Conduce la eliberarea de energie în orgonism? Etape ale eliberării de energie liberă în organism Care proces duce la eliberarea de energie

Energia vine sub formă de molecule de proteine, grăsimi și carbohidrați din alimente, unde este convertită. Toată energia este transformată în căldură, care este apoi eliberată în mediu. Căldura este rezultatul final al transformării energiei, precum și o măsură a energiei din organism. Eliberarea de energie în ea are loc ca urmare a oxidării substanțelor în procesul de disimilare. Energia eliberată trece într-o formă accesibilă organismului - energia chimică a legăturilor macroergice ale moleculei ATP. Oriunde se lucrează, legăturile moleculei de ATP sunt hidrolizate. Costurile energetice necesită procese de reînnoire și restructurare a țesuturilor; energia este cheltuită în timpul funcționării organelor; cu toate tipurile de contracție musculară, cu muncă musculară; energia este cheltuită în procesele de sinteză compusi organici, inclusiv enzimele. Nevoile energetice ale țesuturilor sunt acoperite în principal de descompunerea moleculei de glucoză - glicoliză. Glicoliza este un proces enzimatic în mai multe etape în care se eliberează în total 56 kcal. Cu toate acestea, energia în procesul de glicoliză este eliberată nu o dată, ci sub formă de cuante, fiecare dintre ele fiind de aproximativ 7,5 kcal, ceea ce contribuie la includerea sa în legăturile macroergice ale moleculei ATP.

Determinarea cantității de venit și consum de energie

Pentru a determina cantitatea de aflux de energie în organism, este necesar să se cunoască, în primul rând, compoziție chimică gurmand. câte grame de proteine, grăsimi și carbohidrați sunt conținute în produsele alimentare și, în al doilea rând, căldura de ardere a substanțelor. Puterea calorică este cantitatea de căldură care este eliberată în timpul oxidării a 1 gram dintr-o substanță. Când 1 g de grăsime este oxidată, în organism sunt eliberate 9,3 kcal; 1 g de carbohidrați - 4,1 kcal de căldură și 1 g de proteine ​​- 4,1 kcal. Dacă mâncarea, de exemplu, conține 400 g de carbohidrați, atunci o persoană poate obține 1600 kcal. Dar carbohidrații trebuie să dispară cursă lungă transformări înainte ca această energie să devină proprietatea celulelor. Corpul are nevoie de energie tot timpul, iar procesele de disimilare continuă continuu. Își oxidează constant propriile substanțe, iar energie este eliberată.

Consumul de energie în organism este determinat în două moduri. În primul rând, aceasta este așa-numita calorimetrie directă, când, în condiții speciale, se determină căldura pe care organismul o eliberează în mediu. În al doilea rând, este o calorimetrie indirectă. Consumul de energie se calculează pe baza schimbului de gaze izolante: se determină cantitatea de oxigen consumată de organism într-un anumit timp și cantitatea de dioxid de carbon eliberată în acest timp. Deoarece eliberarea de energie are loc ca urmare a oxidării substanțelor la produse finale- dioxid de carbon, apă și amoniac, atunci există o anumită relație între cantitatea de oxigen consumată, energia eliberată și dioxidul de carbon. Cunoscând citirile schimbului de gaze și coeficientul caloric al oxigenului, este posibil să se calculeze consumul de energie al organismului. Coeficientul caloric al oxigenului este cantitatea de căldură eliberată atunci când organismul consumă 1 litru de oxigen. Dacă carbohidrații sunt oxidați, atunci când se absoarbe 1 litru de oxigen, se eliberează 5,05 kcal de energie, dacă grăsimi și proteine, 4,7 și, respectiv, 4,8 kcal. Fiecare dintre aceste substanțe corespunde unei anumite valori a coeficientului respirator, adică. valoarea raportului dintre volumul de dioxid de carbon eliberat într-o anumită perioadă de timp și volumul de oxigen absorbit de organism în această perioadă de timp. Când carbohidrații sunt oxidați, coeficientul respirator este 1, grăsimile - 0,7, proteinele - 0,8. Deoarece descompunerea diferiților nutrienți în organism are loc simultan, valoarea coeficientului respirator poate varia. Valoarea sa medie la om este în mod normal în intervalul 0,83-0,87. Cunoscând valoarea coeficientului respirator, puteți folosi tabele speciale pentru a determina cantitatea de energie eliberată în calorii. După valoarea coeficientului respirator, se poate aprecia și intensitatea cursului proceselor metabolice în general.

BX

În practica clinică, pentru a compara intensitatea metabolismului și a energiei la diferite persoane și pentru a identifica abaterile acesteia de la normă, se determină valoarea metabolismului „de bază”, adică. cantitate minimă energie cheltuită doar pentru menținerea funcției sistem nervos, activitatea inimii, mușchilor respiratori, rinichilor și ficatului în stare de repaus complet. Metabolismul principal este determinat în condiții speciale - dimineața, pe stomacul gol, în decubit dorsal, cu odihnă fizică și psihică completă, nu mai devreme de 12-15 ore după ultima masă, la o temperatură de 18-20 ° C. Metabolismul bazal este cea mai importantă constantă fiziologică a organismului. Valoarea metabolismului de bază este de aproximativ 1100-1700 kcal pe zi, iar pe 1 metru pătrat de suprafață corporală este de aproximativ 900 kcal pe zi. Încălcarea oricăreia dintre aceste condiții modifică valoarea metabolismului bazal, de obicei în direcția creșterii acestuia. Diferențele fiziologice individuale ale ratei metabolice bazale la diferite persoane sunt determinate de greutate, vârstă, înălțime și sex - aceștia sunt factori care determină rata metabolică bazală. Rata metabolică bazală caracterizează nivelul inițial de consum de energie, dar nu poate fi considerată drept „minimă”, deoarece rata metabolică bazală în timpul stării de veghe este oarecum mai mare decât în ​​timpul somnului.

Principiul de măsurare a metabolismului bazal

Pe baza numeroaselor definiții ale metabolismului bazal la om, au fost întocmite tabele cu valorile normale ale acestui indicator în funcție de vârstă, sex și suprafața totală a corpului. În aceste tabele, valorile schimbului principal sunt date în kilocalorii (kcal) per 1 m 2 de suprafață corporală pe 1 oră. Modificările sistemului hormonal al organismului, în special ale glandei tiroide, au o mare influență asupra metabolismului bazal: cu hiperfuncția sa, metabolismul bazal poate depăși nivel normal cu 80%, cu hipofunctie, rata metabolica bazala poate fi sub norma cu 40%. Pierderea funcției glandei pituitare anterioare sau a cortexului suprarenal implică o scădere a metabolismului bazal. Excitarea sistemului nervos simpatic, creșterea producției sau introducerea de adrenalină din exterior cresc metabolismul bazal.

Consumul de energie în timpul funcționării

O creștere a consumului de energie în timpul lucrului se numește creștere a muncii. Consumul de energie va fi cu atât mai mare, cu atât munca depusă este mai intensă și mai grea. Munca mentală nu este însoțită de o creștere a costurilor cu energia. Deci, de exemplu, decizia în minte de dificil probleme de matematică duce la o creștere a consumului de energie de doar câteva procente. Prin urmare, cheltuielile de energie pe zi pentru persoanele cu muncă psihică sunt mai mici decât pentru persoanele angajate în muncă fizică.

funcții îndeplinite, forma 1) Țesuturi; 2) organe; 3) sisteme de organe; 4) un singur organism. A2. În procesul de fotosinteză, plantele 1) Se asigură cu substanțe organice 2) oxidează substanțele organice complexe la cele simple 3) Absorb oxigenul și eliberează dioxid de carbon 4) Consumați energie materie organică. A3. Sinteza și scindarea substanțelor organice au loc în celulă, de aceea se numește o unitate de 1) Structură 2) activitate de viață 3) creștere 4) reproducere. A4. Ce structuri celulare sunt distribuite strict uniform între celulele fiice în timpul mitozei? 1) Ribozomi; 2) mitocondrii; 3) cloroplaste; 4) cromozomi. A5. Deoxiriboza este parte integrantă 1) Aminoacizi 2) proteine ​​3) și ARN 4) ADN. A6. Viruși, pătrunzând în celula gazdă, 1) Se hrănesc cu ribozomi; 2) se stabilesc în mitocondrii; 3) Reproduce materialul lor genetic; 4) Îl otrăvesc cu substanțe nocive formate în timpul metabolismului lor. A7. Care este importanța înmulțirii vegetative? 1) contribuie la creșterea rapidă a numărului de indivizi ai speciei; 2) duce la apariția variabilității vegetative; 3) crește numărul de indivizi cu mutații; 4) duce la diversitatea indivizilor din populație. A8. Ce structuri celulare stochează nutrienți, nu aparțin organelelor? 1) Vacuole; 2) leucoplaste; 3) cromoplaste; 4) incluziuni. A9. Proteina este formată din 300 de aminoacizi. Câte nucleotide sunt într-o genă care servește ca șablon pentru sinteza proteinelor? 1) 300 2) 600 3) 900 4) 1500 А10. Compoziția virusurilor, precum bacteriile, include 1) acizi nucleici și proteine ​​2) glucoză și grăsimi 3) amidon și ATP 4) apă și săruri minerale A11. Într-o moleculă de ADN, nucleotidele cu timină reprezintă 10% din numărul total nucleotide. Câte nucleotide cu citozină sunt în această moleculă? 1) 10% 2) 40% 3) 80% 4) 90% A12. Cel mai mare număr energia este eliberată atunci când o legătură este scindată într-o moleculă de 1) polizaharidă 2) proteină 3) glucoză 4) ATP 2 Opțiunea A1. Datorită proprietății moleculelor de ADN de a se auto-replica 1) Apar mutații 2) apar modificări la indivizi 3) apar noi combinații de gene 4) informațiile ereditare sunt transmise celulelor fiice. A2. Care este semnificația mitocondriilor în celulă 1) transportul și îndepărtarea produșilor finali de biosinteză 2) transformarea energiei substanțelor organice în ATP 3) desfășurarea procesului de fotosinteză 4) sintetizarea carbohidraților A3. Mitoza in organism pluricelular formează baza 1) gametogenezei 2) creșterii și dezvoltării 3) metabolismului 4) proceselor de autoreglare A4. Care sunt bazele citologice ale reproducerii sexuale ale unui organism 1) capacitatea ADN-ului de a se replica 2) procesul de formare a sporilor 3) acumularea de energie de către molecula ATP 4) sinteza matricei a ARNm A5. Cu denaturarea reversibilă a unei proteine, 1) o încălcare a structurii sale primare 2) formarea de legături de hidrogen 3) o încălcare a structurii sale terțiare 4) formarea legături peptidice A6. În procesul de biosinteză a proteinelor, moleculele de ARNm transferă informații ereditare 1) de la citoplasmă la nucleu 2) o celulă la alta 3) nuclee la mitocondrii 4) nuclee la ribozomi. A7. La animale, în procesul de mitoză, spre deosebire de meioză, se formează celule 1) somatice 2) cu o jumătate de set de cromozomi 3) sex 4) spori. A8. În celulele vegetale, spre deosebire de celulele oamenilor, animalelor, ciupercilor, are loc A) excreția 2) nutriția 3) respirația 4) fotosinteza A9. Faza de diviziune în care cromatidele diverg către diferiți poli ai celulei 1) anafaza 2) metafaza 3) profaza 4) telofaza A10. Are loc atașarea fibrelor fusului de cromozomi 1) Interfaza; 2) profaza; 3) metafaza; 4) anafaza. A11. Oxidarea substanțelor organice cu eliberarea de energie în celulă are loc în procesul de 1) biosinteză 2) respirație 3) excreție 4) fotosinteză. A12. Cromatidele fiice în procesul de meioză diverg către polii celulei în 1) Metafaza primei diviziuni 2) Profaza celei de-a doua diviziuni 3) Anafaza a doua diviziune 4) Telofaza primei diviziuni

Alegeți un răspuns: a. mitocondriile și plastidele b. membrana plasmatica c. substanță nucleară fără înveliș d. mulți lizozomi mari Participa la aportul și mișcarea substanțelor în celulă Selectați unul sau mai multe răspunsuri: a. reticulul endoplasmatic b. ribozomi c. parte lichidă a citoplasmei d. membrana plasmatica e. centriolii centrului celular Ribozomii sunt Selectați un răspuns: a. doi cilindri cu membrană b. corpuri membranoase rotunjite c. complex de microtubuli d. două subunităţi nemembranare celula plantei spre deosebire de un animal are Alegeți un răspuns: a. mitocondriile b. plastide c. membrana plasmatica d. Aparatul Golgi Molecule mari de biopolimeri intră în celulă prin membrană Selectați un răspuns: a. prin pinocitoză b. prin osmoză c. prin fagocitoză d. prin difuzie Când structura terţiară şi cuaternară a moleculelor proteice din celulă încetează să mai funcţioneze Selectaţi un răspuns: a. enzime b. carbohidrați c. ATP d. lipide Textul întrebării

Care este relația dintre plastic și metabolismul energetic

Alegeți un răspuns: a. schimbul de energie furnizează oxigen pentru plastic b. schimbul de plastic furnizează materie organică pentru energie c. schimbul plastic furnizează molecule de ATP pentru energie d. metabolismul plasticului furnizează minerale pentru energie

Câți molecule de ATP stocate în timpul glicolizei?

Alegeți un răspuns: a. 38 b. 36 c. 4 d. 2

În reacțiile fazei întunecate a fotosintezei implicate

Alegeți un răspuns: a. oxigen molecular, clorofilă și ADN b. dioxid de carbon, ATP și NADPH2 c. apă, hidrogen și ARNt d. monoxid de carbon, oxigen atomic și NADP+

Asemănarea chimiosintezei și a fotosintezei este aceea în ambele procese

Alegeți un răspuns: a. privind formarea substantelor organice se foloseste energie solara b. energia eliberată în timpul oxidării este folosită pentru a forma substanțe organice substante anorganice c. substanțele organice se formează din substanțe anorganice d. se formează aceiaşi produşi metabolici

Informațiile despre secvența de aminoacizi dintr-o moleculă de proteină sunt rescrise în nucleu de la moleculă de ADN la moleculă

Alegeți un răspuns: a. ARNr b. ARNm c. ATP d. ARNt Care secvență reflectă corect modul de realizare informatii genetice Alegeți un răspuns: a. trăsătură --> proteină --> ARNm --> genă --> ADN b. genă --> ADN --> trăsătură --> proteină c. genă --> ARNm --> proteină --> trăsătură d. ARNm --> genă --> proteină --> trăsătură

Întregul set reacții chimiceîntr-o celulă numită

Alegeți un răspuns: a. fermentare b. metabolismul c. chimiosinteză d. fotosinteză

Sensul biologic al nutriției heterotrofice este

Alegeți un răspuns: a. consum compuși anorganici b. sinteza ADP și ATP c. obținerea materialelor de construcție și a energiei pentru celule d. sinteza compușilor organici din anorganici

Toate organismele vii în procesul vieții folosesc energie, care este stocată în substanțe organice create din substanțe anorganice

Alegeți un răspuns: a. plante b. animale c. ciuperci d. virusuri

În procesul de schimb plastic

Alegeți un răspuns: a. carbohidrații mai complecși sunt sintetizați din mai puțin complecși b. grăsimile sunt transformate în glicerol și acizi grași c. proteinele sunt oxidate pentru a forma dioxid de carbon, apă, substanțe care conțin azot d. eliberarea de energie și sinteza ATP

Principiul complementarității stă la baza interacțiunii

Alegeți un răspuns: a. nucleotidele și formarea unei molecule de ADN dublu catenar b. aminoacizi și formarea structurii primare a proteinei c. glucoză și formarea unei molecule de polizaharidă de celuloză d. glicerol și acizi grași și formarea unei molecule de grăsime

Importanța metabolismului energetic în metabolismul celular constă în faptul că asigură reacții de sinteză

Alegeți un răspuns: a. acizi nucleici b. vitaminele c. enzime d. molecule de ATP

Defalcarea enzimatică a glucozei fără participarea oxigenului este

Alegeți un răspuns: a. schimb plastic b. glicoliza c. etapa pregătitoare a schimbului d. oxidare biologică

Descompunerea lipidelor în glicerol și acizi grași are loc în

Alegeți un răspuns: a. stadiul de oxigen al metabolismului energetic b. procesul de glicoliză c. cursul schimbului plastic d. etapa pregătitoare a metabolismului energetic

A) Toate organismele vii sunt formate din celule.
B) învelișul celulei fungice este format din chitină, ca și scheletul exterior al artropodelor
C) celulele animale nu conțin plastide
D) un spor bacterian este o singură celulă specializată
Apa din celulă îndeplinește funcția: A) transport, solvent
B) energie C) catalitică D) informaţie
ARN este:
A) un lanț polinucleotidic sub formă dublu helix, ale căror lanțuri sunt legate prin legături de hidrogen B) o nucleotidă care conține două legături bogate în energie
C) o catenă de polinucleotidă sub formă de helix monocatenar
D) un lanț polinucleotidic format din diverși aminoacizi
Sinteza moleculelor de ATP are loc în:
A) ribozomi B) mitocondrii C) aparat Golgi D) ER
Celulele procariote diferă de celulele eucariote prin faptul că:
A) dimensiuni mai mari B) lipsa nucleului
C) prezența unei cochilii D) prezența acizi nucleici
Mitocondriile sunt considerate puterile celulei deoarece:
A) descompun substanțele organice cu eliberare de energie
B) depozitează nutrienți
C) în ele se formează substanțe organice D) transformă energia luminii
Valoarea metabolismului în celulă este:
A) furnizarea celulei cu material de construcție și energie
B) transferul de informații ereditare de la organismul mamă la fiică
C) distribuția uniformă a cromozomilor între celulele fiice
D) asigurarea interconexiunilor celulelor din organism
Rolul ARNm în sinteza proteinelor este:
A) asigurarea stocării informaţiilor ereditare B) asigurarea energiei celulei
C) asigurarea transferului informaţiei genetice de la nucleu la citoplasmă
Restaurarea setului diploid de cromozomi din zigot - prima celulă a unui nou organism - are loc ca urmare a:
A) meioza B) mitoza C) fertilizarea D) metabolismul
„Genele situate pe același cromozom sunt moștenite împreună” este formularea:
A) Regulile dominante ale lui G. Mendel B) Legea moștenirii legate de T. Morgan
C) legea diviziunii a lui G. Mendel D) legea succesiune independentă semnele lui G. Mendel
Codul genetic este:
A) un segment al unei molecule de ADN care conține informații despre structura primara o proteină
B) secvența resturilor de aminoacizi dintr-o moleculă de proteină
C) secvența de nucleotide din molecula de ADN, care determină structura primară a tuturor moleculelor de proteine
D) informații codificate în t-ARN despre structura primară a proteinei
Totalitatea genelor unei populații, specii sau alt grup sistematic se numește:
A) genotip B) fenotip C) cod genetic D) fondul genetic
Variabilitatea care apare sub influența factorilor de mediu și nu afectează cromozomii și genele se numește: A) ereditară B) combinativă
C) modificare D) mutație
Formarea de noi specii în natură are loc ca urmare a:
A) dorinta indivizilor de autoperfectionare
B) conservarea preferenţială ca urmare a luptei pentru existenţă şi selecţie naturală a indivizilor cu modificări ereditare utile:
C) selecția și conservarea de către om a indivizilor cu modificări ereditare benefice
D) supraviețuirea indivizilor cu o varietate de modificări ereditare
Procesul de conservare din generație în generație a indivizilor cu modificări ereditare utile pentru oameni se numește: A) selecție naturală
B) variabilitate ereditară C) lupta pentru existență D) selecție artificială
Determinați dintre modificările evolutive numite aromorfoze:
A) formarea membrelor de tip săpat într-o aluniță
B) apariția unei culori protectoare la omidă
C) apariţia respiraţiei pulmonare la amfibieni D) pierderea membrelor la balene
Dintre factorii enumerați ai evoluției umane, cei biologici includ:
A) selecția naturală B) vorbirea C) stilul de viață social D) munca
Scrieți literele din succesiunea care reflectă etapele evoluției umane: A) Cro-Magnons B) Pithecanthropes C) Neanderthalieni D) Australopithecus
Toate componentele natura neînsuflețită(lumina, temperatura, umiditatea, compoziția chimică și fizică a mediului), care afectează organismele, populațiile, comunitățile, se numesc factori:
A) antropic B) abiotic C) limitativ D) biotic
Animalele, ciupercile sunt clasificate drept heterotrofe, deoarece:
A) ei înșiși creează substanțe organice din substanțe anorganice B) folosesc energia luminii solare C) se hrănesc cu substanțe organice gata preparate D) se hrănesc cu minerale
Biogeocenoza este:
A) o comunitate artificială creată ca urmare a activităților umane
B) un complex de specii interdependente care trăiesc într-o anumită zonă cu omogene conditii naturale
C) totalitatea tuturor organismelor vii de pe planetă
D) o înveliș geologic locuit de organisme vii
Forma de existență a unei specii, care îi asigură adaptabilitatea la viață în anumite condiții, este:
A) individ B) turmă C) colonie D) populație

se acumulează în

A
– cloroplaste B – nucleul C – leucoplaste D – cromoplaste
2. Citoplasma nu funcționează
funcţie

A
– mișcarea substanțelor B – interacțiuni ale tuturor organitelor

ÎN
- putere G - protectie
3. De rezervă
nutrienții și produsele de degradare se acumulează în celulele vegetale în

A
– lizozomi B – cloroplaste C – vacuole D – nucleu
4. Proteine,
grăsimile și carbohidrații sunt oxidați pentru a elibera energie în

A
– mitocondriile B – leucoplaste

ÎN
– reticul endoplasmatic D – complex Golgi
5. „Asamblare”
ribozomul are loc în

A
- reticulul endoplasmatic B - complexul Golgi

ÎN
- citoplasma D - nucleoli
6. Pe suprafața reticulului endoplasmatic neted se sintetizează molecule A - săruri minerale B - nucleotide C - glucide, lipide D - proteine
7. A - lizozomi B - microtubuli C - mitocondrii D - ribozomi sunt situati pe suprafata reticulului endoplasmatic rugos
8. Eucariotele sunt organisme care au A - plastide B - flageli C - membrana celulara D - nucleu format
9. Celula este unitatea structurală de bază a tuturor organismelor, deoarece A - reproducerea organismelor se bazează pe diviziunea celulară B - reacțiile metabolice apar în celula C - diviziunea celulară stă la baza creșterii organismului D - toate organismele constau din celule
10. A - citoplasma B - centrul celular C - reticulul endoplasmatic D - vacuola este implicată în formarea fusului de diviziune

Toate substanțele alimentare au o anumită cantitate de energie. Corpul este numit transformator de energie, deoarece în el au loc constant transformări specifice ale nutrienților, ducând la eliberarea energiei și la trecerea acesteia de la un tip la altul.

Se numește raportul dintre cantitatea de energie primită din alimente și cantitatea de energie cheltuită echilibrul energetic al organismului. Pentru a-l studia, este necesar să se determine valoarea energetică a alimentelor.

Studiile au arătat că fiecare gram de polizaharide și proteine ​​furnizează 17,2 kJ. Odată cu descompunerea grăsimilor, se eliberează 38,96 kJ. Rezultă că valoarea energetică a diferiților nutrienți nu este aceeași și depinde de ce substanțe nutritive sunt conținute într-o anumită substanță. Deci, de exemplu, valoarea energetică a nucilor este de 2723,5 kJ, unt - 3322,2 kJ etc. Valoarea energetică a nutrienților nu coincide întotdeauna cu valoarea lor fiziologică, deoarece aceasta din urmă este încă determinată de capacitatea de asimilare. Nutrienții de origine animală sunt absorbiți mai bine decât cei de origine vegetală.

Metode de determinare a metabolismului.

Cantitatea de energie eliberată în organism depinde de transformările chimice ale substanțelor din acesta, adică. din procesele metabolice. Rezultă că cantitatea de căldură eliberată de organism poate servi ca indicator al metabolismului. Determinarea cantității de căldură, de ex. cantitatea de calorii alocată de organism, dă cantitatea totală de transformări energetice sub forma unui rezultat termic final. Această metodă de determinare a energiei se numește calorimetrie directă. Determinarea numărului de calorii prin metodă calorimetria directa produs folosind o cameră calorimetrică sau calorimetru. Această metodă de determinare a bilanţului energetic este laborioasă.

Toate aceste definiții pot fi simplificate prin studierea schimbului de gaze. Se numește determinarea cantității de energie eliberată de organism, folosind studiul schimbului de gaze calorimetrie indirectă. Știind că întreaga cantitate de energie eliberată în organism este rezultatul descompunerii proteinelor, grăsimilor și carbohidraților, știind, de asemenea, câtă energie este eliberată în timpul descompunerii acestor substanțe și câte dintre ele au fost descompuse într-o anumită perioadă de timp. timp, puteți calcula cantitatea de energie eliberată. Pentru a determina ce substanțe au suferit oxidare în organism - proteine, grăsimi sau carbohidrați, calculați coeficientul respirator. Coeficientul respirator este raportul dintre volumul de dioxid de carbon eliberat și volumul de oxigen absorbit. Coeficientul respirator este diferit în oxidarea proteinelor, grăsimilor și carbohidraților. Formula generală pentru descompunerea carbohidraților este exprimată prin următoarea ecuație:

(C 6 H 10 O 5) n + 6 n O 2 \u003d 6 n CO 2 + 5 n H 2 O.

Prin urmare, CO 2 /O 2 = 6/6 = 1.

Pentru grăsimi, coeficientul respirator este de 0,7.

Cunoscând valoarea coeficientului respirator, se poate determina din tabele echivalentul termic al oxigenului, care se referă la cantitatea de energie eliberată pe litru de oxigen consumat. Echivalentul termic al oxigenului nu este același la sensuri diferite frecvența respiratorie. Pentru a determina cantitatea de oxigen consumată și dioxidul de carbon eliberat, se utilizează metoda Douglas-Holden. Subiectul ia piesa bucală în gură, închide nasul și tot aerul expirat într-o anumită perioadă de timp este colectat într-o pungă de cauciuc. Volumul aerului expirat se măsoară cu ajutorul unui ceas cu gaz. Se prelevează o probă de aer din pungă și se determină în ea conținutul de oxigen și dioxid de carbon; aerul inhalat conține o anumită cantitate din ele. De aici, din diferența procentuală se calculează cantitatea de oxigen consumată, dioxidul de carbon eliberat și coeficientul respirator. Apoi se găsește echivalentul termic al oxigenului corespunzător valorii acestuia, care se înmulțește cu numărul de litri de oxigen consumați. În acest caz, valoarea de schimb se obține pentru perioada de timp în care s-a făcut determinarea schimbului de gaze. Apoi traduceți această valoare într-o zi.

Metabolismul de bază și general.

Distingeți metabolismul general și metabolismul în repaus complet. Metabolismul în repaus se numește principal. Se determină în următoarele condiții: o persoană primește ultima masă cu 12 ore înainte de experiment. Subiectul este asezat in pat si dupa 30 de minute incepe determinarea schimbului de gaze. În aceste condiții, energia este cheltuită pentru munca inimii, respirație, menținerea temperaturii corpului etc. Dar această cheltuială de energie este mică. Principalele costuri în determinarea metabolismului bazal sunt asociate cu procese chimice care au loc întotdeauna în celulele vii. Rata metabolică bazală variază de la 4200 la 8400 kJ pe zi pentru bărbați și de la 4200 la 7140 kJ pentru femei.

Metabolismul poate varia semnificativ în diferite condiții. Deci, de exemplu, în timpul somnului, schimbul este mult mai mic. Intensitatea metabolismului de bază în timpul somnului scade cu 8-10% comparativ cu studiul în timpul stării de veghe. În timpul muncii, cu încărcare musculară, dimpotrivă, schimbul crește semnificativ. Creșterea metabolismului este cu atât mai semnificativă, cu atât sarcina musculară a fost mai intensă. În acest sens, lucrătorii de diverse profesii cheltuiesc cantități inegale de energie pe zi (de la 12.600 la 21.000 kJ). Munca mentală determină o ușoară creștere a metabolismului: doar 2-3%. Orice entuziasm emoțional duce inevitabil la o creștere a metabolismului. Metabolismul se modifică și sub influența aportului alimentar. După masă, metabolismul crește cu 10-40%. Efectul alimentelor asupra metabolismului nu depinde de activitatea tractului gastrointestinal, ci se datorează efectului specific al alimentelor asupra metabolismului. În acest sens, se obișnuiește să se vorbească despre efectul dinamic specific al alimentelor asupra metabolismului, adică prin aceasta creșterea sa după masă.

Testare pe tema „Metabolism. Piele. Izolare” clasa a 8-a

1. Ce proces este tipic pentru toate organismele vii?

1) fotosinteza

2) metabolism

3) mișcare activă

4) alimentația cu substanțe organice gata preparate

2. Conduce la eliberarea de energie în organism

1) formarea compușilor organici

2) difuzia substantelor prin membranele celulare

3) oxidarea substanțelor organice din celulele corpului

4) descompunerea oxihemoglobinei în oxigen și hemoglobină

3. Ce literă din figură indică organul în care glucoza este transformată în glicogen? 1) A 2) B 3) C 4) D

4. Ce se întâmplă în procesul de respirație în celulele vegetale,

animale si oameni?

1) formarea substanţelor organice

din anorganic

2) mișcarea substanțelor organice și anorganice

3) oxidarea substanţelor organice cu eliberare de energie

4) eliberarea de oxigen din organism

5. Cu o lipsă de vitamina C în organism,

1) o deteriorare accentuată a vederii

6. Principala sursă de energie pentru organism este procesul

1) selecție

2) respirație

3) absorbtia substantelor din mediu inconjurator

4) mișcarea substanțelor în organism

7. Funcția excretorie în corpul uman și la mamifere este îndeplinită de

1) rinichi, piele și plămâni

2) mare și rect

3) ficatul și stomacul

4) glandele salivare și lacrimale

8. Rolul respiraţiei în viaţa organismelor este

1) formarea şi depunerea substanţelor organice

2) absorbția dioxidului de carbon din mediu

3) eliberarea energiei necesare activității lor vitale

4) absorbția substanțelor organice din mediu

9. Esența funcției excretoare la animale și la oameni este îndepărtarea din organism

1) dioxid de carbon

2) resturi alimentare nedigerate

4) substanțe formate în glandele sebacee

10. Multe procese care au loc în celulă (diviziune, mișcare etc.) au loc cu cheltuirea energiei, care este eliberată ca rezultat

1) respirația celulară

2) biosinteză

3) regenerarea părților deteriorate ale celulei

4) îndepărtarea produselor metabolice din celulă

11. Produșii finali ai metabolismului se formează în

3) celule și țesuturi

4) organele digestive

12. Produsele finale ale metabolismului trebuie îndepărtate din corpul uman, așa cum ei

1) poate încetini procesul de digestie

2) acumularea în țesuturi, poate provoca otrăvire a organismului

3) provoacă inhibiție în celulele nervoase

4) afectează aciditatea sucului gastric

13. Ca sursă de energie în procesul de activitate vitală a organismului, în primul rând,

1) carbohidrați

4) acizi nucleici

14. Vitaminele sunt implicate în formarea a ce substanțe?

1) enzime

2) hormoni

3) anticorpi

4) hemoglobina

15. Metabolismul și conversia energiei este un semn prin care se poate distinge

1) plante inferioare de sus

2) trăind din neviu

3) organisme unicelulare din pluricelular

4) animale de la oameni

16. Utilizarea celulelor umane și animale

1) hormoni și vitamine

2) apă și dioxid de carbon

3) substanțe anorganice

4) proteine, grăsimi și carbohidrați

17. Metabolismul și conversia energiei -

1) baza variabilității organismelor

2) principalul semn al vieții

3) reacția organismului la influența mediului

4) un semn inerent tuturor corpurilor naturii vii și neînsuflețite

18. Excesul de zahăr în sânge și urină indică tulburări de activitate.

1) glanda tiroidă

3) pancreasul

4) glandele suprarenale

19. Procesele de oxidare și sinteză a noilor molecule de substanțe organice se manifestă la nivelul organizării naturii vii.

1) specie

2) biosferic

3) celular

4) organismic

20. Cu o lipsă de vitamina A în organism,

1) o deteriorare accentuată a vederii

2) sângerare a gingiilor, inflamație a mucoaselor

3) curbura oaselor membrelor

4) încălcarea metabolismului carbohidraților și proteinelor

21. Carbohidrații și grăsimile nu pot înlocui proteinele din dietă, deoarece nu conțin atomi.

1) carbon

3) oxigen

4) hidrogen

22. În procesul de biosinteză în celulă,

1) oxidarea substanţelor organice

2) furnizarea de oxigen și eliminarea dioxidului de carbon

3) formarea de substanțe organice mai complexe din mai puțin complexe

4) descompunerea amidonului în glucoză

23. Oxidarea substanţelor organice din celule contribuie la

1) eliberare de energie

2) măcinarea alimentelor care intră în organism

3) acumularea de oxigen în organism

4) formarea substanţelor organice specifice unui organism dat

24. În procesul de metabolism energetic se sintetizează molecule

1) proteine ​​2) grăsimi 3) carbohidrați 4) ATP

25. Metabolismul și transformarea energiei este un semn

1) caracteristică corpurilor de natură animată și neînsuflețită

2) prin care se poate distinge viu de neviu

3) prin care se disting organismele unicelulare de
pluricelular

4) caracteristic numai pentru corpurile de natură neînsuflețită

26. Notați literele care indică elementele răspunsului corect la întrebarea: ce produse finite se formează în timpul oxidării proteinelor în celulele corpului?

a) aminoacizi

B) glucoza

B) glicerina

d) dioxid de carbon

E) amoniac

27. Notează literele care indică elementele răspunsului corect la întrebare:

Ce alimente sunt bogate în vitamina A?

a) morcovi

B) coacaze negre

D) unt

E) spanac

28. Stabiliți o corespondență între semnul schimbului de ve

creaturilor și apariția ei la om. Semne ale metabolismului

1) oxidarea substanţelor

2) sinteza substanţelor

3) stocarea energiei

4) consumul de energie

5) participarea ribozomilor

6) participarea mitocondriilor

29. Copiii dezvoltă rahitism cu o lipsă de:

1) mangan și fier 3) cupru și zinc

2) calciu și fosfor 4) sulf și azot

30. Boala „orbirea nocturnă” apare cu deficiență de vitamine:

1) B 2) A 3) C 4) PP

31. Schimbul plastic constă în principal din reacții:

1) descompunerea materiei organice

2) descompunerea substanţelor anorganice

3) sinteza substanţelor organice

4) sinteza substanţelor anorganice

32. Principala sursă de energie pentru contracția musculară este deteriorarea:

1) proteine ​​2) glicogen 3) grăsimi 4) hormoni

33. Dermul face parte din:

1) piele 2) sistem nervos 3) sistem excretor

4) sistemul endocrin

34. Urina primară este un lichid care intră

1) din capilarele sanguine în cavitatea capsulei tubului renal

2) de la cavitatea tubului renal la vasele de sânge adiacente

3) de la nefron la pelvisul renal

4) de la pelvisul renal la uretere

35. Pielea îndeplinește o funcție excretorie cu ajutorul
1) păr 2) capilare 3) glandele sudoripare 4) glandele sebacee

36. Vitaminele în corpul uman și animal

1) reglează furnizarea de oxigen

2) influențează creșterea, dezvoltarea, metabolismul

3) provoacă formarea de anticorpi

4) crește viteza de formare și dezintegrare a oxihemoglobinei

37. Pâinea neagră este o sursă de vitamine
1) A 2) B 3) C 4) D

38. Compoziția pigmentului vizual conținut în celulele fotosensibile ale retinei include vitamina

1. caracteristici generale metabolismul în organism.

2. Metabolismul proteinelor.

3. Metabolismul grăsimilor.

4. Metabolismul glucidelor.

SCOP: Prezentarea schemei generale a metabolismului în organism, metabolismul proteinelor, grăsimilor, glucidelor și manifestărilor patologiei acestor tipuri de metabolism.

1. Odată ajunse în organism, moleculele alimentare sunt implicate în multe reacții diferite. Aceste reacții, precum și alte manifestări chimice ale activității vitale, se numesc metabolism sau metabolism. Nutrienții sunt folosiți ca materii prime pentru sinteza de noi celule sau sunt oxidați, furnizând energie organismului.O parte din această energie este necesară pentru construcția continuă a noilor componente tisulare, cealaltă este consumată în procesul de funcționare a celulelor: în timpul mușchilor. contracție, transmisie impulsuri nervoase, secretia de produse celulare. Restul energiei este eliberată sub formă de căldură.

Procesele metabolice sunt împărțite în anabolice și catabolice. Anabolism (asimilare) – procese chimice în care substanțe simple se combină între ele pentru a forma altele mai complexe, ceea ce duce la acumularea de energie, construirea unei noi protoplasme și creșterea. Catabolism (disimilare) - scindare substanțe complexe, ducând la eliberarea de energie, în timp ce distrugerea protoplasmei și cheltuirea substanțelor sale.

Esența metabolismului: 1) aportul diferiților nutrienți din mediul extern; 2) asimilarea și utilizarea lor în procesul vieții ca surse de energie și material pentru construirea țesuturilor; 3) eliberarea produselor metabolice formate în exterior. mediu inconjurator.

Funcții specifice ale metabolismului: 1) extragerea energiei din mediu sub formă de energie chimică a substanțelor organice; 2) transformarea substanțelor exogene în blocuri de construcție, adică precursori ai componentelor macromoleculare ale celulei; 3) asamblarea proteinelor, nucleice. acizi și alte componente celulare din aceste blocuri; 4) sinteza și distrugerea biomoleculelor necesare îndeplinirii diferitelor funcții specifice unei celule date.

2. Metabolismul proteic - un set de procese plastice și energetice de transformare a proteinelor în organism, inclusiv schimbul de aminoacizi și produsele lor de degradare. Proteinele - baza tuturor structurilor celulare, sunt purtătorii materiale ai vieții. Biosinteza proteinelor determină creșterea, dezvoltarea și auto-reînnoirea tuturor elemente structuraleîn organism și astfel fiabilitatea lor funcțională. Necesarul zilnic de proteine ​​(optim de proteine) pentru un adult este de 100-120 g (cu o cheltuială energetică de 3000 kcal/zi). Toți aminoacizii (20) trebuie să fie la dispoziția organismului într-un anumit raport și cantitate, altfel proteina nu poate fi sintetizată. Mulți aminoacizi proteici (valină, leucină, izoleucină, lizină, metionină, treonină, fenilalanină, triptofan) nu pot fi sintetizați în organism și trebuie aprovizionați cu alimente (aminoacizi esențiali). Alți aminoacizi pot fi sintetizați în organism și sunt numiți neesențiali (histidină, glicocol, glicină, alanină, acid glutamic, prolină, hidroxiprolină, serie, tirozină, cisteină, arginină,). Proteinele se împart în biologic complet (cu un set complet de toate aminoacizi esentiali) și defecte (în absența unuia sau mai multor aminoacizi esențiali).

Principalele etape ale metabolismului proteinelor: 1) descompunerea enzimatică a proteinelor alimentare în aminoacizi și absorbția acestora din urmă; 2) transformarea aminoacizilor; 3) biosinteza proteinelor; 4) descompunerea proteinelor; 5) formarea produselor finite ale descompunerii aminoacizilor.

După ce au fost absorbiți în capilarele sanguine ale vilozităților membranei mucoase a intestinului subțire, aminoacizii intră în vena portă în flux, unde sunt imediat utilizați sau reținuți ca o mică rezervă. Unii dintre aminoacizi rămân în sânge și pătrund în alte celule ale corpului, unde sunt încorporați în noi proteine. Proteinele corpului sunt descompuse și sintetizate în mod continuu (perioada de reînnoire a proteinei totale din organism este de 80 de zile). Dacă hrana conține mai mulți aminoacizi decât este necesar pentru sinteza proteinelor celulare, enzimele hepatice despart grupările amino NH2 din ele, de exemplu. produce dezaminare. Alte enzime, care conectează grupările amino care au fost scindate cu CO2, formează uree din acestea, care este transferată împreună cu sângele în rinichi și excretată în urină. Proteinele nu sunt depuse în depozit, astfel încât proteinele pe care organismul le consumă după epuizarea carbohidraților și grăsimilor nu sunt de rezervă, ci enzime și proteine ​​structurale celule.

Tulburările metabolismului proteinelor din organism pot fi cantitative și calitative. Modificările cantitative ale metabolismului proteinelor sunt judecate de echilibrul de azot, adică. în funcție de raportul dintre cantitatea de azot care intră în organism cu alimente și este excretat din acesta. În mod normal, la un adult cu o alimentație adecvată, cantitatea de azot introdusă în organism este egală cu cantitatea excretată din organism (bilanțul de azot). Când aportul de azot depășește excreția acestuia, se vorbește despre un bilanț pozitiv de azot, iar azotul este reținut în organism. Se observă în perioada de creștere a corpului, în timpul sarcinii, în perioada de recuperare.Când cantitatea de azot excretată din organism depășește cantitatea primită, se vorbește de un bilanț negativ de azot.Se remarcă cu o scădere semnificativă a conținutului de proteine ​​în alimente (foamete de proteine).

3. Metabolismul grăsimilor - un set de procese de transformare a lipidelor (grăsimilor) din organism. Grăsimile sunt un material energetic și plastic, fac parte din învelișul și citoplasma celulelor. O parte din grăsime se acumulează sub formă de rezerve (10-30% din greutatea corporală). Cea mai mare parte a grăsimilor sunt lipide neutre (trigliceride ale acizilor oleic, palmitic, stearic și alți acizi grași superiori). Necesarul zilnic de grăsimi pentru un adult este de 70-100 g. Valoarea biologică a grăsimilor este determinată de faptul că unii acizi grași nesaturați (linoleic, linolenic, arahidonic), necesari vieții, sunt indispensabili (necesarul zilnic 10-12 g). ) și nu se pot forma în corpul uman din alți acizi grași, deci trebuie aprovizionați cu alimente (grăsimi vegetale și animale).

Principalele etape ale metabolismului grăsimilor: 1) descompunerea enzimatică a grăsimilor alimentare din tractul gastrointestinal în glicerol și acizi grași și absorbția acestora din urmă în intestinul subțire; 2) formarea lipoproteinelor în mucoasa intestinală și în ficat și transportul lor prin sânge; 3) hidroliza acestor compuși la suprafață membranele celulare enzima lipoprotein lipaza, absorbția acizilor grași și a glicerolului în celule, unde sunt utilizate pentru a sintetiza propriile lipide ale celulelor organelor și țesuturilor. După sinteză, lipidele pot suferi oxidare, eliberând energie și, în cele din urmă, se pot transforma în dioxid de carbon și apă (100 g de grăsime dau 118 g de apă atunci când sunt oxidate). Grăsimea poate fi transformată în glicogen și apoi poate suferi procese oxidative similare cu metabolismul carbohidraților. Cu un exces, grăsimea se depune sub formă de rezerve în țesutul subcutanat, epiploonul mai mare, în jurul unor organe interne.

Odată cu alimentele bogate în grăsimi, vine o anumită cantitate de lipoide (substanțe asemănătoare grăsimilor) - fosfatide și steroli. Fosfatidele sunt necesare organismului pentru a sintetiza membranele celulare; ele fac parte din substanța nucleară, citoplasma celulelor. Fosfatidele sunt deosebit de bogate în țesut nervos. Principalul reprezentant al sterolilor este colesterolul. De asemenea, face parte din membranele celulare, este un precursor al hormonilor cortexului suprarenal, gonadelor, vitaminei D, acizilor biliari. Colesterolul crește rezistența globulelor roșii la hemoliză, servește ca izolator pentru celulele nervoase, asigurând conducerea impulsurilor nervoase. Conținutul normal de colesterol total din plasma sanguină este de 3,11-6,47 mmol/l.

4. Metabolismul carbohidraților - un set de procese de transformare a carbohidraților în organism. Glucidele sunt surse de energie de utilizare directă (glucoza) sau formează un depozit de energie (glicogen), sunt componente ale unor compuși complecși (nucleoproteine, glicoproteine) folosiți la construirea structurilor celulare.Necesarul zilnic este de 400-500 g.

Principalele etape ale metabolismului carbohidraților: 1) descompunerea carbohidraților din alimente în tractul gastrointestinal și absorbția monozaharidelor în intestinul subțire; 2) depunerea de glucoză sub formă de glicogen în ficat și mușchi sau utilizarea sa directă pentru energie. scopuri; 3) descompunerea glicogenului în ficat și intrarea glucozei în sânge pe măsură ce aceasta scade (mobilizarea glicogenului); 4) sinteza glucozei din produși intermediari (acizi piruvic și lactic) și precursori necarbohidrați; 5) conversie de glucoză în acizi grași; 6) oxidarea glucozei cu formarea de dioxid de carbon și apă.

Carbohidrații sunt absorbiți în tubul digestiv sub formă de glucoză, fructoză și galactoză. Acestea călătoresc prin vena portă către ficat, unde fructoza și galactoza sunt transformate în glucoză, care este stocată sub formă de glicogen. Procesul de sinteză a glicogenului din ficat din glucoză se numește glicogenă (ficatul conține 150-200 g de carbohidrați sub formă de glicogen). O parte din glucoză intră în circulația generală și este distribuită în întreg organismul, fiind folosită ca principal material energetic și ca componentă a unor compuși complecși (glicoproteine, nucleoproteine).

Glucoza este o componentă constantă (constantă biologică) a sângelui. Conținutul de glucoză din sânge este în mod normal de 4,44-6,67 mmol/l, cu o creștere a conținutului său (hiperglicemie) la 8,34-10 mmol/l, este excretat în urină sub formă de urme. Odată cu o scădere a glicemiei (hipoglicemie) la 3,89 mmol / l, apare o senzație de foame, până la 3,22 mmol / l - apar convulsii, delir și pierderea conștienței (comă). Când glucoza este oxidată în celule pentru energie, se transformă în cele din urmă în dioxid de carbon și apă. Descompunerea glicogenului din ficat în glucoză este glicogenoliza. Biosinteza carbohidraților din produsele lor de descompunere sau produse de descompunere a grăsimilor și proteinelor - gluconeogeneză. Descompunerea carbohidraților în absența oxigenului cu acumularea de energie în ATP și formarea acizilor lactic și piruvic - glicoliză.

Atunci când aportul de glucoză depășește cererea, ficatul transformă glucoza în grăsime, care este stocată în depozite de grăsime și poate fi folosită ca sursă de energie în viitor. Încălcarea metabolismului normal al carbohidraților se manifestă printr-o creștere a conținutului de glucoză din sânge. Hiperglicemia constantă și glucozuria asociate cu o încălcare profundă a metabolismului carbohidraților se observă în diabetul zaharat. Baza bolii este insuficiența funcției endocrine a pancreasului. Din cauza lipsei sau absenței insulinei în organism, capacitatea țesuturilor de a utiliza glucoza este afectată și este excretată în urină.