienia.

Disacharydy mają słodkawy smak i dobrze rozpuszczają się w wodzie. Polisacharydy, będące biopolimerami, reprezentowane są głównie przez skrobię, celulozę, glikogen i laminarynę. Chityna należy do strukturalnych form polisacharydów. Główną funkcją węglowodanów w komórce jest energia. W wyniku reakcji hydrolizy i metabolizmu energetycznego polisacharydy są rozkładane do glukozy, a następnie utleniane do dwutlenek węgla i woda. W rezultacie jeden gram glukozy uwalnia 17,6 kJ energii, a rezerwy skrobi i glikogenu w rzeczywistości stanowią rezerwuar energii komórkowej.

Glikogen odkłada się głównie w tkance mięśniowej i komórkach wątroby, skrobia roślinna – w bulwach, cebulach, korzeniach, nasionach oraz w stawonogach, takich jak pająki, owady i skorupiaki, Wiodącą rolę Oligosacharyd trehalozy odgrywa ważną rolę w dostarczaniu energii.

W komórce jest jeszcze jedna funkcja węglowodanów - budowlana (strukturalna). Polega na tym, że substancje te są strukturami podtrzymującymi komórki. Na przykład celuloza jest częścią ścian komórkowych roślin, chityna tworzy zewnętrzny szkielet wielu bezkręgowców i znajduje się w komórkach grzybów, olisacharydy wraz z cząsteczkami lipidów i białek tworzą glikokaliks - kompleks epibłonowy. Zapewnia adhezję - adhezję komórek zwierzęcych do siebie, prowadzącą do powstania tkanek.

Lipidy: budowa i funkcje

Te substancje organiczne, które są hydrofobowe (nierozpuszczalne w wodzie), można wyekstrahować, tj. wyekstrahować z komórek za pomocą niepolarnych rozpuszczalników, takich jak aceton lub chloroform. Funkcje lipidów w komórce zależą od tego, który z trzy grupy odnoszą się do: tłuszczów, wosków czy sterydów. Tłuszcze są najbardziej rozpowszechnione we wszystkich typach komórek.

Zwierzęta gromadzą je w podskórnej tkance tłuszczowej, tkanka nerwowa zawiera tłuszcz w postaci nerwów. Kumuluje się również w nerkach, wątrobie, u owadów – w tłuste ciało. płynne tłuszcze- oleje - znajdują się w nasionach wielu roślin: cedru, orzeszków ziemnych, słonecznika, oliwki. Zawartość lipidów w komórkach waha się od 5 do 90% (w tkance tłuszczowej).

Sterydy i woski różnią się od tłuszczów tym, że nie zawierają w swoich cząsteczkach reszt kwasów tłuszczowych. Sterydy są więc hormonami kory nadnerczy, które wpływają na dojrzewanie ciała i są składnikami testosteronu. Są również częścią witamin (na przykład witaminy D).

Główne funkcje lipidów w komórce to energetyczna, budulcowa i ochronna. Pierwsza wynika z faktu, że 1 gram tłuszczu podczas rozdrabniania daje 38,9 kJ energii - znacznie więcej niż inne substancje organiczne - białka i węglowodany. Ponadto podczas utleniania 1 g tłuszczu uwalniane jest prawie 1,1 g. woda. Dlatego niektóre zwierzęta, które mają zapas tłuszczu w swoim ciele, mogą: przez długi czas być bez wody. Na przykład susły mogą hibernować bez wody przez ponad dwa miesiące, a wielbłąd nie pije wody podczas przemierzania pustyni przez 10-12 dni.

Funkcja budulcowa lipidów polega na tym, że są one integralną częścią błon komórkowych, a także są częścią nerwów. Funkcja ochronna lipid to ta warstwa tłuszczu pod skórą wokół nerek i innych narządy wewnętrzne chroni je przed urazy mechaniczne. Specyficzna funkcja izolacji termicznej jest nieodłączna dla zwierząt, długi czas w wodzie: wieloryby, foki, uchatki. Gruba podskórna warstwa tłuszczu, taka jak w Płetwal błękitny wynosi 0,5 m, chroni zwierzę przed wychłodzeniem.

Znaczenie tlenu w metabolizmie komórkowym

Organizmy tlenowe, do których należy zdecydowana większość zwierząt, roślin i ludzi, wykorzystują tlen atmosferyczny do reakcji metabolizmu energetycznego, prowadzących do rozpadu substancji organicznych i uwolnienia pewnej ilości energii nagromadzonej w postaci cząsteczek kwasu adenozynotrójfosforowego.

Tak więc przy całkowitym utlenieniu jednego mola glukozy, które zachodzi na grzebieniu mitochondriów, uwalniane jest 2800 kJ energii, z czego 1596 kJ (55%) jest magazynowane w postaci cząsteczek ATP zawierających wiązania makroergiczne. Stąd główna funkcja tlenu w komórce - której realizacja opiera się na grupie reakcji enzymatycznych tzw. występujących w organellach komórkowych - mitochondriach. W organizmach prokariotycznych - bakteriach fototroficznych i sinicach - utlenianie składników odżywczych następuje pod wpływem tlenu dyfundującego do komórek na wewnętrznych wyrostkach błon plazmatycznych.

Zbadaliśmy chemiczną organizację komórek, procesy biosyntezy białek oraz funkcję tlenu w komórkowym metabolizmie energetycznym.

Składniki odżywcze - węglowodany, białka, witaminy, tłuszcze, pierwiastki śladowe, makroelementy- Znajduje się w jedzeniu. Wszystkie te składniki odżywcze są niezbędne, aby człowiek mógł przeprowadzić wszystkie procesy życiowe. Zawartość składników odżywczych w diecie to najważniejszy czynnik do układania menu dietetycznych.

W ciele żywej osoby procesy utleniania wszelkiego rodzaju nigdy się nie zatrzymują. składniki odżywcze. Reakcje utleniania zachodzą wraz z tworzeniem i uwalnianiem ciepła, którego człowiek potrzebuje do utrzymania procesów życiowych. Energia cieplna pozwala na pracę system mięśniowy, co prowadzi nas do wniosku, że im cięższa praca fizyczna, tym więcej jedzenia wymagane przez organizm.

Wartość energetyczna żywności zależy od kalorii. Kaloryczność pokarmów determinuje ilość energii otrzymywanej przez organizm w procesie przyswajania pokarmu.

1 gram białka w procesie utleniania daje ilość ciepła 4 kcal; 1 gram węglowodanów = 4 kcal; 1 gram tłuszczu = 9 kcal.

Składniki odżywcze to białka.

Białko jako składnik odżywczy niezbędne dla organizmu do utrzymania metabolizmu, skurczu mięśni, drażliwości nerwów, zdolności do wzrostu, reprodukcji i myślenia. Białko znajduje się we wszystkich tkankach i płynach ustrojowych i jest niezbędnym elementem. Białko składa się z aminokwasów, które określają biologiczne znaczenie białka.

Nieistotne aminokwasy powstały w ludzkim ciele. Aminokwasy osoba otrzymuje z zewnątrz wraz z pożywieniem, co wskazuje na potrzebę kontrolowania ilości aminokwasów w pożywieniu. Niedobór w diecie choćby jednego aminokwasu egzogennego prowadzi do obniżenia wartości biologicznej białek i może powodować niedobór białka pomimo wystarczająco zawartość białka w diecie. Głównym źródłem niezbędnych aminokwasów są ryby, mięso, mleko, twarożek, jajka.

Ponadto organizm potrzebuje białka roślinne zawarte w pieczywie, zbożach, warzywach – dostarczają niezbędnych aminokwasów.

Około 1 g białka na 1 kilogram masy ciała powinno codziennie dostawać się do organizmu osoby dorosłej. To znaczy zwyczajna osoba ważąc 70 kg dziennie potrzebujesz minimum 70 g białka, natomiast 55% całego białka powinno być pochodzenia zwierzęcego. Jeśli robisz ćwiczenie, wtedy ilość białka należy zwiększyć do 2 gramów na kilogram dziennie.

Białka w odpowiednia dieta niezastąpiony przez żadne inne elementy.

Składniki odżywcze to tłuszcze.

Tłuszcze jako składniki odżywcze są jednym z głównych źródeł energii dla organizmu, biorą udział w procesy odzyskiwania, ponieważ są strukturalną częścią komórek i ich systemów błonowych, rozpuszczają się i pomagają w przyswajaniu witamin A, E, D. Ponadto tłuszcze pomagają w tworzeniu odporności i zachowaniu ciepła w organizmie.

Niedostateczna ilość tłuszczu w organizmie powoduje zaburzenia czynności ośrodkowego układu nerwowego, zmiany skórne, nerek i wzroku.

Tłuszcz składa się z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, lecytyny, witamin A, E. Zwykły człowiek potrzebuje około 80-100 gramów tłuszczu dziennie, z czego pochodzenie roślinne powinna wynosić co najmniej 25-30 gramów.

Tłuszcz z pożywienia dostarcza organizmowi 1/3 dziennej wartości energetycznej diety; Na 1000 kcal przypada 37 g tłuszczu.

Wymagana ilość tłuszcz w: sercu, drobiu, rybach, jajach, wątrobie, maśle, serze, mięsie, smalcu, móżdżku, mleku. Tłuszcze roślinne, które zawierają mniej cholesterolu, są ważniejsze dla organizmu.

Składniki odżywcze to węglowodany.

Węglowodany,odżywka, są głównym źródłem energii, które dostarcza 50-70% kalorii z całej diety. Wymaganą ilość węglowodanów dla osoby określa się na podstawie jego aktywności i zużycia energii.

W dniu zwykłej osoby, która zajmuje się umysłowym lub lekki fizyczny praca wymaga około 300-500 gramów węglowodanów. Wraz ze wzrostem aktywności fizycznej wzrasta również dzienne spożycie węglowodanów i kalorii. Pełna intensywność energetyczna ludzi dzienne menu można zmniejszyć ze względu na ilość węglowodanów bez narażania zdrowia.

Dużo węglowodanów znajduje się w chlebie, płatkach zbożowych, makaronach, ziemniakach, cukrze (węglowodan netto). Nadmiar węglowodanów w organizmie zaburza prawidłowe proporcje głównych części pożywienia, zaburzając tym samym metabolizm.

Składniki odżywcze to witaminy.

witaminy,jako składniki odżywcze, nie dostarczają organizmowi energii, ale nadal są najważniejszymi składnikami odżywczymi niezbędnymi dla organizmu. Witaminy są potrzebne do utrzymania życiowej aktywności organizmu, regulacji, ukierunkowania i przyspieszenia procesów metabolicznych. Prawie wszystkie witaminy, które organizm otrzymuje z pożywienia, a tylko kilka może być wytwarzanych przez sam organizm.

Zimą i wiosną w organizmie może wystąpić hipowitaminoza z powodu braku witamin w pożywieniu - zmęczenie, osłabienie, wzrost apatii, spadek wydolności i odporności organizmu.

Wszystkie witaminy, zgodnie z ich wpływem na organizm, są ze sobą połączone - brak jednej z witamin prowadzi do zaburzeń metabolicznych innych substancji.

Wszystkie witaminy są podzielone na 2 grupy: witaminy rozpuszczalne w wodzie oraz witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach - witaminy A, D, E, K.

Witamina A- jest potrzebny do wzrostu organizmu, poprawy jego odporności na infekcje, utrzymania dobrego widzenia, stanu skóry i błon śluzowych. Witamina A pochodzi z oleju rybiego, śmietany, masła, żółtko, wątróbka, marchew, sałata, szpinak, pomidory, zielony groszek, morele, pomarańcze.

Witamina D- jest potrzebny do tworzenia tkanki kostnej, wzrostu organizmu. Brak witaminy D prowadzi do pogorszenia wchłaniania Ca i P, co prowadzi do krzywicy. Witaminę D można otrzymać z oleju rybnego, żółtka jaja, wątroby, rybiego kawioru. Witamina D znajduje się również w mleku masło, ale tylko trochę.

Witamina K- Potrzebne do oddychania tkanek, prawidłowego krzepnięcia krwi. Witamina K jest syntetyzowana w organizmie przez bakterie jelitowe. Niedobór witaminy K pojawia się z powodu chorób układu pokarmowego lub spożycia leki przeciwbakteryjne. Witaminę K można otrzymać z pomidorów, zielonych części roślin, szpinaku, kapusty, pokrzywy.

Witamina E (tokoferol) potrzebne do aktywności gruczoły dokrewne, metabolizm białek, węglowodanów, zapewnienie metabolizmu wewnątrzkomórkowego. Witamina E korzystnie wpływa na przebieg ciąży i rozwój płodu. Witamina E pozyskiwana jest z kukurydzy, marchwi, kapusty, zielonego groszku, jajek, mięsa, ryb, oliwy z oliwek.

Witaminy rozpuszczalne w wodzie - witamina C, witaminy z grupy B.

Witamina C (askorbinowy kwas) - jest potrzebny do procesów redoks organizmu, metabolizmu węglowodanów i białek, zwiększając odporność organizmu na infekcje. Bogaty w witaminę C, owoce dzikiej róży, czarne porzeczki, aronia, rokitnik, agrest, cytrusy, kapusta, ziemniaki, warzywa liściaste.

Grupa witaminy B zawiera 15 witamin rozpuszczalnych w wodzie, które biorą udział w procesach metabolicznych w organizmie, procesie hematopoezy, odgrywają ważną rolę w metabolizmie węglowodanów, tłuszczów, wody. Witaminy z grupy B stymulują wzrost. Witaminy z grupy B można uzyskać z drożdży piwnych, gryki, płatków owsianych, chleb żytni, mleko, mięso, wątroba, żółtko jajka, zielone części roślin.

Składniki odżywcze to mikroelementy i makroelementy.

Składniki odżywcze minerały wchodzą w skład komórek i tkanek organizmu, uczestniczą w różne procesy metabolizm. Makroelementy są człowiekowi niezbędne w stosunkowo dużych ilościach: sole Ca, K, Mg, P, Cl, Na. Pierwiastki śladowe są potrzebne w niewielkich ilościach: Fe, Zn, mangan, Cr, I, F.

Jod można otrzymać z owoców morza; cynk ze zbóż, drożdży, roślin strączkowych, wątroby; miedź i kobalt otrzymuje się z wątróbka wołowa, nerki, żółtko, miód. Jagody i owoce zawierają dużo potasu, żelaza, miedzi, fosforu.