Organizmy sa skladajú z buniek. Bunky rôzne organizmy majú podobné chemické zloženie. Tabuľka 1 uvádza hlavné chemické prvky nachádzajúce sa v bunkách živých organizmov.
Tabuľka 1. Obsah chemických prvkov v bunke
Na základe obsahu v bunke možno rozlíšiť tri skupiny prvkov. Prvá skupina zahŕňa kyslík, uhlík, vodík a dusík. Tvoria takmer 98 % celkového zloženia bunky. Do druhej skupiny patrí draslík, sodík, vápnik, síra, fosfor, horčík, železo, chlór. Ich obsah v bunke predstavuje desatiny a stotiny percenta. Prvky týchto dvoch skupín sú klasifikované ako makronutrientov(z gréčtiny makro- veľký).
Zvyšné prvky, zastúpené v bunke v stotinách a tisícinách percenta, sú zaradené do tretej skupiny. Toto mikroelementy(z gréčtiny mikro- malý).
V bunke sa nenašli žiadne prvky jedinečné pre živú prírodu. Všetky uvedené chemické prvky sú tiež súčasťou neživej prírody. To naznačuje jednotu živej a neživej prírody.
Nedostatok akéhokoľvek prvku môže viesť k ochoreniu a dokonca k smrti tela, pretože každý prvok zohráva špecifickú úlohu. Makroelementy prvej skupiny tvoria základ biopolymérov - proteíny, sacharidy, nukleové kyseliny, ako aj lipidy, bez ktorých je život nemožný. Síra je súčasťou niektorých bielkovín, fosfor je súčasťou nukleových kyselín, železo je súčasťou hemoglobínu a horčík je súčasťou chlorofylu. Vápnik hrá dôležitú úlohu v metabolizme.
Niektoré chemické prvky obsiahnuté v bunke sú súčasťou anorganických látok – minerálnych solí a vody.
Minerálne soli sa v bunke nachádzajú spravidla vo forme katiónov (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) a aniónov (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3), ktorých pomer určuje kyslosť prostredia, ktorá je dôležitá pre život buniek.
(V mnohých bunkách je prostredie mierne zásadité a jeho pH sa takmer nemení, keďže sa v ňom neustále udržiava určitý pomer katiónov a aniónov.)
Z anorganických látok v živej prírode zohráva obrovskú úlohu voda.
Bez vody je život nemožný. Tvorí významnú masu väčšiny buniek. Veľa vody je obsiahnuté v bunkách mozgu a ľudských embryách: viac ako 80 % vody; v bunkách tukového tkaniva - len 40,% Do staroby sa obsah vody v bunkách znižuje. Osoba, ktorá stratila 20% vody, zomrie.
Jedinečné vlastnosti vody určujú jej úlohu v tele. Podieľa sa na termoregulácii, čo je spôsobené vysokou tepelnou kapacitou vody – spotrebou veľkého množstva energie pri ohreve. Čo určuje vysokú tepelnú kapacitu vody?
V molekule vody je atóm kyslíka kovalentne viazaný na dva atómy vodíka. Molekula vody je polárna, pretože atóm kyslíka má čiastočne záporný náboj a každý z dvoch atómov vodíka ho má
Čiastočne kladný náboj. Vodíková väzba sa vytvára medzi atómom kyslíka jednej molekuly vody a atómom vodíka inej molekuly. Vodíkové väzby zabezpečujú spojenie veľkého počtu molekúl vody. Pri ohrievaní vody sa značná časť energie minie na rozbitie vodíkových väzieb, čo určuje jej vysokú tepelnú kapacitu.
voda - dobré rozpúšťadlo. Vďaka svojej polarite interagujú jeho molekuly s kladne a záporne nabitými iónmi, čím podporujú rozpúšťanie látky. Vo vzťahu k vode sa všetky bunkové látky delia na hydrofilné a hydrofóbne.
Hydrofilné(z gréčtiny hydro- voda a filleo- láska) sa nazývajú látky, ktoré sa rozpúšťajú vo vode. Patria sem iónové zlúčeniny (napríklad soli) a niektoré neiónové zlúčeniny (napríklad cukry).
Hydrofóbne(z gréčtiny hydro- voda a Phobos- strach) sú látky nerozpustné vo vode. Patria sem napríklad lipidy.
Voda hrá dôležitú úlohu v chemických reakciách, ktoré prebiehajú v bunke vo vodných roztokoch. Rozpúšťa produkty metabolizmu, ktoré telo nepotrebuje, a tým podporuje ich odstraňovanie z tela. Skvelý obsah voda v klietke to dáva elasticita. Voda podporuje pohyb rôzne látky v rámci bunky alebo z bunky do bunky.
Telesá živej a neživej prírody pozostávajú z rovnakých chemických prvkov. Živé organizmy sem nepatria organickej hmoty- voda a minerálne soli. Životne dôležité početné funkcie vody v bunke sú určené charakteristikami jej molekúl: ich polaritou, schopnosťou vytvárať vodíkové väzby.
ANORGANICKÉ KOMPONENTY BUNKY
Asi 90 prvkov sa nachádza v bunkách živých organizmov a asi 25 z nich sa nachádza takmer vo všetkých bunkách. Chemické prvky sa podľa obsahu v bunke delia na tri veľké skupiny: makroprvky (99 %), mikroprvky (1 %), ultramikroprvky (menej ako 0,001 %).
Medzi makroprvky patrí kyslík, uhlík, vodík, fosfor, draslík, síra, chlór, vápnik, horčík, sodík, železo.
Medzi mikroelementy patrí mangán, meď, zinok, jód, fluór.
Ultramikroelementy zahŕňajú striebro, zlato, bróm a selén.
| PRVKY | OBSAH V TELE (%) | BIOLOGICKÝ VÝZNAM |
| Makronutrienty: | ||
| O.C.H.N. | 62-3 | Obsahuje všetky organické látky v bunkách, vodu |
| Fosfor R | 1,0 | Sú súčasťou nukleových kyselín, ATP (tvorí vysokoenergetické väzby), enzýmov, kostného tkaniva a zubnej skloviny |
| Vápnik Ca +2 | 2,5 | V rastlinách je súčasťou bunkovej membrány, u zvierat - v zložení kostí a zubov, aktivuje zrážanie krvi |
| Mikroelementy: | 1-0,01 | |
| Sulphur S | 0,25 | Obsahuje bielkoviny, vitamíny a enzýmy |
| Draslík K+ | 0,25 | Určuje správanie nervové impulzy; aktivátor enzýmov syntézy bielkovín, procesy fotosyntézy, rast rastlín |
| Chlór CI - | 0,2 | Je súčasťou žalúdočnej šťavy vo forme kyseliny chlorovodíkovej, aktivuje enzýmy |
| Sodík Na+ | 0,1 | Zabezpečuje vedenie nervových vzruchov, podporuje osmotický tlak v bunke, stimuluje syntézu hormónov |
| Horčík Mg +2 | 0,07 | Časť molekuly chlorofylu, ktorá sa nachádza v kostiach a zuboch, aktivuje syntézu DNA a energetický metabolizmus |
| jód I - | 0,1 | Časť hormónu štítna žľaza- tyroxín, ovplyvňuje metabolizmus |
| Železo Fe+3 | 0,01 | Je súčasťou hemoglobínu, myoglobínu, šošovky a rohovky oka, je enzýmovým aktivátorom a podieľa sa na syntéze chlorofylu. Zabezpečuje transport kyslíka do tkanív a orgánov |
| Ultramikroelementy: | menej ako 0,01, stopové množstvá | |
| Meď Si +2 | Podieľa sa na procesoch hematopoézy, fotosyntézy, katalyzuje intracelulárne oxidačné procesy | |
| Mangán Mn | Zvyšuje produktivitu rastlín, aktivuje proces fotosyntézy, ovplyvňuje hematopoetické procesy | |
| Bor V | Ovplyvňuje rastové procesy rastlín | |
| Fluór F | Je súčasťou zubnej skloviny, ak je nedostatok, vzniká kaz, ak je nadbytok, vzniká fluoróza. | |
| Látky: | ||
| N 20 | 60-98 | Tvorí vnútorné prostredie tela, podieľa sa na procesoch hydrolýzy a štruktúruje bunku. Univerzálne rozpúšťadlo, katalyzátor, účastník chemických reakcií |
ORGANICKÉ KOMPONENTY BUNIEK
| LÁTKY | ŠTRUKTÚRA A VLASTNOSTI | FUNKCIE |
| Lipidy | ||
| Estery vyšších mastných kyselín a glycerolu. Zloženie fosfolipidov navyše obsahuje zvyšok H3PO4. Majú hydrofóbne alebo hydrofilno-hydrofóbne vlastnosti a vysokú energetickú náročnosť | Stavebníctvo- tvorí bilipidovú vrstvu všetkých membrán. Energia. Termoregulačné. Ochranný. Hormonálne(kortikosteroidy, pohlavné hormóny). Zložky vitamínov D, E. Zdroj vody v tele |
|
| Sacharidy | ||
| Monosacharidy: glukóza, fruktóza, ribóza, deoxyribóza |
Vysoko rozpustný vo vode | Energia |
| Disacharidy: sacharóza, maltóza (sladový cukor) |
Rozpustný vo vode | Komponenty DNA, RNA, ATP |
| Polysacharidy: škrob, glykogén, celulóza |
Zle rozpustný alebo nerozpustný vo vode | Náhradná živina. Konštrukcia - plášť rastlinná bunka |
| Veveričky | Polyméry. Monoméry - 20 aminokyselín. | Enzýmy sú biokatalyzátory. |
| I štruktúra je sekvencia aminokyselín v polypeptidovom reťazci. Väzba - peptid - CO-NH- | Stavba – sú súčasťou membránových štruktúr, ribozómov. | |
| II štruktúra - a-helix, väzba - vodík | Motor (kontrakčné svalové bielkoviny). | |
| III štruktúra - priestorová konfigurácia a-špirály (globule). Väzby - iónové, kovalentné, hydrofóbne, vodíkové | Transport (hemoglobín). Ochranné (protilátky) Regulačné (hormóny, inzulín). | |
| IV štruktúra nie je charakteristická pre všetky proteíny. Spojenie viacerých polypeptidových reťazcov do jednej nadstavby Zle rozpustné vo vode. Pôsobením vysokých teplôt, koncentrovaných kyselín a zásad, solí ťažkých kovov dochádza k denaturácii | ||
| Nukleové kyseliny: | Biopolyméry. Skladá sa z nukleotidov | |
| DNA je deoxyribonukleová kyselina. | Nukleotidové zloženie: deoxyribóza, dusíkaté zásady - adenín, guanín, cytozín, tymín, zvyšok H 3 PO 4. Komplementárnosť dusíkatých zásad A = T, G = C. Dvojzávitnica. Schopný sebazdvojnásobenia | Tvoria chromozómy. uchovávanie a prenos dedičných informácií, genetický kód. Biosyntéza RNA a proteínov. Kóduje primárnu štruktúru proteínu. Obsiahnuté v jadre, mitochondriách, plastidoch |
| RNA je ribonukleová kyselina. | Nukleotidové zloženie: ribóza, dusíkaté zásady - adenín, guanín, cytozín, uracil, zvyšok H 3 PO 4 Komplementárnosť dusíkatých zásad A = U, G = C. Jeden reťazec | |
| Messenger RNA | Prenos informácií o primárnej štruktúre proteínu, podieľa sa na biosyntéze proteínu | |
| Ribozomálna RNA | Buduje telo ribozómu | |
| Preneste RNA | Kóduje a transportuje aminokyseliny na miesto syntézy bielkovín – ribozómy | |
| Vírusová RNA a DNA | Genetický aparát vírusov | |
Enzýmy.
Najdôležitejšia funkcia bielkovín je katalytická. Proteínové molekuly, ktoré zvyšujú rýchlosť chemických reakcií v bunke o niekoľko rádov, sa nazývajú enzýmy. Ani jeden biochemický proces v tele neprebieha bez účasti enzýmov.
V súčasnosti bolo objavených viac ako 2000 enzýmov. Ich účinnosť je mnohonásobne vyššia ako účinnosť anorganických katalyzátorov používaných pri výrobe. 1 mg železa v enzýme kataláza teda nahradí 10 ton anorganického železa. Kataláza zvyšuje rýchlosť rozkladu peroxidu vodíka (H 2 O 2) 10 11 krát. Enzým, ktorý katalyzuje formovaciu reakciu kyselina uhličitá(CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3), urýchli reakciu 10 7-krát.
Dôležitou vlastnosťou enzýmov je špecifickosť ich pôsobenia, každý enzým katalyzuje len jednu alebo malú skupinu podobných reakcií.
Látka, na ktorú enzým pôsobí, je tzv substrát. Štruktúry molekúl enzýmu a substrátu sa musia presne zhodovať. To vysvetľuje špecifickosť pôsobenia enzýmov. Keď sa substrát skombinuje s enzýmom, zmení sa priestorová štruktúra enzýmu.
Postupnosť interakcie medzi enzýmom a substrátom možno schematicky znázorniť:
Substrát+Enzým - Enzým-substrátový komplex - Enzým+Produkt.
Diagram ukazuje, že substrát sa spája s enzýmom za vzniku komplexu enzým-substrát. V tomto prípade sa substrát premení na novú látku - produkt. V konečnom štádiu sa enzým uvoľní z produktu a opäť interaguje s inou molekulou substrátu.
Enzýmy fungujú len pri určitej teplote, koncentrácii látok a kyslosti prostredia. Meniace sa podmienky vedú k zmenám v terciárnej a kvartérnej štruktúre molekuly proteínu a následne k potlačeniu aktivity enzýmu. Ako sa to stane? Len určitá časť molekuly enzýmu, tzv aktívne centrum. Aktívne centrum obsahuje 3 až 12 aminokyselinových zvyškov a vzniká ako výsledok ohybu polypeptidového reťazca.
Pod vplyvom rôznych faktorov sa mení štruktúra molekuly enzýmu. V tomto prípade je narušená priestorová konfigurácia aktívneho centra a enzým stráca svoju aktivitu.
Enzýmy sú proteíny, ktoré pôsobia ako biologické katalyzátory. Vďaka enzýmom sa rýchlosť chemických reakcií v bunkách zvyšuje o niekoľko rádov. Dôležitá vlastnosť enzýmy - špecifickosť účinku za určitých podmienok.
Nukleové kyseliny.
Nukleové kyseliny boli objavené v druhej polovici 19. storočia. Švajčiarsky biochemik F. Miescher, ktorý z bunkových jadier izoloval látku s vysokým obsahom dusíka a fosforu a nazval ju „nukleín“ (z lat. jadro- jadro).
Nukleové kyseliny uchovávajú dedičné informácie o štruktúre a fungovaní každej bunky a všetkých živých bytostí na Zemi. Existujú dva typy nukleových kyselín – DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina). Nukleové kyseliny, podobne ako proteíny, sú druhovo špecifické, to znamená, že organizmy každého druhu majú svoj vlastný typ DNA. Ak chcete zistiť dôvody druhovej špecifickosti, zvážte štruktúru nukleových kyselín.
Molekuly nukleových kyselín sú veľmi dlhé reťazce pozostávajúce z mnohých stoviek a dokonca miliónov nukleotidov. Každá nukleová kyselina obsahuje iba štyri typy nukleotidov. Funkcie molekúl nukleových kyselín závisia od ich štruktúry, nukleotidov, ktoré obsahujú, ich počtu v reťazci a sekvencie zlúčeniny v molekule.
Každý nukleotid pozostáva z troch zložiek: dusíkatej bázy, sacharidov a kyseliny fosforečnej. Každý nukleotid DNA obsahuje jednu zo štyroch typov dusíkatých báz (adenín - A, tymín - T, guanín - G alebo cytozín - C), ako aj deoxyribózový uhlík a zvyšok kyseliny fosforečnej.
DNA nukleotidy sa teda líšia len typom dusíkatej bázy.
Molekula DNA pozostáva z obrovského množstva nukleotidov spojených do reťazca v určitej sekvencii. Každý typ molekuly DNA má svoj vlastný počet a sekvenciu nukleotidov.
Molekuly DNA sú veľmi dlhé. Napríklad na zapísanie sekvencie nukleotidov v molekulách DNA z jednej ľudskej bunky (46 chromozómov) písmenami by bola potrebná kniha s približne 820 000 stranami. Striedanie štyroch typov nukleotidov môže vytvárať nekonečné množstvo variantov molekúl DNA. Tieto štruktúrne vlastnosti molekúl DNA im umožňujú uchovávať obrovské množstvo informácií o všetkých charakteristikách organizmov.
V roku 1953 Americký biológ J. Watson a anglický fyzik F. Crick vytvorili model štruktúry molekuly DNA. Vedci zistili, že každá molekula DNA pozostáva z dvoch reťazcov prepojených a špirálovito stočených. Vyzerá to ako dvojitá špirála. V každom reťazci sa v špecifickej sekvencii striedajú štyri typy nukleotidov.
Nukleotidové zloženie DNA sa medzi nimi líši odlišné typy baktérie, huby, rastliny, živočíchy. Ale vekom sa to nemení, málo závisí od zmien životné prostredie. Nukleotidy sú párované, to znamená, že počet adenínových nukleotidov v akejkoľvek molekule DNA sa rovná počtu tymidínových nukleotidov (A-T) a počet cytozínových nukleotidov sa rovná počtu guanínových nukleotidov (C-G). Je to spôsobené tým, že vzájomné spojenie dvoch reťazcov v molekule DNA podlieha určitému pravidlu, a to: adenín jedného reťazca je vždy spojený dvoma vodíkovými väzbami iba s tymínom druhého reťazca a guanínom - tromi vodíkovými väzbami s cytozínom, to znamená, že nukleotidové reťazce jednej molekuly DNA sú komplementárne, navzájom sa dopĺňajúce.
Molekuly nukleových kyselín – DNA a RNA – sú tvorené nukleotidmi. DNA nukleotidy zahŕňajú dusíkatú bázu (A, T, G, C), sacharidovú deoxyribózu a zvyšok molekuly kyseliny fosforečnej. Molekula DNA je dvojitá špirála pozostávajúca z dvoch reťazcov spojených vodíkovými väzbami podľa princípu komplementarity. Funkciou DNA je uchovávať dedičné informácie.
Bunky všetkých organizmov obsahujú molekuly ATP – kyseliny adenozíntrifosforečnej. ATP je univerzálna bunková látka, ktorej molekula má energeticky bohaté väzby. Molekula ATP je jeden unikátny nukleotid, ktorý sa podobne ako ostatné nukleotidy skladá z troch zložiek: dusíkatej bázy – adenínu, uhľohydrátu – ribózy, no namiesto jednej obsahuje tri zvyšky molekúl kyseliny fosforečnej (obr. 12). Spoje označené na obrázku ikonou sú bohaté na energiu a sú tzv makroergický. Každá molekula ATP obsahuje dve vysokoenergetické väzby.
Pri prerušení vysokoenergetickej väzby a odstránení jednej molekuly kyseliny fosforečnej pomocou enzýmov sa uvoľní 40 kJ/mol energie a ATP sa premení na ADP - kyselinu adenozíndifosforečnú. Keď sa odstráni ďalšia molekula kyseliny fosforečnej, uvoľní sa ďalších 40 kJ/mol; Vzniká AMP – kyselina adenozínmonofosforečná. Tieto reakcie sú reverzibilné, to znamená, že AMP sa môže premeniť na ADP, ADP na ATP.
Molekuly ATP sa nielen štiepia, ale aj syntetizujú, takže ich obsah v bunke je relatívne konštantný. Význam ATP v živote bunky je obrovský. Tieto molekuly hrajú vedúcu úlohu v energetickom metabolizme potrebnom na zabezpečenie života bunky a organizmu ako celku.
Ryža. 12. Schéma štruktúry ATP.| adenín - |
Molekula RNA je zvyčajne jeden reťazec, ktorý pozostáva zo štyroch typov nukleotidov – A, U, G, C. Sú známe tri hlavné typy RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Obsah molekúl RNA v bunke nie je konštantný, zúčastňujú sa na biosyntéze bielkovín. ATP je univerzálna energetická látka bunky, ktorá obsahuje energeticky bohaté väzby. ATP hrá ústrednú úlohu v metabolizme bunkovej energie. RNA a ATP sa nachádzajú v jadre aj v cytoplazme bunky.
Úlohy a testy na tému "Téma 4. "Chemické zloženie bunky."
- polymér, monomér;
- sacharid, monosacharid, disacharid, polysacharid;
- lipid, mastná kyselina, glycerol;
- aminokyselina, peptidová väzba, proteín;
- katalyzátor, enzým, aktívne miesto;
- nukleová kyselina, nukleotid.
Algoritmus na riešenie problémov.
Typ 1. Samokopírovanie DNA.
Jeden z reťazcov DNA má nasledujúcu nukleotidovú sekvenciu:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Akú nukleotidovú sekvenciu má druhý reťazec tej istej molekuly?
Na zápis nukleotidovej sekvencie druhého vlákna molekuly DNA, keď je známa sekvencia prvého vlákna, stačí nahradiť tymín adenínom, adenín tymínom, guanín cytozínom a cytozín guanínom. Po vykonaní tejto výmeny dostaneme postupnosť:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...
Typ 2. Kódovanie proteínov.
Reťazec aminokyselín proteínu ribonukleázy má nasledujúci začiatok: lyzín-glutamín-treonín-alanín-alanín-alanín-lyzín...
Akou nukleotidovou sekvenciou začína gén zodpovedajúci tomuto proteínu?
Na tento účel použite tabuľku genetického kódu. Pre každú aminokyselinu nájdeme jej kódové označenie v tvare zodpovedajúcej trojice nukleotidov a zapíšeme ju. Usporiadaním týchto tripletov jeden po druhom v rovnakom poradí ako zodpovedajúce aminokyseliny dostaneme vzorec pre štruktúru sekcie messenger RNA. Spravidla je takýchto trojčiat niekoľko, výber sa robí podľa vášho rozhodnutia (berie sa však len jedna z trojčiat). Podľa toho môže existovať niekoľko riešení.
ААААААААЦУГЦГГЦУГЦГАAG
Akou sekvenciou aminokyselín začína proteín, ak je kódovaný nasledujúcou sekvenciou nukleotidov:
ATCGCCATGGGGCCGGT...
Pomocou princípu komplementarity nájdeme štruktúru sekcie messengerovej RNA vytvorenej na danom segmente molekuly DNA:
UGGGGGUATCCGGCCCA...
Potom sa obrátime na tabuľku genetického kódu a pre každú trojicu nukleotidov, počnúc prvým, nájdeme a zapíšeme zodpovedajúcu aminokyselinu:
Cysteín-glycín-tyrozín-arginín-prolín-...
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. " Všeobecná biológia Moskva, „Osvietenie“, 2000
- Téma 4. "Chemické zloženie bunky." §2-§7 str. 7-21
- Téma 5. "Fotosyntéza." §16-17 s. 44-48
- Téma 6. "Bunečné dýchanie." §12-13 s. 34-38
- Téma 7. "Genetická informácia." §14-15 s. 39-44
Koncom 19. storočia vznikol odbor biológie s názvom biochémia. Učí sa chemické zloženieživá bunka. Hlavnou úlohou vedy je pochopiť vlastnosti metabolizmu a energie, ktoré regulujú život rastlinných a živočíšnych buniek.
Pojem chemického zloženia bunky
V dôsledku starostlivého výskumu vedci študovali chemickú organizáciu buniek a zistili, že živé bytosti obsahujú viac ako 85 chemických prvkov. Niektoré z nich sú navyše povinné pre takmer všetky organizmy, zatiaľ čo iné sú špecifické a nachádzajú sa v konkrétnych biologických druhoch. A tretia skupina chemických prvkov je prítomná v bunkách mikroorganizmov, rastlín a zvierat v pomerne malých množstvách. Chemické prvky sú do zloženia buniek najčastejšie zahrnuté vo forme katiónov a aniónov, z ktorých sa tvoria minerálne soli a voda a syntetizujú sa aj látky obsahujúce uhlík Organické zlúčeniny: sacharidy, bielkoviny, lipidy.
Organogénne prvky
V biochémii ide o uhlík, vodík, kyslík a dusík. Ich súhrn tvorí 88 až 97 % ostatných chemických prvkov v bunke. Dôležitý je najmä uhlík. Všetky organické látky v bunke pozostávajú z molekúl obsahujúcich atómy uhlíka. Sú schopné sa navzájom spájať, vytvárať reťazce (rozvetvené a nerozvetvené), ako aj cykly. Táto schopnosť atómov uhlíka je základom úžasnej rozmanitosti organických látok, ktoré tvoria cytoplazmu a bunkové organely.
Napríklad vnútorný obsah bunky pozostáva z rozpustných oligosacharidov, hydrofilných proteínov, lipidov, rôznych typov ribonukleovej kyseliny: transferovej RNA, ribozomálnej RNA a messengerovej RNA, ako aj voľných monomérov – nukleotidov. Má tiež podobné chemické zloženie, obsahuje aj molekuly deoxyribonukleovej kyseliny, ktoré sú súčasťou chromozómov. Všetky vyššie uvedené zlúčeniny obsahujú atómy dusíka, uhlíka, kyslíka a vodíka. To je dôkazom ich špeciálne dôležité, pretože chemická organizácia buniek závisí od obsahu organogénnych prvkov zahrnutých v kompozícii bunkové štruktúry: hyaloplazma a organely.
Makronutrienty a ich význam
Chemické prvky, ktoré sa tiež veľmi často nachádzajú v bunkách rôznych druhov organizmov, sa v biochémii nazývajú makroprvky. Ich obsah v bunke je 1,2 % – 1,9 %. Medzi bunkové makroelementy patria: fosfor, draslík, chlór, síra, horčík, vápnik, železo a sodík. Všetky plnia dôležité funkcie a sú súčasťou rôznych bunkových organel. Železný ión je teda prítomný v krvnom proteíne - hemoglobíne, ktorý prenáša kyslík (v tomto prípade sa nazýva oxyhemoglobín), oxid uhličitý(karbohemoglobín) príp oxid uhoľnatý(karboxyhemoglobín).
Poskytujú sodné ióny najvýznamnejší druh medzibunkový transport: takzvaná sodno-draselná pumpa. Sú tiež súčasťou intersticiálnej tekutiny a krvnej plazmy. Ióny horčíka sú prítomné v molekulách chlorofylu (fotopigment vyšších rastlín) a podieľajú sa na procese fotosyntézy, pretože tvoria reakčné centrá zachytávajúce fotóny svetelnej energie.
Vápnikové ióny zabezpečujú vedenie nervových impulzov pozdĺž vlákien a sú tiež hlavnou zložkou osteocytov - kostných buniek. Vo svete bezstavovcov sú rozšírené zlúčeniny vápnika, ktorých schránky sú vyrobené z uhličitanu vápenatého.
Ióny chlóru sa zúčastňujú nabíjania bunkové membrány a zabezpečiť výskyt elektrických impulzov, ktoré sú základom nervovej excitácie.
Atómy síry sú súčasťou natívnych proteínov a určujú ich terciárnu štruktúru, „zosieťujú“ polypeptidový reťazec, čo vedie k vytvoreniu globulárnej proteínovej molekuly.
Draselné ióny sa podieľajú na transporte látok cez bunkové membrány. Atómy fosforu sú súčasťou takej dôležitej energeticky náročnej látky, akou je kyselina adenozíntrifosforečná, a sú tiež dôležitou zložkou molekúl deoxyribonukleovej a ribonukleovej kyseliny, ktoré sú hlavnými látkami bunkovej dedičnosti.
Funkcie mikroelementov v bunkovom metabolizme
Asi 50 chemických prvkov, ktoré tvoria menej ako 0,1 % buniek, sa nazývajú mikroelementy. Patria sem zinok, molybdén, jód, meď, kobalt, fluór. S nízkym obsahom plnia veľmi dôležité funkcie, keďže sú súčasťou mnohých biologicky aktívnych látok.
Napríklad atómy zinku sa nachádzajú v molekulách inzulínu (hormón pankreasu, ktorý reguluje hladinu glukózy v krvi), jód je neoddeliteľnou súčasťou hormónov štítnej žľazy – tyroxínu a trijódtyronínu, ktoré riadia úroveň metabolizmu v tele. Meď sa spolu s iónmi železa podieľa na hematopoéze (tvorbe červených krviniek, krvných doštičiek a leukocytov v červenej kostnej dreni stavovcov). Ióny medi sú súčasťou pigmentu hemocyanínu, ktorý je prítomný v krvi bezstavovcov, ako sú mäkkýše. Preto je farba ich hemolymfy modrá.
Obsah chemických prvkov ako olovo, zlato, bróm a striebro v bunke je ešte nižší. Nazývajú sa ultramikroelementy a nachádzajú sa v rastlinných a živočíšnych bunkách. Chemická analýza napríklad odhalila ióny zlata v zrnách kukurice. Atómy brómu v veľké množstvá sú súčasťou buniek talu hnedých a červených rias, napríklad sargassum, chaluha, fukus.
Všetky vyššie uvedené príklady a fakty vysvetľujú, ako je chemické zloženie, funkcie a štruktúra bunky vzájomne prepojené. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje obsah rôznych chemických prvkov v bunkách živých organizmov.
Všeobecná charakteristika organických látok
Chemické vlastnosti buniek rôznych skupín organizmov závisia určitým spôsobom od atómov uhlíka, ktorých podiel tvorí viac ako 50 % bunkovej hmoty. Skoro všetko sušina bunky predstavujú sacharidy, bielkoviny, nukleové kyseliny a lipidy, ktoré majú komplexná štruktúra a vysokou molekulovou hmotnosťou. Takéto molekuly sa nazývajú makromolekuly (polyméry) a pozostávajú z jednoduchších prvkov – monomérov. Proteínové látky zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu a plnia mnoho funkcií, o ktorých bude reč nižšie.
Úloha proteínov v bunke
Pripojenia zahrnuté v živá bunka, potvrdzuje vysoký obsah obsahuje organické látky, ako sú bielkoviny. Táto skutočnosť má logické vysvetlenie: proteíny vykonávajú rôzne funkcie a podieľajú sa na všetkých prejavoch bunkovej aktivity.
Spočíva napríklad v tvorbe protilátok – imunoglobulínov produkovaných lymfocytmi. Ochranné proteíny ako trombín, fibrín a tromboblastín zabezpečujú zrážanie krvi a zabraňujú strate krvi pri úrazoch a ranách. Bunka obsahuje komplexné proteíny bunkových membrán, ktoré majú schopnosť rozpoznávať cudzorodé zlúčeniny – antigény. Zmenia svoju konfiguráciu a informujú o tom bunku potenciálne nebezpečenstvo(signálna funkcia).
Niektoré proteíny fungujú regulačná funkcia a sú hormóny, napríklad oxytocín, produkovaný hypotalamom, je rezervovaný hypofýzou. Pri vstupe do krvného obehu ovplyvňuje oxytocín svalové steny maternica, čo spôsobuje jej stiahnutie. Proteín vazopresín má tiež regulačnú funkciu, kontroluje krvný tlak.
IN svalové bunky existujú aktín a myozín, ktoré sa môžu kontrahovať, čo spôsobuje motorickú funkciu svalové tkanivo. Pre bielkoviny je charakteristické, že napríklad albumín využíva embryo ako živinu pre svoj vývoj. Krvné bielkoviny rôzne organizmy, napríklad hemoglobín a hemocyanín, transportujú molekuly kyslíka – vykonávajú dopravná funkcia. Ak sa úplne využijú energeticky náročnejšie látky, ako sú sacharidy a lipidy, bunka začne štiepiť bielkoviny. Jeden gram tejto látky poskytuje 17,2 kJ energie. Jeden z základné funkcie proteíny je katalytický (enzýmové proteíny urýchľujú chemické reakcie prebiehajúce v cytoplazmatických kompartmentoch). Na základe vyššie uvedeného sme presvedčení, že proteíny plnia mnoho veľmi dôležitých funkcií a sú nevyhnutne súčasťou živočíšnej bunky.
Biosyntéza bielkovín
Uvažujme o procese syntézy bielkovín v bunke, ktorá sa vyskytuje v cytoplazme pomocou organel, ako sú ribozómy. Vďaka aktivite špeciálnych enzýmov, za účasti iónov vápnika, sa ribozómy spájajú do polyzómov. Hlavnými funkciami ribozómov v bunke sú syntéza proteínových molekúl, ktorá začína procesom transkripcie. V dôsledku toho sa syntetizujú molekuly mRNA, ku ktorým sú pripojené polyzómy. Potom začína druhý proces – vysielanie. Transferové RNA sa viažu na dvadsať rôzne druhy aminokyseliny a privádzajú ich do polyzómov, a keďže funkciami ribozómov v bunke je syntéza polypeptidov, tieto organely tvoria komplexy s tRNA a molekuly aminokyselín sú navzájom spojené peptidovými väzbami, čím vzniká proteínová makromolekula.
Úloha vody v metabolických procesoch
Cytologické štúdie potvrdili skutočnosť, že bunka, ktorej štruktúru a zloženie študujeme, pozostáva v priemere zo 70 % z vody a u mnohých zvierat vodná metódaživotnosť (napríklad koelenteráty), jeho obsah dosahuje 97-98%. Ak to vezmeme do úvahy, chemická organizácia buniek zahŕňa hydrofilné (schopné rozpúšťania) a ako univerzálne polárne rozpúšťadlo zohráva voda výnimočnú úlohu a priamo ovplyvňuje nielen funkcie, ale aj samotnú štruktúru bunky. Nižšie uvedená tabuľka ukazuje obsah vody v bunkách rôzne druhyživé organizmy.
Funkcia uhľohydrátov v bunke
Ako sme už skôr zistili, medzi dôležité organické látky – polyméry – patria aj sacharidy. Patria sem polysacharidy, oligosacharidy a monosacharidy. Sacharidy sú súčasťou zložitejších komplexov – glykolipidov a glykoproteínov, z ktorých sa budujú bunkové membrány a nadmembránové štruktúry, ako je napríklad glykokalyx.
Sacharidy okrem uhlíka obsahujú atómy kyslíka a vodíka a niektoré polysacharidy obsahujú aj dusík, síru a fosfor. V rastlinných bunkách je veľa sacharidov: hľuzy zemiakov obsahujú až 90 % škrobu, semená a plody až 70 % sacharidov a v živočíšnych bunkách sa nachádzajú vo forme zlúčenín ako glykogén, chitín a trehalóza.
Jednoduché cukry (monosacharidy) majú všeobecný vzorec CnH2nOn a delia sa na tetrózy, triózy, pentózy a hexózy. Posledné dve sú najčastejšie v bunkách živých organizmov, napríklad ribóza a deoxyribóza sú súčasťou nukleových kyselín a glukóza a fruktóza sa zúčastňujú asimilačných a disimilačných reakcií. Oligosacharidy sa často nachádzajú v rastlinných bunkách: sacharóza je uložená v bunkách cukrovej repy a cukrovej trstiny, maltóza sa nachádza v naklíčených zrnách raže a jačmeňa.
Disacharidy majú sladkastú chuť a sú vysoko rozpustné vo vode. Polysacharidy ako biopolyméry sú zastúpené najmä škrobom, celulózou, glykogénom a laminarínom. Chitín je jednou zo štruktúrnych foriem polysacharidov. Hlavnou funkciou sacharidov v bunke je energia. V dôsledku hydrolýzy a reakcií energetický metabolizmus polysacharidy sa štiepia na glukózu, ktorá sa potom oxiduje na oxid uhličitý a vodu. Výsledkom je, že jeden gram glukózy uvoľní 17,6 kJ energie a zásoby škrobu a glykogénu sú v skutočnosti rezervoárom bunkovej energie.
Glykogén sa ukladá najmä vo svalovom tkanive a pečeňových bunkách, v rastlinnom škrobe - v hľuzách, cibuľkách, koreňoch, semenách a v článkonožcoch, ako sú pavúky, hmyz a kôrovce, Hlavná rola Oligosacharid trehalóza hrá úlohu v zásobovaní energiou.
V bunke je ďalšia funkcia sacharidov – stavebná (štrukturálna). Spočíva v tom, že tieto látky sú nosnými štruktúrami buniek. Napríklad celulóza je súčasťou bunkových stien rastlín, chitín tvorí vonkajšiu kostru mnohých bezstavovcov a nachádza sa v bunkách húb, olisacharidy spolu s molekulami lipidov a proteínov tvoria glykokalyxu – supramembránový komplex. Zabezpečuje adhéziu - zlepenie živočíšnych buniek, čo vedie k tvorbe tkanív.
Lipidy: štruktúra a funkcie
Tieto organické látky, ktoré sú hydrofóbne (nerozpustné vo vode), môžu byť extrahované z buniek pomocou nepolárnych rozpúšťadiel, ako je acetón alebo chloroform. Funkcie lipidov v bunke závisia od toho, ktorý z nich tri skupiny označujú: tuky, vosky alebo steroidy. Tuky sú najrozšírenejšie vo všetkých typoch buniek.
Zvieratá ich hromadia v podkožnom tukovom tkanive, nervové tkanivo obsahuje tuk vo forme nervov. Hromadí sa aj v obličkách, pečeni a v hmyze – v tukovom tele. Kvapalné tuky- oleje - nachádzajú sa v semenách mnohých rastlín: céder, arašidy, slnečnice, olivy. Obsah lipidov v bunkách sa pohybuje od 5 do 90 % (v tukovom tkanive).
Steroidy a vosky sa líšia od tukov tým, že vo svojich molekulách neobsahujú zvyšky mastných kyselín. Takže steroidy sú hormóny kôry nadobličiek, ktoré ovplyvňujú puberta tela a sú súčasťou testosterónu. Nachádzajú sa aj vo vitamínoch (napríklad vitamín D).
Hlavné funkcie lipidov v bunke sú energetická, stavebná a ochranná. Prvý je spôsobený tým, že 1 gram tuku, keď sa rozloží, poskytuje 38,9 kJ energie – oveľa viac ako iné organické látky – bielkoviny a sacharidy. Navyše pri oxidácii 1 g tuku sa uvoľní takmer 1,1 g. voda. To je dôvod, prečo niektoré zvieratá, ktoré majú v tele zásoby tuku, môžu byť dlho bez vody. Napríklad gophery môžu hibernovať viac ako dva mesiace bez toho, aby potrebovali vodu, a ťava nepije vodu, keď prechádza púšťou 10-12 dní.
Konštrukčná funkcia lipidov spočíva v tom, že sú neoddeliteľnou súčasťou bunkových membrán a sú tiež súčasťou nervov. Ochranná funkcia lipidov spočíva v tom, že vrstva tuku pod kožou okolo obličiek a iných vnútorných orgánov ich chráni pred mechanickým poškodením. Zvieratám je vlastná špecifická tepelnoizolačná funkcia, dlho tie vo vode: veľryby, tulene, kožušinové tulene. Hrubá vrstva podkožného tuku, napr. modrá veľryba je 0,5 m, chráni zviera pred podchladením.
Význam kyslíka v bunkovom metabolizme
Aeróbne organizmy, medzi ktoré patrí prevažná väčšina živočíchov, rastlín a ľudí, využívajú vzdušný kyslík na reakcie energetického metabolizmu, čo vedie k rozkladu organických látok a uvoľneniu určitého množstva energie, nahromadenej vo forme molekúl kyseliny adenozíntrifosforečnej.
Úplnou oxidáciou jedného mólu glukózy, ku ktorej dochádza na mitochondriách, sa teda uvoľní 2800 kJ energie, z čoho 1596 kJ (55 %) sa uloží vo forme molekúl ATP obsahujúcich vysokoenergetické väzby. Hlavnou funkciou kyslíka v bunke je teda realizácia, ktorej realizácia je založená na skupine enzymatických reakcií tzv. prebiehajúcich v bunkových organelách – mitochondriách. U prokaryotických organizmov - fototrofných baktérií a siníc - dochádza k oxidácii živín vplyvom kyslíka difundujúceho do buniek na vnútorné výrastky plazmatických membrán.
Študovali sme chemickú organizáciu buniek a skúmali sme aj procesy biosyntézy proteínov a funkciu kyslíka v bunkovom energetickom metabolizme.
20. Chemické prvky, ktoré tvoria uhlíky
21. Počet molekúl v monosacharidoch
22. Počet monomérov v polysacharidoch
23. Glukóza, fruktóza, galaktóza, ribóza a deoxyribóza sú klasifikované ako látky
24. Monomér polysacharidov
25. Do skupiny látok patrí škrob, chitín, celulóza, glykogén
26. Ukladanie uhlíka v rastlinách
27. Zásobník uhlíka u zvierat
28. Štruktúrny uhlík v rastlinách
29. Štrukturálny uhlík u zvierat
30. Molekuly sú vyrobené z glycerolu a mastných kyselín
31. Energeticky najbohatšia organická živina
32. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade bielkovín
33. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade tukov
34. Množstvo energie uvoľnenej pri rozpade uhlíkov
35. Namiesto jednej z mastných kyselín sa na tvorbe molekuly podieľa kyselina fosforečná
36. Fosfolipidy sú súčasťou
37. Proteínové monoméry sú
38. Existuje množstvo typov aminokyselín v bielkovinách
39. Proteíny sú katalyzátory
40. Diverzita proteínových molekúl
41. Jednou z najdôležitejších funkcií bielkovín je okrem enzymatickej
42. Týchto organických látok je v bunke najviac
43. Podľa druhu látky sú enzýmy
44. Monomér nukleovej kyseliny
45. Nukleotidy DNA sa môžu líšiť iba jeden od druhého
46. Všeobecná látka nukleotidy DNA a RNA
47. Sacharidy v nukleotidoch DNA
48. Sacharidy v RNA nukleotidoch
49. Iba DNA sa vyznačuje dusíkatým základom
50. Iba RNA sa vyznačuje dusíkatým základom
51. Dvojvláknová nukleová kyselina
52. Jednoreťazcová nukleová kyselina
56. Doplnkové k adenínu
57. Doplnkové k guanínu
58. Chromozómy pozostávajú z
59. Existujú celkové typy RNA
60. V bunke je prítomná RNA
61. Úloha molekuly ATP
62. Dusíková báza v molekule ATP
63. Typ sacharidu ATP
galaktóza, ribóza a deoxyribóza patria do skupiny látok 24. Monomérne polysacharidy 25. Škrob, chitín, celulóza, glykogén patria do skupiny látok 26. Zásobný uhlík v rastlinách 27. Zásobný uhlík u živočíchov 28. Štruktúrny uhlík v rastlinách 29. Štrukturálny uhlík u zvierat 30. Molekuly sú tvorené glycerolom a mastnými kyselinami 31. Energeticky najbohatšia organická živina 32. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade bielkovín 33. Množstvo energie uvoľnenej pri rozklade tukov 34. množstvo energie uvoľnenej pri rozklade uhlíkov 35. Namiesto jednej z mastných kyselín sa na tvorbe molekuly podieľa kyselina fosforečná 36. Fosfolipidy sú súčasťou 37. Monomér bielkovín je 38. Počet druhov aminokyselín v bielkovinách existuje 39. Proteíny sú katalyzátory 40. Rôzne molekuly bielkovín 41. Okrem enzymatických je jednou z najdôležitejších funkcií bielkovín 42. Tieto organické látky v bunke najviac 43. Podľa typu látky sú enzýmy 44. Monomér nukleových kyselín 45. Nukleotidy DNA sa môžu navzájom líšiť len 46. Spoločná látka nukleotidy DNA a RNA 47. Sacharidy v nukleotidoch DNA 48. Sacharidy v nukleotidoch RNA 49. Dusíkatou bázou sa vyznačuje iba DNA 50. Charakteristická je iba RNA dusíkatou bázou 51. Dvojvláknová nukleová kyselina 52. Jednovláknová nukleová kyselina 53. Typy chemických väzieb medzi nukleotidmi v jednom reťazci DNA 54. Typy chemických väzieb medzi reťazcami DNA 55. Dvojitá vodíková väzba sa v DNA vyskytuje medzi 56. Adenín je komplementárny 57. Guanín je komplementárny 58. Chromozómy pozostávajú z 59. Celkovo sa v bunke nachádza 60 typov RNA. Úloha molekuly ATP 62. Dusíkatá báza v molekule ATP 63. Typ uhľohydrátu ATP
1) Na stavbu tela sú potrebné živiny:A) iba zvieratá
B) iba rastliny
C) iba huby
D) všetky živé organizmy
2) K získavaniu energie pre život tela dochádza v dôsledku:
A) reprodukcia
B) dýchanie
C) vypúšťanie
D) rast
3) Pre väčšinu rastlín, vtákov a zvierat je biotop:
A) zem-vzduch
B) voda
C) iný organizmus
D) pôda
4) Kvety, semená a plody sú charakteristické pre:
A) ihličnany
B) kvitnúce rastliny
C) klubové mechy
D) paprade
5) Zvieratá sa môžu rozmnožovať:
A) spory
B) vegetatívne
C) sexuálne
D) delenie buniek
6) Aby ste sa neotrávili, musíte zbierať:
Mladý jedlé huby
B) spolu s hubami diaľnic
C) jedovaté huby
D) jedlé prerastené huby
7) Zásoba minerály v pôde a vode sa dopĺňa v dôsledku životne dôležitej činnosti:
A) výrobcovia
B) torpédoborce
C) spotrebitelia
D) všetky odpovede sú správne
8) Potápka bledá:
A) vytvára na svetle organickú hmotu
B) trávi živiny v tráviacom systéme
C) absorbuje živiny cez hýfy
D) zachytáva živiny pomocou pseudopodov
9) Vložte článok do napájacej reťaze a vyberte si z nasledujúcich možností:
Ovos - myš - poštolka - .......
A) jastrab
B) lúčna hodnosť
C) dážďovka
D) prehltnúť
10) Schopnosť organizmov reagovať na zmeny prostredia sa nazýva:
A) výber
B) podráždenosť
C) rozvoj
D) metabolizmus
11) Biotop živých organizmov ovplyvňujú faktory:
A) neživá príroda
B) divoká zver
C) ľudská činnosť
D) všetky vyššie uvedené faktory
12) Neprítomnosť koreňa je typická pre:
A) ihličnany
B) kvitnúce rastliny
C) machy
D) paprade
13) Telo protistov nemôže:
A) byť jednobunkový
B) byť mnohobunkový
C) mať orgány
D) neexistuje správna odpoveď
14) V dôsledku fotosyntézy sa v chloroplastoch Spirogyry tvoria:
A) oxid uhličitý
B) voda
C) minerálne soli
D) neexistuje správna odpoveď
Ciele lekcie: zopakovanie, zovšeobecnenie a systematizácia poznatkov na tému „Základy cytológie“; rozvoj zručností na analýzu a zdôraznenie hlavnej veci; pestovanie zmyslu pre kolektivizmus, zlepšovanie zručností skupinovej práce.
Vybavenie: materiály na súťaže, vybavenie a činidlá na vykonávanie experimentov, listy s mriežkami krížoviek.
Prípravné práce
1. Žiaci v triede sa rozdelia do dvoch tímov a vyberú si kapitánov. Každý študent má odznak, ktorý sa zhoduje s číslom na obrazovke záznamu aktivity študenta.
2. Každý tím vytvorí pre svojich súperov krížovku.
3. Na hodnotenie prác žiakov je vytvorená porota, v ktorej sú zástupcovia administratívy a žiaci 11. ročníka (spolu 5 osôb).
Porota zaznamenáva výsledky družstiev aj jednotlivcov. Tím, ktorý skóruje, vyhráva najväčší počet bodov. Študenti dostávajú známky v závislosti od počtu bodov získaných počas súťaží.
POČAS VYUČOVANIA
1. Zahrejte sa
(Maximálne skóre 15 bodov)
Tím 1
1. Bakteriálny vírus – ... ( bakteriofág).
2. Bezfarebné plastidy – ... ( leukoplasty).
3. Proces absorpcie veľkých molekúl organických látok a dokonca celých buniek bunkou - ... ( fagocytóza).
4. Organela obsahujúca centrioly je... ( bunkové centrum).
5. Najbežnejšou bunkovou látkou je... ( voda).
6. Bunková organela, predstavujúca sústavu rúrok, plniacich funkciu „skladu hotových výrobkov“ - ( Golgiho komplex).
7. Organela, v ktorej sa tvorí a akumuluje energia je ... ( mitochondrie).
8. Katabolizmus (synonymá názvov) je... ( disimilácia, energetický metabolizmus).
9. Enzým (vysvetlite pojem) je... ( biologický katalyzátor).
10. Proteínové monoméry sú... ( aminokyseliny).
11. Chemická väzba spájajúca zvyšky kyseliny fosforečnej v molekule ATP má vlastnosť... ( makroergický).
12. Vnútorný viskózny polotekutý obsah článku je... ( cytoplazme).
13. Mnohobunkové fototrofné organizmy – ... ( rastliny).
14. Syntéza bielkovín na ribozómoch je... ( vysielať).
15. Robert Hooke objavil bunkovej štruktúry rastlinné tkanivo v... ( 1665
) rok.
Tím 2
1. Jednobunkové organizmy bez bunkového jadra - ... ( prokaryoty).
2. Zelené plastidy –... ( chloroplasty).
3. Proces zachytávania a absorpcie kvapaliny bunkou s látkami v nej rozpustenými - ... ( pinocytóza).
4. Organela, ktorá slúži ako miesto zhromažďovania proteínov, je ... ( ribozóm).
5. Organická hmota, hlavná látka bunky – ... ( bielkoviny).
6. Organela rastlinnej bunky, čo je liekovka naplnená šťavou - ... ( vákuola).
7. Organela, ktorá sa podieľa na vnútrobunkovom trávení častíc potravy je ... ( lyzozóm).
8. Anabolizmus (synonymá názvov) je... ( asimilácia, výmena plastov).
9. Gén (vysvetlite pojem) je... ( úsek molekuly DNA).
10. Monomér škrobu je... ( glukózy.).
11. Chemická väzba spájajúca monoméry proteínového reťazca je ... ( peptid).
12. Komponent jadrá (môže byť jedno alebo viac) – ... ( jadierko).
13. Heterotrofné organizmy – ( zvieratá, huby, baktérie).
14. Niekoľko ribozómov spojených mRNA je... ( polyzóm).
15. D.I. Ivanovskij objavil... ( vírusy), V... ( 1892
) rok.
2. Experimentálna fáza
Študenti (2 ľudia z každého tímu) dostanú kartičky s pokynmi a vykonávajú nasledujúce laboratórne práce.
1. Plazmolýza a deplazmolýza v kožných bunkách cibule.
2. Katalytická aktivita enzýmov v živých tkanivách.
3. Riešenie krížoviek
Tímy vyriešia krížovky do 5 minút a odovzdajú svoje práce porote. Členovia poroty zhrnuli túto fázu.
Krížovka 1
1. Energeticky najnáročnejšia organická látka. 2. Jeden zo spôsobov, ako látky vstupujú do bunky. 3. Životne dôležitá látka, ktorú telo nevytvára. 4. Štruktúra priliehajúca k vonkajšej strane plazmatickej membrány živočíšnej bunky. 5. RNA obsahuje dusíkaté zásady: adenín, guanín, cytozín a... . 6. Vedec, ktorý objavil jednobunkové organizmy. 7. Zlúčenina vytvorená polykondenzáciou aminokyselín. 8. Bunková organela, miesto syntézy bielkovín. 9. Záhyby tvorené vnútornou membránou mitochondrií. 10. Vlastnosť živých vecí reagovať na vonkajšie vplyvy.
Odpovede
1. Lipid. 2. Difúzia. 3. Vitamín. 4. Glykokalyx. 5. uracil. 6. Leeuwenhoek. 7. Polypeptid. 8. Ribozóm. 9. Christa. 10. Podráždenosť.
Krížovka 2
1. Zachytiť plazmatická membrána častice a preneste ich do bunky. 2. Systém proteínových vlákien v cytoplazme. 3. Zlúčenina pozostávajúca z veľkého počtu aminokyselinových zvyškov. 4. Živé bytosti, ktoré nie sú schopné syntetizovať organické látky z anorganických. 5. Bunkové organely obsahujúce červené a žlté pigmenty. 6. Látka, ktorej molekuly vznikajú spojením veľkého počtu molekúl s níz molekulovej hmotnosti. 7. Organizmy, ktorých bunky majú jadrá. 8. Proces oxidácie glukózy s jej rozkladom na kyselinu mliečnu. 9. Najmenší bunkové organely pozostávajúce z rRNA a proteínu. 10. Membránové štruktúry spojené navzájom a s vnútornou membránou chloroplastu.
Odpovede
1. Fagocytóza. 2. Cytoskelet. 3. Polypeptid. 4. Heterotrofy. 5. Chromoplasty. 6. Polymér. 7. Eukaryoty. 8. Glykolýza. 9. Ribozómy. 10. Grans.
4. Tretí je navyše
(Maximálne skóre 6 bodov)
Tímom sa ponúkajú súvislosti, javy, koncepty atď. Dve z nich sú kombinované podľa určitej charakteristiky a tretia je zbytočná. Nájdite ďalšie slovo a zdôvodnite svoju odpoveď.
Tím 1
1. Aminokyselina, glukóza, kuchynská soľ. ( Soľ- anorganická látka.)
2. DNA, RNA, ATP. ( ATP – akumulátor energie.)
3. Transkripcia, translácia, glykolýza. ( Glykolýza je proces oxidácie glukózy.)
Tím 2
1. Škrob, celulóza, kataláza. ( Kataláza je proteín a enzým.)
2. Adenín, tymín, chlorofyl. ( Chlorofyl je zelený pigment.)
3. Reduplikácia, fotolýza, fotosyntéza. ( Reduplikácia – zdvojnásobenie molekuly DNA.)
5. Vypĺňanie tabuliek
(Maximálne skóre 5 bodov)
Každý tím pridelí jednu osobu; Dostanú hárky s tabuľkami 1 a 2, ktoré musia byť vyplnené do 5 minút.
Tabuľka 1. Etapy energetického metabolizmu
Tabuľka 2. Charakteristika procesu fotosyntézy
Fázy fotosyntézy |
Východiskové materiály |
Zdroj energie |
Finálne produkty |
Biologické význam |
|
Svetlo |
svetlo, chlorofyl, teplo |
H 2 O, enzýmy, ADP, kyselina fosforečná |
svetelná energia |
ATP, O 2, |
tvorba kyslíka |
Tmavý |
Energia ATP, minerály |
CO2, ATP, H |
chemická energia (ATP) |
tvorba organickej hmoty |
6. Spojte čísla a písmená
(Maximálne skóre 7 bodov)
Tím 1
1. Reguluje vodná bilancia – ...
2. Priamo sa podieľa na syntéze bielkovín -...
3. Je dýchacie centrum bunky...
4. Dodávajú lupeňom kvetov atraktívny vzhľad pre hmyz...
5. Pozostáva z dvoch kolmo umiestnených valcov...
6. Pôsobia ako rezervoáre v rastlinných bunkách...
7. Majú zovretia a ramená...
8. Vytvára vretenové vlákna...
A- bunkové centrum.
B– chromozóm.
IN– vakuoly.
G- bunková membrána.
D– ribozóm.
E- mitochondrie.
A- chromoplasty.
(1 – G; 2 – D; 3 – E; 4 – F; 5 – A; 6 – B; 7 – B; 8 – A.)
Tím 2
1. Organela, na ktorej membránach prebieha syntéza bielkovín...
2. Obsahuje granu a tylakoidy...
3. Obsahuje karyoplazmu vo vnútri...
4. Pozostáva z DNA a bielkovín...
5. Má schopnosť oddeľovať malé bublinky...
6. Vykonáva samočinné trávenie bunky v podmienkach nedostatku živín...
7. Zložka bunky, ktorá obsahuje organely...
8. Nachádza sa iba v eukaryotoch...
A– lyzozóm.
B- chloroplast.
IN- jadro.
G- cytoplazma.
D- Golgiho komplex.
E- endoplazmatické retikulum.
A– chromozóm.
(1 – E; 2 – B; 3 – B; 4 – F; 5 – D; 6 – A; 7 – G; 8 – V.)
7. Vyberte organizmy - prokaryoty
(Maximálne skóre 3 body)
Tím 1
1. Tetanus bacil.
2. Penicill.
3. Polypore.
4. Spirogyra.
5. Vibrio cholerae.
6. Yagel.
7. Streptococcus.
8. Vírus hepatitídy.
9. Rozsievky.
10. Améba.
Tím 2
1. Droždie.
2. Vírus besnoty.
3. Onkovírus.
4. Chlorella.
5. Baktérie mliečneho kvasenia.
6. Železné baktérie.
7. Bacillus.
8. Infusoria papuča.
9. Kelp.
10. Lišajník.
8. Vyriešte problém
(Maximálne skóre 5 bodov)
Tím 1
Určite mRNA a primárnu štruktúru proteínu kódovaného v sekcii DNA: G–T–T–C–T–A–A–A–A–G–G–C–C–A–T, ak je 5. nukleotid je odstránený a medzi 8. a 9. nukleotidom bude tymidylový nukleotid.
(mRNA: C–A–A–G–U–U–U–U–A–T–C–C–G–U–A; glutamín – valín – leucín – prolín – valín.)
Tím 2
Daná časť reťazca DNA: T–A–G–T–G–A–T–T–T–A–A–C–T–A–G
Aká bude primárna štruktúra proteínu, ak sa pod vplyvom chemických mutagénov 6. a 8. nukleotid nahradí cytidylovým?
(mRNA: A-U-C-A-C-G-A-G-A-U-U-G-A-U-C; proteín: izoleucín – treonín – arginín – leucín – izoleucín.)
9. Súťaž kapitánov
(Maximálne skóre 10 bodov)
Kapitáni dostanú ceruzky a prázdne listy papiera.
Zadanie: nakreslite najväčší počet bunkových organel a označte ich.
10. Váš názor
(Maximálne skóre 5 bodov)
Tím 1
Mnohé životne dôležité procesy v bunke sú sprevádzané výdajom energie. Prečo sú molekuly ATP považované za univerzálnu energetickú látku – jediný zdroj energie v bunke?
Tím 2
Bunka sa počas svojho života neustále mení. Ako si zachováva svoj tvar a chemické zloženie?
11. Zhrnutie
Hodnotí sa činnosť študentov a tímov. Víťazný tím je ocenený.
Živiny a ich význam
Ľudské telo tvoria bielkoviny (19,6 %), tuky (14,7 %), sacharidy (1 %), minerálne látky (4,9 %), voda (58,8 %). Neustále míňa tieto látky na výrobu energie potrebnej pre fungovanie vnútorných orgánov, udržiavanie tepla a vykonávanie všetkého životné procesy vrátane fyzickej a duševnej práce. Zároveň dochádza k obnove a tvorbe buniek a tkanív, z ktorých je ľudské telo postavené a spotrebovaná energia sa dopĺňa z látok dodávaných potravou. Medzi takéto látky patria bielkoviny, tuky, sacharidy, minerály, vitamíny, voda atď., nazývajú sa jedlo. V dôsledku toho je potrava pre telo zdrojom energie a plastových (stavebných) materiálov.
Veveričky
Ide o komplexné organické zlúčeniny aminokyselín, ktoré zahŕňajú uhlík (50-55%), vodík (6-7%), kyslík (19-24%), dusík (15-19%) a môžu zahŕňať aj fosfor, síru , železo a iné prvky.
Proteíny sú najdôležitejšie biologické látky živých organizmov. Slúžia ako hlavný plastový materiál, z ktorého sa budujú bunky, tkanivá a orgány ľudského tela. Bielkoviny tvoria základ hormónov, enzýmov, protilátok a iných útvarov, ktoré plnia komplexné funkcie v živote človeka (trávenie, rast, rozmnožovanie, imunita atď.), normálny metabolizmus v tele vitamínov a minerálnych solí. Bielkoviny sa podieľajú na tvorbe energie, najmä v období vysokého energetického výdaja alebo pri nedostatočnom množstve sacharidov a tukov v strave, ktoré pokrývajú 12 % celkovej energetickej potreby organizmu. Energetická hodnota 1 g bielkovín sú 4 kcal. Pri nedostatku bielkovín v organizme dochádza k závažným poruchám: pomalší rast a vývoj detí, zmeny pečene u dospelých, činnosť žliaz s vnútornou sekréciou, zloženie krvi, oslabenie duševnej činnosti, znížená výkonnosť a odolnosť voči infekčným chorobám. Proteín v ľudskom tele sa neustále tvorí z aminokyselín vstupujúcich do buniek v dôsledku trávenia potravinových bielkovín. Na syntézu ľudských bielkovín je potrebný potravinový proteín v určitom množstve a určitom zložení aminokyselín. V súčasnosti je známych viac ako 80 aminokyselín, z ktorých je 22 najrozšírenejších v potravinách. Aminokyseliny sa na základe ich biologickej hodnoty delia na esenciálne a neesenciálne.
Nenahraditeľný osem aminokyselín – lyzín, tryptofán, metionín, leucín, izoleucín, valín, treonín, fenylalanín; Pre deti je potrebný aj histidín. Tieto aminokyseliny sa v tele nesyntetizujú a musia byť dodávané potravou v určitom pomere, t.j. vyvážený. Vymeniteľné aminokyseliny (arginín, cystín, tyrozín, alanín, serín atď.) môžu byť v ľudskom tele syntetizované z iných aminokyselín.
Biologická hodnota bielkovín závisí od obsahu a rovnováhy esenciálnych aminokyselín. Čím viac esenciálnych aminokyselín obsahuje, tým je hodnotnejšia. Proteín obsahujúci všetkých osem esenciálnych aminokyselín sa nazýva plnohodnotné Zdrojom kompletných bielkovín sú všetky živočíšne produkty: mliečne výrobky, mäso, hydina, ryby, vajcia.
Denný príjem bielkovín pre ľudí v produktívnom veku je len 58-117 g, v závislosti od pohlavia, veku a povahy práce človeka. Živočíšne bielkoviny by mali tvoriť 55 % dennej potreby.
Stav metabolizmu bielkovín v organizme sa posudzuje podľa dusíkovej bilancie, t.j. rovnováhou medzi množstvom dusíka zavedeného s potravinovými proteínmi a vylučovaného z tela. Zdraví dospelí, ktorí sa správne stravujú, sú v dusíkovej rovnováhe. Pozitívnu dusíkovú bilanciu majú rastúce deti, mladí ľudia, tehotné a dojčiace ženy, pretože proteín z potravy prechádza do tvorby nových buniek a zavádzanie dusíka s bielkovinovými potravinami prevažuje nad jeho odstránením z tela. Počas pôstu, choroby, keď potravinové bielkoviny nestačia, sa pozoruje negatívna bilancia, t.j. viac dusíka sa vylučuje, ako sa zavádza; nedostatok potravinových bielkovín vedie k rozkladu bielkovín v orgánoch a tkanivách.
Tuky
Ide o zložité organické zlúčeniny pozostávajúce z glycerolu a mastných kyselín, ktoré obsahujú uhlík, vodík a kyslík. Tuky sú považované za základné živiny a sú nevyhnutnou zložkou vyváženej stravy.
Fyziologický význam tuku je rôznorodý. Tuk je súčasťou buniek a tkanív ako plastická hmota a telo ho využíva ako zdroj energie (30% celkových potrieb
telo v energii). Energetická hodnota 1 g tuku je 9 kcal. Tuky dodávajú telu vitamíny A a D, biologicky aktívne látky (fosfolipidy, tokoferoly, steroly), dodávajú jedlu šťavnatosť a chuť, zvyšujú jeho nutričnú hodnotu a spôsobujú pocit sýtosti.
Zvyšok prichádzajúceho tuku po pokrytí potrieb tela sa ukladá do podkožného tkaniva vo forme podkožnej tukovej vrstvy a v okolí spojivového tkaniva vnútorné orgány. Podkožný aj vnútorný tuk sú hlavnou energetickou rezervou (náhradný tuk) a telo ich využíva pri intenzívnej fyzickej práci. Vrstva podkožného tuku chráni telo pred ochladením a vnútorný tuk chráni vnútorné orgány pred otrasmi, otrasmi a posunmi. Pri nedostatku tuku v strave sa pozoruje množstvo porúch centrálneho nervového systému, oslabuje sa obranyschopnosť organizmu, znižuje sa syntéza bielkovín, zvyšuje sa priepustnosť kapilár, spomaľuje sa rast atď.
Ľudský tuk sa tvorí z glycerolu a mastných kyselín, ktoré sa dostávajú do lymfy a krvi z čriev v dôsledku trávenia potravinových tukov. Na syntézu tohto tuku sú potrebné tuky z potravy obsahujúce rôzne mastné kyseliny, z ktorých je v súčasnosti známych 60. Mastné kyseliny sa delia na nasýtené alebo nasýtené (t.j. nasýtené až po limit vodíkom) a nenasýtené alebo nenasýtené.
Nasýtený mastné kyseliny (stearová, palmitová, kaprónová, maslová atď.) majú nízke biologické vlastnosti, v organizme sa ľahko syntetizujú, negatívne ovplyvňujú metabolizmus tukov, funkciu pečene a prispievajú k rozvoju aterosklerózy, pretože zvyšujú hladinu cholesterolu v krvi. Tieto mastné kyseliny sa nachádzajú vo veľkom množstve v živočíšnych tukoch (jahňacie, hovädzie) a niektorých rastlinných olejoch (kokosový), čo spôsobuje ich vysoký bod topenia (40-50°C) a relatívne nízku stráviteľnosť (86-88%).
Nenasýtené mastné kyseliny (olejová, linolová, linolénová, arachidónová atď.) sú biologicky aktívne zlúčeniny schopné oxidovať a pridávať vodík a iné látky. Najaktívnejšie z nich sú: kyselina linolová, linolénová a arachidónová, nazývané polynenasýtené mastné kyseliny. Podľa ich vlastných biologické vlastnosti považujú sa za životne dôležité dôležité látky a nazývajú sa vitamín F. Aktívne sa podieľajú na metabolizme tukov a cholesterolu, zvyšujú elasticitu a znižujú priepustnosť ciev, zabraňujú tvorbe krvných zrazenín. Polynenasýtené mastné kyseliny nie sú v ľudskom tele syntetizované a musia byť dodávané s tukami v potrave. Nachádzajú sa v bravčovom tuku, slnečnicovom a kukuričnom oleji a rybom tuku. Tieto tuky majú nízky bod topenia a vysokú stráviteľnosť (98 %).
Biologická hodnota tuku závisí aj od obsahu rôznych vitamínov A a D rozpustných v tukoch (rybí tuk, maslo), vitamínu E (rastlinné oleje) a tukom podobných látok: fosfatidov a sterolov.
Fosfatidy sú biologicky najaktívnejšie látky. Patria sem lecitín, kefalín atď. Ovplyvňujú priepustnosť bunkových membrán, metabolizmus, sekréciu hormónov a zrážanlivosť krvi. Fosfatidy sa nachádzajú v mäse, vaječnom žĺtku, pečeni, potravinových tukoch a kyslej smotane.
Steroly sú súčasťou tukov. V rastlinných tukoch sú prezentované vo forme beta sterolu a ergosterolu, ktoré pôsobia ako prevencia aterosklerózy.
Živočíšne tuky obsahujú steroly vo forme cholesterolu, ktorý zabezpečuje normálny stav buniek, podieľa sa na tvorbe zárodočných buniek, žlčových kyselín, vitamínu D 3 atď.
Cholesterol sa navyše tvorí v ľudskom tele. Pri normálnom metabolizme cholesterolu sa množstvo cholesterolu prijatého z potravy a syntetizovaného v tele rovná množstvu cholesterolu, ktorý sa rozkladá a vylučuje z tela. V starobe, ako aj pri nadmernom zaťažení nervového systému, nadmernej hmotnosti, sedavýživot, metabolizmus cholesterolu je narušený. V tomto prípade cholesterol z potravy zvyšuje svoj obsah v krvi a vedie k zmenám v cievach a rozvoju aterosklerózy.
Denný príjem tuku pre pracujúcu populáciu je len 60-154 g v závislosti od veku, pohlavia, typu pŕs a klimatickými podmienkami terén; Z nich by tuky živočíšneho pôvodu mali tvoriť 70% a rastlinné tuky - 30%.
Sacharidy
Ide o organické zlúčeniny pozostávajúce z uhlíka, vodíka a kyslíka, syntetizované v rastlinách z oxidu uhličitého a vody pod vplyvom slnečnej energie.
Sacharidy, ktoré majú schopnosť oxidovať, slúžia ako hlavný zdroj energie využívanej v procese ľudskej svalovej činnosti. Energetická hodnota 1 g sacharidov je 4 kcal. Pokrývajú 58 % celkovej energetickej potreby organizmu. Okrem toho sú sacharidy súčasťou buniek a tkanív, nachádzajú sa v krvi a vo forme glykogénu (živočíšneho škrobu) v pečeni. V tele je málo sacharidov (až 1% telesnej hmotnosti človeka). Preto, aby pokryli náklady na energiu, musia byť neustále zásobovaní potravinami.
Ak je pri ťažkej fyzickej aktivite nedostatok sacharidov v strave, energia sa tvorí zo zásobného tuku, a následne z bielkovín v tele. Pri nadbytku sacharidov v strave dochádza k doplneniu tukovej rezervy v dôsledku premeny sacharidov na tuk, čo vedie k zvýšeniu hmotnosti človeka. Zdrojom uhľohydrátov v tele sú rastlinné produkty, v ktorých sú prezentované vo forme monosacharidov, disacharidov a polysacharidov.
Najviac sú monosacharidy jednoduché sacharidy, sladkej chuti, rozpustný vo vode. Patria sem glukóza, fruktóza a galaktóza. Z čriev sa rýchlo vstrebávajú do krvi a telo ich využíva ako zdroj energie, na tvorbu glykogénu v pečeni, na výživu mozgového tkaniva, svalov a udržiavanie potrebnej hladiny cukru v krvi.
Disacharidy (sacharóza, laktóza a maltóza) sú sacharidy, ktoré chutia sladko, sú rozpustné vo vode a v ľudskom tele sa rozkladajú na dve molekuly monosacharidov za vzniku glukózy a fruktózy zo sacharózy, glukózu a galaktózu z laktózy a dve molekuly glukózy. z maltózy.
Mono- a disacharidy sa v organizme ľahko vstrebávajú a rýchlo pokrývajú energetické náklady človeka pri intenzívnej fyzickej aktivite. Nadmerná konzumácia jednoduchých sacharidov môže viesť k zvýšeniu hladiny cukru v krvi, následne k negatívnemu ovplyvneniu funkcie pankreasu, vzniku aterosklerózy a obezity.
Polysacharidy sú komplexné sacharidy, pozostávajúce z mnohých molekúl glukózy, nerozpustných vo vode, majú nesladenú chuť. Patria sem škrob, glykogén a vláknina.
škrob v ľudskom tele sa vplyvom enzýmov v tráviacich šťavách rozkladá na glukózu, čím sa postupne uspokojuje energetická potreba organizmu dlhé obdobie. Vďaka škrobu veľa produktov s jeho obsahom (chlieb, cereálie, cestoviny, zemiaky) navodzuje pocit sýtosti človeka.
Glykogén vstupuje do ľudského tela v malých dávkach, pretože je v malom množstve obsiahnutý v potravinách živočíšneho pôvodu (pečeň, mäso).
Celulóza v ľudskom tele sa nestrávi kvôli absencii enzýmu celulózy v tráviacich šťavách, ale pri prechode tráviacimi orgánmi stimuluje črevnú motilitu, odstraňuje cholesterol z tela, vytvára podmienky pre rozvoj prospešných baktérií, čím podporuje lepšie trávenie a vstrebávanie potravy. Všetky rastlinné produkty obsahujú vlákninu (od 0,5 do 3%).
Pektín(sacharidom podobné) látky, ktoré sa dostávajú do ľudského tela so zeleninou a ovocím, stimulujú proces trávenia a podporujú odstraňovanie škodlivých látok z tela. Patrí medzi ne protopektín – nachádza sa v bunkových membránach čerstvej zeleniny a ovocia, čo im dodáva tuhosť; pektín je látka tvoriaca rôsol v bunkovej šťave zeleniny a ovocia; pektínové a pektínové kyseliny, ktoré dávajú kyslá chuť ovocie a zelenina. V jablkách, slivkách, egrešoch a brusniciach je veľa pektínových látok.
Denná norma spotreby sacharidov pre pracujúcu populáciu je len 257-586 g v závislosti od veku, pohlavia a charakteru práce.
Vitamíny
Ide o nízkomolekulárne organické látky rôzneho chemického charakteru, ktoré pôsobia ako biologické regulátory životných procesov v ľudskom organizme.
Vitamíny sa podieľajú na normalizácii metabolizmu, na tvorbe enzýmov a hormónov, stimulujú rast, vývoj a hojenie organizmu.
Oni majú veľký význam pri tvorbe kostného tkaniva (vit. D), kože (vit. A), spojivové tkanivo(vit. C), vo vývoji plodu (vit. E), v procese krvotvorby (vit. B | 2, B 9) atď.
Vitamíny prvýkrát objavil v potravinárskych výrobkoch v roku 1880 ruský vedec N.I. Lunin. V súčasnosti bolo objavených viac ako 30 druhov vitamínov, z ktorých každý má chemický názov a mnohé z nich sú písmenovým označením latinskej abecedy (C - kyselina askorbová, B - tiamín atď.). Niektoré vitamíny sa v tele nesyntetizujú a neukladajú, preto ich treba podávať s jedlom (C, B, P). Niektoré vitamíny môžu byť syntetizované v
telo (B 2, B 6, B 9, PP, K).
Nedostatok vitamínov v strave spôsobuje ochorenie tzv nedostatky vitamínov. Pri nedostatočnom príjme vitamínov z potravy hypovitaminóza, ktoré sa prejavujú v podobe podráždenosti, nespavosti, slabosti, zníženej schopnosti pracovať a odolnosti voči infekčné choroby. Nadmerná konzumácia vitamínov A a D vedie k otravám organizmu, tzv hypervitaminóza.
Podľa rozpustnosti sa všetky vitamíny delia na: 1) vo vode rozpustné C, P, B1, B2, B6, B9, PP atď.; 2) rozpustné v tukoch - A, D, E, K; 3) látky podobné vitamínom - U, F, B 4 (cholín), B 15 (kyselina pangamová) atď.
Vitamín C (kyselina askorbová) hrá dôležitú úlohu v redoxných procesoch organizmu a ovplyvňuje metabolizmus. Nedostatok tohto vitamínu znižuje odolnosť organizmu voči rôznym chorobám. Jeho absencia vedie k skorbutu. Denný príjem vitamínu C je 70-100 mg. Je obsiahnutá vo všetkých rastlinné produkty, obzvlášť veľa je v šípkach, čiernych ríbezliach, červenej paprike, petržlene, kôpru.
Vitamín P (bioflavonoid) posilňuje kapiláry a znižuje priepustnosť ciev. Nachádza sa v rovnakých potravinách ako vitamín C. Denná norma spotreba 35-50 mg.
Vitamín B (tiamín) reguluje činnosť nervovej sústavy a podieľa sa na látkovej premene, najmä metabolizme sacharidov. V prípade nedostatku tohto vitamínu sa pozoruje porucha nervového systému. Potreba vitamínu B je 1,1-2,1 mg denne. Vitamín sa nachádza v potravinách živočíšneho a rastlinného pôvodu, najmä v obilných výrobkoch, kvasniciach, pečeni a bravčovom mäse.
Vitamín B 2 (riboflavín) sa podieľa na metabolizme a ovplyvňuje rast a zrak. Pri nedostatku vitamínu sa zhoršuje funkcia žalúdočnej sekrécie, zrak, stav kože. Denný príjem je 1,3-2,4 mg. Vitamín sa nachádza v droždí, chlebe, pohánke, mlieku, mäse, rybách, zelenine a ovocí.
Vitamín PP (kyselina nikotínová) je súčasťou niektorých enzýmov a podieľa sa na metabolizme. Nedostatok tohto vitamínu spôsobuje únavu, slabosť a podráždenosť. V jeho neprítomnosti dochádza k ochoreniu pellagra („zhrubnutá koža“). Denná dávka je 14-28 mg. Vitamín PP sa nachádza v mnohých produktoch rastlinného a živočíšneho pôvodu a môže byť v ľudskom tele syntetizovaný z aminokyseliny tryptofán.
Vitamín B6 (pyridoxín) sa podieľa na metabolizme. Pri nedostatku tohto vitamínu v potravinách sa pozorujú poruchy nervového systému, zmeny v stave kože a krvných ciev. Príjem vitamínu B6 je 1,8-2 mg denne. Nachádza sa v mnohých potravinách. Pri vyváženej strave dostáva telo dostatočné množstvo tohto vitamínu.
Vitamín B 9 (kyselina listová) sa podieľa na krvotvorbe a látkovej premene v ľudskom tele. Pri nedostatku tohto vitamínu vzniká anémia. Jeho spotreba je 0,2 mg za deň. Nachádza sa v šaláte, špenáte, petržlene a zelenej cibuľke.
Vitamín B 12 (kobalamín) má veľký význam pri krvotvorbe a metabolizme. Pri nedostatku tohto vitamínu sa u ľudí rozvinie zhubná anémia. Jeho spotreba je 0,003 mg za deň. Nachádza sa len v potravinách živočíšneho pôvodu: mäso, pečeň, mlieko, vajcia.
Vitamín B 15 (kyselina pangamová) má vplyv na fungovanie kardiovaskulárneho systému a oxidačných procesov v tele. Denná potreba vitamínu je 2 mg. Nachádza sa v kvasniciach, pečeni a ryžových otrubách.
Cholín sa podieľa na metabolizme bielkovín a tukov v tele. Nedostatok cholínu prispieva k poškodeniu obličiek a pečene. Jeho spotreba je 500 - 1000 mg denne. Nachádza sa v pečeni, mäse, vajciach, mlieku a obilí.
Vitamín A (retinol) podporuje rast a vývoj kostry, ovplyvňuje zrak, kožu a sliznice a zvyšuje odolnosť organizmu voči infekčným chorobám. Ak je ho nedostatok, rast sa spomaľuje, videnie slabne a vlasy vypadávajú. Nachádza sa v živočíšnych produktoch: rybí olej, pečeň, vajcia, mlieko, mäso. Žltooranžové rastlinné potraviny (mrkva, paradajky, tekvica) obsahujú provitamín A – karotén, ktorý sa v ľudskom tele za prítomnosti tuku v potrave premieňa na vitamín A.
Vitamín D (kalciferol) sa podieľa na tvorbe kostného tkaniva, stimuluje
výška. Pri nedostatku tohto vitamínu sa u detí vyvíja krivica a u dospelých sa mení kostné tkanivo. Vitamín D sa syntetizuje z provitamínu prítomného v koži pod vplyvom ultrafialových lúčov. Nachádza sa v rybách, hovädzej pečeni, masle, mlieku a vajciach. Denný príjem vitamínu je 0,0025 mg.
Vitamín E (tokoferol) sa podieľa na fungovaní žliaz s vnútornou sekréciou, ovplyvňuje reprodukčné procesy a nervový systém. Miera spotreby je 8-10 mg denne. V rastlinných olejoch a obilninách je ho veľa. Vitamín E chráni rastlinné tuky pred oxidáciou.
Vitamín K (fylochinón) ovplyvňuje zrážanlivosť krvi. Jeho denná potreba je 0,2-0,3 mg. Obsiahnuté v zelených listoch šalátu, špenátu, žihľavy. Tento vitamín sa syntetizuje v ľudskom čreve.
Vitamín F (linolová, linolénová, arichidónové mastné kyseliny) sa podieľa na metabolizme tukov a cholesterolu. Denná spotreba je 5-8 g. Obsiahnuté v bravčovej masti a rastlinnom oleji.
Vitamín U ovplyvňuje funkciu tráviacich žliaz a podporuje hojenie žalúdočných vredov. Obsiahnuté v šťave z čerstvej kapusty.
Zachovanie vitamínov počas varenia. Pri skladovaní a kulinárskom spracovaní potravín dochádza k zničeniu niektorých vitamínov, najmä vitamínu C. Negatívne faktory, ktoré znižujú aktivitu C-vitamínu zeleniny a ovocia sú: slnečné žiarenie, vzdušný kyslík, teplo, zásadité prostredie, vysoká vlhkosť vzduchu a voda, v ktorej sa vitamín dobre rozpúšťa. Enzýmy obsiahnuté v potravinách urýchľujú proces jeho ničenia.
Vitamín C sa veľmi ničí pri príprave zeleninových pyré, rezňov, kastrólov, dusených jedál a len mierne pri vyprážaní zeleniny na tuku. Sekundárne vykurovanie zeleninové jedlá a ich kontakt s oxidačnými časťami technologických zariadení vedie k úplnému zničeniu tohto vitamínu. Vitamíny skupiny B sa pri varení vo veľkej miere zachovajú. Treba si ale uvedomiť, že zásadité prostredie tieto vitamíny ničí, a preto by ste pri varení strukovín nemali pridávať sódu bikarbónu.
Na zlepšenie vstrebávania karoténu je potrebné konzumovať všetku oranžovo-červenú zeleninu (mrkva, paradajky) s tukom (kyslá smotana, zeleninový olej, mliečna omáčka) a restované ich pridajte do polievok a iných jedál.
Fortifikácia potravín.
V súčasnosti stravovacie zariadenia pomerne široko využívajú metódu umelého obohacovania hotových jedál.
Hotový prvý a tretí chod je pred podávaním obohatený o kyselinu askorbovú. Kyselina askorbová zavedené do riadu vo forme prášku alebo tabliet, predtým rozpustené v malom množstve potravy. Obohacovanie potravín vitamínmi C, B, PP sa organizuje v jedálňach pre pracovníkov niektorých chemických podnikov s cieľom predchádzať chorobám spojeným s nebezpečenstvami výroby. Vodný roztok 4 ml týchto vitamínov na porciu sa denne pridávajú do pripravených jedál.
Potravinársky priemysel vyrába obohatené produkty: mlieko a kefír obohatené vitamínom C; margarín a detská múka obohatená o vitamíny A a D, maslo obohatené o karotén; chlieb, prémiová múka, obohatená o vitamíny B r B 2, PP atď.
Minerály
Minerálne alebo anorganické látky sa považujú za nevyhnutné, podieľajú sa na životne dôležitých procesoch vyskytujúcich sa v ľudskom tele: budovanie kostí, udržiavanie acidobázickej rovnováhy, zloženie krvi, normalizácia metabolizmu voda-soľ a činnosť nervového systému.
V závislosti od obsahu minerálov v tele sa minerály delia na:
makroprvky, nachádza vo významných množstvách (99 % z celkový počet minerály obsiahnuté v tele): vápnik, fosfor, horčík, železo, draslík, sodík, chlór, síra.
mikroelementy, zahrnuté v ľudskom tele v malých dávkach: jód, fluór, meď, kobalt, mangán;
Ultramikroelementy, obsiahnuté v tele v nepatrných množstvách: zlato, ortuť, rádium atď.
Vápnik sa podieľa na stavbe kostí, zubov a je nevyhnutný pre normálnu nervovú činnosť.
systém, srdce, ovplyvňuje rast. Mliečne výrobky, vajcia, kapusta a repa sú bohaté na vápenaté soli. Denná potreba vápnika v tele je 0,8 g.
Fosfor sa podieľa na metabolizme bielkovín a tukov, na tvorbe kostného tkaniva a ovplyvňuje centrálny nervový systém. Obsiahnuté v mliečnych výrobkoch, vajciach, mäse, rybách, chlebe, strukovinách. Potreba fosforu je 1,2 g za deň.
Horčík ovplyvňuje nervovú, svalovú a srdcovú činnosť a má vazodilatačné vlastnosti. Obsahuje chlieb, obilniny, strukoviny, orechy, kakaový prášok. Denný príjem horčíka je 0,4 g.
Železo normalizuje zloženie krvi (vstupuje do hemoglobínu) a je aktívnym účastníkom oxidačných procesov v tele. Obsiahnuté v pečeni, obličkách, vajciach, ovsených a pohánkových obilninách, ražnom chlebe, jablkách. Denná potreba železa je 0,018 g.
Draslík sa podieľa na metabolizme vody v ľudskom tele, zlepšuje vylučovanie tekutín a zlepšuje činnosť srdca. Obsiahnuté v suchom ovocí (sušené marhule, marhule, sušené slivky, hrozienka), hrachu, fazuli, zemiakoch, mäse, rybách. Človek potrebuje až 3 g draslíka denne.
Sodík spolu s draslíkom reguluje metabolizmus vody, zadržiava vlhkosť v tele, udržiava normálny osmotický tlak v tkanivách. Potravinárske výrobky obsahujú málo sodíka, preto sa pridáva s kuchynskou soľou (NaCl). Denná potreba je 4-6 g sodíka alebo 10-15 g kuchynskej soli.
Chlór sa podieľa na regulácii osmotického tlaku v tkanivách a na tvorbe kyseliny chlorovodíkovej (HC1) v žalúdku. Chlór pochádza z varenej soli. Denná potreba 5-7g.
Síra je súčasťou niektorých aminokyselín, vitamínu B a hormónu inzulínu. Obsiahnuté v hrášku, ovsených vločkách, syre, vajciach, mäse, rybách. Denná potreba 1 g.
Jód sa podieľa na stavbe a fungovaní štítnej žľazy. Väčšina jódu sa koncentruje v morská voda, morské riasy a morské ryby. Denná potreba je 0,15 mg.
Fluorid sa podieľa na tvorbe zubov a kostí a nachádza sa v pitnej vode. Denná potreba je 0,7-1,2 mg.
Meď a kobalt sa podieľajú na hematopoéze. Obsiahnutý v malom množstve v potravinách živočíšneho a rastlinného pôvodu.
Celková denná potreba minerálov v tele dospelého človeka je 20-25 g, dôležitá je rovnováha jednotlivých prvkov. Pomer vápnika, fosforu a horčíka v strave by teda mal byť 1:1,3:0,5, čo určuje mieru vstrebávania týchto minerálov v organizme.
Pre udržanie acidobázickej rovnováhy v organizme je potrebné správne kombinovať v strave potraviny s obsahom zásaditých minerálov (Ca, Mg, K, Na), ktoré sú bohaté na mlieko, zeleninu, ovocie, zemiaky a kyslé látky (P , S, Cl, ktorý sa nachádza v mäse, rybách, vajciach, chlebe, obilninách.
Voda
Voda hrá dôležitú úlohu v živote ľudského tela. Je kvantitatívne najvýznamnejšou zložkou všetkých buniek (2/3 hmotnosti ľudského tela). Voda je médium, v ktorom existujú bunky a je medzi nimi udržiavaná komunikácia, je základom všetkých tekutín v tele (krv, lymfa, tráviace šťavy). Metabolizmus, termoregulácia a ďalšie biologické procesy prebiehajú za účasti vody. Každý deň človek vylučuje vodu potom (500 g), vydychovaným vzduchom (350 g), močom (1500 g) a výkalmi (150 g), pričom odstraňuje škodlivé produkty metabolizmu z tela. Na obnovenie stratenej vody je potrebné ju zaviesť do tela. V závislosti od veku, fyzickej aktivity a klimatických podmienok je denná potreba vody človeka 2-2,5 litra, z toho 1 liter z pitia, 1,2 litra z potravy a 0,3 litra vznikajúceho pri metabolizme. V horúcom období, pri práci v horúcich predajniach, pri intenzívnej fyzickej aktivite sú pozorované veľké straty vody v tele potom, preto sa jej spotreba zvyšuje na 5-6 litrov denne. V týchto prípadoch sa pitná voda pridáva so soľou, pretože spolu s potom sa stráca veľa sodných solí. Nadmerná konzumácia vody kladie dodatočný tlak na kardiovaskulárny systém a obličky a škodí zdraviu. Pri črevnej dysfunkcii (hnačke) sa voda nevstrebáva do krvi, ale vylučuje sa z ľudského tela, čo vedie k ťažkej dehydratácii a predstavuje ohrozenie života. Bez vody človek neprežije viac ako 6 dní.
