Prezentacija iz biologije na temu "metabolizam i energija u ćeliji." Prezentacija na temu „Metabolizam u ljudskom organizmu. Ugljeni hidrati i njihova uloga u organizmu.

Metabolizam i energija - Metabolizam

Odnos između procesa katabolizma i anabolizma

Glavna uloga u
uparivanje
anabolički
I
katabolički
procesi u
tijelo
igrati:
ATP,
NADP N.

Anaerobni i aerobni katabolizam

Primarno i sekundarno grijanje

Omjer fosforilacije (P/O) -

Putevi metabolizma nutrijenata

Proteini i njihova uloga u tijelu

Proteini i njihova uloga u tijelu

Rubnerov koeficijent trošenja

Balans azota

Lipidi i njihova uloga u tijelu

Ugljikohidrati i njihova uloga u tijelu

Minerali i njihova uloga u organizmu

Vitamini i njihova uloga u organizmu

Jednačina energetske ravnoteže

Fizička kalorimetrija (“bomba”) Berthelot

E = A + H + S

Atwater - Benedict biokalorimetar E = A + H + S

tjelesni troškovi

Kalorijski ekvivalent kiseonika (CE02)

Osnovna razmjena -

BX

Regulacija metabolizma i energije

Multiparametarski je, tj.
uključujući regulatorne sisteme
(centre) mnogih tjelesnih funkcija
(disanje, cirkulacija, izlučivanje,
prenos toplote itd.).

Centar za regulaciju metabolizma i energije

Eferentne veze u metaboličkoj regulaciji

Glavna funkcija termoregulacionog sistema

Temperatura različitih područja ljudskog tijela

Endogena termoregulacija

Proizvodnja toplote

Odvođenje topline

Vrste prijenosa topline

Termoregulacioni centar

Opis prezentacije po pojedinačnim slajdovima:

1 slajd

Opis slajda:

Prezentacija iz anatomije na temu: Metabolizam - kao glavno svojstvo živog sistema Izvršila: Natalya Amineva, . Nižnji Novgorod 2015

2 slajd

Opis slajda:

3 slajd

Opis slajda:

Koncept metabolizma Metabolizam ili metabolizam je skup hemijskih reakcija koje se dešavaju u živom organizmu za održavanje života. Ovi procesi omogućavaju organizmima da rastu i razmnožavaju se, održavaju svoje strukture i reaguju na uticaje okoline. Metabolizam se obično dijeli u dvije faze: tokom katabolizma složene organske tvari se razgrađuju do jednostavnijih; U procesima anabolizma, uz potrošnju energije sintetiziraju se tvari poput proteina, šećera, lipida i nukleinskih kiselina.

4 slajd

Opis slajda:

Metabolizam i energija je zajedničko svojstvo svih živih bića, koje je u osnovi održavanja života. Živi organizmi su sposobni da apsorbuju određene supstance iz okoline, transformišu ih, dobiju energiju kroz te transformacije i otpuštaju nepotrebne ostatke tih supstanci nazad u okolinu.

5 slajd

Opis slajda:

Svi organizmi su otvoreni sistemi koji su stabilni samo ako imaju stalan pristup supstancama i energiji izvana.

6 slajd

Opis slajda:

7 slajd

Opis slajda:

Metabolički uslovi Dostupnost energije u obliku ATP-a. Prisustvo enzima - bioloških katalizatora. Funkcionalna aktivnost organela odgovornih za provođenje reakcija oksidacije i sinteze. Jasna kontrola iz ćelijskog jezgra. Dostupnost polaznih materijala.

8 slajd

Opis slajda:

Prijem hranljivih materija i energije iz spoljašnje sredine 2 3 1 Transformacija ovih supstanci i energije unutar tela Korišćenje pozitivnih komponenti ovih transformacija od strane organizma 4 Oslobađanje nepotrebnih komponenti transformacija iz tela u spoljašnju sredinu

Slajd 9

Opis slajda:

10 slajd

Opis slajda:

Metabolizam proteina Proteini su polimerne supstance visoke molekularne težine koje sadrže dušik. Proteini zauzimaju vodeće mjesto među organskim elementima, čineći više od 50% suhe mase ćelije. Čitav kompleks metabolizma u tijelu (disanje, probava, izlučivanje) osigurava se djelovanjem enzima, koji su proteini. Sve motoričke funkcije tijela osigurane su interakcijom kontraktilnih proteina - aktina i miozina. Proteini su dio citoplazme, hemoglobina, krvne plazme, mnogih hormona, imunoloških tijela, održavaju postojanost vodeno-slane sredine tijela i osiguravaju njen rast. Enzimi koji su nužno uključeni u sve faze metabolizma su proteini. Čitav kompleks metabolizma u tijelu (disanje, probava, izlučivanje) osigurava se djelovanjem enzima, koji su proteini. Sve motoričke funkcije tijela osigurane su interakcijom kontraktilnih proteina - aktina i miozina.

11 slajd

Opis slajda:

12 slajd

Opis slajda:

Značaj lipida u tijelu Lipidi su estri glicerola i viših masnih kiselina. Mnogo je masti u potkožnom tkivu, oko nekih unutrašnjih organa (na primjer, bubrega), kao i u jetri i mišićima. Masti su dio ćelija (citoplazma, jezgro, ćelijske membrane), pri čemu je njihova količina konstantna. Akumulacije masti mogu služiti i drugim funkcijama. Na primjer, potkožna mast sprječava povećan prijenos topline, perinefrična mast štiti bubreg od modrica itd. Masnoće tijelo koristi kao bogat izvor energije. Razgradnjom 1 g masti u tijelu se oslobađa više nego dvostruko više energije (38,9 kJ) od razgradnje iste količine proteina ili ugljikohidrata. Nedostatak masti u hrani remeti rad centralnog nervnog sistema i reproduktivnih organa i smanjuje izdržljivost na razne bolesti. Sa mastima telo dobija vitamine rastvorljive u njima (A, D, E itd.), koji su od vitalnog značaja za čoveka.

Slajd 13

Opis slajda:

Važnost ugljenih hidrata Ugljeni hidrati su glavni izvor energije, posebno tokom intenzivnog rada mišića. Kod odraslih, tijelo više od polovine svoje energije dobiva iz ugljikohidrata. Razgradnja ugljikohidrata uz oslobađanje energije može se dogoditi i u uvjetima bez kisika i u prisustvu kisika. Krajnji produkti metabolizma ugljikohidrata su ugljični dioksid i voda. Ugljikohidrati imaju sposobnost brzog razlaganja i oksidacije. U slučaju jakog umora ili teškog fizičkog napora, uzimanje nekoliko grama šećera poboljšava stanje organizma.

Slajd 14

Opis slajda:

15 slajd

Opis slajda:

Značaj minerala Minerali, zajedno sa proteinima, ugljenim hidratima i vitaminima, vitalni su sastojci ljudske hrane i neophodni su za izgradnju hemijskih struktura živih tkiva i sprovođenje biohemijskih i fizioloških procesa koji su u osnovi života organizma. Ogromna većina svih prirodnih hemijskih elemenata (81) nalazi se u ljudskom tijelu. 12 elemenata naziva se strukturnim, jer čine 99% elementarnog sastava ljudskog tijela (C, O, H, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). Glavni građevinski materijali su četiri elementa: dušik, vodonik, kisik i ugljik. Preostali elementi, koji se nalaze u organizmu u malim količinama, igraju važnu ulogu, utičući na zdravlje i stanje našeg organizma.

16 slajd

Metabolički proces

Ovo je kompleks kemijskih reakcija živih organizama koje se odvijaju određenim redoslijedom.

Metabolizam je stalan proces žive ćelije.

Izvanredni ruski fiziolog I. M. Sechenov napisao je: „Orgam ne može postojati bez sredine koja mu daje energiju.

Katabolizam (reakcija cijepanja) je proces razgradnje organskih tvari bogatih energijom.

Anabolizam (reakcija sinteze) je sinteza različitih makromolekula korištenjem energije jednostavnih supstanci koje nastaju tijekom kataboličke reakcije, odnosno aminokiselina, monosaharida, masnih kiselina, dušičnih baza i ATP-a s NADP∙H

Dijagram metabolizma u ćeliji

Makromolekule ćelije: proteini, polisaharidi, lipidi, nukleinske kiseline

Nutrijenti – izvori energije: ugljeni hidrati, masti, proteini

Hemijska energija: ATP, NADP

Anabolizam

Katabolizam

Novi molekuli: aminokiseline, šećeri, masne kiseline, azotne baze

Energetski siromašne tvari za razlaganje: CO 2, H 2 O, NH 2

Energetski metabolizam ćelije, odnosno disanje tijela.

ATP sinteza. Disanje i peckanje .

Kada se supstance spoje sa kiseonikom, dolazi do procesa oksidacija, tokom cijepanja – proces oporavak. Takve reakcije živih organizama nazivaju se biološka oksidacija.

ATP. Disanje i peckanje.

Ako sagorijevanje dolazi do organskih tvari uz sudjelovanje kisika u prirodi, To proces disanjaživih organizama se odvija u mitohondrije . Energija procesa sagorevanja oslobađa se u obliku toplote . Energija koja se stvara tokom disanja koristi se za održavanje vitalnih funkcija i održavanje aktivnosti tijela.

Disanje se može opisati ovako:

C 6 H 12 O 6 +6O 2 → 6CO 2 +6H 2 O+2881 kJ/mol

Proces glikolize

Proces razgradnje glukoze uz pomoć enzima, praćen oslobađanjem dijela energije akumulirane u molekulu glukoze, naziva se glikoliza.

Proces razgradnje glukoze podijeljen je u tri faze:

• Glikoliza
• Konverzija limunske kiseline
• Lanac transporta elektrona

Glikoliza se sastoji od tri faze: pripremni, bez kiseonika, kiseonik.

Pripremna faza glikolize

Ovdje se organske tvari bogate energijom razlažu na jednostavne tvari pod utjecajem posebnih enzima. Na primjer, polisaharidi se razlažu na monosaharide, masti na masne kiseline i glicerol, nukleinske kiseline na nukleotide, proteine ​​na aminokiseline.

Stadij glikolize bez kiseonika .

Sastoji se od 13 uzastopnih reakcija koje se odvijaju pod uticajem enzima. Početni proizvod reakcije je 1 mol C6H12O6 (glukoza), kao rezultat reakcije nastaju 2 mola C 3 H 6 O 3 (mliječne kiseline) i 2 mola ATP-a. Kiseonik uopšte ne učestvuje u ovoj reakciji, zbog čega se ova faza i zove bez kiseonika. Obratite pažnju na jednačinu reakcije:

C6H12O6+2H3PO4+2 ADP → 2C3H6O3+2 ATP +2H2O

Kao rezultat reakcije nastaje 200 kJ energije, od čega je 40 % ili 80 kJ pohranjeno u dva ATP molekula, 120 kJ energije, odnosno 60 % se pohranjuje u ćeliji.

Kiseonički stadijum glikolize

Ova reakcija se razlikuje od cijepanja bez kisika po učešću kisika i potpunom razgradnji glukoze sa stvaranjem konačnih proizvoda CO2 i H2O. Početni proizvod reakcije uključuje 2 mola C3H6O3 (mliječne kiseline); Kao rezultat, sintetizira se 36 molova ATP-a.

2C3H6O3+6O2+36H3PO4+36 ADP → 6CO2+36 ATP +42H2O

To znači da se glavni izvor energije formira u fazi glikolize kiseonikom (2600 kJ)

Od 2600 kJ energije dobijene kao rezultat aerobnog procesa glikolize, 1440 kJ, ili 54%, koristi se za hemijske veze ATP-a.

Ukupna jednadžba za reakciju anoksične i oksigenične razgradnje glukoze izgleda ovako:

C6H12O6+6O2+38H3PO4+38 ADP → 6CO3+38 ATP +44H2O

Energija nastala u procesu bezkiseoničkog i cijepanja kisika od 80 kJ + 1440 kJ = 1520 kJ, ili 55%, pohranjuje se u obliku potencijalne energije, koristi se za životne procese ćelije, a koristi se 45%. u obliku toplotne energije.

• Energija se oslobađa sagorevanjem i disanjem. Reakcija sagorevanja se dešava u prirodi, a reakcija disanja se dešava u mitohondrijima ćelije.
• Energija koja se koristi za životne procese ćelije pohranjuje se u obliku ATP-a.
• Molekul ATP se sintetiše tokom razgradnje glukoze bez kiseonika i bez kiseonika.
• Energija koja se stvara tokom glikolize pohranjuje se 55% kao potencijalna energija, a 45% se pretvara u toplotnu energiju.

fotosinteza

Fotosinteza se odvija u biljnim hloroplastima. Sadrže pigment hlorofil, dajući zelenu boju biljkama. Pigment hlorofil, upijajući plave i crvene zrake, reflektuje se zeleno i daje odgovarajuću boju biljkama.

Fotosinteza ima dvije faze - svetlo i tamno . U svjetlosnoj fazi, reakcije s lažnim mehanizmom se javljaju korištenjem energije sunčeve svjetlosti. To uključuje: sintezu ATP-a, formiranje NADP∙H, fotolizu vode

Fotosinteza igra važnu ulogu u pretvaranju energije sunca u obliku ATP-a u energiju hemijskih veza, što se može vidjeti na dijagramu:

fotosinteza

Sunčeva energija ATP Organska materija

Rast, razvoj, kretanje itd.

Tokom fotosinteze, biljke pohranjuju energiju sunca u obliku organskih spojeva; kada dišu, molekuli hranjivih tvari se razgrađuju, oslobađajući energiju. Ove pojave daju energiju neophodnu za sintezu ATP-a.

Tamna faza fotosinteze

U tamnoj fazi fotosinteze, CO2 (ugljični monoksid) je od velike važnosti. Monosaharidi, disaharidi i polisaharidi se sintetiziraju pomoću energije ATP-a, NADP∙H. Budući da sinteza ovih organskih tvari ne koristi svjetlosnu energiju, te organske tvari ne koriste svjetlosnu energiju, ovaj proces se naziva tamna faza fotosinteze.

U tamnoj fazi, petougljični hidrat (C5) učestvuje kao početni proizvod reakcije. Formiranje jedinjenja sa tri ugljenika (C 3) naziva se WITH 3 – ciklus, ili Calvinov ciklus .

Za otkriće ovog ciklusa, američki biohemičar M. Calvin dobio je Nobelovu nagradu.

Biosinteza proteina, složen proces u više koraka, uključuje DNK, mRNA, tRNA, ribozome, ATP i razne enzime.

Sistem snimanja genetskih informacija u DNK (mRNA) u obliku specifične sekvence nukleotida naziva se genetski kod

Transkripcija (doslovno „prepisivanje“) se odvija kao reakcija sinteze matrice. Na lancu DNK, kao na šablonu, po principu komplementarnosti, sintetiše se lanac mRNA, koji u svojoj nukleotidnoj sekvenci tačno kopira (komplementaran) sekvencu nukleotida matriksa - polinukleotidni lanac DNK, i timina u DNK odgovara uracilu u RNK.

BROADCAST

Sljedeći korak u biosintezi proteina je emitovanje(Latinski za "transfer") je prevođenje nukleotidne sekvence u mRNA molekulu u sekvencu aminokiselina u polipeptidnom lancu.

• Održavanje stalnog unutrašnjeg stanja.
• Jedno od najvažnijih svojstava organizma.
• Metabolizam tvari i energije odvija se na svim nivoima tijela.

PLAN PREDAVANJA

Faze metabolizma:

Zakon o očuvanju energije

Metabolizam je skup fizičkih, hemijskih i fizioloških procesa koji osiguravaju primanje i isporuku energije iz energije u ćelije.

Srednji metabolizam je skup hemijskih transformacija nutrijenata od trenutka ulaska u krv do početka izlučivanja

METABOLIZAM I ENERGIJA

Funkcije proteina:

Konverzija proteina u organizmu

Vrste sinteze proteina

Poluživot proteina 80 dana

PROTEINI – biološki polimeri koji se sastoje od aminokiselina

Dnevne potrebe za proteinima

Bilans dušika je razlika između količine dušika primljenog iz hrane i oslobođenog s produktima metabolizma.

Balans azota

Rubnerov koeficijent trošenja

Regulacija metabolizma proteina

Funkcije lipida:

Više masnih kiselina

Uloga nezasićenih masnih kiselina:

Ukupni skup holesterola:

Formiranje aterosklerotskog plaka

Dnevna potreba za mastima

Pravilna tjelesna težina i gojaznost

Uzrok i uslovi za razvoj nutritivne gojaznosti

Nutritivna gojaznost kao faktor rizika za razne bolesti

Nervna regulacija metabolizma masti

Humoralna regulacija metabolizma masti

Funkcije ugljenih hidrata:

Glavni putevi metabolizma glukoze u tijelu

Metabolizam glukoze u tijelu

Dnevne potrebe za ugljenim hidratima

Regulacija metabolizma ugljikohidrata određuje se održavanjem nivoa glukoze u krvi (3,3 – 5,55 mmol/l)

Integracija metabolizma proteina, lipida i ugljikohidrata

TERMOREGULACIJA

Predavanje 21 prof. Mukhina I.V. Medicinski fakultet

METABOLIZAM I

Razmjenski, ili metabolički, procesi tokom kojih se određeni elementi tijela sintetišu iz apsorbovane hrane nazivaju se anabolizmom.

Metabolički, ili metabolički, procesi tokom kojih se određeni elementi tijela ili apsorbirana hrana razgrađuju nazivaju se katabolizmom.

Metabolizam i energija predstavlja skup procesa transformacije supstanci i energije u živim sistemima, kao i razmene supstanci i energije između organizma i spoljašnje sredine.

Sastoji se od tri faze:

1. Ulazak supstanci u različite ćelije (enzimska razgradnja supstanci, apsorpcija, snabdevanje organizma kiseonikom, transport supstanci);

2. Korištenje hranjivih tvari od strane stanica;

3. Uklanjanje metaboličkih krajnjih produkata u okolinu.

METABOLIZAM

Nutrientinazivaju se komponente hrane koje se asimiliraju tokom metabolizma u tijelu. To uključuje proteini masti ugljikohidrati,

vitamini, minerali i voda.

Fiziološki zadatak je kvantitativna procjena metabolizma, za koju proučavaju ulazak u organizam

proteini, masti i ugljikohidrati i njihovu potrošnju.

Metabolizam proteina

Plastika (struktura, regeneracija)

Regulatorni (enzimi, hormoni, receptori)

Homeostatski (onkotski pritisak, viskozitet krvi, sistem pufera krvi)

Zaštitni (antitijela, hemostaza)

Transport

Energija

Biološka vrijednost:

Proteini imaju različite aminokiselinske sastave, pa je stoga mogućnost njihove upotrebe u tijelu različita. Od 20 aminokiselina, 12 se sintetizira u tijelu, i8 – esencijalne aminokiseline (leucin,

izoleucin, valin, metionin, lizin, treonin, fenilalanin, triptofan).

U tom pogledu postoji razlikabiološki vrednih proteina

inferioran.

Hrana mora sadržavati najmanje 30% proteina visoke biološke vrijednosti , uglavnom životinjskog porijekla. Koeficijent konverzije životinjskih proteina iz biljnih proteina je 0,6-0,7%.

Dnevne potrebe:

Da bi u potpunosti zadovoljio potrebe organizma za proteinima, osoba mora primati 80-100 g proteina, uključujući 30 g životinjskog porijekla, a tokom fizičke aktivnosti - 130-150 g.

Fiziološki optimum proteina– 1 g/kg tjelesne težine.

Kada se oksidira 1 g proteina, oslobađa se 4,0 kcal = 16,7 J.

Interkonverzija nutrijenata:

Rubnerovo izodinamičko pravilo - metabolizam masti, proteina, ugljikohidrata je međusobno povezan. Hranjive tvari se mogu izmjenjivati ​​u skladu s njihovom energetskom vrijednošću, budući da postoje srednji metaboliti, na primjer, acetil koenzim A, uz pomoć kojeg se sve vrste metabolizma svode na zajednički put - ciklus trikarboksilne kiseline. Međutim, proteini, zbog svoje plastične funkcije i nemogućnosti taloženja, ne mogu se zamijeniti ni mastima ni ugljikohidratima.

Balans azota

Balans azota- razlika između količine azota koja ulazi u organizam hranom i količine azota koji se izlučuje iz organizma u obliku konačnih metabolita.

16 g dušika odgovara 100 g proteina(1 g azota odgovara 6,25 g proteina).

Ako je količina isporučenog dušika jednaka količini koja se oslobađa, onda možemo govoriti o tomebalans azota. Za održavanje ravnoteže dušika u tijelu potrebno je 30-45 g proteina životinjskog porijekla dnevno.

Stanje u kojem količina unesenog dušika premašuje količinu oslobođenu naziva sepozitivan bilans azota.

Stanje u kojem količina izlučenog dušika premašuje isporučenu se nazivanegativan bilans azota.

Minimalna količina proteina koja se stalno razgrađuje u tijelu naziva sekoeficijent habanja (Rubner). To je otprilike 0,028-0,075 g dušika/kg dnevno. dakle, gubitak proteina kod osobe težine 70 kg iznosi 23 g/dan. Unošenje proteina u organizam u manjim količinama dovodi do negativnog balansa dušika, koji ne zadovoljava plastične i energetske potrebe organizma.

Regulacija metabolizma proteina:

Anabolizam – somatotropin (hormon adenohipofize), insulin (pankreas), androgen (muške polne žlezde).

Katabolizam - tiroksin i trijodtironin (tiroidna žlijezda), glukokortikoidi (stimuliraju sintezu u jetri) i adrenalin (nadbubrežne žlijezde).

Metabolizam lipida

Lipidi: neutralne masti (trigliceridi), fosfolipidi, holesterol, masne kiseline.

Plastika (fosfolipidi, holesterol);

energija;

Izvor stvaranja energetskih rezervi i endogene vode (kod žena, depo 20-25% tjelesne težine, kod muškaraca – 12-14%);

Regulatorna (konverzija muških polnih hormona u ženske u masnom tkivu).