Обмін речовин та перетворення енергії в організмі людини — основа забезпечення його нормального функціонування
- 24-11-2021, 00:13
- 698
8 Клас , Біологія 8 клас Матяш (нова програма)
§ 5. ОБМІН РЕЧОВИН ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ — ОСНОВА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЙОГО НОРМАЛЬНОГО ФУНКЦІОНУВАННЯ
Пригадайте, які організми належать до гетеротрофів. Які вуглеводи запасаються в клітинах грибів, рослин і тварин? Що таке гомеостаз?
Огляд будови та процесів життєдіяльності людини ми починаємо з обміну речовин і перетворення енергії, оскільки ці процеси забезпечують основу існування нашого організму.
Що таке обмін речовин? Організм людини, як й інші біологічні системи, є відкритою системою (мал. 31). Ви знаєте, що обмін речовин є однією з головних властивостей живого. Тому неодмінною умовою існування нашого організму є надходження ззовні поживних речовин, що містять у собі енергію (пригадайте: організм рослин здатний вловлювати й використовувати енергію світла). Отримані ззовні речовини та енергія зазнають значних перетворень у нашому організмі. Поживні речовини засвоюються й енергія, що в них накопичена, використовується. Продукти обміну виводяться назовні (мал. 32).
Обмін речовин ще називають метаболізмом. Це основа функціонування будь-якого живого організму. У процесах обміну речовин нашого організму беруть участь різні типи сполук - як органічні (білки, жири, вуглеводи тощо), так і неорганічні (неорганічні кислоти, солі, кисень, вуглекислий газ, вода та ін.). Процеси метаболізму забезпечують ріст і розвиток нашого організму, дають змогу реагувати на подразники зовнішнього та внутрішнього середовища. Завдяки обміну речовин структури організму постійно оновлюються, підтримується сталість його внутрішнього середовища - гомеостаз.
Мал. 31. Схема, що ілюструє клітину як відкриту систему
Мал. 32. Схема обміну речовин в організмі людини. Завдання. Поясніть, які речовини людина отримує з навколишнього середовища безпосередньо, а які - з продуктами харчування; які речовини організм людини виділяє в навколишнє середовище
ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Обмін речовин, або метаболізм, - складний ланцюг перетворень різноманітних сполук в організмі, починаючи з моменту потрапляння їх із зовнішнього середовища й закінчуючи видаленням продуктів розщеплення (мал. 32).
Основу обміну речовин становлять комплекси взаємопов’язаних біохімічних реакцій, які підтримують існування живого організму. Будь-яка біохімічна реакція не може здійснюватись без участі ферментів.
Що таке ферменти? Ферменти, або ензими, - це біологічно активні речовини, здебільшого білкової природи, здатні впливати на швидкість перебігу реакції. Уявіть собі: біохімічні реакції за участі ферментів відбуваються у 106—1012 разів швидше, ніж за їхньої відсутності. За кілька секунд чи навіть частки секунди в організмі відбувається складна послідовність реакцій, кожна з яких потребує участі свого специфічного ферменту. Одні з них прискорюють розщеплення складних органічних сполук на простіші, інші - забезпечують утворення власних речовин організму. Ланцюги взаємопов’язаних ферментативних реакцій загалом забезпечують обмін речовин і перетворення енергії в окремих клітинах і організмі в цілому.
Однією з головних особливостей ферментів є те, що їхня просторова структура відповідає просторовій структурі речовин, які вступають у реакцію, подібно до того, як відповідають ключ і замок (мал. 33). Тому ферментам притаманна специфічність: певний фермент може забезпечувати один або декілька типів подібних реакцій.
Мал. 33. Механізм дії ферментів: 1 - зближення ферменту й складної речовини; 2 - взаємодія ферменту та речовини; 3 - складна речовина розклалася на простіші
Яке значення для організму мають поживні речовини? Процеси обміну речовин складаються з реакцій двох типів: розщеплення складних органічних сполук до простіших - процеси дисиміляції, й одночасного утворення складніших сполук з простих - процеси асиміляції. Зазвичай ці два процеси в організмі людини збалансовані. Але в організмі, що росте й розвивається, процеси асиміляції повинні переважати над процесами дисиміляції (поміркуйте чому).
Під час перебігу реакцій дисиміляції звільняється необхідна організму енергія. Реакції асиміляції натомість відбуваються з витратами енергії. Тому запаси енергії в організмі мають постійно відновлюватись.
Організм людини має здатність запасати певні речовини і відповідно й накопичену в них енергію. Певна кількість жирів запасається в підшкірній жировій клітковині, сальнику тощо, а вуглеводів (у вигляді глікогену) - насамперед у клітинах печінки та м’язів. За потреби ця енергія може бути використана організмом.
Необхідна організмові енергія вивільняється внаслідок окиснення чи безкисневого розщеплення органічних сполук (білків, жирів, вуглеводів). Так, під час розщеплення 1 г білків і вуглеводів виділяється понад 17,2 кДж енергії, а 1 г жирів - 38,9 кДж (див. таблицю 1).
Таблиця 1
Функціональне значення для організму білків, жирів і вуглеводів
У результаті біохімічних перетворень білки і вуглеводи можуть перетворитися на жири, а жири - на вуглеводи. Проте вуглеводи і жири ніколи не перетворюються на білки.
Здоров’я людини. Для повноцінної життєдіяльності організму людини потрібно енергії приблизно 10 500 кДж на добу.
Обмін речовин і перетворення енергії в організмі людини регулюють нервова та ендокринна (за допомогою біологічно активних речовин, насамперед гормонів) системи. Докладніше про регуляцію обміну речовин ви дізнаєтеся згодом.
Ключові терміни і поняття: метаболізм, дисиміляція, асиміляція, ферменти.
УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ
• Однією з умов життєдіяльності організму людини є обмін речовин і перетворення енергії - метаболізм. Він складається з двох взаємозв’язаних процесів: дисиміляції (розщеплення складніших органічних речовин на простіші з вивільненням енергії) та асиміляції (утворення органічних речовин, необхідних для організму з витратами енергії).
• Ферменти - біологічно активні речовини, здатні впливати на швидкість перебігу біохімічних реакцій.
ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ
Дайте відповідь на запитання
1. Що таке обмін речовин? 2. З яких процесів складається обмін речовин? 3. Для чого потрібні запаси енергії в організмі людини? 4. Що таке ферменти? Яка їхня роль в обміні речовин? 5. Що собою становлять процеси дисиміляції? 6. Яка роль процесів асиміляції в забезпеченні метаболізму?
Виберіть одну правильну відповідь
1. Зазначте, де в організмі людини переважно може відкладатись глікоген:
а) у підшкірній жировій клітковині; б) у сальнику; в) у клітинах печінки; г) у кістках.
2. Укажіть процеси, з якими пов’язані утворення й розщеплення органічних сполук в організмі людини: а) фотосинтез і дихання; б) асиміляція та дисиміляція; в) дихання та виділення; г) дисиміляція та дихання.
Виберіть три правильні відповіді
Виберіть ознаки, характерні для асиміляції.
ПОМІРКУЙТЕ. Що спільного й відмінного в процесах асиміляції та дисиміляції? Який зв’язок існує між ними?
З допомогою дорослих виконайте дослідницький практикум.
Самоспостереження за співвідношенням маси тіла і зросту
Обладнання та матеріали: підлогові ваги, сантиметрова стрічка.
1. Станьте рівно біля стіни без взуття так, щоб торкатися стіни трьома точками: на рівні п’ят, сідничних м’язів і лопаток. Голову слід тримати прямо. За допомогою сантиметрової стрічки виміряйте свій зріст із точністю до 0,5 см. Дані запишіть у таблицю.
2. Зважтеся на підлогових вагах. Дані занесіть у таблицю.
3. Визначте свій масо-ростовий індекс. Для цього показник маси тіла поділіть на показник зросту. Кожному сантиметрові зросту має відповідати 350-400 г маси у хлопчиків і 375-425 г - у дівчаток. Якщо цифри менші, то можна говорити про недостатню масу, якщо більші - про надлишкову. Проаналізуйте, чому збільшилася маса тіла: через жирові відкладення чи внаслідок розвитку м’язів.
4. Визначте свій росто-масовий показник (у кг), віднімаючи від показника зросту цифру 100, якщо зріст дорівнює 155-164 см, або цифру 110, якщо зріст дорівнює 165-185 см.
Відхилення від середніх величин росто-масового показника свідчить про збільшення чи зменшення маси завдяки зміні маси м’язів або жирових відкладень.
Коментарі (0)