Обмен веществ и превращение энергии в организме человека — основа обеспечения его нормального функционирования
- 23-11-2021, 00:35
- 560
8 Клас , https://vchys.com.ua/biology/8-klas/2096-byologyia-8-klass-matiash-novaia-programma.html
§ 5. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА — ОСНОВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕГО НОРМАЛЬНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
Вспомните, какие организмы относятся к гетеротрофам. Какие углеводы запасаются в клетках грибов, растений и животных? Что такое гомеостаз?
Обзор строения и процессов жизнедеятельности человека мы начинаем с обмена веществ и превращения энергии, поскольку эти процессы обеспечивают основу существования нашего организма.
Что такое обмен веществ? Организм человека, как и другие биологические системы, является открытой системой (рис. 31). Вы знаете, что обмен веществ — одно из основных свойств живого. Поэтому обязательным условием существования нашего организма является поступление извне питательных веществ, содержащих в себе энергию (вспомните: организм растений способен улавливать и использовать энергию света). Полученные из внешней среды вещества и энергия подвергаются значительным превращениям в нашем организме. Питательные вещества усваиваются и энергия, накопленная в них, используется. Продукты обмена выводятся наружу (рис. 32).
Рис. 31. Схема, иллюстрирующая клетку как открытую систему
Рис. 32. Схема обмена веществ в организме человека. Задание. Объясните, какие вещества человек получает из окружающей среды непосредственно, а какие - из продуктов питания; какие вещества организм человека выделяет в окружающую среду
Обмен веществ еще называют метаболизмом. Это основа функционирования любого живого организма. В процессах обмена веществ нашего организма участвуют разные типы соединений - как органические (белки, жиры, углеводы и т. п.), так и неорганические (неорганические кислоты, соли, кислород, углекислый газ, вода и др.). Процессы метаболизма обеспечивают рост и развитие нашего организма, позволяют реагировать на раздражители внешней и внутренней среды, оставлять потомство. Благодаря обмену веществ структуры организма постоянно обновляются, поддерживается постоянство его внутренней среды - гомеостаз.
ЗАПОМНИТЕ! Обмен веществ, или метаболизм, - сложная цепь превращений разнообразных соединений в организме, начиная с момента попадания их из внешней среды и заканчивая выведением продуктов распада (рис. 32).
Основу обмена веществ составляют комплексы взаимосвязанных биохимических реакций, которые не могут происходить без участия ферментов.
Что такое ферменты? Ферменты, или энзимы, - это биологически активные вещества, в основном белковой природы, способные влиять на скорость протекания химической реакции. Представьте себе: биохимические реакции при участии ферментов происходят в 106-1012 раз быстрее, чем при их отсутствии. За несколько секунд или даже долей секунды в организме происходит сложная последовательность реакций, каждая из которых требует участия своего специфического фермента. Одни из них ускоряют расщепление сложных органических соединений на более простые, другие - обеспечивают образование собственных веществ организма.
Одной из главных особенностей ферментов является то, что их пространственная структура отвечает пространственной структуре веществ, вступающих в реакцию, подобно тому, как соответствует ключ к замку (рис. 33). Поэтому ферментам присуща специфичность: определенный фермент может обеспечивать один или несколько типов подобных реакций.
Рис. 33. Механизм действия ферментов: 1 - сближение фермента и сложного вещества; 2 - взаимодействие фермента и вещества; 3 - сложное вещество распалось на простые
Какое значение для организма имеют питательные вещества? Процессы обмена веществ состоят из реакций двух типов: расщепление сложных органических соединений на более простые - процессы диссимиляции и одновременное образование более сложных соединений из простых - процессы ассимиляции. Обычно эти два процесса в организме человека сбалансированы. Но в растущем организме процессы ассимиляции должны преобладать над процессами диссимиляции (подумайте почему).
Во время протекания реакций диссимиляции освобождается необходимая для организма энергия. Реакции ассимиляции происходят с расходованием энергии. Поэтому запасы энергии в организме должны постоянно восполняться.
Организм человека способен запасать определенные вещества и соответственно накопленную в них энергию. Некоторое количество жиров запасается в подкожной жировой клетчатке, сальнике и т. п., а углеводов (в виде гликогена) - в клетках печени и мышц. При необходимости эта энергия может быть использована организмом.
Необходимая организму энергия высвобождается в результате окисления или бескислородного расщепления органических соединений (белков, жиров, углеводов). Так, при расщеплении 1 г белков и углеводов выделяется свыше 17 кДж энергии, а 1 г жиров - 38,9 кДж (см. таблицу 1).
Таблица 1
Функциональное значение для организма белков, жиров и углеводов
Здоровье человека. Для полноценной жизнедеятельности организма человека необходимо энергии приблизительно 10 500 кДж в сутки.
В результате биохимических реакций белки и углеводы могут превратиться в жиры, а жиры - в углеводы. Однако углеводы и жиры никогда не превращаются в белки.
Обмен веществ и превращение энергии в организме человека регулируют нервная и эндокринная (с помощью биологически активных веществ, в основном гормонов) системы. Подробнее о регуляции обмена веществ вы узнаете в § 55.
Ключевые термины и понятия: метаболизм, диссимиляция, ассимиляция, ферменты.
ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ
• Одним из условий жизнедеятельности организма человека является обмен веществ и превращение энергии - метаболизм. Он состоит из двух взаимосвязанных процессов: диссимиляции (расщепление сложных органических веществ на более простые с высвобождением энергии) и ассимиляции (образование необходимых организму органических веществ с расходом энергии).
• Ферменты - биологически активные вещества, способные влиять на скорость протекания биохимических реакций.
ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ
Ответьте на вопросы
1. Что такое обмен веществ? 2. Из каких процессов состоит обмен веществ? 3. Для чего нужны запасы энергии в организме человека? 4. Что такое ферменты? Какова их роль в обмене веществ? 5. Что собой представляют процессы диссимиляции? 6. Какова роль процессов ассимиляции в обеспечении метаболизма?
Выберите один правильный ответ
1. Где в организме человека преимущественно может откладываться гликоген: а) в подкожной жировой клетчатке; б) в сальнике; в) в клетках печени; г) в костях?
2. Укажите процессы, с которыми связаны образование и расщепление органических соединений в организме человека: а) фотосинтез и дыхание; б) ассимиляция и диссимиляция; в) дыхание и выделение; г) диссимиляция и дыхание.
Выберите три правильных ответа
Выберите признаки, характерные для ассимиляции.
ПОДУМАЙТЕ. Что общего и отличного в процессах ассимиляции и диссимиляции? Какая связь существует между ними?
С помощью взрослых выполните исследовательский практикум.
Самонаблюдение за соотношением массы тела и роста
Оборудование и материалы: напольные весы, сантиметровая лента.
1. Станьте ровно у стены без обуви, касаясь ее тремя точками: на уровне пяток, ягодичных мышц и лопаток. Голову держите прямо. С помощью сантиметровой ленты измерьте свой рост с точностью до 0,5 см. Данные запишите в таблицу.
2. Взвесьтесь на напольных весах. Данные занесите в таблицу.
3. Определите свой массо-ростовой индекс. Для этого показатель массы тела (г) разделите на показатель роста. Каждому сантиметру роста должно соответствовать 350-400 г массы у мальчиков и 375-425 г у девочек. Если показатели меньше, то можно говорить о недостаточной массе, если больше - об избыточной. Проанализируйте, почему увеличилась масса тела: из-за жировых отложений или в результате развития мышц.
4. Определите свой росто-массовый показатель (кг), вычитая из показателя роста цифру 100, если рост равен 155-164 см, или цифру 110, если рост равняется 165-185 см.
Коментарі (0)