Što možete kuhati od lignji: brzo i ukusno
Test. Molekularna razina. Opcija 1. 9. razred.
A1 Koji je od kemijskih elemenata sadržan u stanicama u najvećoj količini:
1.dušik
2.kisik
3.ugljična godina
4.vodik
A2. Navedite kemijski element koji je dio ATP-a, sve monomere proteina i nukleinske kiseline.
1) N 2) P 3) S 4) Fe
A3 Navedite kemijski spoj koji NIJE ugljikohidrat.
1) laktoza 2) hitin 3) keratin 4) škrob
A4.Kako se zove struktura proteina, koji je spirala lanca aminokiselina smotanih u svemiru u kuglicu?
A5 U životinjskim stanicama skladišni ugljikohidrati su:
1.škrob
2.celuloze
3.glukoza
4.glikogen
A6. Glavni izvor energije za novorođene sisavce je:
1.glukoza
2.škrob
3.glikogen
4.laktoza
A7. Što je RNA monomer?
1) dušična baza 2) nukleotid 3) riboza 4) uracil
A8.Koliko je vrsta dušičnih baza uključeno u molekulu RNA?
1)5 2)2 3)3 4)4
A9. Koja je dušična baza DNA komplementarna citozinu?
1) adenin 2) gvanin 3) uracil 4) timin
A10. Univerzalni biološki akumulator energije su molekule
1) .proteini 2) .lipidi 3) .DNA 4) .ATP
A11. U molekuli DNA količina nukleotida s gvaninom iznosi 5% od ukupnog broja. Koliko nukleotida s timinom ima u ovoj molekuli
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%
A12.Koja je uloga molekula ATP-a u stanici?
1-omogućiti transportnu funkciju 2-prenijeti nasljedne informacije
3-opskrbiti vitalne procese energijom 4-ubrzati biokemijski
reakcije
U 1. Koje funkcije obavljaju ugljikohidrati u stanici?
Katalitički 4) strukturni
Energija 5) skladištenje
Motorna 6) kontraktilna
U 2. Koje su strukturne komponente nukleotida molekule DNA?
Razne kiseline
Lipoproteini
Deoksiriboza ugljikohidrat
Dušična kiselina
Fosforna kiselina
U 3. Uspostavite korespondenciju između strukture i funkcije organske tvari i njezine vrste:
STRUKTURA I FUNKCIJE TVARI
A. sastoje se od ostataka glicerola i molekula masnih kiselina 1.lipida
B. sastoje se od ostataka molekula aminokiselina 2. Proteini
B. Sudjelovati u termoregulaciji
D. Štiti tijelo od stranih tvari
D. nastaju zbog peptidnih veza.
E. Najviše troše energiju.
C1. Riješiti problem.
Molekula DNK sadrži 1250 nukleotida s adeninom (A), što je 20% njihovog ukupnog broja. Odredite koliko je nukleotida s timinom (T), citozinom (C) i gvaninom (G) odvojeno sadržano u molekuli DNA. Objasnite odgovor.
Ukupno: 21 bod
Kriteriji evaluacije:
19 -21 bod - "5"
13 - 18 bodova - "4"
9 - 12 bodova - "3"
1 - 8 bodova - "2"
Test. Molekularna razina. Opcija 2. 9. razred
A1 Udio četiriju kemijskih elemenata čini 98% ukupnog sadržaja stanice. Navedite kemijski element koji im NIJE srodan.
1) O 2) R 3) S 4) N
A2. Djeca razvijaju rahitis uz nedostatak:
1.mangan i željezo
2.kalcij i fosfor
3.bakar i cink
4.sumpora i dušika
A3 Imenujte disaharid.
1) laktoza 2) fruktoza 3) škrob 4) glikogen
A4. Kako se zove struktura proteina, koji je spirala, u koju je umotan lanac aminokiselina?
1) primarni 2) sekundarni 3) tercijarni 4) kvartarni
A5 U biljnim stanicama skladišni ugljikohidrati su:
1.škrob
2.celuloze
3.glukoza
4.glikogen
A6. Najveća količina energije oslobađa se tijekom razgradnje 1 grama:
1.masno
2.vjeverica
3.glukoza
4.ugljikohidrati
A7. Što je DNK monomer?
1) dušična baza 2) nukleotid 3) deoksiriboza 4) uracil
A8. Koliko je polinukleotidnih lanaca uključeno u jednu molekulu DNA?
1)1 2)2 3)3 4)4
A9. Navedite kemijski spoj koji je prisutan u RNK, ali ga nema u DNK.
1) timin 2) deoksimiriboza 3) riboza 4) gvanin
A10. Izvor energije stanice su molekule
1) .proteini 2) .lipidi 3) .DNA 4) .ATP
A11. U molekuli DNA količina nukleotida s citozinom iznosi 5% od ukupnog broja. Koliko nukleotida s timinom ima u ovoj molekuli
1).40% 2).45% 3).90% 4).95%
A12. Koji su spojevi uključeni u ATP?
1-dušična baza adenin, ugljikohidrat riboza, 3 molekule fosforne kiseline
2-dušikova baza gvanin, šećer fruktoza, ostatak fosforne kiseline.
3-riboza, glicerin i bilo koja aminokiselina
Dio B (odaberi tri točna odgovora od šest predloženih)
U 1. Lipidi obavljaju sljedeće funkcije:
Enzimski 4) transport
Energija 5) skladištenje
Hormonski 6) prijenos nasljednih informacija
U 2. Koje su strukturne komponente nukleotida molekule RNA?
Dušične baze: A, U, G, Ts.
Razne kiseline
Dušične baze: A, T, G, C.
Riboza ugljikohidrata
Dušična kiselina
Fosforna kiselina
U 3. Uspostavite korespondenciju između značajki i molekula za koje su karakteristične.
ZNAČAJKE MOLEKULE
A) lako topiv u vodi 1) monosaharidi
B) slatkastog okusa 2) polisaharidi
C) nema slatkog okusa
D) glukoza, riboza, fruktoza
E) netopiv u vodi
E) škrob, glikogen, hitin.
C1. Molekula DNK sadrži 1100 nukleotida s citozinom (C), što je 20% njihovog ukupnog broja. Odredite koliko je nukleotida s timinom (T), gvaninom (G), adeninom (A) odvojeno sadržano u molekuli DNA, objasnite dobiveni rezultat.
Dio A - 1 bod (maksimalno 12 bodova)
Dio B - 2 boda (maksimalno 6 bodova)
Dio C - 3 boda (maksimalno 3 boda)
Ukupno: 21 bod
Kriteriji evaluacije:
19 - 21 bod - "5"
13 - 18 bodova - "4"
9 - 12 bodova - "3"
1 - 8 bodova - "2"
Dio 1. Mitohondriji eukariota.Biblija kaže da osoba ( Homo sapiens ) stvorio je Bogove na svoju sliku i priliku. Iako su u mnogočemu bili ograničeni, ali kreativnost nije bila lišena. Čovjek već sada stvara robote koji mu olakšavaju rad, razne strojeve i uređaje koji nisu vječni na isti način kao i on sam. Izvor energije za ove strojeve je punjač, baterija, baterija, njihov uređaj nam je sada dobro poznat. Znamo li kako funkcionira naš punjač, ljudska energetska stanica?
Dakle, mitohondrije eukariotskih stanica i njihova uloga u ljudskom tijelu.
Za početak, mitohondrije su energetska stanica stanice i cijelog ljudskog tijela u cjelini. Zanimaju nas stanice eukarioti, nuklearne, one stanice koje sadrže jezgru. Jednostanični živi organizmi koji nemaju staničnu jezgru su prokarioti, prenuklearni. Potomci prokariotskih stanica su organele, stalne komponente stanice, vitalne za njezino postojanje, nalaze se u njezinom unutarnjem dijelu – citoplazmi. Prokarioti uključuju bakterije i arheje. Prema najraširenijim hipotezama, eukarioti su se pojavili prije 1,5-2 milijarde godina.
mitohondrije - To je dvomembranska zrnasta ili filamentozna organela debljine oko 0,5 mikrona. Karakteristična je za većinu eukariotskih stanica (fotosintetske biljke, gljive, životinje). Važnu ulogu u evoluciji eukariota odigrali su simbiogeneza... Mitohondriji su potomci aerobnih bakterija (prokariota) koje su se nekada naselile u stanici eukariota predaka i "naučile" živjeti u njoj kao simbionti. Sada se mitohondriji nalaze u gotovo svim eukariotskim stanicama, oni se više ne mogu razmnožavati izvan stanice. Fotografija
Mitohondrije su prvi put otkrivene kao granule u mišićnim stanicama 1850. godine. Broj mitohondrija u stanici nije konstantan. Posebno ih ima u stanicama u kojima potražnja za kisikom je velika... Po svojoj strukturi, oni su cilindrične organele koje se nalaze u eukariotskoj stanici u količinama od nekoliko stotina do 1-2 tisuće i zauzimaju 10-20% njezinog unutarnjeg volumena. Veličine (od 1 do 70 mikrona) i oblik mitohondrija uvelike variraju. Štoviše, širina ovih organela je relativno konstantna (0,5-1 mikrona). Oni su u stanju promijeniti oblik. Ovisno o tome u kojim dijelovima stanice u datom trenutku dolazi do povećane potrošnje energije, mitohondriji se mogu kretati kroz citoplazmu do zona najveće potrošnje energije, koristeći za kretanje strukture citoskeleta eukariotske stanice.
Makromolekula DNK ( Deoksirobonukleinska kiselina), koji osigurava pohranu, prijenos s generacije na generaciju i provedbu genetskog programa razvoja i funkcioniranja živih organizama, nalazi se u jezgri stanice, u sastavu kromosoma. Za razliku od nuklearne DNK, mitohondriji imaju vlastitu DNK. Geni kodirani u mitohondrijalnu DNK, pripadaju skupini plazmagena smještenih izvan jezgre (izvan kromosoma). Kombinacija ovih čimbenika nasljeđa, koncentrirana u citoplazmi stanice, čini plazmon ove vrste organizma (za razliku od genoma).
Mitohondrijska DNK smještena u matriksu je zatvorena kružna dvolančana molekula, u ljudskim stanicama veličine 16569 parova nukleotida, što je otprilike 105 puta manje od DNK lokalizirane u jezgri.
Mitohondrijska DNA replicira se u interfazi, koja je djelomično sinkronizirana s replikacijom DNK u jezgri. Tijekom staničnog ciklusa mitohondriji se dijele na dva dijela sužavanjem, čije stvaranje počinje prstenastim žlijebom na unutarnjoj mitohondrijskoj membrani. Imajući vlastiti genetski aparat, mitohondriji također imaju svoj vlastiti sustav za sintezu proteina, čija je značajka u stanicama životinja i gljiva vrlo mali ribosomi.Fotografija
Funkcije mitohondrija i proizvodnja energije.
Glavna funkcija mitohondrija je ATP sinteza(adenozin trifosfat) je univerzalni oblik kemijske energije u svakoj živoj stanici.
Glavna uloga ATP-a u tijelu povezana je s opskrbom energije za brojne biokemijske reakcije. ATP služi kao izravan izvor energije za mnoge energetski intenzivne biokemijske i fiziološke procese. Sve su to reakcije sinteze složenih tvari u tijelu: provedba aktivnog prijenosa molekula kroz biološke membrane, uključujući stvaranje transmembranskog električnog potencijala; provedba mišićne kontrakcije.Poznata je i uloga ATP-a kao posrednika u sinapsama i signalne tvari u drugim međustaničnim interakcijama (purinergički prijenos signala između stanica u različitim tkivima i organima, a njegovi poremećaji često su povezani s raznim bolestima).
ATP je univerzalni akumulator energije u živoj prirodi.
Molekula ATP (adenozin trifosfat) univerzalni je izvor energije, osigurava ne samo rad mišića, već i tijek mnogih drugih bioloških procesa, uključujući rast mišićne mase (anabolizam).
ATP molekula se sastoji od adenina, riboze i tri fosfata. Proces sinteze ATP-a je posebna tema, opisat ću ga u sljedećem dijelu. Važno je razumjeti sljedeće. Energija se oslobađa kada se jedan od tri fosfata odvoji od molekule i ATP se pretvori u ADP (adenozin difosfat). Ako je potrebno, može se odvojiti drugi ostatak fosfora kako bi se proizveo AMP (adenozin monofosfat) s ponovnim oslobađanjem energije.
Najvažnija kvaliteta je da se ADP može brzo reducirati na potpuno napunjen ATP. Život molekule ATP-a u prosjeku je kraći od jedne minute, a s tom molekulom dnevno se može dogoditi do 3000 ciklusa ponovnog punjenja.
Shvatimo što se događa u mitohondrijima, jer akademska znanost ne objašnjava sasvim jasno proces očitovanja energije.
U mitohondrijima se stvara razlika potencijala – napon.
Wikipedia to kaže glavna funkcija mitohondrija je oksidacija organskih spojeva i korištenje energije koja se oslobađa tijekom njihovog raspada u sintezi molekula ATP-a, što se događa zbog kretanja elektrona duž lanca prijenosa elektrona proteina unutarnje membrane. .
Međutim, sam elektron se kreće zbog razlike potencijala, a odakle dolazi?
Dalje piše: Unutarnja mitohondrijska membrana tvori brojne duboke nabore zvane kriste. Transformacija energije koja se oslobađa tijekom kretanja elektrona duž respiratornog lanca moguća je samo ako je unutarnja mitohondrijska membrana nepropusna za ione. To je zbog činjenice da se energija pohranjuje u obliku razlike u koncentraciji (gradijentu) protona... Kretanje protona iz matriksa u intermembranski prostor mitohondrija, koje se provodi zbog funkcioniranja respiratorni lanac, dovodi do činjenice da matriks mitohondrija postaje alkaliziran, a međumembranski prostor zakiseljen.
Znanstvenici posvuda vide samo elektrone i protone.Ovdje je važno razumjeti da je proton pozitivan naboj, a elektron negativan. U mitohondrijima su pozitivni vodik i dvije membrane odgovorni za razliku potencijala. Intermembranski prostor je pozitivno nabijen i kao rezultat toga je zakiseljen, a matriks je alkaliziran negativnim nabojima. Jasna razlika potencijala. Stvara se napetost. Ali nema više jasnoće, kako je nastalo ?!
Ako ovom procesu pristupimo korištenjem koncepta triju sila, koje su jasno ucrtane u Ohmovu zakonu, postat će nam jasno da je za stvaranje razlike potencijala potrebna početna struja: U = I x R (I = U / R ). S obzirom na proces sinteze ATP-a, promatramo otpornost unutarnja membrana mitahondrija i potencijalna razlika u matriksu i intermembranskom prostoru. Gdje je startna struja
, ta afirmirajuća, kardinalna sila koja daje energetski potencijal i pokreće taj zloglasni elektron? Gdje je izvor?
Vrijeme je da se sjetimo Boga, ali ne uzalud. A tko je udahnuo život svemu živom? Uostalom, osoba nije galvanska baterija i procesi u njemu nisu isključivo električni. Procesi u čovjeku su antientropski – razvoj, rast, prosperitet, a ne degradacija, propadanje i umiranje.
Nastavit će se.
Metabolizam (metabolizam) je skup svih kemijskih reakcija koje se odvijaju u tijelu. Sve ove reakcije podijeljene su u 2 skupine.
1. Plastična izmjena(asimilacija, anabolizam, biosinteza) - to je kada se iz jednostavnih tvari uz trošenje energije formiran (sintetiziran) kompleksnije. Primjer:
- Tijekom fotosinteze, glukoza se sintetizira iz ugljičnog dioksida i vode.
2. Razmjena energije(disimilacija, katabolizam, disanje) - to je kada složene tvari raspadati (oksidirati) na jednostavnije, a ujedno energija se oslobađa neophodna za život. Primjer:
- U mitohondrijima se glukoza, aminokiseline i masne kiseline oksidiraju kisikom u ugljični dioksid i vodu, stvarajući tako energiju (stanično disanje)
Odnos plastičnog i energetskog metabolizma
- Plastični metabolizam osigurava stanicu složenim organskim tvarima (proteini, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline), uključujući enzimske proteine za energetski metabolizam.
- Energetski metabolizam opskrbljuje stanicu energijom. Pri obavljanju posla (mentalnog, mišićnog i sl.) povećava se energetski metabolizam.
ATF- univerzalna energetska tvar stanice (univerzalni akumulator energije). Nastaje u procesu energetskog metabolizma (oksidacije organskih tvari).
- Tijekom energetskog metabolizma sve se tvari raspadaju, a sintetizira se ATP. U tom slučaju energija kemijskih veza raspadnutih složenih tvari pretvara se u energiju ATP-a, energija se pohranjuje u ATP.
- Tijekom plastične izmjene sintetiziraju se sve tvari, a ATP se razgrađuje. Pri čemu ATP energija se troši(energija ATP-a se pretvara u energiju kemijskih veza složenih tvari, pohranjuje se u tim tvarima).
Odaberite onaj koji je najispravniji. U procesu plastične razmjene
1) složeniji ugljikohidrati se sintetiziraju iz manje složenih
2) masti se pretvaraju u glicerin i masne kiseline
3) proteini se oksidiraju u ugljični dioksid, vodu, tvari koje sadrže dušik
4) energija se oslobađa i ATP se sintetizira
Odgovor
Odaberite tri opcije. Po čemu se plastični metabolizam razlikuje od energetskog metabolizma?
1) energija je pohranjena u molekulama ATP-a
2) energija pohranjena u molekulama ATP-a se troši
3) sintetiziraju se organske tvari
4) dolazi do raspadanja organskih tvari
5) krajnji produkti razmjene - ugljični dioksid i voda
6) proteini nastaju kao rezultat metaboličkih reakcija
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. U procesu plastičnog metabolizma, molekule se sintetiziraju u stanicama
1) proteini
2) voda
3) ATP
4) anorganske tvari
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Kakav je odnos plastičnog i energetskog metabolizma
1) plastični metabolizam opskrbljuje organske tvari za energiju
2) energetski metabolizam opskrbljuje plastiku kisikom
3) plastični metabolizam opskrbljuje minerale za energiju
4) plastični metabolizam opskrbljuje ATP molekule za energiju
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. U procesu energetskog metabolizma, za razliku od plastike, događa se
1) utrošak energije sadržane u ATP molekulama
2) skladištenje energije u visokoenergetskim vezama ATP molekula
3) opskrba stanica proteinima i lipidima
4) opskrba stanica ugljikohidratima i nukleinskim kiselinama
Odgovor
1. Uspostavite korespondenciju između karakteristika razmjene i njezine vrste: 1) plastične, 2) energije. Zapišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) oksidacija organskih tvari
B) stvaranje polimera iz monomera
C) cijepanje ATP-a
D) skladištenje energije u stanici
E) Replikacija DNK
E) oksidativna fosforilacija
Odgovor
2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika metabolizma u stanici i njegovog tipa: 1) energetski, 2) plastični. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) dolazi do anoksične razgradnje glukoze
B) javlja se na ribosomima, u kloroplastima
C) krajnji produkti razmjene – ugljični dioksid i voda
D) sintetiziraju se organske tvari
E) koristi se energija sadržana u molekulama ATP-a
E) energija se oslobađa i pohranjuje u molekulama ATP-a
Odgovor
3. Uspostavite korespondenciju između znakova metabolizma čovjeka i njegovih tipova: 1) plastični metabolizam, 2) energetski metabolizam. Zapišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) tvari se oksidiraju
B) sintetiziraju se tvari
C) energija je pohranjena u molekulama ATP-a
D) energija se troši
E) ribosomi su uključeni u proces
E) u proces su uključeni mitohondriji
Odgovor
4. Uspostavite korespondenciju između karakteristika metabolizma i njegove vrste: 1) energije, 2) plastike. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Replikacija DNK
B) biosinteza proteina
C) oksidacija organskih tvari
D) transkripcija
E) sinteza ATP-a
E) kemosinteza
Odgovor
5. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i vrsta razmjene: 1) plastične, 2) energije. Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) Energija je pohranjena u molekulama ATP-a
B) sintetiziraju se biopolimeri
C) nastaju ugljični dioksid i voda
D) dolazi do oksidativne fosforilacije
D) Dolazi do replikacije DNK
Odgovor
Odaberite tri procesa povezana s energetskim metabolizmom.
1) ispuštanje kisika u atmosferu
2) stvaranje ugljičnog dioksida, vode, uree
3) oksidativna fosforilacija
4) sinteza glukoze
5) glikoliza
6) fotoliza vode
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Energija potrebna za kontrakciju mišića oslobađa se kada
1) razgradnja organskih tvari u probavnim organima
2) iritacija mišića živčanim impulsima
3) oksidacija organske tvari u mišićima
4) Sinteza ATP-a
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Kao rezultat kojeg procesa lipidi se sintetiziraju u stanici?
1) disimilacija
2) biološka oksidacija
3) plastična izmjena
4) glikoliza
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Vrijednost plastičnog metabolizma - opskrba tijela
1) mineralne soli
2) kisik
3) biopolimeri
4) energija
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Oksidacija organskih tvari u ljudskom tijelu se događa u
1) plućne vezikule pri disanju
2) tjelesne stanice u procesu plastičnog metabolizma
3) proces probave hrane u probavnom traktu
4) tjelesne stanice u procesu energetskog metabolizma
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Koje su metaboličke reakcije u stanici popraćene energetskim utroškom?
1) pripremna faza energetskog metabolizma
2) mliječno kiselinsko vrenje
3) oksidacija organskih tvari
4) plastična izmjena
Odgovor
1. Uspostavite korespondenciju između procesa i sastavnih dijelova metabolizma: 1) anabolizam (asimilacija), 2) katabolizam (disimilacija). Zapišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) fermentacija
B) glikoliza
B) disanje
D) sinteza proteina
E) fotosinteza
E) kemosinteza
Odgovor
2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i metaboličkih procesa: 1) asimilacija (anabolizam), 2) disimilacija (katabolizam). Zapišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) sinteza organskih tvari tijela
B) uključuje pripremnu fazu, glikolizu i oksidativnu fosforilaciju
C) oslobođena energija pohranjuje se u ATP
D) nastaju voda i ugljični dioksid
D) zahtijeva troškove energije
E) javlja se u kloroplastima i ribosomima
Odgovor
Odaberite dva točna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Metabolizam je jedno od glavnih svojstava živih sustava, karakterizira ga ono što se događa
1) selektivni odgovor na vanjske utjecaje okoline
2) promjena intenziteta fizioloških procesa i funkcija s različitim periodima titranja
3) prijenos s generacije na generaciju znakova i svojstava
4) apsorpcija esencijalnih tvari i izlučivanje otpadnih proizvoda
5) održavanje relativno konstantnog fizičkog i kemijskog sastava unutarnjeg okoliša
Odgovor
1. Svi sljedeća pojma osim dva koriste se za opisivanje plastične razmjene. Identificirajte dva pojma koji "ispadaju" s opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) replikacija
2) umnožavanje
3) emitiranje
4) translokacija
5) transkripcija
Odgovor
2. Svi dolje navedeni pojmovi, osim dva, koriste se za opisivanje plastičnog metabolizma u stanici. Definirajte dva pojma koja "ispadaju" s opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) asimilacija
2) disimilacija
3) glikoliza
4) transkripcija
5) emitiranje
Odgovor
3. Sljedeći izrazi, osim dva, koriste se za karakterizaciju plastične razmjene. Identificirajte dva pojma koja ispadaju iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) cijepanje
2) oksidacija
3) replikacija
4) transkripcija
5) kemosinteza
Odgovor
Odaberite onaj koji je najispravniji. Dušična baza adenin, riboza i tri ostatka fosforne kiseline su dio
1) DNK
2) RNA
3) ATP
4) vjeverica
Odgovor
Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, mogu se koristiti za karakterizaciju energetskog metabolizma u stanici. Identificirajte dva znaka koji "ispadaju" s opće liste, a u odgovoru upišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) dolazi s apsorpcijom energije
2) završava u mitohondrijima
3) završava ribosomima
4) prati sinteza ATP molekula
5) završava stvaranjem ugljičnog dioksida
Odgovor
Pronađite tri greške u gornjem tekstu. Navedite brojeve prijedloga u kojima su dati.(1) Metabolizam ili metabolizam je skup reakcija sinteze i propadanja tvari stanice i organizma, povezanih s oslobađanjem ili apsorpcijom energije. (2) Skup reakcija za sintezu organskih spojeva visoke molekularne mase iz spojeva male molekulske mase naziva se plastična izmjena. (3) ATP molekule se sintetiziraju u reakcijama plastične izmjene. (4) Fotosinteza se naziva energetski metabolizam. (5) Kao rezultat kemosinteze, organske tvari se sintetiziraju iz anorganskih zbog energije Sunca.
Odgovor
© D.V. Pozdnyakov, 2009.-2019
ATP je univerzalna energetska "valuta" stanice. Jedan od najnevjerojatnijih "izuma" prirode su molekule takozvanih "visokoenergetskih" tvari, u čijoj se kemijskoj strukturi nalazi jedna ili više veza koje služe kao uređaji za pohranu energije. U živoj prirodi pronađeno je nekoliko sličnih molekula, ali samo jedna od njih nalazi se u ljudskom tijelu – adenozin trifosforna kiselina (ATP). To je prilično složena organska molekula na koju su vezana 3 negativno nabijena ostatka anorganske fosforne kiseline PO. Upravo su ti ostaci fosfora povezani s organskim dijelom molekule "visokoenergetskim" vezama, koje se lako uništavaju tijekom raznih unutarstaničnih reakcija. Međutim, energija tih veza ne raspršuje se u prostoru u obliku topline, već se koristi za kretanje ili kemijsku interakciju drugih molekula. Zahvaljujući tom svojstvu ATP u stanici obavlja funkciju univerzalnog skladišta (akumulatora) energije, kao i univerzalne "valute". Uostalom, gotovo svaka kemijska transformacija koja se odvija u stanici ili apsorbira ili oslobađa energiju. Prema zakonu održanja energije, ukupna količina energije koja nastaje kao rezultat oksidativnih reakcija i pohranjena u obliku ATP-a jednaka je količini energije koju stanica može iskoristiti za svoje sintetske procese i za obavljanje bilo koje funkcije. Kao "plaćanje" za sposobnost obavljanja ove ili one radnje, stanica je prisiljena potrošiti svoju zalihu ATP-a. U ovom slučaju treba posebno naglasiti: molekula ATP-a je toliko velika da nije u stanju proći kroz staničnu membranu. Stoga ATP nastao u jednoj stanici ne može se koristiti od strane druge stanice. Svaka stanica tijela prisiljena je sintetizirati ATP za svoje potrebe u količinama u kojima je potrebna za obavljanje svojih funkcija.
Tri izvora resinteze ATP-a u stanicama ljudskog tijela. Očigledno, daleki preci stanica ljudskog tijela postojali su prije mnogo milijuna godina, okruženi biljnim stanicama, koje su ih u suvišku opskrbljivale ugljikohidratima, a kisika nije bilo dovoljno ili ga uopće nije bilo. Upravo su ugljikohidrati najkorištenija komponenta hranjivih tvari za proizvodnju energije u tijelu. I premda je većina stanica ljudskog tijela stekla sposobnost korištenja proteina i masti kao energetskih sirovina, neke (na primjer, živčani, crvena krv, muške reproduktivne stanice) sposobne su proizvoditi energiju samo oksidacijom ugljikohidrata.
Procesi primarne oksidacije ugljikohidrata - odnosno glukoze, koja je, zapravo, glavni oksidacijski supstrat u stanicama - odvijaju se izravno u citoplazmi: tamo se nalaze enzimski kompleksi, zbog kojih je molekula glukoze djelomično uništena. , a oslobođena energija se pohranjuje u obliku ATP-a. Taj se proces naziva glikoliza, može se odvijati u svim stanicama ljudskog tijela bez iznimke. Kao rezultat ove reakcije, iz jedne 6-ugljične molekule glukoze nastaju dvije 3-ugljične molekule pirogrožđane kiseline i dvije molekule ATP-a.
Glikoliza je vrlo brz, ali relativno neučinkovit proces. Pirogrožđana kiselina nastala u stanici nakon završetka reakcija glikolize gotovo se odmah pretvara u mliječnu kiselinu i ponekad (primjerice, tijekom teškog mišićnog rada) u vrlo velikim količinama se oslobađa u krv, budući da je to mala molekula koja može slobodno prolaze kroz staničnu membranu. Ovako masovno oslobađanje kiselih metaboličkih produkata u krv narušava homeostazu, a tijelo mora uključiti posebne homeostatske mehanizme kako bi se izborilo s posljedicama mišićnog rada ili drugog aktivnog djelovanja.
Pirogrožđana kiselina nastala kao rezultat glikolize još uvijek sadrži puno potencijalne kemijske energije i može poslužiti kao supstrat za daljnju oksidaciju, ali za to su potrebni posebni enzimi i kisik. Taj se proces odvija u mnogim stanicama, koje sadrže posebne organele – mitohondrije. Unutarnja površina mitohondrijske membrane sastoji se od velikih molekula lipida i proteina, uključujući veliki broj oksidativnih enzima. Molekule 3-ugljika nastale u citoplazmi, obično octena kiselina (acetat), prodiru u mitohondrije. Tamo su uključeni u kontinuirani ciklus reakcija, tijekom kojih se atomi ugljika i vodika naizmjenično odvajaju od tih organskih molekula, koje se, u kombinaciji s kisikom, pretvaraju u ugljični dioksid i vodu. U tim se reakcijama oslobađa velika količina energije koja se pohranjuje u obliku ATP-a. Svaka molekula pirogrožđane kiseline, nakon što je prošla cijeli ciklus oksidacije u mitohondrijima, omogućuje stanici da primi 17 molekula ATP-a. Dakle, potpuna oksidacija 1 molekule glukoze daje stanici 2 + 17x2 = 36 ATP molekula. Jednako je važno da se u proces oksidacije mitohondrija mogu uključiti i masne kiseline i aminokiseline, odnosno sastojci masti i proteina. Zahvaljujući toj sposobnosti, mitohondriji čine stanicu relativno neovisnom o tome koju hranu tijelo jede: u svakom slučaju će se proizvesti potrebna količina energije.
Dio energije pohranjen je u stanici u obliku molekula kreatin fosfata (CRP), manjeg i pokretljivijeg od ATP-a. Upravo se ta mala molekula može brzo kretati s jednog kraja stanice na drugi – tamo gdje je energija trenutno najpotrebnija. KrF sam po sebi ne može dati energiju procesima sinteze, kontrakcije mišića ili provođenja živčanog impulsa: za to je potreban ATP. No, s druge strane, KrF je lako i praktički bez gubitka sposoban svu energiju sadržanu u njemu predati molekuli adenazin difosfata (ADP), koja se odmah pretvara u ATP i spremna je za daljnje biokemijske transformacije.
Dakle, energija utrošena tijekom funkcioniranja stanice, t.j. ATP se može obnoviti zbog tri glavna procesa: anaerobne (bez kisika) glikolize, aerobne (uz sudjelovanje kisika) mitohondrijske oksidacije, a također i zbog prijenosa fosfatne skupine s KrF na ADP.
Izvor kreatin fosfata je najmoćniji, budući da se reakcija KrF-a s ADP-om odvija vrlo brzo. Međutim, zalihe CRF-a u stanici obično su male - na primjer, mišići mogu raditi s maksimalnim naporom zbog CRF-a ne više od 6-7 s. To je obično dovoljno da pokrene drugi najmoćniji – glikolitički – izvor energije. U ovom slučaju resurs hranjivih tvari je višestruko veći, ali kako rad napreduje dolazi do sve veće napetosti homeostaze zbog stvaranja mliječne kiseline, a ako takav rad obavljaju veliki mišići, ne može trajati više od 1,5-2 minutama. Ali tijekom tog vremena mitohondriji su gotovo potpuno aktivirani, koji su u stanju sagorjeti ne samo glukozu, već i masne kiseline, čija je zaliha u tijelu gotovo neiscrpna. Stoga aerobni mitohondrijski izvor može raditi jako dugo, međutim, njegova snaga je relativno niska - 2-3 puta manja od glikolitičkog izvora i 5 puta manja od snage kreatin fosfata.
Značajke organizacije proizvodnje energije u različitim tkivima tijela. Različita tkiva imaju različitu zasićenost mitohondrija. Najmanje ih je u kostima i bijeloj masti, a najviše - u smeđoj masti, jetri i bubrezima. U živčanim stanicama ima dosta mitohondrija. Mišići nemaju visoku koncentraciju mitohondrija, ali zbog činjenice da su skeletni mišići najmasivnije tkivo tijela (oko 40% tjelesne težine odrasle osobe), potrebe mišićnih stanica uvelike određuju intenzitet i smjer svih procesa energetskog metabolizma. IA Arshavsky je to nazvao "energetskim pravilom skeletnih mišića".
S godinama se mijenjaju dvije važne komponente energetskog metabolizma odjednom: mijenja se omjer masa tkiva s različitom metaboličkom aktivnošću, kao i sadržaj najvažnijih oksidativnih enzima u tim tkivima. Kao rezultat toga, energetski metabolizam prolazi kroz prilično složene promjene, ali općenito njegov intenzitet opada s godinama, i to prilično značajno.
Razmjena energije
Razmjena energije je najcjelovitija funkcija tijela. Bilo koja sinteza, aktivnost bilo kojeg organa, bilo koja funkcionalna aktivnost neizbježno će utjecati na metabolizam energije, jer prema zakonu očuvanja, koji nema iznimke, svaki čin povezan s transformacijom materije prati trošenje energije.
Potrošnja energije organizam se sastoji od tri nejednaka dijela bazalnog metabolizma, opskrbe energijom funkcija, kao i potrošnje energije za rast, razvoj i procese prilagodbe. Odnos između ovih dijelova određen je stupnjem individualnog razvoja i specifičnim uvjetima (tablica 2).
Bazalni metabolizam- to je minimalna razina proizvodnje energije, koja uvijek postoji, bez obzira na funkcionalnu aktivnost organa i sustava, i nikada nije jednaka nuli. Bazalni metabolizam sastoji se od tri glavne vrste potrošnje energije: minimalne razine funkcija, uzaludnih ciklusa i reparativnih procesa.
Minimalni zahtjevi tijela za energijom. Pitanje minimalne razine funkcija sasvim je očito: čak i u uvjetima potpunog odmora (na primjer, miran san), kada na tijelo ne djeluju nikakvi aktivacijski čimbenici, potrebno je održavati određenu aktivnost mozga i endokrinih žlijezda, jetra i gastrointestinalni trakt, srce i krvne žile, dišni mišići i plućno tkivo, tonik i glatki mišići itd.
Uzaludni ciklusi. Manje je poznato da se milijuni cikličkih biokemijskih reakcija kontinuirano događaju u svakoj stanici tijela, uslijed kojih se ništa ne proizvodi, ali je za njihovo provođenje potrebna određena količina energije. To su takozvani uzaludni ciklusi, procesi koji čuvaju "borbenu sposobnost" staničnih struktura u nedostatku stvarnog funkcionalnog zadatka. Poput vrtnje, uzaludni ciklusi daju stabilnost stanici i svim njezinim strukturama. Potrošnja energije za održavanje svakog od uzaludnih ciklusa je mala, ali ih ima mnogo, a kao rezultat, to se pretvara u prilično zamjetan udio bazalnih energetskih izdataka.
Reparativni procesi. Brojne složeno organizirane molekule uključene u metaboličke procese prije ili kasnije počnu oštećivati, gube svoja funkcionalna svojstva ili čak dobivaju toksična. Potreban je kontinuirani "rad popravka i restauracije", uklanjanje oštećenih molekula iz stanice i sintetiziranje novih, identičnih starim, na njihovom mjestu. Takvi se reparativni procesi odvijaju neprestano u svakoj stanici, budući da životni vijek bilo koje proteinske molekule obično ne prelazi 1-2 tjedna, a u svakoj stanici ih ima na stotine milijuna. Čimbenici okoliša - nepovoljna temperatura, povećana pozadina zračenja, izloženost otrovnim tvarima i još mnogo toga - mogu značajno skratiti život složenih molekula i kao rezultat toga povećati napetost reparativnih procesa.
Minimalna razina funkcioniranja tkiva višestaničnog organizma. Funkcioniranje stanice je uvijek izvjesno vanjski rad... Za mišićnu stanicu to je njezina kontrakcija, za živčanu stanicu - proizvodnja i provođenje električnog impulsa, za žljezdanu stanicu - stvaranje sekreta i čin sekrecije, za epitelnu stanicu - pinocitoza ili drugi oblik interakcije s okolnim tkivima i biološkim tekućinama. Naravno, bilo koji posao ne može se izvesti bez utroška energije za njegovu provedbu. No, svaki rad, osim toga, dovodi do promjene unutarnjeg okoliša tijela, budući da otpadni proizvodi aktivne stanice možda nisu ravnodušni prema drugim stanicama i tkivima. Stoga je drugi ešalon potrošnje energije pri obavljanju funkcije povezan s aktivnim održavanjem homeostaze, koja ponekad troši vrlo značajan dio energije. U međuvremenu, ne samo da se sastav unutarnjeg okruženja mijenja tijekom obavljanja funkcionalnih zadataka, već se i strukture često mijenjaju, i to često u smjeru uništenja. Dakle, kod kontrakcije skeletnih mišića (čak i slabog intenziteta) uvijek dolazi do prekida mišićnih vlakana, t.j. integritet forme je narušen. Tijelo ima posebne mehanizme za održavanje postojanosti oblika (homeomorfoza), koji osiguravaju najbržu obnovu oštećenih ili izmijenjenih struktura, ali to opet troši energiju. I, konačno, vrlo je važno da organizam u razvoju očuva glavne tendencije svog razvoja, bez obzira na to koje se funkcije moraju aktivirati uslijed izlaganja specifičnim uvjetima. Održavanje nepromjenjivosti smjera i kanala razvoja (homeoreza) drugi je oblik potrošnje energije pri aktiviranju funkcija.
Za organizam u razvoju važan je članak potrošnje energije sam rast i razvoj. Međutim, za bilo koji, uključujući i zreli organizam, procesi adaptivnog preuređivanja nisu ništa manje energetski intenzivni po volumenu i u biti su vrlo slični. Ovdje su utrošak energije usmjeren na aktiviranje genoma, uništavanje zastarjelih struktura (katabolizam) i sintezu (anabolizam).
Troškovi bazalnog metabolizma i troškovi rasta i razvoja značajno se smanjuju s godinama, dok troškovi obavljanja funkcija postaju kvalitativno drugačiji. Budući da je metodološki izuzetno teško razdvojiti bazalnu potrošnju energije i utrošak energije na procese rasta i razvoja, obično se smatraju zajedno pod nazivom "BX".
Dinamika bazalnog metabolizma vezana uz dob. Od vremena M. Rubnera (1861.) poznato je da se kod sisavaca s povećanjem tjelesne težine smanjuje intenzitet proizvodnje topline po jedinici mase; dok iznos razmjene izračunat po jedinici površine ostaje konstantan („pravilo površine“). Ove činjenice još uvijek nemaju zadovoljavajuće teorijsko objašnjenje, te se stoga koriste empirijske formule za izražavanje odnosa između veličine tijela i brzine metabolizma. Za sisavce, uključujući ljude, sada se najčešće koristi formula M. Kleibera:
M = 67,7 P 0 75 kcal / dan,
gdje je M proizvodnja topline cijelog organizma, a P tjelesna težina.
Međutim, promjene bazalnog metabolizma povezane s dobi ne mogu se uvijek opisati ovom jednadžbom. Tijekom prve godine života proizvodnja topline se ne smanjuje, kao što bi zahtijevala Kleiberova jednadžba, već ostaje na istoj razini ili čak neznatno raste. Tek u dobi od godinu dana postiže se približno metabolička brzina (55 kcal/kg · dan), što se "pretpostavlja" prema Kleiberovoj jednadžbi za organizam od 10 kg. Tek od dobi od 3 godine, intenzitet bazalnog metabolizma počinje se postupno smanjivati i dostiže razinu odrasle osobe - 25 kcal / kg · dan - tek u razdoblju puberteta.
Trošak energije procesa rasta i razvoja.Često je povećan bazalni metabolizam u djece povezan s troškovima rasta. Međutim, točna mjerenja i proračuni provedeni posljednjih godina pokazali su da čak ni najintenzivniji procesi rasta u prva 3 mjeseca života ne zahtijevaju više od 7-8% dnevne potrošnje energije, a nakon 12 mjeseci ne prelaze 1%. Štoviše, najveća razina potrošnje energije u djetetovom tijelu zabilježena je u dobi od 1 godine, kada stopa njegovog rasta postaje 10 puta niža nego u dobi od šest mjeseci. One faze ontogeneze, kada se stopa rasta smanjuje, a dolazi do značajnih kvalitativnih promjena u organima i tkivima, zbog procesa stanične diferencijacije, pokazale su se mnogo "energetski intenzivnijim". Posebne studije biokemičara pokazale su da u tkivima koja ulaze u fazu procesa diferencijacije (na primjer, u mozgu), sadržaj mitohondrija naglo raste, a posljedično se povećava oksidativni metabolizam i proizvodnja topline. Biološki smisao ovog fenomena je da u procesu stanične diferencijacije nastaju nove strukture, novi proteini i druge velike molekule koje stanica prije nije mogla proizvesti. Kao i svaki novi posao, ovo zahtijeva posebne troškove energije, dok su procesi rasta ustaljena "serijska proizvodnja" proteina i drugih makromolekula u stanici.
U procesu daljnjeg individualnog razvoja uočava se smanjenje intenziteta bazalnog metabolizma. Istodobno se pokazalo da se doprinos različitih organa bazalnom metabolizmu mijenja s godinama. Na primjer, mozak (koji značajno doprinosi bazalnom metabolizmu) u novorođenčadi iznosi 12% tjelesne težine, au odrasloj osobi - samo 2%. Unutarnji organi također rastu neravnomjerno, koji, kao i mozak, imaju vrlo visoku razinu energetskog metabolizma čak i u mirovanju - 300 kcal/kg dnevno. Istodobno, mišićno tkivo, čija se relativna količina gotovo udvostručuje tijekom postnatalnog razvoja, karakterizira vrlo niska razina metabolizma u mirovanju - 18 kcal / kg dnevno. Kod odrasle osobe, mozak čini oko 24% bazalnog metabolizma, jetra - 20%, srce - 10%, a skeletni mišići - 28%. Kod jednogodišnjeg djeteta mozak čini 53% bazalnog metabolizma, jetra sudjeluje s oko 18%, a skeletni mišići samo 8%.
Razmjena odmora kod djece školske dobi. Bazalni metabolizam može se mjeriti samo u klinici: za to su potrebni posebni uvjeti. Ali razmjena odmora može se izmjeriti kod svake osobe: dovoljno je da bude u stanju gladovanja i da bude u mirovanju mišića nekoliko desetaka minuta. Mirna razmjena je nešto viša od osnovne, ali ta razlika nije temeljna. Dinamika dobnih promjena u metabolizmu u mirovanju ne svodi se na jednostavno smanjenje brzine metabolizma. Razdoblja karakterizirana brzim smanjenjem brzine metabolizma zamjenjuju se dobnim intervalima u kojima se stabilizira metabolizam u mirovanju.
Istodobno, nalazi se bliska povezanost između prirode promjene intenziteta metabolizma i brzine rasta (vidi sliku 8 na str. 57). Trake na slici pokazuju relativni godišnji rast tjelesne težine. Pokazalo se da što je veća relativna stopa rasta, to je značajnije smanjenje intenziteta metabolizma mirovanja tijekom tog razdoblja.
Na prikazanoj slici vidljiva je još jedna značajka – jasne spolne razlike: djevojčice u ispitivanom dobnom intervalu su oko godinu dana ispred dječaka po promjenama u stopama rasta i intenzitetu metabolizma. Istodobno, utvrđena je bliska veza između intenziteta razmjene odmora i stope rasta djece tijekom skoka u pola visine - od 4 do 7 godina. U istom razdoblju počinje promjena mliječnih zuba u trajne, što također može poslužiti kao jedan od pokazatelja morfološkog i funkcionalnog sazrijevanja.
U procesu daljnjeg razvoja nastavlja se smanjenje intenziteta bazalnog metabolizma, a sada u bliskoj vezi s procesima puberteta. U ranim fazama puberteta, brzina metabolizma u adolescenata je oko 30% viša nego u odraslih. Oštar pad pokazatelja počinje u fazi III, kada se aktiviraju spolne žlijezde, i nastavlja se do početka puberteta. Kao što znate, pubertetski nalet rasta također se poklapa s postizanjem III faze puberteta, t.j. i u ovom slučaju, redovitost smanjenja brzine metabolizma ostaje tijekom razdoblja najintenzivnijeg rasta.
Dječaci u svom razvoju u tom razdoblju zaostaju za djevojčicama za oko 1 godinu. U strogom skladu s tom činjenicom, intenzitet metaboličkih procesa kod dječaka je uvijek veći nego kod djevojčica iste kalendarske dobi. Ove razlike su male (5-10%), ali su stabilne tijekom cijelog razdoblja puberteta.
Termoregulacija
Termoregulaciju, tj. održavanje stalne temperature jezgre tijela, određuju dva glavna procesa: proizvodnja topline i prijenos topline. Proizvodnja topline (termogeneza) ovisi prije svega o intenzitetu metaboličkih procesa, dok je prijenos topline određen toplinskom izolacijom i cijelim kompleksom prilično složeno organiziranih fizioloških mehanizama, uključujući vazomotorne reakcije, aktivnost vanjskog disanja i znojenje. U tom smislu, termogeneza se odnosi na mehanizme kemijske termoregulacije, a metode promjene prijenosa topline - na mehanizme fizičke termoregulacije. S godinama se mijenjaju i ti i drugi mehanizmi, kao i njihova važnost u održavanju stabilne tjelesne temperature.
Razvoj termoregulacijskih mehanizama vezan za dob.Čisto fizikalni zakoni dovode do činjenice da se povećanjem mase i apsolutnih dimenzija tijela doprinos kemijske termoregulacije smanjuje. Dakle, u novorođenčadi vrijednost termoregulacijske proizvodnje topline iznosi približno 0,5 kcal / kg h tuče, a kod odrasle osobe - 0,15 kcal / kg h tuče.
Sa smanjenjem temperature okoline, novorođeno dijete može povećati proizvodnju topline na gotovo iste vrijednosti kao i odrasla osoba - do 4 kcal / kg h. Međutim, zbog niske toplinske izolacije (0,15 stupnjeva m 2 h / kcal), raspon kemijske termoregulacije u novorođenčeta je vrlo mali - ne više od 5 °. Treba uzeti u obzir da je kritična temperatura ( Th), pri kojem je termogeneza uključena, iznosi +33 ° C za donošenu bebu, a u odraslom stanju smanjuje se na +27 ... + 23 ° S. Međutim, u odjeći čija je toplinska izolacija obično 2,5 KLO, odnosno 0,45 deg-m2, t.j. u uvjetima koji ne zahtijevaju dodatne troškove za održavanje tjelesne temperature.
Samo tijekom postupka odijevanja, kako bi se spriječilo hlađenje, dijete prvih mjeseci života treba uključiti dovoljno moćne mehanizme proizvodnje topline. Štoviše, djeca ove dobi imaju posebne, specifične mehanizme termogeneze koji su odsutni u odraslih. Kao odgovor na hlađenje, odrasla osoba počinje drhtati, uključujući takozvanu "kontraktilnu" termogenezu, odnosno dodatnu proizvodnju topline u skeletnim mišićima (hladni tremor). Strukturne značajke djetetovog tijela čine takav mehanizam proizvodnje topline neučinkovitim, stoga se kod djece aktivira takozvana "nekontraktilna" termogeneza, lokalizirana ne u skeletnim mišićima, već u potpuno drugim organima.
To su unutarnji organi (prije svega jetra) i posebno smeđe masno tkivo, zasićeno mitohondrijima (dakle i njegova smeđa boja) i koje ima visoke energetske sposobnosti. Aktivacija proizvodnje topline smeđe masti kod zdravog djeteta može se vidjeti po porastu temperature kože u onim dijelovima tijela gdje se smeđa mast nalazi površnije - međulopatičnom predjelu i vratu. Po promjeni temperature u tim područjima može se suditi o stanju djetetovih termoregulacijskih mehanizama, stupnju njegovog otvrdnuća. Takozvani "vrući potiljak" djeteta u prvim mjesecima života povezan je upravo s aktivnošću smeđe masti.
Tijekom prve godine života smanjuje se aktivnost kemijske termoregulacije. Kod djeteta od 5-6 mjeseci značajno se povećava uloga fizičke termoregulacije. S godinama glavnina smeđe masti nestaje, ali i do 3 godine života ostaje reakcija najvećeg dijela smeđe masti, interskapularne. Postoje izvješća da kod odraslih koji rade na sjeveru, na otvorenom, smeđe masno tkivo nastavlja aktivno funkcionirati. U normalnim uvjetima, kod djeteta starijeg od 3 godine aktivnost nekontraktilne termogeneze je ograničena, a dominantnu ulogu u povećanju proizvodnje topline pri aktiviranju kemijske termoregulacije počinje igrati specifična kontraktilna aktivnost skeletnih mišića – tonus mišića i mišića. podrhtavanje. Ako se takvo dijete nađe na normalnoj sobnoj temperaturi (+20°C) u kratkim hlačicama i majici, proizvodnja topline se aktivira u 80 od 100 slučajeva.
Jačanje procesa rasta tijekom polurastnog skoka (5-6 godina) dovodi do povećanja duljine i površine udova, čime se osigurava regulirana izmjena topline između tijela i okoline. To, pak, dovodi do činjenice da se, počevši od 5,5-6 godina (osobito jasno kod djevojčica), događaju značajne promjene u termoregulatornoj funkciji. Povećava se toplinska izolacija tijela, a značajno se smanjuje aktivnost kemijske termoregulacije. Ova metoda regulacije tjelesne temperature je ekonomičnija i upravo ona postaje prevladavajuća u daljnjem dobnom razvoju. Ovo razdoblje razvoja termoregulacije osjetljivo je na postupke stvrdnjavanja.
S početkom puberteta počinje sljedeća faza u razvoju termoregulacije koja se očituje poremećajem funkcionalnog sustava u nastajanju. U djevojčica od 11-12 godina i dječaka od 13 godina, unatoč kontinuiranom smanjenju intenziteta razmjene odmora, ne dolazi do odgovarajuće prilagodbe vaskularne regulacije. Tek u adolescenciji, nakon završetka puberteta, mogućnosti termoregulacije dostižu definitivan stupanj razvoja. Povećanje toplinske izolacije tkiva vlastitog tijela omogućuje odustajanje od uključivanja kemijske termoregulacije (tj. dodatne proizvodnje topline) čak i kada temperatura okoline padne za 10-15 ° C. Takva reakcija tijela je prirodno ekonomičnija i učinkovitija.
Prehrana
Sve tvari potrebne ljudskom tijelu, koje se koriste za proizvodnju energije i izgradnju vlastitog tijela, dolaze iz okoliša. Kako dijete raste, do kraja prve godine života sve više prelazi na samostalnu prehranu, a nakon 3 godine djetetova prehrana se ne razlikuje puno od one odrasle osobe.
Strukturne komponente hranjivih tvari. Ljudska hrana može biti biljnog i životinjskog podrijetla, ali bez obzira na to, sastoji se od istih klasa organskih spojeva – proteina, masti i ugljikohidrata. Zapravo, te iste klase spojeva uglavnom čine tijelo same osobe. Istodobno, postoje razlike između životinjske i biljne hrane, a one su prilično važne.
Ugljikohidrati... Najzastupljenija komponenta biljne hrane su ugljikohidrati (najčešće u obliku škroba), koji čine osnovu energetske opskrbe ljudskog tijela. Za odraslu osobu, morate dobiti ugljikohidrate, masti i proteine u omjeru 4: 1: 1. Budući da su metabolički procesi u djece intenzivniji, a uglavnom zbog metaboličke aktivnosti mozga, koji se hrani gotovo isključivo ugljikohidratima, djeca bi trebala dobivati više ugljikohidratne hrane - u omjeru 5:1:1. U prvim mjesecima života dijete ne dobiva biljnu hranu, ali majčino mlijeko sadrži relativno puno ugljikohidrata: otprilike je isto masnoće kao i kravlje mlijeko, sadrži 2 puta manje proteina, ali 2 puta više ugljikohidrata. Omjer ugljikohidrata, masti i proteina u majčinom mlijeku je otprilike 5:2:1. Umjetna formula za ishranu beba u prvim mjesecima života priprema se na bazi približno napola razrijeđenog kravljeg mlijeka s dodatkom fruktoze, glukoze i drugih ugljikohidrata.
masti. Biljna hrana rijetko je bogata masnoćama, ali su komponente sadržane u biljnim mastima neophodne za ljudski organizam. Za razliku od životinjskih masti, biljne masti sadrže mnogo takozvanih višestruko nezasićenih masnih kiselina. To su dugolančane masne kiseline, u čijoj strukturi postoje dvostruke kemijske veze. Takve molekule koriste ljudske stanice za izgradnju staničnih membrana, u kojima imaju stabilizirajuću ulogu, štiteći stanice od invazije agresivnih molekula i slobodnih radikala. Zbog ovog svojstva biljne masti imaju antikancerogeno, antioksidativno i antiradikalno djelovanje. Osim toga, u biljnim mastima obično se otapa velika količina vrijednih vitamina skupine A i E. Još jedna prednost biljnih masti je nedostatak kolesterola u njima, koji se može taložiti u ljudskim krvnim žilama i uzrokovati sklerotične promjene. Životinjske masti, s druge strane, sadrže značajnu količinu kolesterola, ali praktički ne sadrže vitamine i višestruko nezasićene masne kiseline. No, životinjske masti također su bitne za ljudski organizam, jer su važna komponenta opskrbe energijom, a osim toga sadrže i lipokinine koji pomažu tijelu da apsorbira i preradi vlastitu masnoću.
Proteini. Biljne i životinjske bjelančevine također se značajno razlikuju po svom sastavu. Iako se svi proteini sastoje od aminokiselina, neke od tih esencijalnih građevnih blokova stanice ljudskog tijela mogu sintetizirati, dok druge ne mogu. Ovih potonjih je malo, svega 4-5 vrsta, ali se ne mogu ničim zamijeniti, pa se nazivaju esencijalnim aminokiselinama. Biljna hrana ne sadrži gotovo nikakve esencijalne aminokiseline – samo ih mahunarke i soja sadrže malu količinu. U međuvremenu, ove tvari su široko zastupljene u mesu, ribi i drugim životinjskim proizvodima. Nedostatak nekih esencijalnih aminokiselina dramatično negativno utječe na dinamiku procesa rasta i na razvoj mnogih funkcija, a najznačajnije na razvoj djetetova mozga i inteligencije. Iz tog razloga djeca s dugotrajnom pothranjenošću u ranoj dobi, često ostaju psihički invalidi za cijeli život. Zato se djeci ni na koji način ne smije ograničavati korištenje životinjske hrane: barem mlijeka i jaja, kao i ribe. Očigledno je ova okolnost povezana s činjenicom da djeca mlađa od 7 godina, prema kršćanskim tradicijama, ne bi trebala postiti, odnosno odbijati životinjsku hranu.
Makro i mikroelementi. Namirnice sadrže gotovo sve kemijske elemente poznate znanosti, s mogućim izuzetkom radioaktivnih i teških metala, kao i inertnih plinova. Neki elementi, kao što su ugljik, vodik, dušik, kisik, fosfor, kalcij, kalij, natrij i neki drugi, uključeni su u sve prehrambene proizvode i u organizam ulaze u vrlo velikim količinama (desetke i stotine grama dnevno). Takve se tvari obično nazivaju makronutrijenti. Drugi se nalaze u hrani u mikroskopskim količinama, zbog čega se nazivaju mikronutrijentima. To su jod, fluor, bakar, kobalt, srebro i mnogi drugi elementi. Željezo se često naziva elementima u tragovima, iako je njegova količina u tijelu prilično velika, budući da željezo igra ključnu ulogu u prijenosu kisika unutar tijela. Nedostatak bilo kojeg od mikronutrijenata može uzrokovati ozbiljne bolesti. Nedostatak joda, na primjer, dovodi do razvoja teške bolesti štitnjače (zvane gušavost). Nedostatak željeza dovodi do anemije zbog nedostatka željeza – oblika anemije koji negativno utječe na djetetov rad, rast i razvoj. U svim takvim slučajevima nužna je korekcija prehrane, uključivanje namirnica koje sadrže nedostajuće elemente u prehrani. Dakle, jod se u velikim količinama nalazi u morskim algama - kelp, osim toga, jodirana kuhinjska sol se prodaje u trgovinama. Željezo se nalazi u goveđoj jetri, jabukama i nekom drugom voću, kao i u dječjoj karameli "Hematogen" koja se prodaje u ljekarnama.
Vitamini, nedostatak vitamina, metaboličke bolesti. Vitamini su organske molekule srednje veličine i složenosti i normalno ih ne proizvode stanice ljudskog tijela. Vitamine moramo unositi hranom, jer su neophodni za rad mnogih enzima koji reguliraju biokemijske procese u tijelu. Vitamini su vrlo nestabilne tvari, pa kuhanje na vatri gotovo u potpunosti uništava vitamine koje sadrži. Samo sirova hrana sadrži vitamine u primjetnim količinama, pa su povrće i voće za nas glavni izvor vitamina. Životinje grabljivice, kao i autohtoni stanovnici Sjevera, koji žive gotovo isključivo od mesa i ribe, dovoljno vitamina dobivaju iz sirovih životinjskih proizvoda. U prženom i kuhanom mesu i ribi praktički nema vitamina.
Nedostatak vitamina očituje se raznim metaboličkim bolestima, koje zajednički nazivamo manjkom vitamina. Sada je otkriveno oko 50 vitamina, a svaki od njih je odgovoran za svoje "mjesto" metaboličkih procesa, odnosno bolesti uzrokovane nedostatkom vitamina, postoji nekoliko desetaka. Nadaleko su poznate skorbut, beriberi, pelagra i druge bolesti ove vrste.
Vitamini se dijele u dvije velike skupine: topive u mastima i topive u vodi. Vitamini topljivi u vodi nalaze se u velikim količinama u povrću i voću, a vitamini topivi u mastima češće se nalaze u sjemenkama i orašastim plodovima. Maslinovo, suncokretovo, kukuruzno i druga biljna ulja važni su izvori mnogih vitamina topivih u mastima. Međutim, vitamin D (anti-rahitis) nalazi se uglavnom u ribljem ulju, koje se dobiva iz jetre bakalara i nekih drugih morskih riba.
U srednjim i sjevernim geografskim širinama, do proljeća, količina vitamina sačuvanih od jeseni u biljnoj hrani naglo se smanjuje, a mnogi ljudi - stanovnici sjevernih zemalja - doživljavaju nedostatak vitamina. U prevladavanju ovog stanja pomaže slana i kisela hrana (kupus, krastavci i neke druge), bogata mnogim vitaminima. Osim toga, vitamine proizvodi crijevna mikroflora, stoga, uz normalnu probavu, osoba se opskrbljuje mnogim esencijalnim vitaminima B u dovoljnim količinama. U djece prve godine života crijevna mikroflora još nije formirana, stoga bi trebali dobiti dovoljnu količinu majčinog mlijeka, kao i sokove od voća i povrća kao izvore vitamina.
Dnevne potrebe za energijom, proteinima, vitaminima. Količina hrane koja se pojede dnevno izravno ovisi o brzini metaboličkih procesa, budući da hrana mora u potpunosti nadoknaditi energiju utrošenu na sve funkcije (slika 13.). Iako se intenzitet metaboličkih procesa kod djece starije od 1 godine s godinama smanjuje, povećanje njihove tjelesne težine dovodi do povećanja ukupne (bruto) potrošnje energije. Sukladno tome, povećava se i potreba za esencijalnim hranjivim tvarima. Tablice u nastavku (Tablice 3-6) prikazuju približan dnevni unos hranjivih tvari, vitamina i esencijalnih minerala od strane djece. Treba naglasiti da tablice daju masu čistih tvari bez uzimanja u obzir vode uključene u bilo koju hranu, kao i organskih tvari koje nisu povezane s bjelančevinama, mastima i ugljikohidratima (na primjer, celuloza, koja čini većinu povrća ).
U procesu biokemijskih transformacija tvari dolazi do prekida kemijskih veza, praćenih oslobađanjem energije. To je besplatna, potencijalna energija koju živi organizmi ne mogu izravno koristiti. Treba se transformirati. Postoje dva univerzalna oblika energije koji se mogu koristiti u stanici za obavljanje različitih vrsta posla:
1) Kemijska energija, energija visokoenergetskih veza kemijskih spojeva. Kemijske veze nazivaju se makroergijskim ako se prilikom njihovog raskidanja oslobađa velika količina slobodne energije. Spojevi s takvim vezama su visokoenergetski. Molekula ATP-a ima visokoenergetske veze i ima određena svojstva koja određuju njenu važnu ulogu u energetskom metabolizmu stanica:
· Termodinamička nestabilnost;
· Visoka kemijska stabilnost. Omogućuje učinkovito skladištenje energije jer sprječava rasipanje energije u obliku topline;
· Mala veličina molekule ATP-a olakšava difuziju u različite dijelove stanice, gdje je za obavljanje kemijskog, osmotskog ili kemijskog rada potrebno opskrbiti energiju izvana;
· Promjena slobodne energije tijekom hidrolize ATP-a ima prosječnu vrijednost, što mu omogućuje da na najbolji način obavlja energetske funkcije, odnosno prenosi energiju s visokoenergetskih na niskoenergetske spojeve.
ATP je univerzalni akumulator energije za sve žive organizme; energija se pohranjuje u molekulama ATP-a vrlo kratko (životni vijek ATP-1/3 sekunde). Odmah se troši kako bi se osigurala energija za sve procese koji se u ovom trenutku odvijaju.Energija sadržana u molekuli ATP-a može se koristiti u reakcijama koje se odvijaju u citoplazmi (u većini biosinteza, kao iu nekim procesima ovisnim o membrani).
2) Elektrokemijska energija (energija transmembranskog potencijala vodika) Δ. Kada se elektroni prenose duž redoks lanca, u lokaliziranim membranama određenog tipa, koje se nazivaju generirajuće ili konjugirajuće, dolazi do neravnomjerne raspodjele protona u prostoru s obje strane membrane, tj. do poprečno orijentiranog ili transmembranskog gradijenta vodika Δ, mjerenog u voltima, pojavljuje se na membrani.nastala Δ dovodi do sinteze ATP molekula. Energija u obliku Δ može se koristiti u različitim energetski ovisnim procesima lokaliziranim na membrani:
· Za apsorpciju DNK u procesu genetske transformacije;
· Za prijenos proteina preko membrane;
· Za osiguranje kretanja mnogih prokariota;
· Za osiguranje aktivnog transporta molekula i iona kroz citoplazmatsku membranu.
Ne pretvara se sva slobodna energija dobivena tijekom oksidacije tvari u oblik koji je dostupan stanici i akumulira se u ATP-u. Dio nastale slobodne energije raspršuje se u obliku topline, rjeđe svjetlosti i električna energija... Ako stanica pohranjuje više energije nego što može potrošiti na sve procese koji troše energiju, ona sintetizira veliku količinu visokomolekularnih tvari za pohranu (lipida). Ako je potrebno, te tvari prolaze biokemijske transformacije i opskrbljuju stanicu energijom.