Energetski najintenzivniji organski nutrijent. Osnove citologije Energetski najintenzivniji organski nutrijent

Nutrijenti i njihov značaj

Ljudsko tijelo se sastoji od proteina (19,6%), masti (14,7%), ugljikohidrata (1%), minerala (4,9%), vode (58,8%). On stalno troši ove tvari na stvaranje energije potrebne za funkcioniranje unutarnjih organa, održavanje topline i provođenje svih životnih procesa, uključujući fizički i mentalni rad. Istovremeno se odvija obnova i stvaranje ćelija i tkiva od kojih je izgrađeno ljudsko tijelo, nadoknada utrošene energije zbog tvari iz hrane. Ove supstance uključuju proteine, masti, ugljene hidrate, minerale, vitamine, vodu itd., nazivaju se hrana. Shodno tome, hrana za tijelo je izvor energije i plastičnih (građevinskih) materijala.

Vjeverice

To su složena organska jedinjenja aminokiselina, koja uključuju ugljenik (50-55%), vodonik (6-7%), kiseonik (19-24%), azot (15-19%), a mogu uključivati ​​i fosfor, sumpor , gvožđe i drugi elementi.

Proteini su najvažnije biološke supstance živih organizama. Oni služe kao glavni plastični materijal od kojeg se grade ćelije, tkiva i organi ljudskog tijela. Proteini čine osnovu hormona, enzima, antitijela i drugih formacija koje obavljaju složene funkcije u ljudskom životu (probava, rast, reprodukcija, imunitet itd.), doprinose normalnom metabolizmu vitamina i mineralnih soli u tijelu. Proteini su uključeni u stvaranje energije, posebno u periodima visokih energetskih troškova ili kada u ishrani nema dovoljno ugljikohidrata i masti, pokrivajući 12% ukupnih energetskih potreba tijela. Energetska vrijednost 1 g proteina je 4 kcal. S nedostatkom proteina u organizmu nastaju ozbiljni poremećaji: usporavanje rasta i razvoja djece, promjene u jetri odraslih, aktivnost endokrinih žlijezda, sastav krvi, slabljenje mentalne aktivnosti, smanjenje rada. kapacitet i otpornost na zarazne bolesti. Proteini u ljudskom tijelu nastaju kontinuirano od aminokiselina koje ulaze u stanice kao rezultat probave proteina hrane. Za sintezu humanih proteina potrebni su proteini hrane u određenoj količini i određenom sastavu aminokiselina. Trenutno je poznato više od 80 aminokiselina, od kojih su 22 najčešće u namirnicama. Aminokiseline se prema njihovoj biološkoj vrijednosti dijele na nezamjenjive i neesencijalne.

neizostavan osam aminokiselina - lizin, triptofan, metionin, leucin, izoleucin, valin, treonin, fenilalanin; djeci je također potreban histidin. Ove aminokiseline se ne sintetišu u organizmu i moraju se unositi hranom u određenom omjeru, tj. uravnotežen. Izmjenjivi aminokiseline (arginin, cistin, tirozin, alanin, serin, itd.) mogu se sintetizirati u ljudskom tijelu iz drugih aminokiselina.

Biološka vrijednost proteina ovisi o sadržaju i ravnoteži esencijalnih aminokiselina. Što više esencijalnih aminokiselina sadrži, to je vrednije. Protein koji sadrži svih osam esencijalnih aminokiselina naziva se kompletan. Izvor potpunih proteina su svi proizvodi životinjskog porijekla: mliječni proizvodi, meso, perad, riba, jaja.

Dnevni unos proteina za osobe radnog uzrasta je samo 58-117 g, u zavisnosti od pola, starosti i prirode posla osobe. Proteini životinjskog porijekla trebaju biti 55% dnevnih potreba.

O stanju metabolizma proteina u organizmu sudi se prema ravnoteži azota, tj. prema ravnoteži između količine dušika unesenog s proteinima hrane i izlučenog iz tijela. Zdrave odrasle osobe sa zdravom prehranom su u ravnoteži dušika. Djeca u rastu, mladi, trudnice i dojilje imaju pozitivan balans dušika, jer. bjelančevina hrane ide na formiranje novih ćelija i unošenje azota sa proteinskom hranom prevladava nad njegovim uklanjanjem iz organizma. Tokom gladovanja, bolesti, kada proteini u hrani nisu dovoljni, uočava se negativna ravnoteža, tj. više se dušika izlučuje nego što se unosi, nedostatak proteina hrane dovodi do razgradnje proteina organa i tkiva.

Masti

To su složena organska jedinjenja koja se sastoje od glicerola i masnih kiselina, koji sadrže ugljenik, vodonik, kiseonik. Masti su jedan od glavnih nutrijenata, bitna su komponenta uravnotežene prehrane.

Fiziološki značaj masti je raznolik. Masnoća je dio ćelija i tkiva kao plastični materijal, koji tijelo koristi kao izvor energije (30% ukupne potrebe

organizam u energiji). Energetska vrijednost 1 g masti je 9 kcal. Masti opskrbljuju tijelo vitaminima A i D, biološki aktivnim supstancama (fosfolipidi, tokoferoli, steroli), daju hrani sočnost, ukus, povećavaju njenu nutritivnu vrijednost, izazivajući osjećaj sitosti.

Ostatak pristigle masti nakon pokrivanja potreba organizma deponuje se u potkožnom tkivu u obliku potkožnog masnog sloja iu vezivnom tkivu koje okružuje unutrašnje organe. I potkožna i unutrašnja masnoća su glavna rezerva energije (rezerva masti) i koristi ih tijelo tokom napornog fizičkog rada. Potkožni masni sloj štiti tijelo od hlađenja, a unutrašnja mast štiti unutrašnje organe od udara, udara i pomjeranja. Sa nedostatkom masti u ishrani, uočavaju se brojni poremećaji centralnog nervnog sistema, slabe odbrambene snage organizma, smanjuje se sinteza proteina, povećava se propusnost kapilara, usporava se rast itd.

Ljudska mast nastaje od glicerola i masnih kiselina koje ulaze u limfu i krv iz crijeva kao rezultat probave masti iz hrane. Za sintezu ove masti potrebne su dijetetske masti koje sadrže razne masne kiseline, kojih je trenutno poznato 60. Masne kiseline se dijele na zasićene ili zasićene (tj. zasićene vodonikom do granice) i nezasićene ili nezasićene.

Zasićen masne kiseline (stearinska, palmitinska, kaproinska, butirna i dr.) imaju niska biološka svojstva, lako se sintetiziraju u tijelu, negativno utiču na metabolizam masti, funkciju jetre i doprinose razvoju ateroskleroze, jer povećavaju kolesterol u krvi. Ove masne kiseline se nalaze u velikim količinama u životinjskim mastima (jagnjeće, goveđe) i u nekim biljnim uljima (kokosovo), uzrokujući njihovu visoku tačku topljenja (40-50°C) i relativno nisku svarljivost (86-88%).

Nezasićene masne kiseline (oleinska, linolna, linolenska, arahidonska i dr.) su biološki aktivni spojevi sposobni za oksidaciju i dodavanje vodika i drugih tvari. Najaktivnije od njih su: linolna, linolenska i arahidonska, nazvane polinezasićene masne kiseline. Po svojim biološkim svojstvima svrstavaju se u vitalne supstance i nazivaju se vitaminom F. Aktivno učestvuju u metabolizmu masti i holesterola, povećavaju elastičnost i smanjuju propusnost krvnih sudova, sprečavaju stvaranje krvnih ugrušaka. Višestruko nezasićene masne kiseline se ne sintetiziraju u ljudskom tijelu i moraju se unijeti s mastima iz ishrane. Ima ih u svinjskoj masti, suncokretovom i kukuruznom ulju, ribljoj masti. Ove masti imaju nisku tačku topljenja i visoku svarljivost (98%).

Biološka vrijednost masti ovisi i o sadržaju različitih vitamina A i D rastvorljivih u mastima (riblja mast, puter), vitamina E (biljna ulja) i supstanci sličnih mastima: fosfatida i sterola.

Fosfatidi su biološki najaktivnije supstance. To uključuje lecitin, cefalin itd. Oni utiču na propusnost ćelijskih membrana, metabolizam, lučenje hormona i zgrušavanje krvi. Fosfatidi se nalaze u mesu, žumancetu, jetri, dijetalnim mastima i pavlaci.

Steroli sastavni su deo masti. U biljnim mastima predstavljeni su u obliku beta-sterola, ergosterola, koji utiču na prevenciju ateroskleroze.

U životinjskim mastima steroli se nalaze u obliku holesterola, koji osigurava normalno stanje ćelija, učestvuje u stvaranju zametnih ćelija, žučnih kiselina, vitamina D 3 itd.

Holesterol se takođe stvara u ljudskom tijelu. U normalnom metabolizmu holesterola, količina holesterola unesenog i sintetizovanog u telu jednaka je količini holesterola koji se raspada i izlučuje iz organizma. U starosti, kao i sa prenaprezanjem nervnog sistema, prekomjernom težinom, sa sjedilačkim načinom života, poremećen je metabolizam holesterola. U tom slučaju kolesterol u ishrani povećava svoj sadržaj u krvi i dovodi do promjena na krvnim sudovima i razvoja ateroskleroze.

Dnevna stopa potrošnje masti za radno sposobno stanovništvo je samo 60-154 g, u zavisnosti od starosti, pola, prirode hrpe i klimatskih uslova područja; od toga, životinjske masti treba da budu 70%, a biljne - 30%.

Ugljikohidrati

To su organska jedinjenja koja se sastoje od ugljika, vodika i kisika, sintetizirana u biljkama iz ugljičnog dioksida i vode pod utjecajem sunčeve energije.

Ugljikohidrati, koji imaju sposobnost oksidacije, služe kao glavni izvor energije koji se koristi u procesu ljudske mišićne aktivnosti. Energetska vrijednost 1 g ugljikohidrata je 4 kcal. Pokrivaju 58% ukupnih energetskih potreba tijela. Osim toga, ugljikohidrati su dio ćelija i tkiva, nalaze se u krvi iu obliku glikogena (životinjskog škroba) u jetri. U tijelu je malo ugljikohidrata (do 1% tjelesne težine osobe). Stoga, da bi se pokrili troškovi energije, moraju se stalno snabdjevati hranom.

U slučaju nedostatka ugljenih hidrata u ishrani pri teškim fizičkim naporima, energija se stvara iz uskladištenih masti, a zatim i proteina organizma. Uz višak ugljikohidrata u prehrani, rezerva masti se nadopunjuje pretvaranjem ugljikohidrata u mast, što dovodi do povećanja tjelesne težine. Izvor snabdijevanja tijela ugljikohidratima su biljni proizvodi, u kojima su predstavljeni u obliku monosaharida, disaharida i polisaharida.

Monosaharidi su najjednostavniji ugljeni hidrati, slatkog ukusa, rastvorljivi u vodi. To uključuje glukozu, fruktozu i galaktozu. Brzo se apsorbiraju iz crijeva u krv i tijelo ih koristi kao izvor energije, za stvaranje glikogena u jetri, za hranjenje moždanog tkiva, mišića i održavanje potrebnog nivoa šećera u krvi.

Disaharidi (saharoza, laktoza i maltoza) su ugljikohidrati, slatkastog okusa, rastvorljivi u vodi, cijepaju se u ljudskom tijelu na dva molekula monosaharida sa stvaranjem saharoze - glukoze i fruktoze, od laktoze - glukoze i galaktoze, od maltoze - dva molekule glukoze.

Mono- i disaharidi se lako apsorbiraju u tijelu i brzo pokrivaju energetske troškove osobe tijekom povećanog fizičkog napora. Prekomjerna konzumacija jednostavnih ugljikohidrata može dovesti do povećanja šećera u krvi, a samim tim i do negativnog utjecaja na funkciju gušterače, do razvoja ateroskleroze i pretilosti.

Polisaharidi su složeni ugljikohidrati koji se sastoje od mnogih molekula glukoze, nerastvorljivi u vodi, imaju nezaslađen ukus. To uključuje škrob, glikogen, vlakna.

Škrob u ljudskom tijelu, pod djelovanjem enzima probavnog soka, razgrađuje se do glukoze, postepeno zadovoljavajući potrebe tijela za energijom na duži period. Zahvaljujući škrobu, mnoge namirnice koje ga sadrže (hljeb, žitarice, tjestenina, krompir) čine da se osoba osjeća sitom.

Glikogen ulazi u ljudski organizam u malim dozama, jer se u malim količinama nalazi u hrani životinjskog porijekla (jetra, meso).

Celuloza u ljudskom organizmu ne probavlja se zbog odsustva enzima celuloze u probavnim sokovima, ali prolazeći kroz probavne organe potiče pokretljivost crijeva, uklanja holesterol iz organizma, stvara uslove za razvoj korisnih bakterija, čime se doprinose boljoj probavi i asimilaciji hrane. Sadrži vlakna u svim biljnim proizvodima (od 0,5 do 3%).

pektin(ugljikohidratima) supstance, ulazeći u ljudski organizam sa povrćem, voćem, podstiču proces probave i doprinose uklanjanju štetnih materija iz organizma. To uključuje protopektin - nalazi se u ćelijskim membranama svježeg povrća, voća, dajući im krutost; pektin je tvar koja stvara žele iz ćelijskog soka povrća i voća; pektinske i pektinske kiseline, koje daju kiselkast ukus voću i povrću. Mnogo je pektina u jabukama, šljivama, ogrozda, brusnice.

Dnevni unos ugljenih hidrata za radno sposobno stanovništvo je samo 257-586 g, zavisno od starosti, pola i prirode posla.

vitamini

To su niskomolekularne organske tvari različite kemijske prirode, koje djeluju kao biološki regulatori vitalnih procesa u ljudskom tijelu.

Vitamini učestvuju u normalizaciji metabolizma, u stvaranju enzima, hormona, stimulišu rast, razvoj, oporavak organizma.

Od velikog su značaja u formiranju koštanog tkiva (vit. D), kože (vit. A), vezivnog tkiva (vit. C), u razvoju fetusa (vit. E), u procesu hematopoeze ( vit. B | 2, B 9 ) itd.

Vitamine je prvi otkrio u prehrambenim proizvodima 1880. godine ruski naučnik N.I. Lunin. Trenutno je otkriveno više od 30 vrsta vitamina, od kojih svaka ima hemijsko ime i mnogi od njih su slovna oznaka latinice (C - askorbinska kiselina, B - tiamin, itd.). Neki vitamini u organizmu se ne sintetišu i ne skladište u rezervi, pa se moraju unositi hranom (C, B, P). Neki vitamini se mogu sintetizirati u

tijelo (B 2, 6, 9, PP, K).

Nedostatak vitamina u prehrani uzrokuje bolest pod općim nazivom beriberi. Kod nedovoljnog unosa vitamina hranom postoje hipovitaminoza, koje se manifestuju u vidu razdražljivosti, nesanice, slabosti, smanjene radne sposobnosti i otpornosti na zarazne bolesti. Prekomjerna konzumacija vitamina A i D dovodi do trovanja organizma tzv hipervitaminoza.

U zavisnosti od rastvorljivosti svi vitamini se dele na: 1) rastvorljive u vodi C, P, B 1, B 2, B 6, B 9, PP itd.; 2) rastvorljivi u mastima - A, D, E, K; 3) supstance slične vitaminima - U, F, B 4 (holin), B 15 (pangaminska kiselina) itd.

Vitamin C (askorbinska kiselina) igra važnu ulogu u redoks procesima organizma, utiče na metabolizam. Nedostatak ovog vitamina smanjuje otpornost organizma na razne bolesti. Njegov nedostatak dovodi do skorbuta. Dnevni unos vitamina C je 70-100 mg. Ima ga u svim biljnim namirnicama, a posebno u divljoj ruži, crnoj ribizli, crvenoj paprici, peršunu, kopru.

Vitamin P (bioflavonoid) jača kapilare i smanjuje propusnost krvnih sudova. Nalazi se u istoj hrani kao i vitamin C. Dnevni unos je 35-50 mg.

Vitamin B, (tiamin) reguliše aktivnost nervnog sistema, učestvuje u metabolizmu, posebno ugljenih hidrata. U slučaju nedostatka ovog vitamina, uočava se poremećaj nervnog sistema. Potreba za vitaminom B je 1,1-2,1 mg dnevno. Vitamin se nalazi u hrani životinjskog i biljnog porijekla, posebno u proizvodima od žitarica, kvascu, jetri i svinjetini.

Vitamin B 2 (riboflavin) je uključen u metabolizam, utiče na rast, vid. S nedostatkom vitamina smanjuje se funkcija želučane sekrecije, pogoršava se vid, pogoršava se stanje kože. Dnevni unos je 1,3-2,4 mg. Vitamin se nalazi u kvascu, hlebu, heljdi, mleku, mesu, ribi, povrću, voću.

Vitamin PP (nikotinska kiselina) je dio nekih enzima, uključen je u metabolizam. Nedostatak ovog vitamina uzrokuje umor, slabost, razdražljivost. U njegovom nedostatku javlja se bolest pelagre („gruba koža“). Dnevna potrošnja je 14-28 mg. Vitamin PP se nalazi u mnogim proizvodima biljnog i životinjskog porijekla, može se sintetizirati u ljudskom tijelu iz aminokiseline triptofana.

Vitamin B 6 (piridoksin) je uključen u metabolizam. Uz nedostatak ovog vitamina u hrani, primjećuju se poremećaji nervnog sistema, promjene u stanju kože, krvnih sudova. Unos vitamina B 6 je 1,8-2 mg dnevno. Nalazi se u mnogim namirnicama. Uz uravnoteženu ishranu, organizam dobija dovoljnu količinu ovog vitamina.

Vitamin B 9 (folna kiselina) učestvuje u hematopoezi i metabolizmu u ljudskom organizmu. U slučaju nedostatka ovog vitamina razvija se anemija. Norma njegove potrošnje je 0,2 mg dnevno. Ima ga u zelenoj salati, spanaću, peršunu, zelenom luku.

Vitamin B 12 (kobalamin) je od velikog značaja u hematopoezi, metabolizmu. Uz nedostatak ovog vitamina, ljudi razvijaju malignu anemiju. Norma njegove potrošnje je 0,003 mg dnevno. Nalazi se samo u hrani životinjskog porekla: mesu, jetri, mleku, jajima.

Vitamin B 15 (pangaminska kiselina) utiče na funkcionisanje kardiovaskularnog sistema i oksidativne procese u organizmu. Dnevna potreba za vitaminom 2 mg. Nalazi se u kvascu, jetri, pirinčanim mekinjama.

Holin je uključen u metabolizam proteina i masti u tijelu. Nedostatak holina doprinosi oštećenju bubrega i jetre. Njegova potrošnja je 500 - 1000 mg dnevno. Nalazi se u jetri, mesu, jajima, mleku, žitaricama.

Vitamin A (retinol) podstiče rast, razvoj skeleta, utiče na vid, kožu i sluzokožu, povećava otpornost organizma na zarazne bolesti. Njegovim nedostatkom usporava se rast, slabi vid, kosa opada. Nalazi se u životinjskim proizvodima: ribljem ulju, jetri, jajima, mlijeku, mesu. Biljni proizvodi žuto-narandžaste boje (šargarepa, paradajz, bundeva) sadrže provitamin A – karoten, koji se u ljudskom organizmu pretvara u vitamin A u prisustvu masti iz hrane.

Vitamin D (kalciferol) učestvuje u formiranju koštanog tkiva, stimuliše

rast. Uz nedostatak ovog vitamina kod djece se razvija rahitis, a kod odraslih se mijenja koštano tkivo. Vitamin D se sintetiše iz provitamina prisutnog u koži pod uticajem ultraljubičastih zraka. Nalazi se u ribi, goveđoj jetri, puteru, mleku, jajima. Dnevni unos vitamina je 0,0025 mg.

Vitamin E (tokoferol) je uključen u rad endokrinih žlijezda, utiče na procese reprodukcije i na nervni sistem. Stopa potrošnje je 8-10 mg dnevno. Mnogo toga u biljnim uljima i žitaricama. Vitamin E štiti biljne masti od oksidacije.

Vitamin K (filohinon) djeluje na zgrušavanje krvi. Njegove dnevne potrebe su 0,2-0,3 mg. Sadrži u zelenoj salati, spanaću, koprivi. Ovaj vitamin se sintetizira u ljudskom crijevu.

Vitamin F (linolna, linolenska, arihidonska masne kiseline) je uključen u metabolizam masti i holesterola. Količina konzumiranja je 5-8 g dnevno. Sadrži u masti, biljnom ulju.

Vitamin U djeluje na funkciju probavnih žlijezda, pospješuje zacjeljivanje čira na želucu. Sadrži u soku od svježeg kupusa.

Očuvanje vitamina tokom kuvanja. Prilikom skladištenja i kuvanja prehrambenih proizvoda uništavaju se neki vitamini, posebno vitamin C. Negativni faktori koji smanjuju C-vitaminsku aktivnost povrća i voća su: sunčeva svetlost, kiseonik u vazduhu, visoka temperatura, alkalna sredina, visoka vlažnost i voda. u kojoj se vitamin dobro rastvara. Enzimi sadržani u prehrambenim proizvodima ubrzavaju proces njegovog uništavanja.

Vitamin C se snažno uništava prilikom pripreme pirea od povrća, ćufte, tepsija, variva i blago - pri prženju povrća na masti. Sekundarno zagrijavanje jela od povrća i njihov kontakt sa oksidiranim dijelovima tehnološke opreme dovode do potpunog uništenja ovog vitamina. Vitamini grupe B tokom kulinarske obrade proizvoda uglavnom se čuvaju. Ali treba imati na umu da alkalno okruženje uništava ove vitamine, pa stoga ne možete dodati sodu bikarbonu prilikom kuhanja mahunarki.

Da bi se poboljšala svarljivost karotena, svo narandžasto-crveno povrće (šargarepa, paradajz) treba konzumirati sa masnoćom (pavlaka, biljno ulje, mlečni sos) i dodavati u supe i druga jela u zapečenom obliku.

Vitaminizacija hrane.

Trenutno se metoda umjetnog obogaćivanja pripremljene hrane prilično široko koristi u ugostiteljskim objektima.

Gotova prva i treća jela su obogaćena askorbinskom kiselinom prije serviranja. Askorbinska kiselina se unosi u posuđe u obliku praha ili tableta, prethodno otopljenih u maloj količini hrane. Obogaćivanje hrane vitaminima C, B, PP organizuje se u menzama za radnike nekih hemijskih preduzeća u cilju prevencije bolesti povezanih sa štetnostima u proizvodnji. Vodeni rastvor ovih vitamina sa zapreminom od 4 ml po porciji dnevno se daje pripremljenoj hrani.

Prehrambena industrija proizvodi obogaćene proizvode: mlijeko i kefir obogaćene vitaminom C; margarin i bebi brašno obogaćeno vitaminima A i D, puter obogaćen karotenom; hljeb, vrhunsko brašno, obogaćeno vitaminima B p B 2, PP, itd.

Minerali

Mineralne, odnosno anorganske, supstance su klasifikovane kao nezamenljive, uključene su u vitalne procese u ljudskom organizmu: izgradnju kostiju, održavanje acido-bazne ravnoteže, sastav krvi, normalizaciju metabolizma vode i soli, aktivnost nervnog sistema.

U zavisnosti od sadržaja u organizmu, minerali se dele na:

makronutrijenti, koji su u značajnoj količini (99% od ukupne količine minerala sadržanih u organizmu): kalcijum, fosfor, magnezijum, gvožđe, kalijum, natrijum, hlor, sumpor.

elementi u tragovima, uključeni u ljudsko tijelo u malim dozama: jod, fluor, bakar, kobalt, mangan;

ultramikroelementi, sadržane u organizmu u tragovima: zlato, živa, radijum itd.

Kalcijum učestvuje u izgradnji kostiju, zuba, neophodan je za normalno funkcionisanje nervnog sistema.

sistem, srce, utiče na rast. Kalcijumovim solima bogati su mliječni proizvodi, jaja, kupus, cvekla. Dnevna potreba organizma za kalcijumom je 0,8 g.

Fosfor je uključen u metabolizam proteina i masti, u formiranju koštanog tkiva i utiče na centralni nervni sistem. Sadrži u mliječnim proizvodima, jajima, mesu, ribi, hljebu, mahunarkama. Potreba za fosforom je 1,2 g dnevno.

Magnezijum utiče na nervnu, mišićnu i srčanu aktivnost, ima vazodilataciono svojstvo. Sadrži u hlebu, žitaricama, mahunarkama, orašastim plodovima, kakao prahu. Dnevni unos magnezijuma je 0,4 g.

Gvožđe normalizuje sastav krvi (uključeno u hemoglobin) i aktivan je učesnik u oksidativnim procesima u telu. Sadrži u jetri, bubrezima, jajima, zobenoj kaši i heljdi, raženom hljebu, jabukama. Dnevna potreba za gvožđem je 0,018 g.

Kalijum učestvuje u metabolizmu vode u ljudskom telu, povećava izlučivanje tečnosti i poboljšava rad srca. Sadrži u suvom voću (suve kajsije, kajsije, suve šljive, grožđice), grašku, pasulju, krompiru, mesu, ribi. Osoba treba do 3 g kalijuma dnevno.

Natrijum, zajedno sa kalijumom, reguliše metabolizam vode, zadržavajući vlagu u telu i održava normalan osmotski pritisak u tkivima. U hrani ima malo natrijuma, pa se daje sa kuhinjskom soli (NaCl). Dnevna potreba je 4-6 g natrijuma ili 10-15 g kuhinjske soli.

Hlor je uključen u regulaciju osmotskog pritiska u tkivima i u formiranju hlorovodonične kiseline (HC1) u želucu. Hlor dolazi sa solju. Dnevna potreba 5-7g.

Sumpor je dio nekih aminokiselina, vitamina B, hormona inzulina. Sadrži u grašku, ovsenim pahuljicama, siru, jajima, mesu, ribi. Dnevna potreba 1 godina"

Jod je uključen u izgradnju i funkcioniranje štitne žlijezde. Najviše joda je koncentrirano u morskoj vodi, morskom kelju i morskoj ribi. Dnevna potreba je 0,15 mg.

Fluorid je uključen u formiranje zuba i kostiju, a nalazi se u vodi za piće. Dnevna potreba je 0,7-1,2 mg.

Bakar i kobalt su uključeni u hematopoezu. Sadrži u malim količinama u hrani životinjskog i biljnog porijekla.

Ukupna dnevna potreba odraslog organizma za mineralima je 20-25 g, pri čemu je važan balans pojedinih elemenata. Dakle, odnos kalcijuma, fosfora i magnezijuma u ishrani treba da bude 1:1,3:0,5, što određuje nivo apsorpcije ovih minerala u organizmu.

Za održavanje kiselinsko-bazne ravnoteže u organizmu potrebno je u ishrani pravilno kombinovati proizvode koji sadrže alkalne minerale (Ca, Mg, K, Na), a koji su bogati mlekom, povrćem, voćem, krompirom i kiselim materijama ( P, S, Cl koji se nalazi u mesu, ribi, jajima, hlebu, žitaricama.

Voda

Voda igra važnu ulogu u životu ljudskog tijela. To je najznačajnija komponenta svih ćelija (2/3 telesne težine čoveka). Voda je medij u kojem ćelije postoje i veza između njih se održava, ona je osnova svih tekućina u tijelu (krv, limfa, probavni sokovi). Uz učešće vode odvijaju se metabolizam, termoregulacija i drugi biološki procesi. Svakog dana osoba izlučuje vodu sa znojem (500 g), izdahnutim vazduhom (350 g), urinom (1500 g) i izmetom (150 g), uklanjajući štetne produkte metabolizma iz organizma. Da bi se povratila izgubljena voda, mora se unijeti u organizam. U zavisnosti od starosti, fizičke aktivnosti i klimatskih uslova, dnevna potreba osobe za vodom je 2-2,5 litara, i to 1 litar sa pićem, 1,2 litra sa hranom i 0,3 litara koji nastaje tokom metabolizma. U toploj sezoni, pri radu u toplim radnjama, pri teškim fizičkim aktivnostima, dolazi do velikih gubitaka vode u organizmu sa znojem, pa se njena potrošnja povećava na 5-6 litara dnevno. U tim slučajevima voda za piće se soli, jer se zajedno sa znojem gubi mnogo soli natrijuma. Prekomjeran unos vode dodatno opterećuje kardiovaskularni sistem i bubrege i šteti zdravlju. U slučaju poremećaja funkcije crijeva (proljeva), voda se ne apsorbira u krv, već se izlučuje iz ljudskog tijela, što dovodi do njegove teške dehidracije i predstavlja opasnost po život. Bez vode, osoba ne može živjeti više od 6 dana.

Nutrienti - ugljikohidrati, proteini, vitamini, masti, elementi u tragovima, makronutrijenti- Nalazi se u hrani. Svi ovi nutrijenti su neophodni da bi osoba mogla obavljati sve životne procese. Sadržaj nutrijenata u ishrani je najvažniji faktor za sastavljanje dijetalnog menija.

U tijelu žive osobe, procesi oksidacije svih vrsta nikada ne prestaju. hranljive materije. Reakcije oksidacije nastaju stvaranjem i oslobađanjem topline, koja je osobi potrebna za održavanje životnih procesa. Toplotna energija omogućava rad mišićnom sistemu, što nas navodi na zaključak da što je fizički rad teži, organizmu je potrebno više hrane.

Energetska vrijednost namirnica određena je kalorijama. Sadržaj kalorija u hrani određuje količinu energije koju tijelo primi u procesu asimilacije hrane.

1 gram proteina u procesu oksidacije daje količinu toplote od 4 kcal; 1 gram ugljenih hidrata = 4 kcal; 1 gram masti = 9 kcal.

Nutrijenti su proteini.

Proteini kao nutrijent neophodan tijelu za održavanje metabolizma, kontrakcije mišića, razdražljivosti živaca, sposobnosti rasta, reprodukcije i razmišljanja. Protein se nalazi u svim tkivima i tjelesnim tečnostima i neophodan je element. Protein se sastoji od aminokiselina koje određuju biološki značaj proteina.

Neesencijalne aminokiseline formirana u ljudskom tijelu. Esencijalne aminokiseline osoba prima izvana s hranom, što ukazuje na potrebu kontrole količine aminokiselina u hrani. Nedostatak čak i jedne esencijalne aminokiseline u ishrani dovodi do smanjenja biološke vrijednosti proteina i može uzrokovati manjak proteina, uprkos dovoljnoj količini proteina u ishrani. Glavni izvor esencijalnih aminokiselina su riba, meso, mlijeko, svježi sir, jaja.

Osim toga, tijelu su potrebni biljni proteini sadržani u kruhu, žitaricama, povrću – oni obezbjeđuju esencijalne aminokiseline.

Otprilike 1 g proteina na 1 kilogram tjelesne težine treba da uđe u organizam odrasle osobe svaki dan. Odnosno, običnoj osobi od 70 kg dnevno treba najmanje 70 g proteina, dok 55% svih proteina treba da bude životinjskog porekla. Ako vježbate, tada količinu proteina treba povećati na 2 grama po kilogramu dnevno.

Proteini u pravoj prehrani su neophodni za sve druge elemente.

Nutrijenti su masti.

Masti kao nutrijenti jedan su od glavnih izvora energije za organizam, uključeni su u procese oporavka, jer su strukturni dio ćelija i njihovih membranskih sistema, rastvaraju i pomažu u apsorpciji vitamina A, E, D. Osim toga, masti pomažu u formiranju imuniteta i održavanju topline u tijelu.

Nedovoljna količina masti u organizmu izaziva poremećaje u radu centralnog nervnog sistema, promene na koži, bubrezima i vidu.

Masti se sastoje od višestruko nezasićenih masnih kiselina, lecitina, vitamina A, E. Običnom čovjeku dnevno je potrebno oko 80-100 grama masti, od čega biljnog porijekla treba biti najmanje 25-30 grama.

Masti iz hrane daju tijelu 1/3 dnevne energetske vrijednosti ishrane; Na 1000 kcal ima 37 g masti.

Potrebna količina masti u: srcu, peradi, ribi, jajima, jetri, puteru, siru, mesu, masti, mozgu, mleku. Za organizam su važnije biljne masti, koje sadrže manje holesterola.

Nutrijenti su ugljikohidrati.

Ugljikohidrati,nutrijent, glavni su izvor energije, koji donosi 50-70% kalorija iz cjelokupne prehrane. Potrebna količina ugljikohidrata za osobu određuje se na osnovu njegove aktivnosti i potrošnje energije.

Na dan običnog čovjeka koji se bavi mentalnim ili laganim fizičkim radom potrebno je oko 300-500 grama ugljikohidrata. Sa povećanjem fizičke aktivnosti povećava se i dnevni unos ugljikohidrata i kalorija. Za pune osobe, energetski intenzitet dnevnog menija može se smanjiti zbog količine ugljikohidrata bez ugrožavanja zdravlja.

Mnogo ugljenih hidrata se nalazi u hlebu, žitaricama, testenini, krompiru, šećeru (neto ugljeni hidrati). Višak ugljikohidrata u tijelu narušava pravilan omjer glavnih dijelova hrane, čime se narušava metabolizam.

Nutrijenti su vitamini.

vitamini,kao hranljive materije, ne daju energiju tijelu, ali su ipak najvažniji nutrijenti neophodni tijelu. Vitamini su potrebni za održavanje vitalne aktivnosti organizma, regulaciju, usmjeravanje i ubrzavanje metaboličkih procesa. Gotovo sve vitamine tijelo dobiva iz hrane, a samo nekoliko ih tijelo može proizvesti samo.

Zimi i u proljeće može doći do hipoavitaminoze u organizmu zbog nedostatka vitamina u hrani - povećava se umor, slabost, apatija, smanjuje se efikasnost i otpornost organizma.

Svi vitamini su po svom dejstvu na organizam međusobno povezani – nedostatak jednog od vitamina dovodi do poremećaja metabolizma drugih supstanci.

Svi vitamini su podijeljeni u 2 grupe: vitamini rastvorljivi u vodi i vitamini rastvorljivi u mastima.

Vitamini rastvorljivi u mastima - vitamini A, D, E, K.

vitamin A- potreban je za rast organizma, poboljšanje njegove otpornosti na infekcije, održavanje dobrog vida, stanja kože i sluzokože. Vitamin A dolazi iz ribljeg ulja, pavlake, putera, žumanca, jetre, šargarepe, zelene salate, spanaća, paradajza, zelenog graška, kajsije, narandže.

vitamin D- potreban je za formiranje koštanog tkiva, rast organizma. Nedostatak vitamina D dovodi do pogoršanja apsorpcije Ca i P, što dovodi do rahitisa. Vitamin D se može dobiti iz ribljeg ulja, žumanca, jetre, ribljeg kavijara. Vitamin D se još uvijek nalazi u mlijeku i puteru, ali u maloj količini.

vitamin K- Potreban za tkivno disanje, normalno zgrušavanje krvi. Vitamin K sintetiziraju crijevne bakterije u tijelu. Nedostatak vitamina K javlja se zbog bolesti probavnog sistema ili upotrebe antibakterijskih lijekova. Vitamin K se može dobiti iz paradajza, zelenih delova biljaka, spanaća, kupusa, koprive.

vitamin E (tocopherol) potreban je za rad endokrinih žlijezda, metabolizam proteina, ugljikohidrata i unutarćelijski metabolizam. Vitamin E povoljno utiče na tok trudnoće i razvoj fetusa. Vitamin E se dobija iz kukuruza, šargarepe, kupusa, zelenog graška, jaja, mesa, ribe, maslinovog ulja.

Vitamini rastvorljivi u vodi - vitamin C, vitamini B.

vitamin C (askorbinska kiselina) - potreban je za redoks procese organizma, metabolizam ugljikohidrata i proteina, povećavajući otpornost organizma na infekcije. Vitaminom C bogati su šipak, crna ribizla, aronija, morska krkavina, ogrozd, agrumi, kupus, krompir, lisnato povrće.

Vitamin B grupe uključuje 15 vitamina rastvorljivih u vodi koji su uključeni u metaboličke procese u organizmu, proces hematopoeze, igraju važnu ulogu u metabolizmu ugljenih hidrata, masti, vode. B vitamini stimulišu rast. Vitamine B možete dobiti iz pivskog kvasca, heljde, ovsene kaše, raženog hleba, mleka, mesa, jetre, žumanca, zelenih delova biljaka.

Nutrijenti su mikronutrijenti i makronutrijenti.

Nutrient Minerals dio su ćelija i tkiva tijela, učestvuju u raznim metaboličkim procesima. Makroelementi su neophodni osobi u relativno velikim količinama: Ca, K, Mg, P, Cl, Na soli. Elementi u tragovima su potrebni u malim količinama: Fe, Zn, mangan, Cr, I, F.

Jod se može dobiti iz morskih plodova; cink iz žitarica, kvasca, mahunarki, jetre; bakar i kobalt se dobijaju iz goveđe jetre, bubrega, žumanca, meda. Bobice i voće sadrže mnogo kalijuma, gvožđa, bakra, fosfora.

Ciljevi lekcije: ponavljanje, generalizacija i sistematizacija znanja na temu „Osnovi citologije“; razvoj vještina za analizu, isticanje glavne stvari; negovanje osjećaja kolektivizma, poboljšanje vještina grupnog rada.

Oprema: materijali za takmičenja, oprema i reagensi za eksperimente, listovi sa mrežama ukrštenih reči.

Pripremni radovi

1. Učenici razreda su podijeljeni u dvije ekipe, biraju kapitene. Svaki učenik ima značku koja odgovara broju na ekranu za evidenciju učenika.
2. Svaki tim pravi ukrštenicu za protivnike.
3. Za ocjenu rada učenika formira se žiri koji čine predstavnici uprave i učenici 11. razreda (ukupno 5 osoba).

Žiri bilježi ekipne i pojedinačne rezultate. Tim sa najviše bodova pobjeđuje. Učenici dobijaju ocjene u zavisnosti od broja bodova osvojenih tokom takmičenja.

TOKOM NASTAVE

1. Zagrijte se

(Maksimalni rezultat 15 poena)

Tim 1

1. Virus bakterije - ... ( bakteriofag).
2. Bezbojni plastidi - ... ( leukoplasti).
3. Proces apsorpcije od strane ćelije velikih molekula organskih materija, pa čak i celih ćelija - ... ( fagocitoza).
4. Organoid koji u svom sastavu sadrži centriole, - ... ( ćelijski centar).
5. Najčešća ćelijska supstanca je ... ( vode).
6. Ćelijski organoid, koji predstavlja sistem tubula, koji obavlja funkciju "skladišta gotovih proizvoda", - ( golgi kompleks).
7. Organela u kojoj se formira i akumulira energija - ... ( mitohondrije).
8. Katabolizam (sinonimi naziva) je ... ( disimilacija, energetski metabolizam).
9. Enzim (objasnite pojam) je ... ( biološki katalizator).
10. Proteinski monomeri su ... ( amino kiseline).
11. Hemijska veza koja povezuje ostatke fosforne kiseline u molekuli ATP ima svojstvo ... ( makroergija).
12. Unutrašnji viskozni polutečni sadržaj ćelije - ... ( citoplazma).
13. Višećelijski organizmi-fototrofi - ... ( biljke).
14. Sinteza proteina na ribosomima je ... ( emitovanje).
15. Robert Hooke otkrio je ćelijsku strukturu biljnog tkiva u ... ( 1665 ) godine.

Tim 2

1. Jednoćelijski organizmi bez ćelijskog jezgra - ... ( prokarioti).
2. Plastidi su zeleni - ... ( hloroplasti).
3. Proces hvatanja i apsorpcije tečnosti od strane ćelije sa supstancama otopljenim u njoj - ... ( pinocitoza).
4. Organela koja služi kao mjesto za sklapanje proteina - ... ( ribozom).
5. Organska materija, glavna supstanca ćelije - ... ( proteina).
6. Organoid biljne ćelije, koji je bočica napunjena sokom, - ... ( vacuole).
7. Organoid uključen u unutarćelijsku probavu čestica hrane - ... ( lizozom).
8. Anabolizam (sinonimi imena) je ... ( asimilacija, plastična razmjena).
9. Gen (objasni pojam) je ... ( segment molekula DNK).
10. Monomer skroba je ... ( glukoze.).
11. Hemijska veza koja povezuje monomere proteinskog lanca - ... ( peptid).
12. Komponenta jezgra (može biti jedna ili više) - ... ( nucleolus).
13. Heterotrofni organizmi - ( životinje, gljive, bakterije).
14. Nekoliko ribozoma ujedinjenih mRNA su ... ( polizom).
15. D.I. Ivanovski otvorio ... ( virusi), u... ( 1892 ) godine.

2. Pilot faza

Studenti (2 osobe iz svakog tima) dobijaju nastavne kartice i izvode sljedeće laboratorijske radove.

1. Plazmoliza i deplazmoliza u stanicama kožice luka.
2. Katalitička aktivnost enzima u živim tkivima.

3. Rješavanje ukrštenih riječi

Timovi rješavaju ukrštene riječi u trajanju od 5 minuta i predaju svoje radove žiriju. Članovi žirija sumiraju ovu fazu.

Ukrštenica 1

1. Energetski najintenzivnija organska materija. 2. Jedan od načina na koji supstance ulaze u ćeliju. 3. Vitalna supstanca koju tijelo ne proizvodi. 4. Struktura izvana uz plazma membranu životinjske ćelije. 5. Sastav RNK uključuje azotne baze: adenin, gvanin, citozin i... 6. Naučnik koji je otkrio jednoćelijske organizme. 7. Spoj nastao polikondenzacijom aminokiselina. 8. Ćelijska organela, mjesto sinteze proteina. 9. Nabori formirani od unutrašnje membrane mitohondrija. 10. Svojstvo živih bića da reaguju na spoljašnje uticaje.

Odgovori

1. Lipid. 2. Difuzija. 3. Vitamin. 4. Glikokaliks. 5. Uracil. 6. Levenguk. 7. Polipeptid. 8. Ribosom. 9. Christa. 10. Razdražljivost.

Ukrštenica 2

1. Hvatanje čvrstih čestica plazma membranom i njihov transport u ćeliju. 2. Sistem proteinskih filamenata u citoplazmi. 3. Jedinjenje koje se sastoji od velikog broja aminokiselinskih ostataka. 4. Živa bića ne mogu sintetizirati organske tvari iz neorganskih. 5. Ćelijske organele koje sadrže crvene i žute pigmente. 6. Supstanca čije molekule nastaju kombinacijom velikog broja molekula male molekulske težine. 7. Organizmi koji imaju jezgra u svojim ćelijama. 8. Proces oksidacije glukoze sa njenim cijepanjem do mliječne kiseline. 9. Najmanje organele ćelije, koje se sastoje od rRNA i proteina. 10. Membranske strukture povezane jedna s drugom i sa unutrašnjom membranom hloroplasta.

Odgovori

1. Fagocitoza. 2. Citoskelet. 3. Polipeptid. 4. Heterotrofi. 5. Hromoplasti. 6. Polimer. 7. Eukarioti. 8. Glikoliza. 9. Ribosomi. 10. Grans.

4. Treći je suvišan

(Maksimalni rezultat 6 poena)

Timovima se nude spojevi, fenomeni, koncepti itd. Dvije od njih se kombiniraju na određenoj osnovi, a treći je suvišan. Pronađite neparnu riječ i obrazložite odgovor.

Tim 1

1. Aminokiselina, glukoza, kuhinjska so. ( Kuhinjska so je neorganska supstanca.)
2. DNK, RNK, ATP. ( ATP je skladište energije.)
3. Transkripcija, translacija, glikoliza. ( Glikoliza je proces oksidacije glukoze.)

Tim 2

1. Škrob, celuloza, katalaza. ( Katalaza je protein, enzim.)
2. Adenin, timin, hlorofil. ( Hlorofil je zeleni pigment.)
3. Reduplikacija, fotoliza, fotosinteza. ( Reduplikacija - umnožavanje molekula DNK.)

5. Popunjavanje tabela

(Maksimalni rezultat 5 poena)

Svaki tim bira jednu osobu; daju im se listovi sa tabelama 1 i 2, koje je potrebno popuniti u roku od 5 minuta.

Tabela 1. Faze energetskog metabolizma

Tabela 2. Karakteristike procesa fotosinteze

6. Uskladite brojeve i slova

(Maksimalni rezultat 7 poena)

Tim 1

1. Reguliše ravnotežu vode - ...
2. Direktno uključeni u sintezu proteina - ...
3. Da li je respiratorni centar ćelije...
4. Dajte insektima privlačan izgled laticama cvijeća...
5. Sastoji se od dva okomita cilindra...
6. Deluju kao rezervoari u biljnim ćelijama...
7. Imaju stezanja i ramena...
8. Formira vretenasta vlakna...

ALI- ćelijski centar.
B- hromozom.
AT- vakuole.
G- stanične membrane.
D- ribozom.
E- mitohondrije.
I- hromoplasti.

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

Tim 2

1. Organoid na čijim membranama se odvija sinteza proteina...
2. Ima granu i tilakoide...
3. Sadrži karioplazmu unutar...
4. Sastoji se od DNK i proteina...
5. Ima mogućnost odvajanja malih mehurića...
6. Vrši samosvarenje ćelije u uslovima nedostatka hranljivih materija...
7. Komponenta ćelije u kojoj se nalaze organele...
8. Nalazi se samo kod eukariota...

ALI- lizozom.
B- hloroplast.
AT- jezgro.
G- citoplazma.
D- Golgijev kompleks.
E- endoplazmatski retikulum.
I- hromozom.

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

7. Odaberite organizme - prokariote

(Maksimalni rezultat 3 boda)

Tim 1

1. bacil tetanusa.
2. Penicillium.
3. Polypore.
4. Spirogyra.
5. Vibrio cholerae.
6. Yagel.
7. Streptococcus.
8. Virus hepatitisa.
9. Dijatomeje.
10. Ameba.

Tim 2

1. Kvasac.
2. Virus bjesnila.
3. Oncovirus.
4. Chlorella.
5. bakterije mliječne kiseline.
6. gvozdene bakterije.
7. Bacillus.
8. Infuzorija cipela.
9. Laminaria.
10. Lišaj.

8. Riješite problem

(Maksimalni rezultat 5 poena)

Tim 1

Odredite mRNA i primarnu strukturu proteina kodiranog u regiji DNK: G–T–T–C–T–A–A–A–A–G–G–C–C–A–T, ako je 5. nukleotid se briše, a između 8. i 9. nukleotida će biti timidil nukleotid.

(mRNA: C-A-A-G-U-U-U-U-A-T-C-C-G-U-A; glutamin – valin - leucin - prolin - valin.)

Tim 2

Dat je dio lanca DNK: T–A–G–T–G–A–T–T–T–A–A–C–T–A–G

Koja će biti primarna struktura proteina ako se pod uticajem hemijskih mutagena 6. i 8. nukleotid zamene citidilnim?

(mRNA: A-U-C-A-C-G-A-G-A-U-U-G-A-U-C; protein: izoleucin - treonin - arginin - leucin - izoleucin.)

9. Takmičenje kapetana

(Maksimalni rezultat 10 poena)

Kapetani dobijaju olovke i prazne listove papira.

Zadatak: nacrtati najveći broj ćelijskih organela i označiti ih.

10. Vaše mišljenje

(Maksimalni rezultat 5 poena)

Tim 1

Mnogi životni procesi u ćeliji su praćeni trošenjem energije. Zašto se ATP molekuli smatraju univerzalnom energetskom supstancom - jedinim izvorom energije u ćeliji?

Tim 2

Ćelija se stalno mijenja u procesu života. Kako zadržava svoj oblik i hemijski sastav?

11. Sumiranje

Ocjenjuju se aktivnosti učenika i timova. Pobjednički tim je nagrađen.

Organizmi se sastoje od ćelija. Ćelije različitih organizama imaju sličan hemijski sastav. Tabela 1 prikazuje glavne hemijske elemente koji se nalaze u ćelijama živih organizama.

Tabela 1. Sadržaj hemijskih elemenata u ćeliji

Prema sadržaju u ćeliji mogu se razlikovati tri grupe elemenata. U prvu grupu spadaju kiseonik, ugljenik, vodonik i azot. Oni čine skoro 98% ukupnog sastava ćelije. U drugu grupu spadaju kalijum, natrijum, kalcijum, sumpor, fosfor, magnezijum, gvožđe, hlor. Njihov sadržaj u ćeliji je desetinki i stoti dio procenta. Elementi ove dvije grupe pripadaju makronutrijenti(iz grčkog. makro- veliki).

Preostali elementi, predstavljeni u ćeliji sa stotim i hiljaditim dijelom procenta, uključeni su u treću grupu. to elementi u tragovima(iz grčkog. mikro- mali).

U ćeliji nisu pronađeni elementi koji su svojstveni samo živoj prirodi. Svi ovi hemijski elementi su takođe deo nežive prirode. Ovo ukazuje na jedinstvo žive i nežive prirode.

Nedostatak bilo kojeg elementa može dovesti do bolesti, pa čak i smrti tijela, jer svaki element igra određenu ulogu. Makronutrijenti prve grupe čine osnovu biopolimera - proteina, ugljikohidrata, nukleinskih kiselina i lipida, bez kojih je život nemoguć. Sumpor je deo nekih proteina, fosfor je deo nukleinskih kiselina, gvožđe je deo hemoglobina, a magnezijum deo hlorofila. Kalcijum igra važnu ulogu u metabolizmu.

Dio hemijskih elemenata sadržanih u ćeliji dio je neorganskih supstanci - mineralnih soli i vode.

mineralne soli nalaze se u ćeliji, po pravilu, u obliku kationa (K+, Na+, Ca 2+, Mg 2+) i anjona (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), čiji odnos određuje kiselost medijuma, koja je važna za život ćelija.

(U mnogim ćelijama medij je blago alkalan i njegov pH se gotovo ne mijenja, jer se u njemu stalno održava određeni omjer kationa i anjona.)

Od neorganskih supstanci u divljini, veliku ulogu igraju vode.

Život je nemoguć bez vode. Čini značajnu masu većine ćelija. Mnogo vode sadrži ćelije mozga i ljudski embrioni: više od 80% vode; u ćelijama masnog tkiva - samo 40%.Do starosti se sadržaj vode u ćelijama smanjuje. Osoba koja izgubi 20% vode umire.

Jedinstvena svojstva vode određuju njenu ulogu u tijelu. Uključen je u termoregulaciju, što je zbog visokog toplotnog kapaciteta vode - potrošnje velike količine energije pri zagrijavanju. Šta određuje visok toplotni kapacitet vode?

U molekuli vode, atom kiseonika je kovalentno vezan za dva atoma vodika. Molekula vode je polarna jer atom kisika ima djelomično negativan naboj, a svaki od dva atoma vodika ima

Djelomično pozitivan naboj. Vodikova veza nastaje između atoma kisika jedne molekule vode i atoma vodika druge molekule. Vodikove veze obezbeđuju vezu velikog broja molekula vode. Kada se voda zagrije, značajan dio energije se troši na razbijanje vodoničnih veza, što određuje njen veliki toplinski kapacitet.

voda - dobar rastvarač. Zbog polariteta, njegovi molekuli stupaju u interakciju s pozitivno i negativno nabijenim ionima, čime doprinose rastvaranju tvari. U odnosu na vodu, sve supstance ćelije se dele na hidrofilne i hidrofobne.

hidrofilna(iz grčkog. hidro- vodu i fileo- ljubav) nazivaju se tvari koje se otapaju u vodi. To uključuje jonska jedinjenja (npr. soli) i neka nejonska jedinjenja (npr. šećeri).

hidrofobna(iz grčkog. hidro- vodu i phobos- strah) nazivaju se supstance koje su nerastvorljive u vodi. To uključuje, na primjer, lipide.

Voda igra važnu ulogu u hemijskim reakcijama koje se odvijaju u ćeliji u vodenim rastvorima. Rastvara metaboličke produkte koji su organizmu nepotrebni i na taj način doprinosi njihovom uklanjanju iz organizma. To daje visok sadržaj vode u ćeliji elastičnost. Voda olakšava kretanje različitih supstanci unutar ćelije ili od ćelije do ćelije.

Tijela žive i nežive prirode sastoje se od istih kemijskih elemenata. Sastav živih organizama uključuje anorganske tvari - vodu i mineralne soli. Brojne vitalne funkcije vode u ćeliji su posljedica posebnosti njenih molekula: njihovog polariteta, sposobnosti stvaranja vodikovih veza.

NEORGANSKE KOMPONENTE ĆELIJE

U ćelijama živih organizama nalazi se oko 90 elemenata, a oko 25 ih se nalazi u gotovo svim ćelijama. Prema sadržaju u ćeliji, hemijski elementi se dele u tri velike grupe: makroelementi (99%), mikroelementi (1%), ultramikroelementi (manje od 0,001%).

Makronutrijenti uključuju kiseonik, ugljenik, vodonik, fosfor, kalijum, sumpor, hlor, kalcijum, magnezijum, natrijum i gvožđe.
Mikroelementi uključuju mangan, bakar, cink, jod, fluor.
Ultramikroelementi uključuju srebro, zlato, brom, selen.

ORGANSKI KOMPONENTE ĆELIJE

Enzimi.

Najvažnija funkcija proteina je katalitička. Proteinski molekuli koji povećavaju brzinu hemijskih reakcija u ćeliji za nekoliko redova veličine nazivaju se enzimi. Niti jedan biohemijski proces u tijelu ne nastaje bez sudjelovanja enzima.

Do sada je otkriveno preko 2000 enzima. Njihova efikasnost je višestruko veća od efikasnosti neorganskih katalizatora koji se koriste u proizvodnji. Dakle, 1 mg željeza u sastavu enzima katalaze zamjenjuje 10 tona neorganskog željeza. Katalaza povećava brzinu razgradnje vodikovog peroksida (H 2 O 2) za 10 11 puta. Enzim koji katalizira stvaranje ugljične kiseline (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) ubrzava reakciju za 10 7 puta.

Važno svojstvo enzima je specifičnost njihovog djelovanja; svaki enzim katalizira samo jednu ili malu grupu sličnih reakcija.

Supstanca na koju enzim djeluje naziva se supstrat. Strukture molekula enzima i supstrata moraju se međusobno potpuno podudarati. Ovo objašnjava specifičnost djelovanja enzima. Kada se supstrat kombinuje sa enzimom, prostorna struktura enzima se menja.

Redoslijed interakcije između enzima i supstrata može se shematski prikazati:

Supstrat+Enzim - Kompleks enzim-supstrat - Enzim+Proizvod.

Iz dijagrama se može vidjeti da se supstrat kombinuje sa enzimom i formira kompleks enzim-supstrat. U tom slučaju, supstrat se pretvara u novu tvar - proizvod. U završnoj fazi, enzim se oslobađa iz proizvoda i ponovo stupa u interakciju sa sljedećim molekulom supstrata.

Enzimi funkcioniraju samo pri određenoj temperaturi, koncentraciji tvari, kiselosti okoline. Promjena uslova dovodi do promjene tercijarne i kvartarne strukture proteinskog molekula, a samim tim i do supresije aktivnosti enzima. Kako se to događa? Samo određeni dio molekule enzima ima katalitičku aktivnost, tzv aktivni centar. Aktivni centar sadrži od 3 do 12 aminokiselinskih ostataka i nastaje kao rezultat savijanja polipeptidnog lanca.

Pod uticajem različitih faktora, struktura molekula enzima se menja. U tom slučaju se poremeti prostorna konfiguracija aktivnog centra, a enzim gubi svoju aktivnost.

Enzimi su proteini koji djeluju kao biološki katalizatori. Zahvaljujući enzimima, brzina hemijskih reakcija u ćelijama se povećava za nekoliko redova veličine. Važno svojstvo enzima je specifičnost djelovanja pod određenim uvjetima.

Nukleinske kiseline.

Nukleinske kiseline su otkrivene u drugoj polovini 19. veka. Švicarski biohemičar F. Miescher, koji je izolovao supstancu s visokim sadržajem dušika i fosfora iz jezgara stanica i nazvao je "nuklein" (od lat. jezgro- jezgro).

Nukleinske kiseline pohranjuju nasljedne informacije o strukturi i funkcioniranju svake ćelije i svih živih bića na Zemlji. Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina - DNK (deoksiribonukleinska kiselina) i RNA (ribonukleinska kiselina). Nukleinske kiseline su, kao i proteini, specifične za vrstu, odnosno organizmi svake vrste imaju svoj tip DNK. Da biste saznali razloge specifičnosti vrste, razmotrite strukturu nukleinskih kiselina.

Molekuli nukleinske kiseline su veoma dugi lanci koji se sastoje od stotina, pa čak i miliona nukleotida. Svaka nukleinska kiselina sadrži samo četiri vrste nukleotida. Funkcije molekula nukleinske kiseline zavise od njihove strukture, sastavnih nukleotida, njihovog broja u lancu i sekvence spoja u molekulu.

Svaki nukleotid se sastoji od tri komponente: azotne baze, ugljikohidrata i fosforne kiseline. Svaki nukleotid DNK sadrži jednu od četiri vrste azotnih baza (adenin - A, timin - T, gvanin - G ili citozin - C), kao i dezoksiribozu ugljikohidrata i ostatak fosforne kiseline.

Dakle, DNK nukleotidi se razlikuju samo po tipu azotne baze.

Molekul DNK se sastoji od ogromnog broja nukleotida povezanih u lanac u određenom nizu. Svaki tip molekula DNK ima svoj broj i sekvencu nukleotida.

Molekuli DNK su veoma dugački. Na primjer, bukvalni zapis nukleotidnog niza u molekulima DNK iz jedne ljudske ćelije (46 hromozoma) zahtijevao bi knjigu od oko 820.000 stranica. Izmjena četiri tipa nukleotida može formirati beskonačan broj varijanti DNK molekula. Ove karakteristike strukture DNK molekula omogućavaju im da pohrane ogromnu količinu informacija o svim znakovima organizama.

Godine 1953. američki biolog J. Watson i engleski fizičar F. Crick stvorili su model za strukturu molekula DNK. Naučnici su otkrili da se svaki molekul DNK sastoji od dva lanca međusobno povezana i spiralno uvijena. Izgleda kao dvostruka spirala. U svakom lancu se izmjenjuju četiri tipa nukleotida u određenom nizu.

Nukleotidni sastav DNK razlikuje se kod različitih vrsta bakterija, gljiva, biljaka i životinja. Ali to se ne mijenja s godinama, malo ovisi o promjenama u okruženju. Nukleotidi su upareni, odnosno broj nukleotida adenina u bilo kojoj molekuli DNK jednak je broju nukleotida timidina (A-T), a broj nukleotida citozina jednak je broju nukleotida guanina (C-G). To je zbog činjenice da se veza dva lanca jedan s drugim u molekuli DNK povinuje određenom pravilu, naime: adenin jednog lanca je uvijek povezan s dvije vodikove veze samo s timinom drugog lanca, a gvanin sa tri vodonika. veze sa citozinom, odnosno nukleotidni lanci jednog molekula DNK su komplementarni, međusobno se nadopunjuju.

Molekuli nukleinske kiseline - DNK i RNK se sastoje od nukleotida. Sastav DNK nukleotida uključuje azotnu bazu (A, T, G, C), dezoksiribozni ugljikohidrat i ostatak molekula fosforne kiseline. Molekul DNK je dvostruka spirala koja se sastoji od dva lanca povezana vodoničnim vezama prema principu komplementarnosti. Funkcija DNK je pohranjivanje nasljednih informacija.

U ćelijama svih organizama nalaze se molekuli ATP-a - adenozin trifosforna kiselina. ATP je univerzalna ćelijska tvar, čija molekula ima veze bogate energijom. Molekul ATP je jedna vrsta nukleotida, koji se, kao i drugi nukleotidi, sastoji od tri komponente: azotne baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jednog sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline (Sl. 12). Veze označene ikonom na slici su bogate energijom i nazivaju se makroergijski. Svaki ATP molekul sadrži dvije makroergijske veze.

Kada se visokoenergetska veza prekine i uz pomoć enzima odcijepi jedan molekul fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, a ATP se pretvara u ADP – adenozin difosfornu kiselinu. Eliminacijom još jednog molekula fosforne kiseline oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP - adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, odnosno AMP se može pretvoriti u ADP, ADP - u ATP.

Molekuli ATP-a se ne samo razgrađuju, već se i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u ćeliji relativno konstantan. Značaj ATP-a u životu ćelije je ogroman. Ove molekule imaju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu neophodnom za obezbeđivanje vitalne aktivnosti ćelije i organizma u celini.

Molekul RNK je po pravilu jedan lanac koji se sastoji od četiri vrste nukleotida - A, U, G, C. Poznata su tri glavna tipa RNK: mRNA, rRNA, tRNA. Sadržaj RNK molekula u ćeliji nije konstantan, oni su uključeni u biosintezu proteina. ATP je univerzalna energetska supstanca ćelije, u kojoj postoje energetski bogate veze. ATP igra centralnu ulogu u razmjeni energije u ćeliji. RNK i ATP se nalaze i u jezgru i u citoplazmi ćelije.

Zadaci i testovi na temu "Tema 4. "Hemijski sastav ćelije."

• polimer, monomer;
• ugljikohidrati, monosaharidi, disaharidi, polisaharidi;
• lipid, masna kiselina, glicerol;
• aminokiselina, peptidna veza, protein;
• katalizator, enzim, aktivno mjesto;
• nukleinska kiselina, nukleotid.

Algoritam za rješavanje problema.

Tip 1. Samokopiranje DNK.

Jedan od lanaca DNK ima sljedeću sekvencu nukleotida:
AGTACCGATACCGATTTCG...
Koju sekvencu nukleotida ima drugi lanac istog molekula?

Za pisanje nukleotidne sekvence drugog lanca molekule DNK, kada je poznat niz prvog lanca, dovoljno je zamijeniti timin adeninom, adenin timinom, gvanin citozinom i citozin guaninom. Izvršavajući ovu zamjenu, dobijamo slijed:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...

Tip 2. Kodiranje proteina.

Lanac aminokiselina proteina ribonukleaze ima sljedeći početak: lizin-glutamin-treonin-alanin-alanin-alanin-lizin...
Koja sekvenca nukleotida pokreće gen koji odgovara ovom proteinu?

Da biste to učinili, koristite tabelu genetskog koda. Za svaku aminokiselinu nalazimo njenu kodnu oznaku u obliku odgovarajućeg tria nukleotida i ispisujemo je. Raspoređujući ove triplete jedan za drugim istim redosledom kojim idu odgovarajuće aminokiseline, dobijamo formulu za strukturu sekcije glasničke RNK. U pravilu postoji nekoliko takvih trojki, izbor se vrši prema vašoj odluci (ali se uzima samo jedna od trojki). Može postojati nekoliko rješenja.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG

S kojom sekvencom aminokiselina počinje protein ako je kodiran takvim nizom nukleotida:
ACGCCATGGCCGGT...

Prema principu komplementarnosti, nalazimo strukturu informacijske RNK sekcije formirane na datom segmentu molekule DNK:
UGCGGGUACCCGCCCA...

Zatim se okrenemo tablici genetskog koda i za svaki trio nukleotida, počevši od prvog, pronađemo i ispišemo odgovarajuću aminokiselinu:
Cistein-glicin-tirozin-arginin-prolin-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Mjagkova A.N. "Opća biologija". Moskva, "Prosvetljenje", 2000

• Tema 4. "Hemijski sastav ćelije." §2-§7 str. 7-21
• Tema 5. "Fotosinteza." §16-17 str. 44-48
• Tema 6. "Ćelijsko disanje." §12-13 str. 34-38
• Tema 7. "Genetske informacije." §14-15, str. 39-44