Народна Освіта » Біологія » § 5. Обмен веществ и превращение энергии в организме человека - основа обеспечения его нормального функционирования

НАРОДНА ОСВІТА

§ 5. Обмен веществ и превращение энергии в организме человека - основа обеспечения его нормального функционирования

Вспомните, какие организмы относятся к гетеротрофам. Какие углеводы запасаются в клетках грибов, растений и животных? Что такое гомеостаз?

Обзор строения и процессов жизнедеятельности человека мы начинаем с обмена веществ и превращения энергии, поскольку эти процессы обеспечивают основу существования нашего организма.

 

 

Что такое обмен веществ? Организм человека, как и другие биологические системы, является открытой системой (рис. 31). Вы знаете, что обмен веществ - одно из основных свойств живого. Поэтому обязательным условием существования нашего организма является поступление извне питательных веществ, содержащих в себе энергию (вспомните: организм растений способен улавливать и использовать энергию света). Полученные из внешней среды вещества и энергия подвергаются значительным превращениям в нашем организме. Питательные вещества усваиваются и энергия, накопленная в них, используется. Продукты обмена выводятся наружу (рис. 32).

Обмен веществ еще называют метаболизмом. Это основа функционирования любого живого организма. В процессах

обмена веществ нашего организма участвуют разные типы соединений -как органические (белки, жиры, углеводы и т. п.), так и неорганические (неорганические кислоты, соли, кислород, углекислый газ, вода и др.). Процессы метаболизма обеспечивают рост и развитие нашего организма, позволяют реагировать на раздражители внешней и внутренней среды, оставлять потомство. Благодаря обмену веществ структуры организма постоянно обновляются, поддерживается постоянство его внутренней среды - гомеостаз.

ЗАПОМНИТЕ! Обмен веществ, или метаболизм, - сложная цепь превращений разнообразных соединений в организме, начиная с момента попадания их из внешней среды и заканчивая выведением продуктов распада (рис. 32).

Основу обмена веществ составляют комплексы взаимосвязанных биохимических реакций, которые не могут происходить без участия ферментов.

Что такое ферменты? Ферменты, или энзимы, - это биологически активные вещества, в основном белковой природы, способные влиять на скорость протекания химической реакции. Представьте себе: биохимические реакции при участии ферментов происходят в 106-1012 раз быстрее, чем при их отсутствии. За несколько секунд или даже долей секунды в организме происходит сложная последовательность реакций, каждая из которых требует участия своего специфического фермента. Одни из них ускоряют расщепление сложных органических соединений на более простые, другие - обеспечивают образование собственных веществ организма.

Одной из главных особенностей ферментов является то, что их пространственная структура отвечает пространственной структуре веществ, вступающих в реакцию, подобно тому, как соответствует ключ к замку (рис. 33). Поэтому ферментам присуща специфичность: определенный фермент может обеспечивать один или несколько типов подобных реакций.

Какое значение для организма имеют питательные вещества? Процессы обмена веществ состоят из реакций двух типов: расщепление сложных органических соединений на более простые - процессы диссимиляции и одновременное образование более сложных соединений из простых - процессы ассимиляции. Обычно эти два процесса в организме человека сбалансированы. Но в растущем организме процессы ассимиляции должны преобладать над процессами диссимиляции (подумайте почему).

Во время протекания реакций диссимиляции освобождается необходимая для организма энергия. Реакции ассимиляции происходят с расходованием энергии. Поэтому запасы энергии в организме должны постоянно восполняться.

Организм человека способен запасать определенные вещества и соответственно накопленную в них энергию. Некоторое количество жиров запасается в подкожной жировой клетчатке, сальнике и т. п., а углеводов (в виде гликогена) - в клетках печени и мышц. При необходимости эта энергия может быть использована организмом.

Необходимая организму энергия высвобождается в результате окисления или бескислородного расщепления органических соединений (белков, жиров, углеводов). Так, при расщеплении 1 г белков и углеводов выделяется свыше 17 кДж энергии, а 1 г жиров - 38,9 кДж (см. таблицу 1).

Таблица 1

Функциональное значение для организма белков, жиров и углеводов

Питательные вещества

Энергетическая функция в организме человека

Другие функции органических веществ в организме человека

Источник веществ (продукты питания)

Белки

При окислении 1 г белка высвобождается 17 кДж, или 71,67 ккал энергии

Строительная (клетки и ткани тела человека), регуляторная (гормоны), транспортная (гемоглобин), защитная (антитела, интерферон)

Растительные: бобовые растения (фасоль, бобы, горох, соя).

Животные: яйца, икра, молоко, мясо, рыба

Углеводы

При окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж, или 73,33 ккал энергии

Запасающая (гликоген), строительная (входят в состав гликокаликса)

Растительные: зерновые (хлебо-макаронные изделия), рис, картофель, овощи, фрукты

Продолжение таблицы 1

Питательные вещества

Энергетическая функция в организме человека

Другие функции органических веществ в организме человека

Источник веществ (продукты питания)

Жиры

При окислении 1 г жиров высвобождается 38,9 кДж, или 162,08 ккал энергии

Запасающая (жировые депо), теплоизоляционная, защитная (защищают кожу от высыхания и набухания), строительная (входят в состав клеточных мембран)

Растительные масла (подсолнечное, оливковое, кукурузное и т. п.).

Животные: масло, сало

Здоровье человека. Для полноценной жизнедеятельности организма человека необходимо энергии приблизительно 10 500 кДж в сутки.

В результате биохимических реакций белки и углеводы могут превратиться в жиры, а жиры - в углеводы. Однако углеводы и жиры никогда не превращаются в белки.

Обмен веществ и превращение энергии в организме человека регулируют нервная и эндокринная (с помощью биологически активных веществ, в основном гормонов) системы. Подробнее о регуляции обмена веществ вы узнаете в § 55.

Ключевые термины и понятия: метаболизм, диссимиляция, ассимиляция, ферменты.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

Одним из условий жизнедеятельности организма человека является обмен веществ и превращение энергии - метаболизм. Он состоит из двух взаимосвязанных процессов: диссимиляции (расщепление сложных органических веществ на более простые с высвобождением энергии) и ассимиляции (образование необходимых организму органических веществ с расходом энергии).

Ферменты - биологически активные вещества, способные влиять на скорость протекания биохимических реакций.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Что такое обмен веществ? 2. Из каких процессов состоит обмен веществ?

3. Для чего нужны запасы энергии в организме человека? 4. Что такое ферменты? Какова их роль в обмене веществ? 5. Что собой представляют процессы диссимиляции? 6. Какова роль процессов ассимиляции в обеспечении метаболизма?

Выберите один правильный ответ

1.    Где в организме человека преимущественно может откладываться гликоген: а) в подкожной жировой клетчатке; б) в сальнике; в) в клетках печени; г) в костях?

2.    Укажите процессы, с которыми связаны образование и расщепление органических соединений в организме человека: а) фотосинтез и дыхание; б) ассимиляция и диссимиляция; в) дыхание и выделение; г) диссимиляция и дыхание.

Выберите три правильных ответа

Выберите признаки, характерные для ассимиляции.

А превращение веществ

Б энергетические изменения

В место, где происходит процесс

1    расщепление веществ

2    отсутствие превращений

3    синтез веществ

1    поглощение энергии

2    высвобождение энергии

3    отсутствие энергетических изменений

1    клетка

2    межклеточная жидкость

3    полость кишечника

ПОДУМАЙТЕ. Что общего и отличного в процессах ассимиляции и диссимиляции? Какая связь существует между ними?

С помощью взрослых выполните исследовательский практикум. Самонаблюдение за соотношением массы тела и роста

Оборудование и материалы: напольные весы, сантиметровая лента.

1.    Станьте ровно у стены без обуви, касаясь ее тремя точками: на уровне пяток, ягодичных мышц и лопаток. Голову держите прямо. С помощью сантиметровой ленты измерьте свой рост с точностью до 0,5 см. Данные запишите в таблицу.

2.    Взвесьтесь на напольных весах. Данные занесите в таблицу.

3.    Определите свой массо-ростовой индекс. Для этого показатель массы тела (г) разделите на показатель роста. Каждому сантиметру роста должно соответствовать 350-400 г массы у мальчиков и 375-425 г у девочек. Если показатели меньше, то можно говорить о недостаточной массе, если больше - об избыточной. Проанализируйте, почему увеличилась масса тела: из-за жировых отложений или в результате развития мышц.

4.    Определите свой росто-массовый показатель (кг), вычитая из показателя роста цифру 100, если рост равен 155-164 см, или цифру 110, если рост равняется 165-185 см.

 

Этот материал взят из учебника Биология 8 класс Матяш

 

Категорія: Біологія

Автор: admin от 2-09-2016, 22:28, посмотрело: 2160