Det mest energikrævende økologiske næringsstof. Fundamentals of Cytology Det mest energikrævende organiske næringsstof

Næringsstoffer og deres betydning

Den menneskelige krop består af proteiner (19,6%), fedtstoffer (14,7%), kulhydrater (1%), mineraler (4,9%), vand (58,8%). Han bruger konstant disse stoffer på dannelsen af ​​energi, der er nødvendig for de indre organers funktion, opretholdelse af varme og udførelse af alle livsprocesser, inklusive fysisk og mentalt arbejde. Samtidig finder restaureringen og skabelsen af ​​celler og væv, hvorfra den menneskelige krop er bygget, sted, genopfyldning af brugt energi på grund af stoffer fra mad. Disse stoffer omfatter proteiner, fedtstoffer, kulhydrater, mineraler, vitaminer, vand osv., de kaldes mad. Derfor er mad til kroppen en kilde til energi og plastik (bygge)materialer.

Egern

Disse er komplekse organiske forbindelser af aminosyrer, som omfatter kulstof (50-55%), brint (6-7%), oxygen (19-24%), nitrogen (15-19%) og kan også omfatte fosfor, svovl , jern og andre elementer.

Proteiner er de vigtigste biologiske stoffer i levende organismer. De tjener som det vigtigste plastmateriale, hvorfra celler, væv og organer i den menneskelige krop er bygget. Proteiner danner grundlaget for hormoner, enzymer, antistoffer og andre formationer, der udfører komplekse funktioner i menneskets liv (fordøjelse, vækst, reproduktion, immunitet osv.), Bidrager til den normale metabolisme af vitaminer og mineralsalte i kroppen. Proteiner er involveret i dannelsen af ​​energi, især i en periode med høje energiomkostninger eller med utilstrækkelige mængder af kulhydrater og fedtstoffer i kosten, hvilket dækker 12 % af kroppens samlede energibehov. Energiværdien af ​​1 g protein er 4 kcal. Med mangel på proteiner i kroppen opstår alvorlige lidelser: en opbremsning i børns vækst og udvikling, ændringer i leveren hos voksne, aktiviteten af ​​de endokrine kirtler, blodsammensætning, en svækkelse af mental aktivitet, et fald i arbejdet kapacitet og modstandsdygtighed over for infektionssygdomme. Protein i menneskekroppen dannes kontinuerligt af aminosyrer, der kommer ind i cellerne som følge af fordøjelsen af ​​fødevareprotein. Til syntesen af ​​humant protein er der behov for fødevareprotein i en vis mængde og en bestemt aminosyresammensætning. I øjeblikket kendes mere end 80 aminosyrer, hvoraf 22 er de mest almindelige i fødevarer. Aminosyrer i henhold til deres biologiske værdi er opdelt i uerstattelige og ikke-essentielle.

uundværlig otte aminosyrer - lysin, tryptofan, methionin, leucin, isoleucin, valin, threonin, phenylalanin; børn har også brug for histidin. Disse aminosyrer syntetiseres ikke i kroppen og skal tilføres mad i et bestemt forhold, dvs. afbalanceret. Udskiftelig aminosyrer (arginin, cystin, tyrosin, alanin, serin osv.) kan syntetiseres i den menneskelige krop fra andre aminosyrer.

Proteinets biologiske værdi afhænger af indholdet og balancen af ​​essentielle aminosyrer. Jo flere essentielle aminosyrer den indeholder, jo mere værdifuld er den. Et protein, der indeholder alle otte essentielle aminosyrer kaldes komplet. Kilden til komplette proteiner er alle animalske produkter: mejeriprodukter, kød, fjerkræ, fisk, æg.

Det daglige indtag af protein for personer i den erhvervsaktive alder er kun 58-117 g afhængig af køn, alder og arten af ​​personens arbejde. Proteiner af animalsk oprindelse bør udgøre 55 % af det daglige behov.

Proteinmetabolismens tilstand i kroppen bedømmes ud fra nitrogenbalancen, dvs. efter balancen mellem mængden af ​​nitrogen, der indføres med fødevareproteiner og udskilles fra kroppen. Raske voksne med en sund kost er i nitrogenbalance. Voksende børn, unge, gravide og ammende kvinder har en positiv kvælstofbalance, pga. madprotein går til dannelsen af ​​nye celler, og introduktionen af ​​nitrogen med proteinmad råder over dets fjernelse fra kroppen. Under sult, sygdomme, når madproteiner ikke er nok, observeres en negativ balance, dvs. der udskilles mere nitrogen end det indføres, mangel på fødevareproteiner fører til nedbrydning af proteiner i organer og væv.

Fedtstoffer

Disse er komplekse organiske forbindelser bestående af glycerol og fedtsyrer, som indeholder kulstof, brint, oxygen. Fedtstoffer er et af de vigtigste næringsstoffer, de er en væsentlig komponent i en afbalanceret kost.

Den fysiologiske betydning af fedt er forskellig. Fedt er en del af celler og væv som et plastmateriale, der bruges af kroppen som energikilde (30 % af det samlede behov

organisme i energi). Energiværdien af ​​1 g fedt er 9 kcal. Fedtstoffer forsyner kroppen med vitamin A og D, biologisk aktive stoffer (phospholipider, tocopheroler, steroler), giver mad saftighed, smag, øger dens næringsværdi, hvilket får en person til at føle sig mæt.

Resten af ​​det indkommende fedt efter dækning af kroppens behov aflejres i det subkutane væv i form af et subkutant fedtlag og i det bindevæv, der omgiver de indre organer. Både subkutant og internt fedt er hovedreserven af ​​energi (reservefedt) og bruges af kroppen under anstrengende fysisk arbejde. Det subkutane fedtlag beskytter kroppen mod afkøling, og det indre fedt beskytter de indre organer mod stød, stød og forskydning. Med mangel på fedt i kosten observeres en række forstyrrelser i centralnervesystemet, kroppens forsvar svækkes, proteinsyntesen falder, kapillærpermeabiliteten øges, væksten bremses mv.

Menneskeligt fedt dannes af glycerol og fedtsyrer, der kommer ind i lymfen og blodet fra tarmene som følge af fordøjelsen af ​​madfedt. Til syntesen af ​​dette fedt er der behov for diætfedt, der indeholder en række forskellige fedtsyrer, hvoraf 60 er kendt i øjeblikket. Fedtsyrer opdeles i mættede eller mættede (dvs. mættede med brint til det yderste) og umættede eller umættede.

Mættet fedtsyrer (stearinsyre, palmitinsyre, capronsyre, smørsyre osv.) har lave biologiske egenskaber, syntetiseres let i kroppen, påvirker fedtstofskiftet, leverfunktionen negativt og bidrager til udviklingen af ​​åreforkalkning, da de øger kolesterol i blodet. Disse fedtsyrer findes i store mængder i animalsk fedt (lam, oksekød) og i nogle vegetabilske olier (kokos), hvilket forårsager deres høje smeltepunkt (40-50°C) og relativt lave fordøjelighed (86-88%).

Umættet fedtsyrer (oliesyre, linolsyre, linolensyre, arachidon osv.) er biologisk aktive forbindelser, der er i stand til oxidation og tilsætning af brint og andre stoffer. De mest aktive af dem er: linol, linolen og arachidon, kaldet flerumættede fedtsyrer. Ifølge deres biologiske egenskaber er de klassificeret som livsvigtige stoffer og kaldes vitamin F. De deltager aktivt i fedt- og kolesterolmetabolismen, øger elasticiteten og reducerer permeabiliteten af ​​blodkar og forhindrer dannelsen af ​​blodpropper. Flerumættede fedtsyrer syntetiseres ikke i den menneskelige krop og skal introduceres sammen med diætfedt. De findes i svinefedt, solsikke- og majsolie, fiskefedt. Disse fedtstoffer har et lavt smeltepunkt og høj fordøjelighed (98%).

Fedtets biologiske værdi afhænger også af indholdet af forskellige fedtopløselige vitaminer A og D (fiskefedt, smør), vitamin E (vegetabilske olier) og fedtlignende stoffer: fosfatider og steroler.

Fosfatider er de mest biologisk aktive stoffer. Disse omfatter lecithin, cephalin osv. De påvirker permeabiliteten af ​​cellemembraner, metabolisme, hormonsekretion og blodkoagulation. Fosfatider findes i kød, æggeblomme, lever, diætfedt og creme fraiche.

Steroler er en bestanddel af fedtstoffer. I vegetabilske fedtstoffer præsenteres de i form af beta-sterol, ergosterol, som påvirker forebyggelsen af ​​åreforkalkning.

I animalsk fedt er steroler indeholdt i form af kolesterol, som sikrer cellernes normale tilstand, er involveret i dannelsen af ​​kønsceller, galdesyrer, vitamin D 3 mv.

Kolesterol dannes også i menneskekroppen. Ved normal kolesterolmetabolisme er mængden af ​​kolesterol, der indtages og syntetiseres i kroppen, lig med mængden af ​​kolesterol, der henfalder og udskilles fra kroppen. I alderdommen, såvel som med en overbelastning af nervesystemet, overvægt, med en stillesiddende livsstil, er kolesterolmetabolismen forstyrret. I dette tilfælde øger kosten kolesterol dets indhold i blodet og fører til ændringer i blodkar og udvikling af åreforkalkning.

Det daglige fedtforbrug for den raske befolkning er kun 60-154 g, afhængig af alder, køn, bunkens art og områdets klimatiske forhold; af disse skal animalsk fedt være 70% og vegetabilsk - 30%.

Kulhydrater

Det er organiske forbindelser bestående af kulstof, brint og oxygen, syntetiseret i planter fra kuldioxid og vand under påvirkning af solenergi.

Kulhydrater, der har evnen til at blive oxideret, tjener som den vigtigste energikilde, der bruges i processen med menneskelig muskelaktivitet. Energiværdien af ​​1 g kulhydrater er 4 kcal. De dækker 58 % af kroppens samlede energibehov. Derudover er kulhydrater en del af celler og væv, findes i blodet og i form af glykogen (animalsk stivelse) i leveren. Der er få kulhydrater i kroppen (op til 1 % af en persons kropsvægt). For at dække energiomkostningerne skal de derfor forsynes med mad konstant.

I tilfælde af mangel på kulhydrater i kosten under kraftig fysisk anstrengelse, genereres energi fra det lagrede fedt, og derefter kroppens protein. Med et overskud af kulhydrater i kosten genopbygges fedtreserven ved at omdanne kulhydrater til fedt, hvilket fører til en stigning i menneskelig vægt. Kilden til forsyning af kroppen med kulhydrater er vegetabilske produkter, hvor de præsenteres i form af monosaccharider, disaccharider og polysaccharider.

Monosaccharider er de enkleste kulhydrater, søde i smagen, opløselige i vand. Disse omfatter glucose, fructose og galactose. De absorberes hurtigt fra tarmene ind i blodbanen og bruges af kroppen som en energikilde, til dannelsen af ​​glykogen i leveren, til at ernære hjernens væv, musklerne og opretholde det nødvendige niveau af sukker i blodet .

Disaccharider (saccharose, lactose og maltose) er kulhydrater, søde i smagen, opløselige i vand, opdelt i menneskekroppen i to molekyler af monosaccharider med dannelse af saccharose - glucose og fructose, fra lactose - glucose og galactose, fra maltose - to molekyler af glucose.

Mono- og disaccharider optages let af kroppen og dækker hurtigt energiomkostningerne for en person under øget fysisk anstrengelse. Overforbrug af simple kulhydrater kan føre til en stigning i blodsukkeret, og derfor til en negativ effekt på bugspytkirtlens funktion, til udvikling af åreforkalkning og fedme.

Polysaccharider er komplekse kulhydrater bestående af mange glukosemolekyler, uopløselige i vand, har en usødet smag. Disse omfatter stivelse, glykogen, fiber.

Stivelse i den menneskelige krop, under påvirkning af fordøjelsessaftenzymer, nedbrydes det til glukose, der gradvist tilfredsstiller kroppens behov for energi i en lang periode. Takket være stivelse får mange fødevarer, der indeholder det (brød, korn, pasta, kartofler) en person til at føle sig mæt.

Glykogen kommer ind i menneskekroppen i små doser, da det er indeholdt i små mængder i fødevarer af animalsk oprindelse (lever, kød).

Cellulose i menneskekroppen fordøjes det ikke på grund af fraværet af celluloseenzymet i fordøjelsessafterne, men ved at passere gennem fordøjelsesorganerne stimulerer det tarmens motilitet, fjerner kolesterol fra kroppen, skaber betingelser for udvikling af gavnlige bakterier, og derved bidrage til bedre fordøjelse og assimilering af mad. Indeholder fibre i alle planteprodukter (fra 0,5 til 3%).

pektin(kulhydratlignende) stoffer, der kommer ind i den menneskelige krop med grøntsager, frugter, stimulerer fordøjelsesprocessen og bidrager til fjernelse af skadelige stoffer fra kroppen. Disse omfatter protopectin - placeret i cellemembranerne af friske grøntsager, frugter, hvilket giver dem stivhed; pektin er et gelédannende stof i cellesaften af ​​grøntsager og frugter; pektin- og pektinsyrer, som giver en syrlig smag til frugt og grønt. Der er mange pektinstoffer i æbler, blommer, stikkelsbær, tranebær.

Det daglige indtag af kulhydrater for befolkningen i den erhvervsaktive alder er kun 257-586 g afhængig af alder, køn og arbejdets art.

vitaminer

Disse er lavmolekylære organiske stoffer af forskellig kemisk natur, der fungerer som biologiske regulatorer af vitale processer i den menneskelige krop.

Vitaminer er involveret i normalisering af stofskiftet, i dannelsen af ​​enzymer, hormoner, stimulerer vækst, udvikling, genopretning af kroppen.

De har stor betydning for dannelsen af ​​knoglevæv (vit. D), hud (vit. A), bindevæv (vit. C), i udviklingen af ​​fosteret (vit. E), i processen med hæmatopoiesis (vit. vit. B | 2, B 9 ) osv.

Vitaminer blev først opdaget i fødevarer i 1880 af den russiske videnskabsmand N.I. Lunin. I øjeblikket er mere end 30 typer vitaminer blevet opdaget, som hver har et kemisk navn, og mange af dem er en bogstavbetegnelse for det latinske alfabet (C - ascorbinsyre, B - thiamin osv.). Nogle vitaminer i kroppen syntetiseres ikke og opbevares ikke i reserven, så de skal introduceres sammen med mad (C, B, P). Nogle vitaminer kan syntetiseres i

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

Manglen på vitaminer i kosten forårsager en sygdom under det generelle navn beriberi. Med utilstrækkeligt indtag af vitaminer med mad er der hypovitaminose, som viser sig i form af irritabilitet, søvnløshed, svaghed, nedsat arbejdsevne og modstand mod infektionssygdomme. Overdreven indtagelse af vitamin A og D fører til en forgiftning af kroppen, kaldet hypervitaminose.

Afhængig af opløseligheden opdeles alle vitaminer i: 1) vandopløseligt C, P, B 1, B 2, B 6, B 9, PP osv.; 2) fedtopløselig - A, D, E, K; 3) vitaminlignende stoffer - U, F, B 4 (cholin), B 15 (pangaminsyre) osv.

Vitamin C (ascorbinsyre) spiller en vigtig rolle i kroppens redoxprocesser, påvirker stofskiftet. Manglen på dette vitamin reducerer kroppens modstand mod forskellige sygdomme. Dens fravær fører til skørbug. Det daglige indtag af C-vitamin er 70-100 mg. Den findes i alle vegetabilske fødevarer, især i vildrose, solbær, rød peber, persille, dild.

Vitamin P (bioflavonoid) styrker kapillærer og reducerer permeabiliteten af ​​blodkar. Det findes i de samme fødevarer som vitamin C. Det daglige indtag er 35-50 mg.

Vitamin B, (thiamin) regulerer aktiviteten af ​​nervesystemet, er involveret i stofskiftet, især kulhydrat. I tilfælde af mangel på dette vitamin bemærkes en lidelse i nervesystemet. Behovet for B-vitamin er 1,1-2,1 mg pr. Vitaminet findes i fødevarer af animalsk og vegetabilsk oprindelse, især i kornprodukter, gær, lever og svinekød.

Vitamin B 2 (riboflavin) er involveret i stofskiftet, påvirker vækst, syn. Med mangel på vitamin falder funktionen af ​​mavesekretion, synet forværres, hudens tilstand forværres. Det daglige indtag er 1,3-2,4 mg. Vitaminet findes i gær, brød, boghvede, mælk, kød, fisk, grøntsager, frugter.

Vitamin PP (nikotinsyre) er en del af nogle enzymer, er involveret i stofskiftet. Manglen på dette vitamin forårsager træthed, svaghed, irritabilitet. I dens fravær opstår pellagra-sygdom ("ru hud"). Forbrugshastigheden pr. dag er 14-28 mg. Vitamin PP er indeholdt i mange produkter af vegetabilsk og animalsk oprindelse; det kan syntetiseres i den menneskelige krop fra aminosyren tryptofan.

Vitamin B 6 (pyridoxin) er involveret i stofskiftet. Med mangel på dette vitamin i mad bemærkes forstyrrelser i nervesystemet, ændringer i hudens tilstand, blodkar. Indtaget af vitamin B 6 er 1,8-2 mg pr. Det findes i mange fødevarer. Med en afbalanceret kost modtager kroppen en tilstrækkelig mængde af dette vitamin.

Vitamin B 9 (folinsyre) deltager i hæmatopoiesen og stofskiftet i den menneskelige krop. Med mangel på dette vitamin udvikles anæmi. Normen for dets forbrug er 0,2 mg om dagen. Det findes i salat, spinat, persille, grønne løg.

Vitamin B 12 (cobalamin) er af stor betydning i hæmatopoiese, stofskifte. Med mangel på dette vitamin udvikler folk malign anæmi. Normen for dets forbrug er 0,003 mg om dagen. Det findes kun i fødevarer af animalsk oprindelse: kød, lever, mælk, æg.

Vitamin B 15 (pangaminsyre) har en effekt på funktionen af ​​det kardiovaskulære system og oxidative processer i kroppen. Det daglige behov for vitamin 2 mg. Det findes i gær, lever, risklid.

Cholin er involveret i metabolismen af ​​proteiner og fedtstoffer i kroppen. Mangel på cholin bidrager til nyre- og leverskader. Dens forbrugshastighed er 500 - 1000 mg pr. dag. Det findes i leveren, kød, æg, mælk, korn.

Vitamin A (retinol) fremmer vækst, udvikling af skelettet, påvirker syn, hud og slimhinder, øger kroppens modstandsdygtighed over for infektionssygdomme. Med mangel på det bremses væksten, synet svækkes, håret falder ud. Det findes i animalske produkter: fiskeolie, lever, æg, mælk, kød. Vegetabilske produkter af gul-orange farve (gulerødder, tomater, græskar) indeholder provitamin A - caroten, som i menneskekroppen bliver til vitamin A i nærvær af madfedt.

D-vitamin (calciferol) er involveret i dannelsen af ​​knoglevæv, stimulerer

vækst. Med mangel på dette vitamin udvikles rakitis hos børn og knoglevævsændringer hos voksne. D-vitamin syntetiseres ud fra provitaminet i huden under påvirkning af ultraviolette stråler. Det findes i fisk, okselever, smør, mælk, æg. Det daglige indtag af vitaminet er 0,0025 mg.

Vitamin E (tocopherol) er involveret i arbejdet i de endokrine kirtler, påvirker reproduktionsprocesserne og nervesystemet. Forbrugshastigheden er 8-10 mg pr. dag. Meget af det i vegetabilske olier og korn. E-vitamin beskytter vegetabilsk fedt mod oxidation.

Vitamin K (phylloquinon) virker på blodpropper. Dens daglige behov er 0,2-0,3 mg. Indeholdt i grøn salat, spinat, brændenælde. Dette vitamin syntetiseres i den menneskelige tarm.

Vitamin F (linolsyre, linolensyre, arichidonfedtsyrer) er involveret i fedt- og kolesterolmetabolismen. Forbrugshastigheden er 5-8 g pr. dag. Indeholdt i svinefedt, vegetabilsk olie.

Vitamin U virker på funktionen af ​​fordøjelseskirtlerne, fremmer helingen af ​​mavesår. Indeholdt i saften af ​​frisk kål.

Bevarelse af vitaminer under madlavning. Under opbevaring og tilberedning af fødevarer ødelægges nogle vitaminer, især vitamin C. Negative faktorer, der reducerer C-vitaminaktiviteten af ​​grøntsager og frugter er: sollys, luftilt, høj temperatur, alkalisk miljø, høj luftfugtighed og vand i hvilket vitamin opløses godt. Enzymer indeholdt i fødevarer fremskynder processen med dets ødelæggelse.

C-vitamin ødelægges kraftigt under tilberedning af grøntsagsmos, frikadeller, gryderetter, gryderetter og lidt - når grøntsager steges i fedt. Sekundær opvarmning af vegetabilske retter og deres kontakt med oxiderede dele af teknologisk udstyr fører til fuldstændig ødelæggelse af dette vitamin. Vitaminer fra gruppe B under den kulinariske forarbejdning af produkter bevares hovedsageligt. Men det skal huskes, at det alkaliske miljø ødelægger disse vitaminer, og derfor kan du ikke tilføje bagepulver, når du laver bælgfrugter.

For at forbedre fordøjeligheden af ​​caroten bør alle orangerøde grøntsager (gulerødder, tomater) indtages med fedt (creme fraiche, vegetabilsk olie, mælkesauce), og de skal tilsættes supper og andre retter i en brunet form.

Vitaminisering af mad.

På nuværende tidspunkt er metoden til kunstig berigelse af tilberedt mad ret udbredt i cateringvirksomheder.

Færdig første og tredje retter er beriget med ascorbinsyre, før maden serveres. Ascorbinsyre indføres i retter i form af pulver eller tabletter, tidligere opløst i en lille mængde mad. Berigelse af fødevarer med vitamin C, B, PP er organiseret i kantiner for arbejdere i nogle kemiske virksomheder for at forhindre sygdomme forbundet med produktionsfarer. En vandig opløsning af disse vitaminer med et volumen på 4 ml pr. portion administreres dagligt til tilberedte fødevarer.

Fødevareindustrien producerer berigede produkter: mælk og kefir beriget med C-vitamin; margarine og babymel beriget med vitamin A og D, smør beriget med caroten; brød, premium mel, beriget med vitamin B p B 2, PP osv.

Mineraler

Mineralske eller uorganiske stoffer er klassificeret som uundværlige, de er involveret i vitale processer i den menneskelige krop: opbygning af knogler, opretholdelse af syre-basebalance, blodsammensætning, normalisering af vand-saltmetabolisme og nervesystemets aktivitet.

Afhængigt af indholdet i kroppen opdeles mineraler i:

makronæringsstoffer, som er i en betydelig mængde (99% af den samlede mængde af mineraler indeholdt i kroppen): calcium, fosfor, magnesium, jern, kalium, natrium, klor, svovl.

sporstoffer, inkluderet i den menneskelige krop i små doser: jod, fluor, kobber, kobolt, mangan;

Ultramikroelementer, indeholdt i kroppen i spormængder: guld, kviksølv, radium osv.

Calcium er involveret i opbygningen af ​​knogler, tænder, er nødvendig for den normale funktion af nervesystemet.

system, hjerte, påvirker væksten. Calciumsalte er rige på mejeriprodukter, æg, kål, rødbeder. Kroppens daglige behov for calcium er 0,8 g.

Fosfor er involveret i metabolismen af ​​proteiner og fedtstoffer, i dannelsen af ​​knoglevæv og påvirker centralnervesystemet. Indeholdt i mejeriprodukter, æg, kød, fisk, brød, bælgfrugter. Behovet for fosfor er 1,2 g pr.

Magnesium påvirker den nervøse, muskulære og hjerteaktivitet, har en vasodilaterende egenskab. Indeholdt i brød, korn, bælgfrugter, nødder, kakaopulver. Det daglige indtag af magnesium er 0,4 g.

Jern normaliserer blodsammensætningen (inkluderet i hæmoglobin) og er en aktiv deltager i oxidative processer i kroppen. Indeholdt i lever, nyrer, æg, havregryn og boghvede, rugbrød, æbler. Det daglige behov for jern er 0,018 g.

Kalium er involveret i vandmetabolismen i den menneskelige krop, hvilket øger væskeudskillelsen og forbedrer hjertefunktionen. Indeholdt i tørrede frugter (tørrede abrikoser, abrikoser, svesker, rosiner), ærter, bønner, kartofler, kød, fisk. En person har brug for op til 3 g kalium om dagen.

Natrium regulerer sammen med kalium vandmetabolismen, holder på fugten i kroppen og opretholder normalt osmotisk tryk i væv. Der er lidt natrium i fødevarer, så det indgives med bordsalt (NaCl). Det daglige behov er 4-6 g natrium eller 10-15 g bordsalt.

Klor er involveret i reguleringen af ​​osmotisk tryk i væv og i dannelsen af ​​saltsyre (HC1) i maven. Klor kommer ind med salt. Dagsbehov 5-7g.

Svovl er en del af nogle aminosyrer, vitamin B, hormonet insulin. Indeholdt i ærter, havregryn, ost, æg, kød, fisk. Dagsbehov 1 år"

Jod er involveret i opbygningen og funktionen af ​​skjoldbruskkirtlen. Jod er mest af alt koncentreret i havvand, grønkål og havfisk. Det daglige behov er 0,15 mg.

Fluor er involveret i dannelsen af ​​tænder og knogler, og findes i drikkevand. Det daglige behov er 0,7-1,2 mg.

Kobber og kobolt er involveret i hæmatopoiesis. Indeholdt i små mængder i fødevarer af animalsk og vegetabilsk oprindelse.

En voksen menneskekrops samlede daglige behov for mineraler er 20-25 g, mens balancen mellem de enkelte elementer er vigtig. Således bør forholdet mellem calcium, fosfor og magnesium i kosten være 1:1,3:0,5, hvilket bestemmer niveauet af absorption af disse mineraler i kroppen.

For at opretholde syre-base balancen i kroppen er det nødvendigt at kombinere produkter, der indeholder alkaliske mineraler (Ca, Mg, K, Na), i kosten, som er rige på mælk, grøntsager, frugter, kartofler og sure stoffer ( P, S, Cl som findes i kød, fisk, æg, brød, korn.

Vand

Vand spiller en vigtig rolle i menneskekroppens liv. Det er den vigtigste komponent af alle celler (2/3 af den menneskelige kropsvægt). Vand er det miljø, hvori celler eksisterer, og forbindelsen mellem dem opretholdes, det er grundlaget for alle væsker i kroppen (blod, lymfe, fordøjelsessaft). Med deltagelse af vand finder stofskifte, termoregulering og andre biologiske processer sted. Hver dag udskiller en person vand med sved (500 g), udåndingsluft (350 g), urin (1500 g) og afføring (150 g), hvilket fjerner skadelige stofskifteprodukter fra kroppen. For at genoprette det tabte vand skal det indføres i kroppen. Afhængig af alder, fysisk aktivitet og klimatiske forhold er en persons daglige behov for vand 2-2,5 liter, inklusive 1 liter med at drikke, 1,2 liter med mad og 0,3 liter dannet under stofskiftet. I den varme årstid, når du arbejder i varme butikker, under anstrengende fysisk aktivitet, er der store tab af vand i kroppen med sved, så dets forbrug øges til 5-6 liter om dagen. I disse tilfælde er drikkevand saltet, da en masse natriumsalte går tabt sammen med sved. Overdreven vandindtagelse er en ekstra belastning for det kardiovaskulære system og nyrerne og er sundhedsskadeligt. I tilfælde af tarmdysfunktion (diarré) optages vand ikke i blodet, men udskilles fra menneskekroppen, hvilket fører til dens alvorlige dehydrering og udgør en trussel mod livet. Uden vand kan en person ikke leve mere end 6 dage.

Næringsstoffer - kulhydrater, proteiner, vitaminer, fedtstoffer, sporstoffer, makronæringsstoffer- Findes i mad. Alle disse næringsstoffer er nødvendige for, at en person kan udføre alle livsprocesser. Indholdet af næringsstoffer i kosten er den vigtigste faktor for at sammensætte en kostmenu.

I en levende persons krop stopper oxidationsprocesserne af alle slags aldrig. næringsstoffer. Oxidationsreaktioner opstår med dannelse og frigivelse af varme, som en person har brug for for at opretholde livsprocesser. Termisk energi tillader muskelsystemet at arbejde, hvilket fører os til den konklusion, at jo hårdere det fysiske arbejde er, desto mere mad kræves der til kroppen.

Fødevarers energiværdi bestemmes af kalorier. Kalorieindholdet i fødevarer bestemmer mængden af ​​energi, som kroppen modtager i processen med assimilering af mad.

1 gram protein i oxidationsprocessen giver en varmemængde på 4 kcal; 1 gram kulhydrater = 4 kcal; 1 gram fedt = 9 kcal.

Næringsstoffer er proteiner.

Protein som næringsstof nødvendigt for at kroppen kan opretholde stofskiftet, muskelsammentrækning, nerve irritabilitet, evnen til at vokse, reproducere og tænke. Protein findes i alle væv og kropsvæsker og er et væsentligt element. Et protein består af aminosyrer, der bestemmer den biologiske betydning af et protein.

Ikke-essentielle aminosyrer dannet i menneskekroppen. Essentielle aminosyrer en person modtager udefra med mad, hvilket indikerer behovet for at kontrollere mængden af ​​aminosyrer i maden. En kostmangel på selv en essentiel aminosyre fører til et fald i den biologiske værdi af proteiner og kan forårsage proteinmangel på trods af en tilstrækkelig mængde protein i kosten. Den vigtigste kilde til essentielle aminosyrer er fisk, kød, mælk, hytteost, æg.

Derudover har kroppen brug for vegetabilske proteiner indeholdt i brød, korn, grøntsager - de giver essentielle aminosyrer.

Cirka 1 g protein pr. 1 kg kropsvægt bør ind i en voksens krop hver dag. Det vil sige, at en almindelig person, der vejer 70 kg om dagen, har brug for mindst 70 g protein, mens 55 % af alt protein bør være af animalsk oprindelse. Hvis du træner, så bør mængden af ​​protein øges til 2 gram per kilogram per dag.

Proteiner i den rigtige kost er uundværlige for alle andre elementer.

Næringsstoffer er fedtstoffer.

Fedtstoffer som næringsstoffer er en af ​​kroppens vigtigste energikilder, deltager i restitutionsprocesser, da de er en strukturel del af celler og deres membransystemer, opløses og hjælper med optagelsen af ​​vitamin A, E, D. Derudover hjælper fedtstoffer i dannelsen af ​​immunitet og holde kroppen varm.

En utilstrækkelig mængde fedt i kroppen forårsager forstyrrelser i centralnervesystemets aktivitet, ændringer i hud, nyrer og syn.

Fedt består af flerumættede fedtsyrer, lecithin, vitamin A, E. En almindelig person har brug for omkring 80-100 gram fedt om dagen, hvoraf vegetabilsk oprindelse bør være mindst 25-30 gram.

Fedt fra mad giver kroppen 1/3 af kostens daglige energiværdi; Der er 37 g fedt per 1000 kcal.

Den nødvendige mængde fedt i: hjerte, fjerkræ, fisk, æg, lever, smør, ost, kød, svinefedt, hjerner, mælk. Vegetabilsk fedt, som indeholder mindre kolesterol, er vigtigere for kroppen.

Næringsstoffer er kulhydrater.

Kulhydrater,næringsstof, er hovedkilden til energi, som bringer 50-70% af kalorierne fra hele kosten. Den nødvendige mængde kulhydrater for en person bestemmes ud fra hans aktivitet og energiforbrug.

På dagen for en almindelig person, der er engageret i psykisk eller let fysisk arbejde, er der brug for omkring 300-500 gram kulhydrater. Med øget fysisk aktivitet stiger det daglige indtag af kulhydrater og kalorier også. For mætte mennesker kan energiintensiteten i den daglige menu reduceres på grund af mængden af ​​kulhydrater uden at gå på kompromis med helbredet.

Mange kulhydrater findes i brød, korn, pasta, kartofler, sukker (nettokulhydrat). Et overskud af kulhydrater i kroppen forstyrrer det korrekte forhold mellem de vigtigste dele af maden og forstyrrer derved stofskiftet.

Næringsstoffer er vitaminer.

vitaminer,som næringsstoffer, giver ikke energi til kroppen, men er stadig de vigtigste næringsstoffer, der er nødvendige for kroppen. Vitaminer er nødvendige for at opretholde kroppens vitale aktivitet, regulere, styre og accelerere metaboliske processer. Næsten alle vitaminer kroppen modtager fra maden og kun få kan kroppen selv producere.

Om vinteren og foråret kan hypoavitaminose forekomme i kroppen på grund af mangel på vitaminer i maden - træthed, svaghed, øget apati, effektivitet og kropsmodstand falder.

Alle vitaminer, i henhold til deres virkning på kroppen, er indbyrdes forbundne - mangel på et af vitaminerne fører til en metabolisk forstyrrelse af andre stoffer.

Alle vitaminer er opdelt i 2 grupper: vandopløselige vitaminer og fedtopløselige vitaminer.

Fedtopløselige vitaminer - vitamin A, D, E, K.

Vitamin A- er nødvendig for kroppens vækst, forbedring af dens modstandsdygtighed over for infektioner, opretholdelse af et godt syn, tilstanden af ​​huden og slimhinderne. A-vitamin kommer fra fiskeolie, fløde, smør, æggeblomme, lever, gulerødder, salat, spinat, tomater, grønne ærter, abrikoser, appelsiner.

D-vitamin- er nødvendig for dannelsen af ​​knoglevæv, vækst af kroppen. Mangel på D-vitamin fører til en forringelse af optagelsen af ​​Ca og P, hvilket fører til rakitis. D-vitamin kan fås fra fiskeolie, æggeblomme, lever, fiskekaviar. D-vitamin findes stadig i mælk og smør, men kun en lille smule.

Vitamin K- Nødvendig for vævsrespiration, normal blodkoagulering. K-vitamin syntetiseres i kroppen af ​​tarmbakterier. Manglen på vitamin K vises på grund af sygdomme i fordøjelsessystemet eller brugen af ​​antibakterielle lægemidler. K-vitamin kan fås fra tomater, grønne dele af planter, spinat, kål, brændenælder.

Vitamin E (tocopherol) er nødvendig for aktiviteten af ​​de endokrine kirtler, metabolismen af ​​proteiner, kulhydrater og intracellulær metabolisme. E-vitamin påvirker gunstigt graviditetsforløbet og fosterudviklingen. Vitamin E fås fra majs, gulerødder, kål, grønne ærter, æg, kød, fisk, olivenolie.

Vandopløselige vitaminer - C-vitamin, B-vitaminer.

Vitamin C (ascorbinsyre syre) - er nødvendig for kroppens redoxprocesser, kulhydrat- og proteinstofskiftet, hvilket øger kroppens modstand mod infektioner. C-vitamin er rig på hyben, solbær, chokebær, havtorn, stikkelsbær, citrusfrugter, kål, kartofler, bladgrøntsager.

Vitamin B gruppe indeholder 15 vandopløselige vitaminer, der deltager i metaboliske processer i kroppen, processen med hæmatopoiesis, spiller en vigtig rolle i kulhydrat, fedt, vand metabolisme. B-vitaminer stimulerer væksten. Du kan få B-vitaminer fra ølgær, boghvede, havregryn, rugbrød, mælk, kød, lever, æggeblomme, grønne dele af planter.

Næringsstoffer er mikronæringsstoffer og makronæringsstoffer.

Næringsmineraler er en del af kroppens celler og væv, deltager i forskellige metaboliske processer. Makroelementer er nødvendige for en person i relativt store mængder: Ca, K, Mg, P, Cl, Na-salte. Sporelementer er nødvendige i små mængder: Fe, Zn, mangan, Cr, I, F.

Jod kan fås fra fisk og skaldyr; zink fra korn, gær, bælgfrugter, lever; kobber og kobolt fås fra okselever, nyrer, æggeblomme, honning. Bær og frugter indeholder meget kalium, jern, kobber, fosfor.

Lektionens mål: gentagelse, generalisering og systematisering af viden om emnet "Fundamentals of Cytology"; udvikling af færdigheder til at analysere, fremhæve det vigtigste; fremme en følelse af kollektivisme, forbedring af gruppearbejdsfærdigheder.

Udstyr: materialer til konkurrencer, udstyr og reagenser til eksperimenter, ark med krydsordsgitter.

Forberedende arbejde

1. Klassens elever inddeles i to hold, de vælger kaptajner. Hver elev har et badge, der matcher tallet på elevregistreringsskærmen.
2. Hvert hold laver et krydsord til modstanderne.
3. For at evaluere elevernes arbejde nedsættes en jury, som omfatter repræsentanter for administrationen og elever i 11. klasse (5 personer i alt).

Juryen registrerer både hold- og individuelle resultater. Holdet med flest point vinder. Eleverne får karakterer afhængigt af antallet af point opnået under konkurrencer.

UNDER UNDERVISNINGEN

1. Varm op

(Maksimal score 15 point)

Hold 1

1. Virus af bakterier - ... ( bakteriofag).
2. Farveløse plastider - ... ( leukoplaster).
3. Processen med absorption af en celle af store molekyler af organiske stoffer og endda hele celler - ... ( fagocytose).
4. En organoid indeholdende centrioler i sin sammensætning, - ... ( cellecenter).
5. Det mest almindelige cellestof er ... ( vand).
6. Celleorganoid, der repræsenterer et system af tubuli, der udfører funktionen som et "lager for færdige produkter", - ( golgi kompleks).
7. En organel, hvori energi dannes og akkumuleres - ... ( mitokondrie).
8. Katabolisme (navnesynonymer) er ... ( dissimilering, energistofskifte).
9. Et enzym (forklar udtrykket) er ... ( biologisk katalysator).
10. Proteinmonomerer er ... ( aminosyrer).
11. Den kemiske binding, der forbinder resterne af phosphorsyre i ATP-molekylet, har egenskaben ... ( makroergi).
12. Cellens indre viskøse halvflydende indhold - ... ( cytoplasma).
13. Flercellede organismer-fototrofer - ... ( planter).
14. Proteinsyntese på ribosomer er ... ( udsende).
15. Robert Hooke opdagede den cellulære struktur af plantevæv i ... ( 1665 ) år.

Hold 2

1. Encellede organismer uden en cellekerne - ... ( prokaryoter).
2. Plastider er grønne - ... ( kloroplaster).
3. Processen med cellens indfangning og absorption af væske med stoffer opløst i den - ... ( pinocytose).
4. En organel, der tjener som et sted for proteinsamling - ... ( ribosom).
5. Organisk stof, cellens hovedstof - ... ( protein).
6. Organoid af en plantecelle, som er et hætteglas fyldt med juice, - ... ( vakuole).
7. En organoid involveret i den intracellulære fordøjelse af madpartikler - ... ( lysosom).
8. Anabolisme (navnesynonymer) er ... ( assimilering, plastikudveksling).
9. Gen (forklar udtrykket) er ... ( segment af et DNA-molekyle).
10. Monomeren af ​​stivelse er ... ( glukose.).
11. Kemisk binding, der forbinder monomererne i proteinkæden - ... ( peptid).
12. En komponent af kernen (kan være en eller flere) - ... ( nukleolus).
13. Heterotrofe organismer - ( dyr, svampe, bakterier).
14. Flere ribosomer forenet af mRNA er ... ( polysom).
15. D.I. Ivanovsky åbnede ... ( vira), v... ( 1892 ) år.

2. Pilottrin

Elever (2 personer fra hvert hold) modtager instruktionskort og udfører følgende laboratoriearbejde.

1. Plasmolyse og deplasmolyse i løghudceller.
2. Katalytisk aktivitet af enzymer i levende væv.

3. Løsning af krydsord

Hold løser krydsord i 5 minutter og afleverer deres arbejde til juryen. Jurymedlemmerne opsummerer denne fase.

Krydsord 1

1. Det mest energikrævende organiske stof. 2. En af måderne, hvorpå stoffer kommer ind i cellen. 3. Et livsvigtigt stof, der ikke produceres af kroppen. 4. Strukturen støder op til plasmamembranen af ​​en dyrecelle udefra. 5. Sammensætningen af ​​RNA inkluderer nitrogenholdige baser: adenin, guanin, cytosin og .... 6. Videnskabsmanden, der opdagede encellede organismer. 7. En forbindelse dannet ved polykondensation af aminosyrer. 8. Celleorganel, sted for proteinsyntese. 9. Folder dannet af mitokondriernes indre membran. 10. Levende tings egenskab til at reagere på ydre påvirkninger.

Svar

1. Lipid. 2. Diffusion. 3. Vitamin. 4. Glycocalyx. 5. Uracil. 6. Levenguk. 7. Polypeptid. 8. Ribosom. 9. Christa. 10. Irritabilitet.

Krydsord 2

1. Indfangning af faste partikler af plasmamembranen og deres transport ind i cellen. 2. Systemet af proteinfilamenter i cytoplasmaet. 3. En forbindelse bestående af et stort antal aminosyrerester. 4. Levende væsener ude af stand til at syntetisere organiske stoffer fra uorganiske. 5. Cellulære organeller indeholdende røde og gule pigmenter. 6. Et stof, hvis molekyler dannes ved kombinationen af ​​et stort antal molekyler med lav molekylvægt. 7. Organismer, der har kerner i deres celler. 8. Processen med at oxidere glucose med dens spaltning til mælkesyre. 9. De mindste organeller i en celle, bestående af rRNA og protein. 10. Membranstrukturer forbundet med hinanden og til den indre membran af kloroplasten.

Svar

1. Fagocytose. 2. Cytoskelet. 3. Polypeptid. 4. Heterotrofer. 5. Kromoplaster. 6. Polymer. 7. Eukaryoter. 8. Glykolyse. 9. Ribosomer. 10. Grans.

4. Den tredje er overflødig

(Maksimal score 6 point)

Hold tilbydes sammensætninger, fænomener, koncepter mv. To af dem kombineres på et bestemt grundlag, og den tredje er overflødig. Find det ulige ord og begrund svaret.

Hold 1

1. Aminosyre, glukose, bordsalt. ( Bordsalt er et uorganisk stof.)
2. DNA, RNA, ATP. ( ATP er et energilager.)
3. Transskription, translation, glykolyse. ( Glykolyse er processen med at oxidere glukose.)

Hold 2

1. Stivelse, cellulose, katalase. ( Catalase er et protein, et enzym.)
2. Adenin, thymin, klorofyl. ( Klorofyl er et grønt pigment.)
3. Reduplikation, fotolyse, fotosyntese. ( Reduplikation - duplikering af et DNA-molekyle.)

5. Udfyldelse af tabellerne

(Maksimal score 5 point)

Hvert hold vælger en person; de får udleveret ark med tabel 1 og 2, som skal udfyldes inden for 5 minutter.

Tabel 1. Stadier af energimetabolisme

Tabel 2. Karakteristika for fotosynteseprocessen

6. Match tal og bogstaver

(Maksimal score 7 point)

Hold 1

1. Regulerer vandbalancen - ...
2. Direkte involveret i proteinsyntese - ...
3. Er cellens respirationscenter ...
4. Giv blomsterbladene et attraktivt udseende for insekter...
5. Består af to vinkelrette cylindre...
6. Fungerer som reservoirer i planteceller...
7. De har forsnævringer og skuldre ...
8. Danner spindelfibre...

EN- cellecenter.
B- kromosom.
V- vakuoler.
G- celle membran.
D- ribosom.
E- mitokondrier.
F- kromoplaster.

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

Hold 2

1. En organoid på membranerne, hvis proteinsyntese finder sted ...
2. Har grana og thylakoider...
3. Indeholder karyoplasma indeni...
4. Består af DNA og protein...
5. Har evnen til at adskille små bobler...
6. Udfører selvfordøjelse af cellen under tilstande med mangel på næringsstoffer...
7. Den del af cellen, hvori organellerne er placeret ...
8. Findes kun i eukaryoter...

EN- lysosom.
B- kloroplast.
V- kerne.
G- cytoplasma.
D- Golgi kompleks.
E- endoplasmatisk retikulum.
F- kromosom.

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

7. Vælg organismer - prokaryoter

(Maksimal score 3 point)

Hold 1

1. tetanus bacille.
2. Penicillium.
3. Polypore.
4. Spirogyra.
5. Vibrio kolerae.
6. Yagel.
7. Streptokokker.
8. Hepatitisvirus.
9. Kiselalger.
10. Amøbe.

Hold 2

1. Gær.
2. Rabiesvirus.
3. Oncovirus.
4. Chlorella.
5. mælkesyrebakterier.
6. jernbakterier.
7. Bacillus.
8. Infusoria sko.
9. Laminaria.
10. Lav.

8. Løs problemet

(Maksimal score 5 point)

Hold 1

Bestem mRNA og den primære struktur af proteinet kodet i DNA-regionen: G–T–T–C–T–A–A–A–A–G–G–C–C–A–T, hvis det 5. nukleotid er deleteret, og mellem det 8. og 9. nukleotid vil der være et thymidylnukleotid.

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

Hold 2

Et udsnit af DNA-kæden er givet: T–A–G–T–G–A–T–T–T–A–A–C–T–A–G

Hvad bliver proteinets primære struktur, hvis 6. og 8. nukleotid under påvirkning af kemiske mutagener erstattes af cytidyl?

(mRNA: A-U-C-A-C-G-A-G-A-U-U-G-A-U-C; protein: isoleucin - threonin - arginin - leucin - isoleucin.)

9. Kaptajnkonkurrence

(Maksimal score 10 point)

Kaptajner modtager blyanter og blanke ark papir.

Opgave: Tegn det største antal celleorganeller og mærk dem.

10. Din mening

(Maksimal score 5 point)

Hold 1

Mange livsprocesser i cellen er ledsaget af energiforbrug. Hvorfor betragtes ATP-molekyler som et universelt energistof - den eneste energikilde i en celle?

Hold 2

Cellen ændrer sig konstant i livets proces. Hvordan bevarer den sin form og kemiske sammensætning?

11. Opsummering

Elevernes og teams aktiviteter evalueres. Det vindende hold præmieres.

Organismer er opbygget af celler. Celler fra forskellige organismer har ens kemisk sammensætning. Tabel 1 viser de vigtigste kemiske elementer, der findes i cellerne i levende organismer.

Tabel 1. Indholdet af kemiske grundstoffer i en celle

Ifølge indholdet i cellen kan der skelnes mellem tre grupper af elementer. Den første gruppe omfatter oxygen, kulstof, brint og nitrogen. De tegner sig for næsten 98% af den samlede sammensætning af cellen. Den anden gruppe omfatter kalium, natrium, calcium, svovl, phosphor, magnesium, jern, klor. Deres indhold i cellen er tiendedele og hundrededele af en procent. Elementerne i disse to grupper tilhører makronæringsstoffer(fra græsk. makro- stor).

De resterende elementer, repræsenteret i cellen med hundrededele og tusindedele af en procent, er inkluderet i den tredje gruppe. Det her sporstoffer(fra græsk. mikro- lille).

Der blev ikke fundet elementer, der kun var iboende i den levende natur i cellen. Alle disse kemiske elementer er også en del af den livløse natur. Dette indikerer enheden af ​​den levende og den livløse natur.

Manglen på ethvert element kan føre til sygdom og endda død af kroppen, da hvert element spiller en bestemt rolle. Makronæringsstoffer i den første gruppe danner grundlaget for biopolymerer - proteiner, kulhydrater, nukleinsyrer og lipider, uden hvilke liv er umuligt. Svovl er en del af nogle proteiner, fosfor er en del af nukleinsyrer, jern er en del af hæmoglobin, og magnesium er en del af klorofyl. Calcium spiller en vigtig rolle i stofskiftet.

En del af de kemiske elementer, der er indeholdt i cellen, er en del af uorganiske stoffer - mineralsalte og vand.

mineralske salte er i cellen som regel i form af kationer (K ​​+, Na +, Ca 2+, Mg 2+) og anioner (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), hvis forhold bestemmer surhedsgraden af ​​mediet, hvilket er vigtigt for cellernes levetid.

(I mange celler er mediet svagt alkalisk, og dets pH-værdi ændres næsten ikke, da et vist forhold mellem kationer og anioner konstant opretholdes i det.)

Af de uorganiske stoffer i dyrelivet spiller en kæmpe rolle af vand.

Livet er umuligt uden vand. Det udgør en betydelig masse af de fleste celler. Meget vand er indeholdt i cellerne i hjernen og menneskelige embryoner: mere end 80 % vand; i fedtvævsceller - kun 40% Ved høj alder falder vandindholdet i cellerne. En person, der mister 20 % af vandet, dør.

Vandets unikke egenskaber bestemmer dets rolle i kroppen. Det er involveret i termoregulering, hvilket skyldes vandets høje varmekapacitet - forbruget af en stor mængde energi, når det opvarmes. Hvad bestemmer vandets høje varmekapacitet?

I et vandmolekyle er et oxygenatom kovalent bundet til to hydrogenatomer. Vandmolekylet er polært, fordi iltatomet har en delvis negativ ladning, og hvert af de to brintatomer har

Delvis positiv ladning. En hydrogenbinding dannes mellem oxygenatomet i et vandmolekyle og brintatomet i et andet molekyle. Hydrogenbindinger giver forbindelsen mellem et stort antal vandmolekyler. Når vand opvarmes, bruges en væsentlig del af energien på at bryde brintbindinger, hvilket bestemmer dets høje varmekapacitet.

Vand - godt opløsningsmiddel. På grund af polariteten interagerer dens molekyler med positivt og negativt ladede ioner og bidrager derved til opløsningen af ​​stoffet. I forhold til vand er alle stoffer i cellen opdelt i hydrofile og hydrofobe.

hydrofil(fra græsk. hydro- vand og fileo- kærlighed) kaldes stoffer, der opløses i vand. Disse omfatter ioniske forbindelser (f.eks. salte) og nogle ikke-ioniske forbindelser (f.eks. sukkerarter).

hydrofobisk(fra græsk. hydro- vand og foboer- frygt) kaldes stoffer, der er uopløselige i vand. Disse omfatter for eksempel lipider.

Vand spiller en vigtig rolle i de kemiske reaktioner, der finder sted i cellen i vandige opløsninger. Det opløser stofskifteprodukter, der er unødvendige for kroppen og bidrager derved til at de fjernes fra kroppen. Det høje vandindhold i cellen giver det elasticitet. Vand letter bevægelsen af ​​forskellige stoffer i cellen eller fra celle til celle.

Legemer af levende og livløs natur består af de samme kemiske grundstoffer. Sammensætningen af ​​levende organismer omfatter uorganiske stoffer - vand og mineralsalte. Vandets vitale talrige funktioner i en celle skyldes de særlige kendetegn ved dets molekyler: deres polaritet, evnen til at danne brintbindinger.

UORGANISKE KOMPONENTER I CELLEN

Omkring 90 grundstoffer findes i levende organismers celler, og cirka 25 af dem findes i næsten alle celler. I henhold til indholdet i cellen er kemiske grundstoffer opdelt i tre store grupper: makroelementer (99%), mikroelementer (1%), ultramikroelementer (mindre end 0,001%).

Makronæringsstoffer omfatter oxygen, kulstof, brint, fosfor, kalium, svovl, klor, calcium, magnesium, natrium og jern.
Mikroelementer omfatter mangan, kobber, zink, jod, fluor.
Ultramikroelementer omfatter sølv, guld, brom, selen.

ORGANISKE KOMPONENTER I EN CELLE

Enzymer.

Proteiners vigtigste funktion er katalytisk. Proteinmolekyler, der øger hastigheden af ​​kemiske reaktioner i en celle med flere størrelsesordener kaldes enzymer. Ikke en eneste biokemisk proces i kroppen sker uden deltagelse af enzymer.

Over 2000 enzymer er blevet opdaget indtil videre. Deres effektivitet er mange gange højere end effektiviteten af ​​uorganiske katalysatorer, der anvendes i produktionen. Så 1 mg jern i sammensætningen af ​​katalaseenzymet erstatter 10 tons uorganisk jern. Catalase øger nedbrydningshastigheden af ​​hydrogenperoxid (H 2 O 2) med 10 11 gange. Enzymet, der katalyserer dannelsen af ​​kulsyre (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3), accelererer reaktionen med 10 7 gange.

En vigtig egenskab ved enzymer er specificiteten af ​​deres virkning; hvert enzym katalyserer kun en eller en lille gruppe af lignende reaktioner.

Stoffet som et enzym virker på kaldes substrat. Strukturerne af enzymmolekylet og substratet skal matche nøjagtigt hinanden. Dette forklarer specificiteten af ​​enzymers virkning. Når et substrat kombineres med et enzym, ændres enzymets rumlige struktur.

Sekvensen af ​​interaktion mellem enzymet og substratet kan afbildes skematisk:

Substrat+Enzyme - Enzym-substrat kompleks - Enzym+Produkt.

Det kan ses af diagrammet, at substratet kombineres med enzymet for at danne et enzym-substrat kompleks. I dette tilfælde omdannes substratet til et nyt stof - produktet. På det sidste trin frigives enzymet fra produktet og interagerer igen med det næste substratmolekyle.

Enzymer fungerer kun ved en bestemt temperatur, koncentration af stoffer, surhedsgrad i miljøet. En ændring i betingelser fører til en ændring i den tertiære og kvaternære struktur af proteinmolekylet og følgelig til undertrykkelse af enzymets aktivitet. Hvordan sker dette? Kun en vis del af enzymmolekylet har katalytisk aktivitet, kaldet aktivt center. Det aktive center indeholder fra 3 til 12 aminosyrerester og dannes som et resultat af bøjningen af ​​polypeptidkæden.

Under indflydelse af forskellige faktorer ændres enzymmolekylets struktur. I dette tilfælde er den rumlige konfiguration af det aktive center forstyrret, og enzymet mister sin aktivitet.

Enzymer er proteiner, der fungerer som biologiske katalysatorer. Takket være enzymer stiger hastigheden af ​​kemiske reaktioner i celler med flere størrelsesordener. En vigtig egenskab ved enzymer er specificiteten af ​​virkningen under visse betingelser.

Nukleinsyrer.

Nukleinsyrer blev opdaget i anden halvdel af det 19. århundrede. Den schweiziske biokemiker F. Miescher, der isolerede et stof med et højt indhold af nitrogen og fosfor fra cellekernerne og kaldte det "nuklein" (fra lat. kerne- kerne).

Nukleinsyrer lagrer arvelig information om strukturen og funktionen af ​​hver celle og alle levende væsener på Jorden. Der er to typer nukleinsyrer - DNA (deoxyribonukleinsyre) og RNA (ribonukleinsyre). Nukleinsyrer er ligesom proteiner artsspecifikke, det vil sige, at organismer af hver art har deres egen type DNA. For at finde ud af årsagerne til artsspecificitet, overveje strukturen af ​​nukleinsyrer.

Nukleinsyremolekyler er meget lange kæder, der består af mange hundrede og endda millioner af nukleotider. Enhver nukleinsyre indeholder kun fire typer nukleotider. Funktionerne af nukleinsyremolekyler afhænger af deres struktur, deres konstituerende nukleotider, deres antal i kæden og sekvensen af ​​forbindelsen i molekylet.

Hvert nukleotid består af tre komponenter: en nitrogenholdig base, et kulhydrat og phosphorsyre. Hvert DNA-nukleotid indeholder en af ​​de fire typer nitrogenholdige baser (adenin - A, thymin - T, guanin - G eller cytosin - C), samt et deoxyribosekulhydrat og en fosforsyrerest.

Således adskiller DNA-nukleotider sig kun i typen af ​​nitrogenholdig base.

DNA-molekylet består af et stort antal nukleotider forbundet i en kæde i en bestemt rækkefølge. Hver type DNA-molekyle har sit eget antal og sekvens af nukleotider.

DNA-molekyler er meget lange. For at nedskrive sekvensen af ​​nukleotider i DNA-molekyler fra én menneskelig celle (46 kromosomer), ville man for eksempel have brug for en bog på omkring 820.000 sider. Vekslingen af ​​fire typer nukleotider kan danne et uendeligt antal varianter af DNA-molekyler. Disse funktioner i strukturen af ​​DNA-molekyler giver dem mulighed for at gemme en enorm mængde information om alle tegn på organismer.

I 1953 skabte den amerikanske biolog J. Watson og den engelske fysiker F. Crick en model for DNA-molekylets struktur. Forskere har fundet ud af, at hvert DNA-molekyle består af to strenge, der er forbundet og spiral snoet. Det ligner en dobbelt helix. I hver kæde veksler fire typer nukleotider i en bestemt sekvens.

Nukleotidsammensætningen af ​​DNA adskiller sig i forskellige typer bakterier, svampe, planter og dyr. Men det ændrer sig ikke med alderen, det afhænger lidt af ændringer i miljøet. Nukleotider er parret, det vil sige, at antallet af adenin-nukleotider i ethvert DNA-molekyle er lig med antallet af thymidin-nukleotider (A-T), og antallet af cytosin-nukleotider er lig med antallet af guanin-nukleotider (C-G). Dette skyldes det faktum, at forbindelsen af ​​to kæder til hinanden i et DNA-molekyle overholder en bestemt regel, nemlig: adenin i en kæde er altid kun forbundet med to hydrogenbindinger med Thymin i den anden kæde, og guanin af tre hydrogen. bindinger med cytosin, det vil sige, at nukleotidkæderne i et molekyle DNA er komplementære, komplementerer hinanden.

Nukleinsyremolekyler - DNA og RNA er opbygget af nukleotider. Sammensætningen af ​​DNA-nukleotider inkluderer en nitrogenholdig base (A, T, G, C), et deoxyribosekulhydrat og en rest af et fosforsyremolekyle. DNA-molekylet er en dobbelthelix, bestående af to strenge forbundet med hydrogenbindinger efter komplementaritetsprincippet. DNA's funktion er at opbevare arvelig information.

I cellerne i alle organismer er der molekyler af ATP - adenosintriphosphorsyre. ATP er et universelt cellestof, hvis molekyle har energirige bindinger. ATP-molekylet er én slags nukleotider, der ligesom andre nukleotider består af tre komponenter: en nitrogenholdig base – adenin, et kulhydrat – ribose, men i stedet for én indeholder det tre rester af fosforsyremolekyler (fig. 12). Bindingerne angivet med ikonet i figuren er rige på energi og kaldes makroergisk. Hvert ATP-molekyle indeholder to makroerge bindinger.

Når højenergibindingen brydes og ét molekyle fosforsyre spaltes fra ved hjælp af enzymer, frigives 40 kJ/mol energi, og ATP omdannes til ADP – adenosindifosforsyre. Med eliminering af endnu et fosforsyremolekyle frigives yderligere 40 kJ / mol; AMP dannes - adenosinmonophosphorsyre. Disse reaktioner er reversible, det vil sige, at AMP kan blive til ADP, ADP - til ATP.

ATP-molekyler nedbrydes ikke kun, men syntetiseres også, så deres indhold i cellen er relativt konstant. Betydningen af ​​ATP i cellens liv er enorm. Disse molekyler spiller en ledende rolle i det energimetabolisme, der er nødvendigt for at sikre den vitale aktivitet af cellen og organismen som helhed.

Et RNA-molekyle er som regel en enkelt kæde bestående af fire typer nukleotider - A, U, G, C. Der kendes tre hovedtyper af RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Indholdet af RNA-molekyler i cellen er ikke konstant, de er involveret i proteinbiosyntesen. ATP er cellens universelle energistof, hvori der er energirige bindinger. ATP spiller en central rolle i udvekslingen af ​​energi i cellen. RNA og ATP findes både i cellekernen og i cellens cytoplasma.

Opgaver og test om emnet "Emne 4. "Cellens kemiske sammensætning."

• polymer, monomer;
• kulhydrat, monosaccharid, disaccharid, polysaccharid;
• lipid, fedtsyre, glycerol;
• aminosyre, peptidbinding, protein;
• katalysator, enzym, aktivt sted;
• nukleinsyre, nukleotid.

Algoritme til at løse problemer.

Type 1. DNA-selvkopiering.

En af DNA-kæderne har følgende nukleotidsekvens:
AGTACCGATACCGATTTCG...
Hvilken sekvens af nukleotider har den anden kæde af det samme molekyle?

For at skrive nukleotidsekvensen af ​​den anden streng af et DNA-molekyle, når sekvensen af ​​den første streng er kendt, er det nok at erstatte thymin med adenin, adenin med thymin, guanin med cytosin og cytosin med guanin. Ved at foretage denne udskiftning får vi sekvensen:
TACTGGCTATGAGCTAAATG...

Type 2. Proteinkodning.

Aminosyrekæden i ribonukleaseproteinet har følgende begyndelse: lysin-glutamin-threonin-alanin-alanin-alanin-lysin ...
Hvilken sekvens af nukleotider starter genet svarende til dette protein?

For at gøre dette skal du bruge tabellen med den genetiske kode. For hver aminosyre finder vi dens kodebetegnelse i form af den tilsvarende trio af nukleotider og skriver den ud. Ved at arrangere disse tripletter efter hinanden i samme rækkefølge som de tilsvarende aminosyrer, får vi formlen for strukturen af ​​messenger-RNA-sektionen. Som regel er der flere sådanne tripler, valget træffes i henhold til din beslutning (men kun en af ​​triplerne tages). Der kan være flere løsninger hhv.
AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAG

Hvilken aminosyresekvens begynder et protein med, hvis det er kodet af en sådan sekvens af nukleotider:
ACGCCATGGCCGGT...

I henhold til komplementaritetsprincippet finder vi strukturen af ​​den informative RNA-sektion dannet på et givet segment af DNA-molekylet:
UGCGGGUACCCGCCCA...

Derefter vender vi os til tabellen med den genetiske kode, og for hver trio af nukleotider, startende fra den første, finder og skriver vi den aminosyre, der svarer til den:
Cystein-glycin-tyrosin-arginin-prolin-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Generel biologi". Moskva, "Enlightenment", 2000

• Emne 4. "Cellens kemiske sammensætning." §2-§7 s. 7-21
• Emne 5. "Fotosyntese." §16-17 s. 44-48
• Emne 6. "Cellulær respiration." §12-13 s. 34-38
• Emne 7. "Genetisk information." §14-15 s. 39-44