Самоконтроль рівня навчальних досягнень. «Обмін речовин та перетворення енергії»
- 19-06-2021, 12:16
- 2 922
| ... |
Індивідуальні завдання. «Еритроцити та АТФ-аза», «Кисень і висота»
- 19-06-2021, 12:15
- 1 388
| «Енергетичними молекулами клітини є АТФ. Органічна сполука АТФ-аза забезпечує відщеплення від молекули АТФ третього залишку ортофосфатної кислоти. Цей процес супроводжується вивільненням енергії, яку використовує клітина, а тому АТФ-ази задіяні в багатьох клітинних функціях. Зокрема було досліджено, що молекула АТФ є «паливом» для роботи натрій-калієвого насосу клітинних мембран. Тоді перед ученими постало питання: чи не містять мембрани спеціальної АТФ-ази, яка передає натрій-калієвому насосу енергію від АТФ? У 1957 році фермент Na+-K+-ATФ азу було відкрито данським хіміком Йенсом Скоу, за що він отримав Нобелівську премію з хімії (1997 р.). Цікаві відомості щодо взаємозв’язку цього ферменту з роботою натрій-калієвого насоса були отримані на мембранах еритроцитів. Йонний склад еритроцитів людини відрізняється від навколишнього середовища (див. таблицю), що свідчить про активну роботу насоса. У порівнянні з умістом еритроцитів людини, в еритроцитах собак та кішок багато йонів Натрію. Виявилося, що мембрани еритроцитів цих тварин не містять АТФ-азу, а людини містять.» Завдання 1. Яке з тверджень можна сформулювати на основі аналізу наведеної інформації? А ферменти за своєю хімічною природою є білками Б робота натрій-калієвого насоса зумовлює переважання йонів Калію в позаклітинному середовищі організму людини В наявність великої кількості йонів Натрію в еритроцитах кішок і собак свідчить про активну роботу натрій-калієвого насоса Г робота натрій-калієвого насоса мембран еритроцитів людини пов’язана з наявністю АТФ-ази Завдання 2. Учень та учениця аналізували наведену таблицю вмісту деяких йонів у рідинах організму людини. Учень зазначив, що більша кількість ортофосфат-аніону міститься у внутрішньоклітинному середовищі в порівнянні з плазмою крові. Учениця зауважила, що цей аніон необхідний для синтезу АТФ. Хто має рацію?... |
Нейрогуморальна регуляція функціонування організму людини
- 19-06-2021, 12:13
- 1 092
| Ви пам’ятаєте, що однією з ключових властивостей живого є саморегуляція - здатність підтримувати на сталому рівні склад внутрішнього середовища (гомеостаз) та цілісність організму. Способи регуляції функцій організму людини. Забезпечення гомеостазу в людини забезпечується трьома основними способами: нервовим, гуморальним та імунним. Нервова регуляція забезпечується діяльністю нервової системи, основою функціонування якої є генерація і передача між клітинами нервових імпульсів. Інформація про внутрішнє та навколишнє середовище організму сприймається спеціалізованими рецепторами. Після обробки нейронами нервової системи ця інформація передається до різноманітних ефекторів - м’язів і залоз. Шлях збудження від рецептора до ефектора називається рефлекторною дугою. Гуморальна регуляція здійснюється виділенням у внутрішнє середовище організму гормонів. Органи, що продукують гормони, називаються залозами внутрішньої секреції або ендокринними залозами (рис. 117). Ці речовини виділяються у кров, транспортуються до органів і впливають на їх клітини, безпосередньо активуючи певні ферментативні системи або ж регулюючи активність окремих генів (§39).... |
Негативний вплив на метаболізм токсичних речовин. Знешкодження токсичних сполук в організмі людини
- 19-06-2021, 12:12
- 1 624
| Людина завжди залежала від навколишнього середовища. Рослини і тварини були для неї їжею, але водночас отруйні види становили небезпеку. Нині антропогенний фактор підвищив ризик небезпечного впливу на живе, зокрема й саму людину, різноманітних отруйних речовин. Токсичні речовини. Ці речовини порушують обмін речовин, знижують імунітет, можуть викликати патологічні зміни певних органів, наприклад нирок, печінки. Токсичні речовини - це речовини, які викликають отруєння всього організму людини або впливають на окремі системи організму людини. Вони можуть бути екзогенного походження, зокрема токсини тварин, рослин, грибів (рис. 114), хімічні речовини антропогенного походження - солі важких металів, нафтопродукти, фреони, пестициди, складники миючих засобів, парфумерні вироби, лікарські препарати, харчові добавки тощо (рис. 115). Також на організм можуть діяти токсичні речовини ендогенного походження, які утворюються внаслідок метаболічних процесів в організмі людини, зокрема аміак. Токсичність речовини визначається низкою факторів: здатністю та шляхами проникнення до організму людини, характером впливу на різні органи, дозою, необхідною для викликання її ефекту тощо. На ураження токсичною речовиною впливають вік людини, її стать, маса тіла, а також харчовий режим і наявність захворювань.... |
Надходження в організм хімічних елементів і якість питної води: вплив на здоров’я людини
- 19-06-2021, 12:11
- 953
| Ще понад 2000 років тому Гіппократ та інші мислителі зазначали, що фактори навколишнього середовища впливають на стан здоров’я людини. Зокрема такими факторами є вода та хімічні елементи, які беруть участь у метаболізмі. Усі потрібні нашому організму хімічні елементи та значна кількість води є незамінними. За їх дефіциту, який може виникати як за рахунок недостатнього надходження, так і за рахунок проблем із засвоєнням, можуть виникати важкі розлади обміну речовин. Ендемічні захворювання людини. Вчені виокремлюють ендемічні захворювання - захворювання, характерні для певної місцевості, пов’язані з нестачею або надмірним умістом у середовищі якого-небудь хімічного елемента. Наприклад, ендемічний зоб - захворювання, яке характеризується збільшенням щитоподібної залози. Воно виникає в місцевостях, де ґрунт, і відповідно вода, містять мало Йоду. Щитоподібна залоза виробляє гормони - тироксин, трийодтиронін, до складу яких входить Йод, а розвиток захворювання спричиняє його нестача - йододефіцит. Добова потреба організму людини в цьому елементі становить 150 мкг, а в ендемічних районах організм отримує лише до 50 мкг Йоду на добу. Цей хімічний елемент міститься у воді, йодованій солі, харчових продуктах (рис. 111). Кальцій необхідний для побудови кісткової тканини, і тому його нестача спричиняє остеопороз - кістки стають ламкими, страждають зуби. Нестача Магнію є однією з причин високого рівня серцево-судинних захворювань у ряді регіонів з «м’якою» водою. Деякі географічні райони відрізняються підвищеним умістом Магнію в довкіллі і відповідно в місцевих продуктах харчування. У цих районах реєструють набагато нижчу захворюваність на злоякісні новоутворення, що стало поштовхом до вивчення ролі Магнію в протипухлинному процесі в організмі людини.... |
Практична робота. Складання схем обміну вуглеводів, ліпідів і білків в організмі людини
- 19-06-2021, 12:10
- 3 489
| Більшість органічних сполук розщеплюється з вивільненням енергії. Основними джерелами енергії в клітині здебільшого є вуглеводи й жири. Процес енергетичного обміну, аналогічний розщепленню глюкози, відбувається й під час окиснення інших речовин, зокрема жирних кислот та амінокислот. Проте треба пам’ятати, що білки повністю розщеплюються для постачання організму енергії лише в разі нестачі інших енергетичних сполук (див. схему). Речовини однієї хімічної природи можуть перетворюватися на речовини іншої хімічної природи. Наприклад, під час розщеплення глюкози утворюється піровиноградна кислота, яка потім у циклі Кребса перетворюється на інші органічні кислоти. Якщо до них приєднується аміногрупа, синтезуються амінокислоти. У результаті хімічного перетворення амінокислот можуть утворюватися нітрогеновмісні основи, які є компонентами нуклеотидів. З органічних кислот згаданого циклу також синтезуються жирні кислоти, необхідні для утворення молекул жирів і фосфоліпідів. Отже, процесом, що об’єднує обмін вуглеводів, білків і ліпідів, є цикл Кребса (див. схему).... |
Раціональне харчування — основа нормального обміну речовин
- 19-06-2021, 12:09
- 3 280
| Тепер ми обізнані з обміном речовин та енергії як основою функціонування біологічних систем. Організм людини також є біологічною системою, яка використовує енергію готових органічних речовин, отримуючи їх із їжею. Тому важливим чинником, який впливає на здоров’я людини, є харчування. Знання щодо раціонального харчування стануть підґрунтям для збереження здоров’я власного організму. Поняття раціонального харчування. Що таке раціональне харчування? Таке запитання повинна ставити перед собою кожна сучасна людина. Раціональне харчування (від лат. ratio — розумний) - це повноцінне в кількісному та збалансоване в якісному відношенні харчування, що забезпечує нормальний ріст і розвиток організму, його високу працездатність, активне довголіття та стійкість до несприятливих чинників навколишнього середовища. Харчування забезпечує пластичну та енергетичну складові обміну речовин в організмі людини. З білками, жирами й вуглеводами їжі ми отримуємо будівельні матеріали для створення нових клітин і міжклітинних структур, тобто компоненти їжі пов’язані з пластичною складовою метаболізму. Щобільше, за рахунок енергії, яка акумульована в хімічних зв’язках цих речовин, ми поповнюємо енергетичні ресурси організму (рис. 108).... |
Енергетичне забезпечення процесів метаболізму
- 19-06-2021, 12:08
- 674
| Організми використовують енергію, яка надходить з навколишнього середовища, акумулюючи її у формі хімічних зв’язків органічних молекул - перетворення енергії взаємопов’язане з обміном речовин. Автотрофи для синтезу органічних речовин використовують енергію світла (фототрофи) або енергію хімічних реакцій (хемотрофи), а гетеротрофи - енергію готових органічних речовин, отримуючи їх із їжею (§ 16). Взаємозв’язок пластичного та енергетичного обміну можна проілюструвати на процесах метаболізму рослинної клітини, з якими ви знайомилися в дев’ятому класі. Під час фотосинтезу утворюється глюкоза - одне з основних джерел енергії для більшості клітин, а внаслідок енергетичного обміну відбувається безкисневе розщеплення глюкози та подальше окиснення органічних речовин у мітохондріях за участі кисню. Частина енергії, що вивільняється, розсіюється у формі теплової енергії, а частина забезпечує синтез АТФ - універсального внутрішньоклітинного переносника енергії, про значення якого ми вже розповідали (рис. 106). Такий процес окиснення називається клітинним диханням, і він пов’язаний з дифузією газів. Дифузія кисню та вуглекислого газу в рослин відбувається через продихи. У інших організмів це може здійснюватися через поверхню тіла або спеціалізовані органи (зябра, трахеї, легені).... |
Структури клітини та метаболізм
- 19-06-2021, 12:08
- 1 617
| Метаболізм будь-якої біологічної системи зумовлений процесами, які відбуваються в клітині. Тому дослідження будови та життєдіяльності клітини мають першочергове значення для розуміння обміну речовин на різних рівнях організації живого. Метаболізм забезпечує плазматична мембрана, мембранні та немембранні органели клітини. Функції плазматичної мембрани. Плазматична мембрана, оточуючи кожну клітину, відділяє її вміст від позаклітинного простору. Особливості будови плазматичної мембрани (плазмолеми) зумовлюють її відповідні функції: бар’єрну, транспортну, контактну, рецепторну та ферментативну (рис. 100). Будова мембрани унеможливлює дифузію крізь неї полярних молекул, зокрема йонів. Тож плазматична мембрана виконує бар’єрну функцію, регулюючи обмін речовин між клітиною й навколишнім середовищем. Проте крізь мембрану має здійснюватися транспортування речовин як усередину клітини, так і назовні. Це необхідно для постачання клітині речовин і виведення продуктів обміну. Розрізняють два типи транспортування речовин: рух речовин, за якого не витрачається енергія АТФ, називають пасивним, а рух, пов’язаний з витратами енергії, - активним. Пасивне транспортування відбувається за рахунок простої дифузії (від місця з більшою концентрацією речовини до місця з меншою її концентрацією). У такий спосіб крізь мембрану проникають насамперед неполярні молекули: з неорганічних речовин крізь мембрани добре дифундують кисень і вуглекислий газ, а з органічних речовин - стероїдні речовини. Транспортування крізь мембрану полярних речовин забезпечують білкові молекули-переносники. Молекули-переносники необхідні також для потрапляння в клітину глюкози. Пасивний рух речовин за допомогою молекул-переносників називають полегшеною дифузією. Інколи необхідно транспортувати речовину від місця з меншою її концентрацією до місця, де її концентрація більша. Цей процес потребує витрат енергії, а тому є активним. Прикладом може бути натрій-калієвий насос. Він забезпечує вихід із клітини йонів Натрію та надходження в неї з позаклітинного простору йонів Калію (рис. 101). Робота цього насоса забезпечує нормальне функціонування клітин, підтримуючи на певному рівні концентрації йонів Na+ і К+ усередині та зовні їх. Особливим типом активного транспортування є цитоз - переміщення речовин у складі мембранних пухирців. Процес виведення речовин із клітини внаслідок злиття везикул з плазматичною мембраною називають екзоцитозом. У такий... |
Вітаміни, їхня роль в обміні речовин
- 19-06-2021, 12:07
- 1 503
| Довгий час уважали, що для життєдіяльності організму потрібні лише білки, жири, вуглеводи, вода та мінеральні солі. Але спостереження показували, що одноманітне харчування призводить до виникнення різних захворювань. Так, моряки під час довгих подорожей, не маючи в раціоні овочів і фруктів, хворіли на цингу (скорбут). У країнах Азії, де основною стравою був шліфований рис, значна частина населення була уражена бері-бері. У 1897 році голландський учений Христіан Ейкман дослідив, що причиною виникнення цього захворювання в курей була нестача певної речовини в їжі. Цю сполуку - а саме тіамін (вітамін B1) — у 1911 році виділив польський учений Казимир Функ і показав її ефективність у лікуванні бері-бері. Молекули тіаміну мають у своєму складі аміногрупу, тому вчений назвав його вітаміном (аміном життя). Вітаміни (від лат. vitae - життя та аміни) - низькомолекулярні біологічно активні речовини різної хімічної природи, необхідні в невеликих кількостях для нормального обміну речовин і життєдіяльності організмів. Властивості вітамінів. Для позначення кожного вітаміну, крім хімічної та фізіологічної назви, використовують літери латинського алфавіту. Наприклад, хімічна назва вітаміну А - ретинол, а фізіологічна - антиксерофтальмічний (рис. 96)... |
