Energeticky najnáročnejšia organická živina. Živiny a ich význam

Organizmy sa skladajú z buniek. Bunky rôznych organizmov majú podobné chemické zloženie. Tabuľka 1 uvádza hlavné chemické prvky nachádzajúce sa v bunkách živých organizmov.

Tabuľka 1. Obsah chemických prvkov v bunke

Podľa obsahu v bunke možno rozlíšiť tri skupiny prvkov. Prvá skupina zahŕňa kyslík, uhlík, vodík a dusík. Tvoria takmer 98 % celkového zloženia bunky. Do druhej skupiny patrí draslík, sodík, vápnik, síra, fosfor, horčík, železo, chlór. Ich obsah v bunke predstavuje desatiny a stotiny percenta. Prvky týchto dvoch skupín patria do makronutrienty(z gréčtiny. makro- veľký).

Zvyšné prvky, reprezentované v bunke stotinami a tisícinami percenta, sú zaradené do tretej skupiny. Toto stopové prvky(z gréčtiny. mikro- malý).

V bunke sa nenašli žiadne prvky vlastné len živej prírode. Všetky tieto chemické prvky sú tiež súčasťou neživej prírody. To naznačuje jednotu živej a neživej prírody.

Nedostatok akéhokoľvek prvku môže viesť k chorobe a dokonca k smrti tela, pretože každý prvok zohráva špecifickú úlohu. Makronutrienty prvej skupiny tvoria základ biopolymérov - bielkovín, uhľohydrátov, nukleových kyselín a lipidov, bez ktorých nie je možný život. Síra je súčasťou niektorých bielkovín, fosfor je súčasťou nukleových kyselín, železo je súčasťou hemoglobínu a horčík je súčasťou chlorofylu. Vápnik hrá dôležitú úlohu v metabolizme.

Časť chemických prvkov obsiahnutých v bunke je súčasťou anorganických látok - minerálnych solí a vody.

minerálne soli sú v bunke spravidla vo forme katiónov (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) a aniónov (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), ktorých pomer určuje kyslosť média, ktorá je dôležitá pre život buniek.

(V mnohých bunkách je médium mierne zásadité a jeho pH sa takmer nemení, pretože sa v ňom neustále udržiava určitý pomer katiónov a aniónov.)

Z anorganických látok vo voľnej prírode zohrávajú obrovskú úlohu voda.

Bez vody je život nemožný. Tvorí významnú masu väčšiny buniek. Veľa vody je obsiahnuté v bunkách mozgu a ľudských embryách: viac ako 80 % vody; v bunkách tukového tkaniva – len 40 %.Do staroby sa obsah vody v bunkách znižuje. Človek, ktorý stratí 20% vody, zomrie.

Jedinečné vlastnosti vody určujú jej úlohu v tele. Podieľa sa na termoregulácii, čo je spôsobené vysokou tepelnou kapacitou vody – spotrebou veľkého množstva energie pri zahriatí. Čo určuje vysokú tepelnú kapacitu vody?

V molekule vody je atóm kyslíka kovalentne viazaný na dva atómy vodíka. Molekula vody je polárna, pretože atóm kyslíka má čiastočne záporný náboj a každý z dvoch atómov vodíka ho má

Čiastočne kladný náboj. Vodíková väzba sa vytvára medzi atómom kyslíka jednej molekuly vody a atómom vodíka inej molekuly. Vodíkové väzby zabezpečujú spojenie veľkého počtu molekúl vody. Pri ohrievaní vody sa značná časť energie minie na rozbitie vodíkových väzieb, čo určuje jej vysokú tepelnú kapacitu.

voda - dobré rozpúšťadlo. Vďaka polarite jeho molekuly interagujú s kladne a záporne nabitými iónmi, čím prispievajú k rozpúšťaniu látky. Vo vzťahu k vode sa všetky látky bunky delia na hydrofilné a hydrofóbne.

hydrofilné(z gréčtiny. hydro- voda a fileo- láska) sa nazývajú látky, ktoré sa rozpúšťajú vo vode. Patria sem iónové zlúčeniny (napr. soli) a niektoré neiónové zlúčeniny (napr. cukry).

hydrofóbne(z gréčtiny. hydro- voda a phobos- strach) sa nazývajú látky nerozpustné vo vode. Patria sem napríklad lipidy.

Voda hrá dôležitú úlohu v chemických reakciách, ktoré prebiehajú v bunke vo vodných roztokoch. Rozpúšťa produkty metabolizmu, ktoré sú pre telo nepotrebné, a tým prispieva k ich odstraňovaniu z tela. Vysoký obsah vody v bunke to dáva elasticita. Voda uľahčuje pohyb rôznych látok v bunke alebo z bunky do bunky.

Telesá živej a neživej prírody pozostávajú z rovnakých chemických prvkov. Zloženie živých organizmov zahŕňa anorganické látky - vodu a minerálne soli. Životne dôležité funkcie vody v bunke sú spôsobené zvláštnosťami jej molekúl: ich polaritou, schopnosťou vytvárať vodíkové väzby.

ANORGANICKÉ KOMPONENTY BUNKY

Asi 90 prvkov sa nachádza v bunkách živých organizmov a približne 25 z nich sa nachádza takmer vo všetkých bunkách. Podľa obsahu v bunke sa chemické prvky delia do troch veľkých skupín: makroprvky (99 %), mikroprvky (1 %), ultramikroprvky (menej ako 0,001 %).

Makronutrienty zahŕňajú kyslík, uhlík, vodík, fosfor, draslík, síru, chlór, vápnik, horčík, sodík a železo.
Medzi mikroelementy patrí mangán, meď, zinok, jód, fluór.
Medzi ultramikroelementy patrí striebro, zlato, bróm, selén.

ORGANICKÉ KOMPONENTY BUNKY

Enzýmy.

Najdôležitejšia funkcia bielkovín je katalytická. Proteínové molekuly, ktoré zvyšujú rýchlosť chemických reakcií v bunke o niekoľko rádov, sa nazývajú enzýmy. Ani jeden biochemický proces v tele neprebieha bez účasti enzýmov.

Doteraz bolo objavených viac ako 2000 enzýmov. Ich účinnosť je mnohonásobne vyššia ako účinnosť anorganických katalyzátorov používaných pri výrobe. Takže 1 mg železa v zložení enzýmu katalázy nahradí 10 ton anorganického železa. Kataláza zvyšuje rýchlosť rozkladu peroxidu vodíka (H 2 O 2) 10 11-krát. Enzým katalyzujúci tvorbu kyseliny uhličitej (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) urýchľuje reakciu 10 7-krát.

Dôležitou vlastnosťou enzýmov je špecifickosť ich pôsobenia, každý enzým katalyzuje len jednu alebo malú skupinu podobných reakcií.

Látka, na ktorú enzým pôsobí, je tzv substrát. Štruktúry molekuly enzýmu a substrátu sa musia presne zhodovať. To vysvetľuje špecifickosť pôsobenia enzýmov. Keď sa substrát skombinuje s enzýmom, zmení sa priestorová štruktúra enzýmu.

Sekvenciu interakcie medzi enzýmom a substrátom možno schematicky znázorniť:

Substrát+Enzým - Enzým-substrátový komplex - Enzým+Produkt.

Z diagramu je možné vidieť, že substrát sa spája s enzýmom za vzniku komplexu enzým-substrát. V tomto prípade sa substrát premení na novú látku - produkt. V konečnom štádiu sa enzým uvoľní z produktu a opäť interaguje s ďalšou molekulou substrátu.

Enzýmy fungujú len pri určitej teplote, koncentrácii látok, kyslosti prostredia. Zmena podmienok vedie k zmene terciárnej a kvartérnej štruktúry molekuly proteínu a následne k potlačeniu aktivity enzýmu. Ako sa to stane? Len určitá časť molekuly enzýmu má katalytickú aktivitu, tzv aktívne centrum. Aktívne centrum obsahuje 3 až 12 aminokyselinových zvyškov a vzniká ako výsledok ohybu polypeptidového reťazca.

Pod vplyvom rôznych faktorov sa mení štruktúra molekuly enzýmu. V tomto prípade je narušená priestorová konfigurácia aktívneho centra a enzým stráca svoju aktivitu.

Enzýmy sú proteíny, ktoré pôsobia ako biologické katalyzátory. Vďaka enzýmom sa rýchlosť chemických reakcií v bunkách zvyšuje o niekoľko rádov. Dôležitou vlastnosťou enzýmov je špecifickosť účinku za určitých podmienok.

Nukleové kyseliny.

Nukleové kyseliny boli objavené v druhej polovici 19. storočia. Švajčiarsky biochemik F. Miescher, ktorý izoloval látku s vysokým obsahom dusíka a fosforu z jadier buniek a nazval ju „nukleín“ (z lat. jadro- jadro).

Nukleové kyseliny uchovávajú dedičné informácie o štruktúre a fungovaní každej bunky a všetkých živých bytostí na Zemi. Existujú dva typy nukleových kyselín – DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina). Nukleové kyseliny, podobne ako proteíny, sú druhovo špecifické, to znamená, že organizmy každého druhu majú svoj vlastný typ DNA. Ak chcete zistiť dôvody druhovej špecifickosti, zvážte štruktúru nukleových kyselín.

Molekuly nukleových kyselín sú veľmi dlhé reťazce pozostávajúce z mnohých stoviek a dokonca miliónov nukleotidov. Každá nukleová kyselina obsahuje iba štyri typy nukleotidov. Funkcie molekúl nukleových kyselín závisia od ich štruktúry, ich základných nukleotidov, ich počtu v reťazci a sekvencie zlúčeniny v molekule.

Každý nukleotid sa skladá z troch zložiek: dusíkatej bázy, uhľohydrátov a kyseliny fosforečnej. Každý nukleotid DNA obsahuje jednu zo štyroch typov dusíkatých báz (adenín - A, tymín - T, guanín - G alebo cytozín - C), ako aj deoxyribózový sacharid a zvyšok kyseliny fosforečnej.

DNA nukleotidy sa teda líšia len typom dusíkatej bázy.

Molekula DNA pozostáva z obrovského množstva nukleotidov spojených do reťazca v určitej sekvencii. Každý typ molekuly DNA má svoj vlastný počet a sekvenciu nukleotidov.

Molekuly DNA sú veľmi dlhé. Napríklad na zapísanie sekvencie nukleotidov v molekulách DNA z jednej ľudskej bunky (46 chromozómov) by človek potreboval knihu s približne 820 000 stranami. Striedanie štyroch typov nukleotidov môže vytvárať nekonečné množstvo variantov molekúl DNA. Tieto vlastnosti štruktúry molekúl DNA im umožňujú uchovávať obrovské množstvo informácií o všetkých znakoch organizmov.

V roku 1953 americký biológ J. Watson a anglický fyzik F. Crick vytvorili model štruktúry molekuly DNA. Vedci zistili, že každá molekula DNA pozostáva z dvoch vlákien, ktoré sú navzájom prepojené a špirálovito stočené. Vyzerá to ako dvojitá špirála. V každom reťazci sa v špecifickej sekvencii striedajú štyri typy nukleotidov.

Nukleotidové zloženie DNA sa líši v rôznych typoch baktérií, húb, rastlín a zvierat. Ale vekom sa to nemení, málo závisí od zmien prostredia. Nukleotidy sú párované, to znamená, že počet adenínových nukleotidov v akejkoľvek molekule DNA sa rovná počtu tymidínových nukleotidov (A-T) a počet cytozínových nukleotidov sa rovná počtu guanínových nukleotidov (C-G). Je to spôsobené tým, že spojenie dvoch reťazcov v molekule DNA sa riadi určitým pravidlom, a to: adenín jedného reťazca je vždy spojený dvoma vodíkovými väzbami iba s tymínom druhého reťazca a guanín tromi vodíkmi. väzby s cytozínom, to znamená, že nukleotidové reťazce jednej molekuly DNA sú komplementárne, navzájom sa dopĺňajú.

Molekuly nukleových kyselín – DNA a RNA sú tvorené nukleotidmi. Zloženie nukleotidov DNA zahŕňa dusíkatú bázu (A, T, G, C), uhľohydrát deoxyribózy a zvyšok molekuly kyseliny fosforečnej. Molekula DNA je dvojitá špirála pozostávajúca z dvoch reťazcov spojených vodíkovými väzbami podľa princípu komplementarity. Funkciou DNA je uchovávať dedičné informácie.

V bunkách všetkých organizmov sa nachádzajú molekuly ATP - kyseliny adenozíntrifosforečnej. ATP je univerzálna bunková látka, ktorej molekula má energeticky bohaté väzby. Molekula ATP je jeden druh nukleotidu, ktorý sa podobne ako ostatné nukleotidy skladá z troch zložiek: dusíkatej bázy - adenínu, uhľohydrátu - ribózy, ale namiesto jednej obsahuje tri zvyšky molekúl kyseliny fosforečnej (obr. 12). Väzby označené ikonou na obrázku sú bohaté na energiu a sú tzv makroergický. Každá molekula ATP obsahuje dve makroergické väzby.

Pri prerušení vysokoenergetickej väzby a odštiepení jednej molekuly kyseliny fosforečnej pomocou enzýmov sa uvoľní 40 kJ/mol energie a ATP sa premení na ADP - kyselinu adenozíndifosforečnú. Pri eliminácii ďalšej molekuly kyseliny fosforečnej sa uvoľní ďalších 40 kJ / mol; Vzniká AMP – kyselina adenozínmonofosforečná. Tieto reakcie sú reverzibilné, to znamená, že AMP sa môže zmeniť na ADP, ADP - na ATP.

Molekuly ATP sa nielen štiepia, ale aj syntetizujú, takže ich obsah v bunke je relatívne konštantný. Význam ATP v živote bunky je obrovský. Tieto molekuly hrajú vedúcu úlohu v energetickom metabolizme potrebnom na zabezpečenie životnej činnosti bunky a organizmu ako celku.

Molekula RNA je spravidla jeden reťazec pozostávajúci zo štyroch typov nukleotidov - A, U, G, C. Sú známe tri hlavné typy RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Obsah molekúl RNA v bunke nie je konštantný, podieľajú sa na biosyntéze bielkovín. ATP je univerzálna energetická látka bunky, v ktorej sú energeticky bohaté väzby. ATP hrá ústrednú úlohu pri výmene energie v bunke. RNA a ATP sa nachádzajú v jadre aj v cytoplazme bunky.

Úlohy a testy na tému "Téma 4. "Chemické zloženie bunky."

• polymér, monomér;
• uhľohydrát, monosacharid, disacharid, polysacharid;
• lipid, mastná kyselina, glycerol;
• aminokyselina, peptidová väzba, proteín;
• katalyzátor, enzým, aktívne miesto;
• nukleová kyselina, nukleotid.

Algoritmus na riešenie problémov.

Typ 1. Samokopírovanie DNA.

Jeden z reťazcov DNA má nasledujúcu nukleotidovú sekvenciu:
AGTACCGATACCGATTTCG...
Akú sekvenciu nukleotidov má druhý reťazec tej istej molekuly?

Na napísanie nukleotidovej sekvencie druhého vlákna molekuly DNA, keď je známa sekvencia prvého vlákna, stačí nahradiť tymín adenínom, adenín tymínom, guanín cytozínom a cytozín guanínom. Pri tejto substitúcii dostaneme postupnosť:
TACTGGCTAGAGCTAAATG...

Typ 2. Kódovanie proteínov.

Aminokyselinový reťazec ribonukleázového proteínu má nasledujúci začiatok: lyzín-glutamín-treonín-alanín-alanín-alanín-lyzín ...
Aká sekvencia nukleotidov začína gén zodpovedajúci tomuto proteínu?

Na tento účel použite tabuľku genetického kódu. Pre každú aminokyselinu nájdeme jej kódové označenie v tvare zodpovedajúceho tria nukleotidov a vypíšeme ho. Usporiadaním týchto tripletov jeden po druhom v rovnakom poradí, v akom idú zodpovedajúce aminokyseliny, získame vzorec pre štruktúru sekcie messenger RNA. Spravidla je takýchto trojíc niekoľko, výber sa uskutoční podľa vášho rozhodnutia (berie sa však iba jedna z trojíc). Riešení môže byť viacero, resp.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

Akou sekvenciou aminokyselín začína proteín, ak je kódovaný takouto sekvenciou nukleotidov:
ACGCCATGGCCGGT...

Podľa princípu komplementarity nájdeme štruktúru informačnej sekcie RNA vytvorenú na danom segmente molekuly DNA:
UGCGGGUACCCGCCCA...

Potom sa obrátime na tabuľku genetického kódu a pre každé trio nukleotidov, počnúc prvým, nájdeme a zapíšeme aminokyselinu, ktorá mu zodpovedá:
Cysteín-glycín-tyrozín-arginín-prolín-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Všeobecná biológia". Moskva, "Osvietenie", 2000

• Téma 4. "Chemické zloženie bunky." §2-§7 str. 7-21
• Téma 5. "Fotosyntéza." §16-17 s. 44-48
• Téma 6. "Bunečné dýchanie." §12-13 s. 34-38
• Téma 7. "Genetická informácia." §14-15 s. 39-44

Ciele lekcie: zopakovanie, zovšeobecnenie a systematizácia poznatkov na tému „Základy cytológie“; rozvoj schopností analyzovať, zdôrazniť hlavnú vec; pestovanie zmyslu pre kolektivizmus, zlepšovanie zručností skupinovej práce.

Vybavenie: materiály na súťaže, vybavenie a reagencie na pokusy, listy s mriežkami krížoviek.

Prípravné práce

1. Žiaci triedy sú rozdelení do dvoch tímov, volia si kapitánov. Každý študent má odznak, ktorý sa zhoduje s číslom na obrazovke záznamu študenta.
2. Každý tím vytvorí pre súperov krížovku.
3. Na hodnotenie prác žiakov je vytvorená porota, v ktorej sú zástupcovia administratívy a žiaci 11. ročníka (spolu 5 osôb).

Porota registruje výsledky družstiev aj jednotlivcov. Tím s najväčším počtom bodov vyhráva. Študenti dostávajú známky v závislosti od počtu bodov získaných počas súťaží.

POČAS VYUČOVANIA

1. Zahrejte sa

(Maximálne skóre 15 bodov)

Tím 1

1. Vírus baktérií - ... ( bakteriofág).
2. Bezfarebné plastidy - ... ( leukoplasty).
3. Proces absorpcie veľkých molekúl organických látok a dokonca celých buniek bunkou - ... ( fagocytóza).
4. Organoid obsahujúci vo svojom zložení centrioly, - ... ( bunkové centrum).
5. Najbežnejšou bunkovou látkou je ... ( voda).
6. Bunkový organoid predstavujúci systém tubulov, ktorý plní funkciu "skladu hotových výrobkov", - ( golgiho komplex).
7. Organela, v ktorej sa tvorí a akumuluje energia - ... ( mitochondrie).
8. Katabolizmus (synonymá názvu) je ... ( disimilácia, energetický metabolizmus).
9. Enzým (vysvetlite pojem) je ... ( biologický katalyzátor).
10. Proteínové monoméry sú ... ( aminokyseliny).
11. Chemická väzba spájajúca zvyšky kyseliny fosforečnej v molekule ATP má vlastnosť ... ( makroergie).
12. Vnútorný viskózny polotekutý obsah bunky - ... ( cytoplazme).
13. Mnohobunkové organizmy-fototrofy - ... ( rastliny).
14. Syntéza bielkovín na ribozómoch je ... ( vysielať).
15. Robert Hooke objavil bunkovú štruktúru rastlinného tkaniva v ... ( 1665 ) rok.

tím 2

1. Jednobunkové organizmy bez bunkového jadra - ... ( prokaryoty).
2. Plastidy sú zelené - ... ( chloroplasty).
3. Proces zachytávania a absorpcie kvapaliny bunkou s látkami v nej rozpustenými - ... ( pinocytóza).
4. Organela, ktorá slúži ako miesto na zostavenie proteínu - ... ( ribozóm).
5. Organická hmota, hlavná látka bunky - ... ( bielkoviny).
6. Organoid rastlinnej bunky, čo je liekovka naplnená šťavou, - ... ( vákuola).
7. Organoid zapojený do vnútrobunkového trávenia častíc potravy - ... ( lyzozóm).
8. Anabolizmus (synonymá názvu) je ... ( asimilácia, výmena plastov).
9. Gén (vysvetlite pojem) je ... ( segment molekuly DNA).
10. Monomér škrobu je ... ( glukózy.).
11. Chemická väzba spájajúca monoméry proteínového reťazca - ... ( peptid).
12. Komponent jadra (môže byť jeden alebo viac) - ... ( jadierko).
13. Heterotrofné organizmy - ( zvieratá, huby, baktérie).
14. Niekoľko ribozómov spojených mRNA je ... ( polyzóm).
15. D.I. Ivanovský otvoril ... ( vírusy), v... ( 1892 ) rok.

2. Pilotná fáza

Študenti (2 ľudia z každého tímu) dostanú inštruktážne karty a vykonávajú nasledujúce laboratórne práce.

1. Plazmolýza a deplazmolýza v kožných bunkách cibule.
2. Katalytická aktivita enzýmov v živých tkanivách.

3. Riešenie krížoviek

Tímy riešia krížovky 5 minút a svoje práce odovzdajú porote. Členovia poroty zhrnuli túto fázu.

Krížovka 1

1. Energeticky najnáročnejšia organická hmota. 2. Jeden zo spôsobov, ako látky vstupujú do bunky. 3. Životne dôležitá látka, ktorú telo nevytvára. 4. Štruktúra priliehajúca k plazmatickej membráne živočíšnej bunky zvonku. 5. Zloženie RNA zahŕňa dusíkaté bázy: adenín, guanín, cytozín a .... 6. Vedec, ktorý objavil jednobunkové organizmy. 7. Zlúčenina vytvorená polykondenzáciou aminokyselín. 8. Bunková organela, miesto syntézy bielkovín. 9. Záhyby tvorené vnútornou membránou mitochondrií. 10. Vlastnosť živých vecí reagovať na vonkajšie vplyvy.

Odpovede

1. Lipid. 2. Difúzia. 3. Vitamín. 4. Glykokalyx. 5. uracil. 6. Levenguk. 7. Polypeptid. 8. ribozóm. 9. Christa. 10. Podráždenosť.

Krížovka 2

1. Zachytenie pevných častíc plazmatickou membránou a ich transport do bunky. 2. Systém proteínových filamentov v cytoplazme. 3. Zlúčenina pozostávajúca z veľkého počtu aminokyselinových zvyškov. 4. Živé bytosti nie sú schopné syntetizovať organické látky z anorganických. 5. Bunkové organely obsahujúce červené a žlté pigmenty. 6. Látka, ktorej molekuly vznikajú spojením veľkého počtu molekúl s nízkou molekulovou hmotnosťou. 7. Organizmy, ktoré majú vo svojich bunkách jadrá. 8. Proces oxidácie glukózy s jej štiepením na kyselinu mliečnu. 9. Najmenšie organely bunky pozostávajúce z rRNA a proteínu. 10. Membránové štruktúry spojené navzájom a s vnútornou membránou chloroplastu.

Odpovede

1. Fagocytóza. 2. Cytoskelet. 3. Polypeptid. 4. Heterotrofy. 5. Chromoplasty. 6. Polymér. 7. Eukaryoty. 8. Glykolýza. 9. Ribozómy. 10. Grans.

4. Tretí je nadbytočný

(Maximálne skóre 6 bodov)

Tímom sú ponúkané zlúčeniny, javy, koncepty atď. Dva z nich sú kombinované na určitom základe a tretí je nadbytočný. Nájdite zvláštne slovo a zdôvodnite odpoveď.

Tím 1

1. Aminokyselina, glukóza, kuchynská soľ. ( Kuchynská soľ je anorganická látka.)
2. DNA, RNA, ATP. ( ATP je zásobník energie.)
3. Transkripcia, translácia, glykolýza. ( Glykolýza je proces oxidácie glukózy.)

tím 2

1. Škrob, celulóza, kataláza. ( Kataláza je proteín, enzým.)
2. Adenín, tymín, chlorofyl. ( Chlorofyl je zelený pigment.)
3. Reduplikácia, fotolýza, fotosyntéza. ( Reduplikácia – duplikácia molekuly DNA.)

5. Vypĺňanie tabuliek

(Maximálne skóre 5 bodov)

Každý tím si vyberie jednu osobu; dostanú hárky s tabuľkami 1 a 2, ktoré je potrebné vyplniť do 5 minút.

Tabuľka 1. Etapy energetického metabolizmu

Tabuľka 2. Charakteristika procesu fotosyntézy

6. Spojte čísla a písmená

(Maximálne skóre 7 bodov)

Tím 1

1. Reguluje vodnú bilanciu - ...
2. Priamo sa podieľa na syntéze bielkovín - ...
3. Je dýchacie centrum bunky ...
4. Dajte lupeňom kvetov príťažlivý vzhľad pre hmyz...
5. Pozostáva z dvoch kolmých valcov...
6. Pôsobia ako rezervoáre v rastlinných bunkách...
7. Majú zúženie a ramená ...
8. Tvorí vretenové vlákna...

A- bunkové centrum.
B- chromozóm.
V- vakuoly.
G- bunková membrána.
D- ribozóm.
E- mitochondrie.
F- chromoplasty.

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

tím 2

1. Organoid, na membránach ktorého prebieha syntéza bielkovín ...
2. Obsahuje granu a tylakoidy...
3. Obsahuje karyoplazmu vo vnútri...
4. Pozostáva z DNA a bielkovín...
5. Má schopnosť oddeľovať malé bublinky...
6. Vykonáva samočinné trávenie bunky v podmienkach nedostatku živín...
7. Zložka bunky, v ktorej sa nachádzajú organely ...
8. Nachádza sa len v eukaryotoch...

A- lyzozóm.
B- chloroplast.
V- jadro.
G- cytoplazma.
D- Golgiho komplex.
E- endoplazmatické retikulum.
F- chromozóm.

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

7. Vyberte organizmy - prokaryoty

(Maximálne skóre 3 body)

Tím 1

1. tetanový bacil.
2. Penicillium.
3. Polypore.
4. Spirogyra.
5. Vibrio cholerae.
6. Yagel.
7. Streptococcus.
8. Vírus hepatitídy.
9. Rozsievky.
10. Améba.

tím 2

1. Droždie.
2. Vírus besnoty.
3. Onkovírus.
4. Chlorella.
5. baktérie mliečneho kvasenia.
6. železné baktérie.
7. Bacillus.
8. Infusoria topánka.
9. Laminaria.
10. Lišajník.

8. Vyriešte problém

(Maximálne skóre 5 bodov)

Tím 1

Určite mRNA a primárnu štruktúru proteínu kódovaného v oblasti DNA: G–T–T–C–T–A–A–A–A–G–G–C–C–A–T, ak je 5. nukleotid je deletovaný a medzi 8. a 9. nukleotidom bude tymidylový nukleotid.

(mRNA: C-A-A-G-U-U-U-U-A-T-C-C-G-U-A; glutamín – valín - leucín - prolín - valín.)

tím 2

Je uvedený úsek reťazca DNA: T–A–G–T–G–A–T–T–T–A–A–C–T–A–G

Aká bude primárna štruktúra proteínu, ak sa pod vplyvom chemických mutagénov 6. a 8. nukleotid nahradí cytidylovým?

(mRNA: A-U-C-A-C-G-A-G-A-U-U-G-A-U-C; proteín: izoleucín - treonín - arginín - leucín - izoleucín.)

9. Súťaž kapitánov

(Maximálne skóre 10 bodov)

Kapitáni dostanú ceruzky a prázdne listy papiera.

Úloha: nakreslite najväčší počet bunkových organel a označte ich.

10. Váš názor

(Maximálne skóre 5 bodov)

Tím 1

Mnohé životné procesy v bunke sú sprevádzané výdajom energie. Prečo sú molekuly ATP považované za univerzálnu energetickú látku – jediný zdroj energie v bunke?

tím 2

Bunka sa v procese života neustále mení. Ako si zachováva svoj tvar a chemické zloženie?

11. Zhrnutie

Hodnotí sa činnosť žiakov a kolektívov. Víťazný tím je ocenený.

20. Chemické prvky, ktoré tvoria uhlíky
21. Počet molekúl v monosacharidoch
22. Počet monomérov v polysacharidoch
23. Glukóza, fruktóza, galaktóza, ribóza a deoxyribóza sú klasifikované ako látky
24. Monomér polysacharidov
25. Škrob, chitín, celulóza, glykogén patrí do skupiny látok
26. Rezerva uhlíka v rastlinách
27. Rezervný uhlík u zvierat
28. Štruktúrny uhlík v rastlinách
29. Štrukturálny uhlík u zvierat
30. Molekuly sú tvorené glycerolom a mastnými kyselinami
31. Energeticky najhladnejšia organická živina
32. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade bielkovín
33. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade tukov
34. Množstvo energie uvoľnenej pri rozpade uhlíkov
35. Namiesto jednej z mastných kyselín sa na tvorbe molekuly podieľa kyselina fosforečná
36. Fosfolipidy sú súčasťou
37. Proteínové monoméry sú
38. Existuje množstvo typov aminokyselín v zložení bielkovín
39. Proteíny – katalyzátory
40. Diverzita proteínových molekúl
41. Okrem enzymatickej jedna z najdôležitejších funkcií bielkovín
42. Týchto organických látok je v bunke najviac
43. Podľa druhu látok sú enzýmy
44. Monomér nukleovej kyseliny
45. Nukleotidy DNA sa môžu líšiť iba jeden od druhého
46. ​​Bežná látka nukleotidy DNA a RNA
47. Sacharidy v nukleotidoch DNA
48. Sacharidy v RNA nukleotidoch
49. Iba DNA sa vyznačuje dusíkatým základom
50. Iba RNA sa vyznačuje dusíkatým základom
51. Dvojvláknová nukleová kyselina
52. Jednovláknová nukleová kyselina
56. Adenín je komplementárny
57. Guanín je komplementárny
58. Chromozómy pozostávajú z
59. Existujú celkové typy RNA
60. RNA je v bunke
61. Úloha molekuly ATP
62. Dusíkatá báza v molekule ATP
63. Typ sacharidu ATP

galaktóza, ribóza a deoxyribóza patria do skupiny látok 24. Monomérne polysacharidy 25. Škrob, chitín, celulóza, glykogén patria do skupiny látok 26. Rezervný uhlík v rastlinách 27. Rezervný uhlík u živočíchov 28. Štruktúrny uhlík v rastlinách 29. Štrukturálny uhlík u zvierat 30. Molekuly sú tvorené glycerolom a mastnými kyselinami 31. Energeticky najnáročnejšia organická živina 32. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade bielkovín 33. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade tukov 34. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade uhlíkov 35. Namiesto jednej z mastných kyselín sa na tvorbe molekuly podieľa kyselina fosforečná 36. Fosfolipidy sú súčasťou 37. Monomér bielkovín je 38. Počet druhov aminokyselín kyseliny v zložení bielkovín existuje 39. Proteíny sú katalyzátory 40. Rôzne molekuly bielkovín 41. Okrem enzymatických, jedna z najdôležitejších funkcií bielkovín 42. Tieto organické Najviac látok v bunke je 43. Podľa typu látok sú enzýmy 44. Monomér nukleovej kyseliny 45. Nukleotidy DNA sa môžu navzájom líšiť len 46. Spoločná látka Nukleotidy DNA a RNA 47. Sacharidy v nukleotidoch DNA 48. Sacharidy v nukleotidoch RNA 49. Dusíkatou bázou sa vyznačuje iba DNA 50. Dusíkatá báza sa vyznačuje iba RNA 51. Dvojvláknová nukleová kyselina 52. Jednovláknová nukleová kyselina 53. Typy chemickej väzby medzi nukleotidmi v jednom reťazci DNA 54. Typy chemickej väzby medzi vláknami DNA 55. Dvojitá vodíková väzba v DNA sa vyskytuje medzi 56. Adenín je komplementárny 57 Guanín je komplementárny 58. Chromozómy pozostávajú z 59. Celkovo existuje 60 typov RNA RNA je v bunke 61. Úloha molekuly ATP 62. Dusíkatá báza v molekule ATP 63. Typ sacharidu ATP

A) iba zvieratá
B) iba rastliny
C) iba huby
D) všetky živé organizmy
2) K získavaniu energie pre život tela dochádza v dôsledku:
A) chov
B) dýchanie
C) výber
D) rast
3) Pre väčšinu rastlín, vtákov a zvierat je biotop:
A) zem-vzduch
B) voda
C) iný organizmus
D) pôda
4) Kvety, semená a plody sú charakteristické pre:
A) ihličnaté rastliny
B) kvitnúce rastliny
C) klubové mechy
D) paprade
5) Zvieratá sa môžu rozmnožovať:
A) spory
B) vegetatívne
C) sexuálne
D) delenie buniek
6) Aby ste sa neotrávili, musíte zbierať:
A) mladé jedlé huby
B) huby pozdĺž diaľnic
C) jedovaté huby
D) jedlé prerastené huby
7) Zásoba minerálov v pôde a vode sa dopĺňa v dôsledku životnej činnosti:
A) výrobcovia
B) torpédoborce
C) spotrebitelia
D) všetky odpovede sú správne
8 - Potápka bledá:
A) vytvára na svetle organickú hmotu
B) trávi živiny v tráviacom systéme
C) absorbovať živiny hýfami
D) zachytáva živiny pomocou pseudopodov
9) Vložte prepojenie do napájacieho obvodu a vyberte si z nasledujúcich možností:
Ovos - myš - poštolka - .......
A) jastrab
B) lúčna hodnosť
C) dážďovka
D) prehltnúť
10) Schopnosť organizmov reagovať na zmeny prostredia sa nazýva:
A) výber
B) podráždenosť
C) rozvoj
D) metabolizmus
11) Biotop živých organizmov ovplyvňujú faktory:
A) neživá príroda
B) divoká zver
C) ľudská činnosť
D) všetky vyššie uvedené faktory
12) Neprítomnosť koreňa je typická pre:
A) ihličnaté rastliny
B) kvitnúce rastliny
C) machy
D) paprade
13) Telo protistov nemôže:
A) byť jednobunkový
B) byť mnohobunkový
C) mať orgány
D) neexistuje správna odpoveď
14) V dôsledku fotosyntézy sa tvoria chloroplasty spirogyry (sú:
A) oxid uhličitý
B) voda
C) minerálne soli
D) neexistuje správna odpoveď

Koncom 19. storočia sa vytvoril odbor biológie s názvom biochémia. Študuje chemické zloženie živej bunky. Hlavnou úlohou vedy je poznanie charakteristík metabolizmu a energie, ktoré regulujú životnú aktivitu rastlinných a živočíšnych buniek.

Pojem chemického zloženia bunky

V dôsledku starostlivého výskumu vedci študovali chemickú organizáciu buniek a zistili, že živé bytosti majú vo svojom zložení viac ako 85 chemických prvkov. Niektoré z nich sú navyše povinné pre takmer všetky organizmy, zatiaľ čo iné sú špecifické a nachádzajú sa v konkrétnych biologických druhoch. A tretia skupina chemických prvkov je prítomná v bunkách mikroorganizmov, rastlín a zvierat v pomerne malých množstvách. Chemické prvky v zložení buniek sú najčastejšie vo forme katiónov a aniónov, z ktorých sa tvoria minerálne soli a voda, a tiež sa syntetizujú organické zlúčeniny obsahujúce uhlík: sacharidy, bielkoviny, lipidy.

Organogénne prvky

V biochémii medzi ne patrí uhlík, vodík, kyslík a dusík. Ich celkový obsah v bunke je od 88 do 97 % ostatných chemických prvkov v nej. Dôležitý je najmä uhlík. Všetky organické látky v zložení bunky sú zložené z molekúl obsahujúcich vo svojom zložení atómy uhlíka. Sú schopné sa navzájom spájať, vytvárať reťazce (rozvetvené a nerozvetvené), ako aj cykly. Táto schopnosť atómov uhlíka je základom úžasnej rozmanitosti organických látok, ktoré tvoria cytoplazmu a bunkové organely.

Napríklad vnútorný obsah bunky tvoria rozpustné oligosacharidy, hydrofilné proteíny, lipidy, rôzne typy ribonukleovej kyseliny: transferová RNA, ribozomálna RNA a messengerová RNA, ako aj voľné monoméry – nukleotidy. Má tiež podobné chemické zloženie a obsahuje molekuly deoxyribonukleovej kyseliny, ktoré sú súčasťou chromozómov. Všetky vyššie uvedené zlúčeniny obsahujú atómy dusíka, uhlíka, kyslíka, vodíka. To je dôkazom ich mimoriadne dôležitého významu, pretože chemická organizácia buniek závisí od obsahu organogénnych prvkov, ktoré tvoria bunkové štruktúry: hyaloplazma a organely.

Makronutrienty a ich význam

Chemické prvky, ktoré sú tiež veľmi rozšírené v bunkách rôznych druhov organizmov, sa v biochémii nazývajú makroživiny. Ich obsah v bunke je 1,2 % – 1,9 %. Medzi makroprvky bunky patria: fosfor, draslík, chlór, síra, horčík, vápnik, železo a sodík. Všetky plnia dôležité funkcie a sú súčasťou rôznych bunkových organel. Železný ión je teda prítomný v krvnom proteíne - hemoglobíne, ktorý prenáša kyslík (v tomto prípade sa nazýva oxyhemoglobín), oxid uhličitý (karbohemoglobín) alebo oxid uhoľnatý (karboxyhemoglobín).

Sodíkové ióny zabezpečujú najdôležitejší typ medzibunkového transportu: takzvanú sodíkovo-draslíkovú pumpu. Sú tiež súčasťou intersticiálnej tekutiny a krvnej plazmy. Ióny horčíka sú prítomné v molekulách chlorofylu (fotopigment vyšších rastlín) a podieľajú sa na procese fotosyntézy, keďže tvoria reakčné centrá zachytávajúce fotóny svetelnej energie.

Vápnikové ióny zabezpečujú vedenie nervových impulzov pozdĺž vlákien a sú tiež hlavnou zložkou osteocytov - kostných buniek. Zlúčeniny vápnika sú široko rozšírené vo svete bezstavovcov, ktorých schránky sú zložené z uhličitanu vápenatého.

Ióny chlóru sa podieľajú na nabíjaní bunkových membrán a zabezpečujú výskyt elektrických impulzov, ktoré sú základom nervovej excitácie.

Atómy síry sú súčasťou natívnych proteínov a určujú ich terciárnu štruktúru „zosieťovaním“ polypeptidového reťazca, čo vedie k vytvoreniu globulárnej molekuly proteínu.

Draselné ióny sa podieľajú na transporte látok cez bunkové membrány. Atómy fosforu sú súčasťou takej dôležitej energeticky náročnej látky, akou je kyselina adenozíntrifosforečná, a sú tiež dôležitou zložkou molekúl deoxyribonukleovej a ribonukleovej kyseliny, ktoré sú hlavnými látkami bunkovej dedičnosti.

Funkcie stopových prvkov v bunkovom metabolizme

Asi 50 chemických prvkov, ktoré tvoria menej ako 0,1 % v bunkách, sa nazývajú stopové prvky. Patria sem zinok, molybdén, jód, meď, kobalt, fluór. S malým obsahom plnia veľmi dôležité funkcie, keďže sú súčasťou mnohých biologicky aktívnych látok.

Napríklad atómy zinku sa nachádzajú v molekulách inzulínu (hormón pankreasu, ktorý reguluje hladinu glukózy v krvi), jód je neoddeliteľnou súčasťou hormónov štítnej žľazy tyroxínu a trijódtyronínu, ktoré riadia úroveň metabolizmu v tele. Meď sa spolu s iónmi železa podieľa na hematopoéze (tvorbe erytrocytov, krvných doštičiek a leukocytov v červenej kostnej dreni stavovcov). Ióny medi sú súčasťou hemokyanínového pigmentu prítomného v krvi bezstavovcov, ako sú mäkkýše. Preto je farba ich hemolymfy modrá.

Ešte menší obsah v bunke takých chemických prvkov, ako je olovo, zlato, bróm, striebro. Nazývajú sa ultramikroelementy a sú súčasťou rastlinných a živočíšnych buniek. Napríklad ióny zlata boli detegované v zrnách kukurice chemickou analýzou. Atómy brómu sú vo veľkých množstvách súčasťou buniek talu hnedých a červených rias, ako je sargassum, chaluha, fukus.

Všetky vyššie uvedené príklady a fakty vysvetľujú, ako je chemické zloženie, funkcie a štruktúra bunky vzájomne prepojené. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje obsah rôznych chemických prvkov v bunkách živých organizmov.

Všeobecná charakteristika organických látok

Chemické vlastnosti buniek rôznych skupín organizmov určitým spôsobom závisia od atómov uhlíka, ktorých podiel predstavuje viac ako 50 % bunkovej hmoty. Takmer všetku sušinu bunky predstavujú sacharidy, bielkoviny, nukleové kyseliny a lipidy, ktoré majú zložitú štruktúru a veľkú molekulovú hmotnosť. Takéto molekuly sa nazývajú makromolekuly (polyméry) a pozostávajú z jednoduchších prvkov - monomérov. Proteínové látky zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu a plnia mnoho funkcií, o ktorých bude reč nižšie.

Úloha proteínov v bunke

Zlúčeniny obsiahnuté v živej bunke sú potvrdené vysokým obsahom takých organických látok, ako sú bielkoviny. Pre túto skutočnosť existuje logické vysvetlenie: proteíny vykonávajú rôzne funkcie a podieľajú sa na všetkých prejavoch bunkového života.

Spočíva napríklad v tvorbe protilátok – imunoglobulínov produkovaných lymfocytmi. Ochranné proteíny ako trombín, fibrín a tromboblastín zabezpečujú zrážanie krvi a zabraňujú jej strate pri poraneniach a ranách. Zloženie bunky zahŕňa komplexné proteíny bunkových membrán, ktoré majú schopnosť rozpoznávať cudzie zlúčeniny - antigény. Menia svoju konfiguráciu a informujú bunku o potenciálnom nebezpečenstve (signalizačná funkcia).

Niektoré proteíny plnia regulačnú funkciu a sú to hormóny, napríklad oxytocín, produkovaný hypotalamom, je rezervovaný hypofýzou. Oxytocín, ktorý sa z neho dostáva do krvi, pôsobí na svalové steny maternice, čo spôsobuje jej kontrakciu. Proteín vazopresín má tiež regulačnú funkciu, kontroluje krvný tlak.

Svalové bunky obsahujú aktín a myozín, ktoré sú schopné kontrakcie, čo určuje motorickú funkciu svalového tkaniva. Pre bielkoviny je charakteristický a napríklad albumín využíva embryo ako živinu pre svoj vývoj. Krvné bielkoviny rôznych organizmov, ako je hemoglobín a hemocyanín, nesú molekuly kyslíka – plnia transportnú funkciu. Ak sú energeticky náročnejšie látky ako sacharidy a lipidy plne využité, bunka pristúpi k rozkladu bielkovín. Jeden gram tejto látky dáva 17,2 kJ energie. Jedna z najdôležitejších funkcií proteínov je katalytická (enzýmové proteíny urýchľujú chemické reakcie prebiehajúce v kompartmentoch cytoplazmy). Na základe vyššie uvedeného sme sa presvedčili, že proteíny plnia mnoho veľmi dôležitých funkcií a sú nevyhnutne súčasťou živočíšnej bunky.

Biosyntéza bielkovín

Zvážte proces syntézy proteínov v bunke, ktorý sa vyskytuje v cytoplazme pomocou organel, ako sú ribozómy. Vďaka aktivite špeciálnych enzýmov, za účasti iónov vápnika, sa ribozómy spájajú do polyzómov. Hlavnými funkciami ribozómov v bunke sú syntéza proteínových molekúl, ktorá začína procesom transkripcie. V dôsledku toho sa syntetizujú molekuly mRNA, ku ktorým sú pripojené polyzómy. Potom začína druhý proces – preklad. Transferové RNA sa spájajú s dvadsiatimi rôznymi typmi aminokyselín a privádzajú ich do polyzómov, a keďže funkciami ribozómov v bunke je syntéza polypeptidov, tieto organely tvoria komplexy s tRNA a molekuly aminokyselín sú spojené peptidovými väzbami, čím vzniká makromolekula proteínu.

Úloha vody v metabolických procesoch

Cytologické štúdie potvrdili skutočnosť, že bunka, ktorej štruktúru a zloženie študujeme, pozostáva v priemere zo 70 % z vody a u mnohých živočíchov, ktorí vedú vodný spôsob života (napríklad coelenteráty), jej obsah dosahuje 97 %. -98 %. S ohľadom na to, chemická organizácia buniek zahŕňa hydrofilné (schopné rozpúšťania) a Ako univerzálne polárne rozpúšťadlo zohráva voda výnimočnú úlohu a priamo ovplyvňuje nielen funkcie, ale aj samotnú štruktúru bunky. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje obsah vody v bunkách rôznych druhov živých organizmov.

Funkcia uhľohydrátov v bunke

Ako sme už skôr zistili, k dôležitým organickým látkam - polymérom patria aj sacharidy. Patria sem polysacharidy, oligosacharidy a monosacharidy. Sacharidy sú súčasťou zložitejších komplexov – glykolipidov a glykoproteínov, z ktorých sa budujú bunkové membrány a nadmembránové štruktúry, ako je napríklad glykokalyx.

Medzi sacharidy patria okrem uhlíka aj atómy kyslíka a vodíka a niektoré polysacharidy obsahujú aj dusík, síru a fosfor. V rastlinných bunkách je veľa sacharidov: hľuzy zemiakov obsahujú až 90 % škrobu, semená a plody až 70 % sacharidov a v živočíšnych bunkách sa nachádzajú vo forme zlúčenín ako glykogén, chitín a trehalóza.

Jednoduché cukry (monosacharidy) majú všeobecný vzorec CnH2nOn a delia sa na tetrózy, triózy, pentózy a hexózy. Posledné dve sú najčastejšie v bunkách živých organizmov, napríklad ribóza a deoxyribóza sú súčasťou nukleových kyselín a glukóza a fruktóza sa zúčastňujú asimilačných a disimilačných reakcií. Oligosacharidy sa často nachádzajú v rastlinných bunkách: sacharóza je uložená v bunkách cukrovej repy a cukrovej trstiny, maltóza sa nachádza v naklíčených zrnách raže a jačmeňa.

Disacharidy majú sladkastú chuť a dobre sa rozpúšťajú vo vode. Polysacharidy, ktoré sú biopolymérmi, sú zastúpené najmä škrobom, celulózou, glykogénom a laminarínom. Chitín patrí medzi štruktúrne formy polysacharidov. Hlavnou funkciou sacharidov v bunke je energia. V dôsledku hydrolýzy a reakcií energetického metabolizmu sa polysacharidy štiepia na glukózu a tá sa potom oxiduje na oxid uhličitý a vodu. Výsledkom je, že jeden gram glukózy uvoľní 17,6 kJ energie a zásoby škrobu a glykogénu sú v skutočnosti zásobárňou bunkovej energie.

Glykogén sa ukladá najmä vo svalovom tkanive a pečeňových bunkách, rastlinný škrob - v hľuzách, cibuľkách, koreňoch, semenách a u článkonožcov, ako sú pavúky, hmyz a kôrovce, hrá hlavnú úlohu v zásobovaní energiou oligosacharid trehalóza.

V bunke je ďalšia funkcia sacharidov – stavebná (štrukturálna). Spočíva v tom, že tieto látky sú nosnými štruktúrami buniek. Napríklad celulóza je súčasťou bunkových stien rastlín, chitín tvorí vonkajšiu kostru mnohých bezstavovcov a nachádza sa v bunkách húb, olisacharidy spolu s lipidovými a proteínovými molekulami tvoria glykokalyxu – supramembránový komplex. Poskytuje adhéziu - adhéziu živočíšnych buniek k sebe, čo vedie k tvorbe tkanív.

Lipidy: štruktúra a funkcie

Tieto organické látky, ktoré sú hydrofóbne (nerozpustné vo vode), možno extrahovať, teda extrahovať z buniek, pomocou nepolárnych rozpúšťadiel, ako je acetón alebo chloroform. Funkcie lipidov v bunke závisia od toho, do ktorej z troch skupín patria: tuky, vosky alebo steroidy. Tuky sú najrozšírenejšie vo všetkých typoch buniek.

Živočíchy ich hromadia v podkožnom tukovom tkanive, nervové tkanivo obsahuje tuk vo forme nervov. Hromadí sa aj v obličkách, pečeni, v hmyze – v tukovom tele. Tekuté tuky - oleje - sa nachádzajú v semenách mnohých rastlín: céder, arašidy, slnečnica, oliva. Obsah lipidov v bunkách sa pohybuje od 5 do 90 % (v tukovom tkanive).

Steroidy a vosky sa líšia od tukov tým, že vo svojich molekulách neobsahujú zvyšky mastných kyselín. Steroidy sú teda hormóny kôry nadobličiek, ktoré ovplyvňujú pubertu tela a sú súčasťou testosterónu. Sú tiež súčasťou vitamínov (napríklad vitamínu D).

Hlavné funkcie lipidov v bunke sú energetické, stavebné a ochranné. Prvý je spôsobený tým, že 1 gram tuku pri štiepaní dáva 38,9 kJ energie – oveľa viac ako iné organické látky – bielkoviny a sacharidy. Navyše pri oxidácii 1 g tuku sa uvoľní takmer 1,1 g. voda. Preto niektoré zvieratá, ktoré majú v tele zásoby tuku, môžu byť dlho bez vody. Napríklad gophery môžu hibernovať viac ako dva mesiace bez toho, aby potrebovali vodu, a ťava nepije vodu, keď prechádza púšťou 10-12 dní.

Stavebná funkcia lipidov spočíva v tom, že sú neoddeliteľnou súčasťou bunkových membrán a sú tiež súčasťou nervov. Ochranná funkcia lipidov spočíva v tom, že tuková vrstva pod kožou okolo obličiek a iných vnútorných orgánov ich chráni pred mechanickým poškodením. Špecifická tepelnoizolačná funkcia je vlastná zvieratám, ktoré sú dlho vo vode: veľryby, tulene, kožušinové tulene. Hrubá vrstva podkožného tuku, napríklad u modrej veľryby, je 0,5 m, chráni zviera pred podchladením.

Význam kyslíka v bunkovom metabolizme

Aeróbne organizmy, medzi ktoré patrí prevažná väčšina živočíchov, rastlín a ľudí, využívajú vzdušný kyslík na reakcie energetického metabolizmu vedúce k rozkladu organických látok a uvoľneniu určitého množstva energie nahromadenej vo forme molekúl kyseliny adenozíntrifosforečnej.

Takže pri úplnej oxidácii jedného mólu glukózy, ktorá sa vyskytuje na mitochondriách, sa uvoľní 2800 kJ energie, z čoho 1596 kJ (55%) je uložených vo forme molekúl ATP obsahujúcich makroergické väzby. Tak, hlavná funkcia kyslíka v bunke - implementácia, ktorá je založená na skupine enzymatických reakcií tzv vyskytujúce sa v bunkových organelách - mitochondrie. U prokaryotických organizmov - fototrofných baktérií a siníc - dochádza k oxidácii živín pôsobením kyslíka difundujúceho do buniek na vnútorných výrastkoch plazmatických membrán.

Študovali sme chemickú organizáciu buniek, ako aj procesy biosyntézy bielkovín a funkciu kyslíka v bunkovom energetickom metabolizme.

Živiny - sacharidy, bielkoviny, vitamíny, tuky, stopové prvky, makroživiny- Nachádza sa v potravinách. Všetky tieto živiny sú potrebné na to, aby človek mohol vykonávať všetky životné procesy. Obsah živín v strave je najdôležitejším faktorom pre zostavenie diétneho jedálnička.

V tele živého človeka sa procesy oxidácie všetkého druhu nikdy nezastavia. živiny. Oxidačné reakcie sa vyskytujú pri tvorbe a uvoľňovaní tepla, ktoré človek potrebuje na udržanie životných procesov. Tepelná energia umožňuje svalovému systému pracovať, čo nás vedie k záveru, že čím je fyzická práca náročnejšia, tým viac potravy si telo vyžaduje.

Energetickú hodnotu potravín určujú kalórie. Obsah kalórií v potravinách určuje množstvo energie prijatej telom v procese asimilácie potravy.

1 gram bielkovín v procese oxidácie dáva množstvo tepla 4 kcal; 1 gram sacharidov = 4 kcal; 1 gram tuku = 9 kcal.

Živiny sú bielkoviny.

Proteín ako živina potrebné pre telo na udržanie metabolizmu, svalovej kontrakcie, nervovej dráždivosti, schopnosti rásť, rozmnožovať sa a myslieť. Proteín sa nachádza vo všetkých tkanivách a telesných tekutinách a je základným prvkom. Proteín pozostáva z aminokyselín, ktoré určujú biologický význam proteínu.

Neesenciálne aminokyseliny tvorené v ľudskom tele. Esenciálne aminokyselinyčlovek prijíma zvonka s jedlom, čo naznačuje potrebu kontrolovať množstvo aminokyselín v potravinách. Diétny nedostatok čo i len jednej esenciálnej aminokyseliny vedie k zníženiu biologickej hodnoty bielkovín a môže spôsobiť nedostatok bielkovín, a to aj napriek dostatočnému množstvu bielkovín v strave. Hlavným zdrojom esenciálnych aminokyselín sú ryby, mäso, mlieko, tvaroh, vajcia.

Okrem toho telo potrebuje rastlinné bielkoviny obsiahnuté v chlebe, obilninách, zelenine - poskytujú esenciálne aminokyseliny.

Do tela dospelého človeka by sa denne malo dostať približne 1 g bielkovín na 1 kilogram telesnej hmotnosti. To znamená, že bežný človek s hmotnosťou 70 kg denne potrebuje aspoň 70 g bielkovín, pričom 55 % všetkých bielkovín by malo byť živočíšneho pôvodu. Ak cvičíte, potom by sa množstvo bielkovín malo zvýšiť na 2 gramy na kilogram za deň.

Bielkoviny v správnej strave sú nevyhnutné pre všetky ostatné prvky.

Živiny sú tuky.

Tuky ako živiny sú jedným z hlavných zdrojov energie pre telo, podieľajú sa na procesoch obnovy, keďže sú štrukturálnou súčasťou buniek a ich membránových systémov, rozpúšťajú a pomáhajú pri vstrebávaní vitamínov A, E, D. Okrem toho tuky pomáhajú pri tvorbe imunity a udržiavaní tepla v tele .

Nedostatočné množstvo tuku v tele spôsobuje poruchy činnosti centrálneho nervového systému, zmeny na koži, obličkách a zraku.

Tuk tvoria polynenasýtené mastné kyseliny, lecitín, vitamíny A, E. Bežný človek potrebuje denne asi 80-100 gramov tuku, z toho rastlinného pôvodu by malo byť aspoň 25-30 gramov.

Tuk z potravy dáva telu 1/3 dennej energetickej hodnoty zo stravy; Na 1000 kcal pripadá 37 g tuku.

Potrebné množstvo tuku: srdce, hydina, ryby, vajcia, pečeň, maslo, syr, mäso, masť, mozog, mlieko. Pre telo sú dôležitejšie rastlinné tuky, ktoré obsahujú menej cholesterolu.

Živiny sú sacharidy.

Sacharidy,živina, sú hlavným zdrojom energie, ktorý prináša 50-70% kalórií z celej stravy. Potrebné množstvo sacharidov pre človeka sa určuje na základe jeho aktivity a spotreby energie.

V deň bežného človeka, ktorý sa zaoberá duševnou alebo ľahkou fyzickou prácou, je potrebných asi 300 - 500 gramov sacharidov. S nárastom fyzickej aktivity sa zvyšuje aj denný príjem sacharidov a kalórií. Pre sýtych ľudí možno energetickú náročnosť denného menu znížiť vďaka množstvu sacharidov bez ujmy na zdraví.

Veľa sacharidov sa nachádza v chlebe, cereáliách, cestovinách, zemiakoch, cukre (čisté sacharidy). Nadbytok sacharidov v tele narúša správny pomer hlavných častí potravy, čím narúša metabolizmus.

Živiny sú vitamíny.

vitamíny,ako živiny, nedodávajú telu energiu, no aj tak sú to najdôležitejšie živiny potrebné pre telo. Vitamíny sú potrebné na udržanie vitálnej aktivity tela, reguláciu, usmerňovanie a urýchľovanie metabolických procesov. Takmer všetky vitamíny telo prijíma z potravy a len niektoré si dokáže telo vyrobiť samo.

V zimnom a jarnom období môže dôjsť v organizme k hypoavitaminóze z nedostatku vitamínov v potrave – zvyšuje sa únava, slabosť, apatia, klesá výkonnosť a odolnosť organizmu.

Všetky vitamíny podľa účinku na organizmus sú vzájomne prepojené – nedostatok jedného z vitamínov vedie k poruche metabolizmu iných látok.

Všetky vitamíny sú rozdelené do 2 skupín: vitamíny rozpustné vo vode a vitamíny rozpustné v tukoch.

Vitamíny rozpustné v tukoch - vitamíny A, D, E, K.

Vitamín A- je potrebný pre rast organizmu, zlepšenie jeho odolnosti voči infekciám, udržanie dobrého zraku, stavu pokožky a slizníc. Vitamín A pochádza z rybieho tuku, smotany, masla, vaječného žĺtka, pečene, mrkvy, šalátu, špenátu, paradajok, zeleného hrášku, marhúľ, pomarančov.

vitamín D- je potrebný na tvorbu kostného tkaniva, rast tela. Nedostatok vitamínu D vedie k zhoršeniu vstrebávania Ca a P, čo vedie k rachitike. Vitamín D možno získať z rybieho tuku, vaječného žĺtka, pečene, rybieho kaviáru. Vitamín D sa stále nachádza v mlieku a masle, ale len trochu.

Vitamín K- Potrebné pre tkanivové dýchanie, normálnu zrážanlivosť krvi. Vitamín K je v tele syntetizovaný črevnými baktériami. Nedostatok vitamínu K sa objavuje v dôsledku chorôb tráviaceho systému alebo užívania antibakteriálnych liekov. Vitamín K môžeme získať z paradajok, zelených častí rastlín, špenátu, kapusty, žihľavy.

vitamín E (tokoferol) je potrebný pre činnosť žliaz s vnútornou sekréciou, metabolizmus bielkovín, sacharidov a vnútrobunkový metabolizmus. Vitamín E priaznivo ovplyvňuje priebeh tehotenstva a vývoj plodu. Vitamín E sa získava z kukurice, mrkvy, kapusty, zeleného hrášku, vajec, mäsa, rýb, olivového oleja.

Vitamíny rozpustné vo vode – vitamín C, vitamíny skupiny B.

Vitamín C (askorbový kyselina) - je potrebný pre redoxné procesy v tele, metabolizmus uhľohydrátov a bielkovín, čím sa zvyšuje odolnosť tela voči infekciám. Vitamín C je bohatý na šípky, čierne ríbezle, aróniu, rakytník, egreše, citrusy, kapustu, zemiaky, listovú zeleninu.

Skupina vitamínov B obsahuje 15 vitamínov rozpustných vo vode, ktoré sa podieľajú na metabolických procesoch v tele, procese hematopoézy, hrajú dôležitú úlohu v metabolizme sacharidov, tukov, vody. Vitamíny B stimulujú rast. Vitamíny B získate z pivovarských kvasníc, pohánky, ovsených vločiek, ražného chleba, mlieka, mäsa, pečene, vaječného žĺtka, zelených častí rastlín.

Živiny sú mikroživiny a makroživiny.

Živné minerály sú súčasťou buniek a tkanív tela, podieľajú sa na rôznych metabolických procesoch. Makroelementy sú pre človeka potrebné v pomerne veľkom množstve: Ca, K, Mg, P, Cl, Na soli. Stopové prvky sú potrebné v malých množstvách: Fe, Zn, mangán, Cr, I, F.

Jód možno získať z morských plodov; zinok z obilnín, kvasníc, strukovín, pečene; meď a kobalt sa získavajú z hovädzej pečene, obličiek, vaječného žĺtka, medu. Bobule a ovocie obsahujú veľa draslíka, železa, medi, fosforu.