Prezentacija o biologiji na temu "metabolizam i energija u stanici". Prezentacija na temu "Metabolizam u ljudskom tijelu. Ugljikohidrati i njihova uloga u tijelu.

Metabolizam i energija - Metabolizam

Odnos procesa katabolizma i anabolizma

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

Anaerobni i aerobni katabolizam

Primarna i sekundarna toplina

Omjer fosforilacije (P/O) -

Putovi metabolizma hranjivih tvari

Proteini i njihova uloga u organizmu

Proteini i njihova uloga u organizmu

Rubnerov koeficijent trošenja

Ravnoteža dušika

Lipidi i njihova uloga u organizmu

Ugljikohidrati i njihova uloga u organizmu

Minerali i njihova uloga u organizmu

Vitamini i njihova uloga u organizmu

Jednadžba energetske bilance

Fizička kalorimetrija (“bomba”) Berthelot

E = A + H + S

Atwater - Benedictov biokalorimetar E = A + H + S

troškovi tijela

Kalorijski ekvivalent kisika (CE02)

Osnovna razmjena -

BX

Regulacija metabolizma i energije

Višeparametarski je, tj.
uključujući regulatorne sustave
(centri) mnogih tjelesnih funkcija
(disanje, cirkulacija, izlučivanje,
prijenos topline itd.).

Centar za regulaciju metabolizma i energije

Eferentne veze u regulaciji metabolizma

Glavna funkcija sustava termoregulacije

Temperatura različitih dijelova ljudskog tijela

Endogena termoregulacija

Proizvodnja topline

Odvođenje topline

Vrste prijenosa topline

Centar za termoregulaciju

Opis prezentacije po pojedinačnim slajdovima:

1 slajd

Opis slajda:

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

2 slajd

Opis slajda:

3 slajd

Opis slajda:

Pojam metabolizma Metabolizam ili metabolizam je skup kemijskih reakcija koje se odvijaju u živom organizmu radi održavanja života. Ovi procesi omogućuju organizmima da rastu i razmnožavaju se, održavaju svoje strukture i reagiraju na utjecaje okoliša. Metabolizam se obično dijeli u dvije faze: tijekom katabolizma složene organske tvari razgrađuju se na jednostavnije; U procesima anabolizma uz utrošak energije sintetiziraju se tvari poput proteina, šećera, lipida i nukleinskih kiselina.

4 slajd

Opis slajda:

Metabolizam i energija zajednička su osobina svih živih bića koja su temelj održavanja života. Živi organizmi sposobni su apsorbirati određene tvari iz okoliša, transformirati ih, tim pretvorbama dobivati ​​energiju i otpuštati nepotrebne ostatke tih tvari natrag u okoliš.

5 slajd

Opis slajda:

Svi organizmi su otvoreni sustavi koji su stabilni samo ako imaju stalan pristup tvarima i energiji izvana.

6 slajd

Opis slajda:

7 slajd

Opis slajda:

Metabolički uvjeti Dostupnost energije u obliku ATP-a. Prisutnost enzima - bioloških katalizatora. Funkcionalna aktivnost organela odgovornih za odvijanje reakcija oksidacije i sinteze. Jasna kontrola iz stanične jezgre. Dostupnost polaznih materijala.

8 slajd

Opis slajda:

Primanje hranjivih tvari i energije iz vanjske sredine 2 3 1 Transformacija tih tvari i energije unutar tijela Korištenje pozitivnih komponenti ovih transformacija od strane tijela 4 Otpuštanje nepotrebnih komponenti transformacija iz tijela u vanjsku okolinu

Slajd 9

Opis slajda:

10 slajd

Opis slajda:

Metabolizam proteina Proteini su polimerne tvari velike molekulske mase koje sadrže dušik. Proteini zauzimaju vodeće mjesto među organskim elementima, čineći više od 50% suhe mase stanice. Cijeli 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-solne sredine tijela i osiguravaju njegov rast. Enzimi koji su nužno uključeni u sve faze metabolizma su proteini. Cijeli 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:

Važnost lipida u organizmu Lipidi su esteri glicerola i viših masnih kiselina. Puno masnoće ima u potkožnom tkivu, oko nekih unutarnjih organa (primjerice, bubrega), te u jetri i mišićima. Masti su dio stanica (citoplazma, jezgra, stanične membrane), gdje je njihova količina konstantna. Nakupine masti mogu služiti i drugim funkcijama. Na primjer, potkožno masno tkivo sprječava povećani prijenos topline, perinefrično masno tkivo štiti bubreg od modrica itd. Masnoću tijelo koristi kao bogat izvor energije. Razgradnjom 1 g masti u tijelu oslobađa se više nego dvostruko više energije (38,9 kJ) nego razgradnjom iste količine bjelančevina ili ugljikohidrata. Nedostatak masti u hrani remeti rad središnjeg živčanog sustava i reproduktivnih organa te smanjuje otpornost na razne bolesti. S masnoćama tijelo prima vitamine topive u njima (A, D, E i dr.), koji su životno važni za čovjeka.

Slajd 13

Opis slajda:

Važnost ugljikohidrata Ugljikohidrati su glavni izvor energije, posebno tijekom intenzivnog rada mišića. U odraslih osoba tijelo više od polovice energije dobiva iz ugljikohidrata. Razgradnja ugljikohidrata uz oslobađanje energije može se dogoditi iu uvjetima bez kisika iu prisutnosti kisika. Krajnji produkti metabolizma ugljikohidrata su ugljikov dioksid i voda. Ugljikohidrati imaju sposobnost brze razgradnje 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:

Važnost minerala Minerali su, uz bjelančevine, ugljikohidrate i vitamine, vitalni sastojci ljudske prehrane i nužni su za izgradnju kemijskih struktura živih tkiva i provođenje biokemijskih i fizioloških procesa koji su u osnovi života organizma. Velika većina svih prirodnih kemijskih elemenata (81) nalazi se u ljudskom tijelu. 12 elemenata nazivamo strukturnim, jer čine 99% elementarnog sastava ljudskog organizma (C, O, H, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). Glavni građevni materijali su četiri elementa: dušik, vodik, kisik i ugljik. Preostali elementi, budući da su u tijelu u malim količinama, igraju važnu ulogu, utječući na zdravlje i stanje našeg tijela.

16 slajd

Metabolički proces

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

Metabolizam je stalni proces žive stanice.

Izvanredni ruski fiziolog I. M. Sechenov napisao je: “Organizam 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 tvari nastalih tijekom kataboličke reakcije, naime aminokiselina, monosaharida, masnih kiselina, dušičnih baza i ATP-a s NADP∙H

Dijagram metabolizma u stanici

Stanične makromolekule: proteini, polisaharidi, lipidi, nukleinske kiseline

Hranjive tvari – izvori energije: ugljikohidrati, masti, bjelančevine

Kemijska energija: ATP, NADP

Anabolizam

Katabolizam

Nove molekule: aminokiseline, šećeri, masne kiseline, dušične baze

Energetski siromašne tvari razgradnje: CO 2, H 2 O, NH 2

Energetski metabolizam stanice, odnosno disanje tijela.

sinteza ATP-a. Disanje i gori .

Kada se tvari spoje s kisikom, dolazi do procesa oksidacija, tijekom cijepanja – proces oporavak. Takve reakcije živih organizama nazivaju se biološka oksidacija.

ATP. Disanje i gori.

Ako izgaranje organske tvari uz sudjelovanje kisika javlja u prirodi, Da proces disanjaživih organizama provodi se u mitohondrije . Energija procesa izgaranja oslobađa se u obliku topline . Energija nastala disanjem koristi se za održavanje vitalnih funkcija i održavanje aktivnosti organizma.

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 nakupljene u molekuli glukoze, naziva se glikoliza.

Proces razgradnje glukoze podijeljen je u tri faze:

• Glikoliza
• Pretvorba limunske kiseline
• Transportni lanac elektrona

Glikoliza se sastoji od tri faze: pripremni, bez kisika, kisik.

Pripremni stadij glikolize

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

Stadij glikolize bez kisika .

Sastoji se od 13 uzastopnih reakcija koje se odvijaju pod utjecajem enzima. Početni produkt reakcije je 1 mol C6H12O6 (glukoza), kao rezultat reakcije nastaje 2 mol C 3 H 6 O 3 (mliječna kiselina) i 2 mol ATP. Kisik uopće ne sudjeluje u ovoj reakciji, zbog čega se ovaj stadij i zove bez kisika. Obratite pažnju na jednadžbu reakcije:

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

Kao rezultat reakcije nastaje 200 kJ energije, od čega je 40%, odnosno 80 kJ, pohranjeno u dvije molekule ATP-a, 120 kJ energije, odnosno 60%, pohranjeno je u stanici.

Kisik faza glikolize

Ova se reakcija razlikuje od cijepanja bez kisika sudjelovanjem kisika i potpunom razgradnjom glukoze uz nastanak konačnih proizvoda CO2 i H2O. Početni proizvod reakcije uključuje 2 mola C3H6O3 (mliječna kiselina); Kao rezultat, sintetizira se 36 mola ATP-a.

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

To znači da se glavni izvor energije stvara tijekom kisikove faze glikolize (2600 kJ)

Od 2600 kJ energije dobivene kao rezultat aerobnog procesa glikolize, 1440 kJ, odnosno 54%, troši se za kemijske veze ATP-a.

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

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

Energija nastala u procesu bezkisičnog i cijepanja kisika od 80 kJ + 1440 kJ = 1520 kJ, odnosno 55%, pohranjuje se u obliku potencijalne energije, koristi se za životne procese stanice, a 45% se koristi u obliku toplinske energije.

• Energija se oslobađa izgaranjem i disanjem. Reakcija izgaranja događa se u prirodi, a reakcija disanja u mitohondrijima stanice.
• Energija koja se koristi za životne procese stanice pohranjuje se u obliku ATP-a.
• Molekula ATP sintetizira se tijekom razgradnje glukoze bez kisika i kisika.
• Energija nastala tijekom glikolize pohranjuje se 55% kao potencijalna energija, a 45% se pretvara u toplinsku energiju.

Fotosinteza

Fotosinteza se odvija u biljnim kloroplastima. Sadrže pigment klorofil, dajući zelenu boju biljkama. Pigment klorofil, apsorbirajući plave i crvene zrake, reflektira se zeleno i daje odgovarajuću boju biljkama.

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

Fotosinteza ima važnu ulogu u pretvaranju energije Sunca u obliku ATP-a u energiju kemijskih veza, što se može vidjeti na dijagramu:

Fotosinteza

Sunčeva energija ATP Organska tvar

Rast, razvoj, kretanje itd.

Tijekom fotosinteze, biljke pohranjuju energiju sunca u obliku organskih spojeva; kada dišu, molekule hranjivih tvari se razgrađuju, oslobađajući energiju. Ovi fenomeni osiguravaju energiju potrebnu za sintezu ATP-a.

Tamna faza fotosinteze

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

U tamnoj fazi kao početni produkt reakcije sudjeluje ugljikohidrat s pet ugljika (C5). Tvorba spoja s tri ugljika (C 3) naziva se S 3 – ciklus, odnosno Calvinov ciklus .

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

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

Sustav bilježenja genetske informacije u DNA (mRNA) u obliku određenog niza nukleotida naziva se genetski kod

Transkripcija (doslovno "prepisivanje") odvija se kao reakcija sinteze matrice. Na lancu DNA, kao na šabloni, po principu komplementarnosti sintetizira se lanac mRNA, koji u svom nukleotidnom slijedu točno kopira (komplementaran) slijed nukleotida matrice - polinukleotidni lanac DNA, a timin u DNA odgovara uracilu u RNA.

EMITIRANJE

Sljedeći korak u biosintezi proteina je emitirati(latinski za “transfer”) je prevođenje nukleotidnog niza u molekuli mRNA u niz aminokiselina u polipeptidnom lancu.

• Održavanje stalnog unutarnjeg stanja.
• Jedno od najvažnijih svojstava tijela.
• Metabolizam tvari i energije odvija se na svim razinama tijela.

PLAN PREDAVANJA

Faze metabolizma:

Zakon održanja energije

Metabolizam je skup fizičkih, kemijskih i fizioloških procesa koji osiguravaju primanje i predaju energije iz energije u stanice.

Intermedijarni metabolizam je skup kemijskih transformacija hranjivih tvari od trenutka njihovog ulaska u krv do početka izlučivanja.

METABOLIZAM I ENERGIJA

Funkcije proteina:

Pretvorba proteina u tijelu

Vrste sinteze proteina

Poluživot proteina 80 dana

PROTEINI – biološki polimeri koji se sastoje od aminokiselina

Dnevna potreba za proteinima

Ravnoteža dušika je razlika između količine dušika primljene iz hrane i oslobođene s metaboličkim produktima.

Ravnoteža dušika

Rubnerov koeficijent trošenja

Regulacija metabolizma proteina

Funkcije lipida:

Više masne kiseline

Uloga nezasićenih masnih kiselina:

Ukupna količina kolesterola:

Stvaranje aterosklerotskog plaka

Dnevna potreba za mastima

Odgovarajuća tjelesna težina i pretilost

Uzrok i uvjeti za razvoj nutritivne pretilosti

Nutritivna pretilost kao faktor rizika za razne bolesti

Živčana regulacija metabolizma masti

Humoralna regulacija metabolizma masti

Funkcije ugljikohidrata:

Glavni putovi metabolizma glukoze u tijelu

Metabolizam glukoze u tijelu

Dnevna potreba za ugljikohidratima

Regulacija metabolizma ugljikohidrata određena je održavanjem razine 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

Razmjena ili metabolički procesi tijekom kojih se određeni elementi tijela sintetiziraju iz apsorbirane hrane nazivaju se anabolizam.

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

Metabolizam i energija predstavlja skup procesa pretvorbe tvari i energije u živim sustavima, kao i izmjene tvari i energije između organizma i vanjske sredine.

Sastoji se od tri faze:

1. Ulazak tvari u razne stanice (enzimska razgradnja tvari, apsorpcija, opskrba organizma kisikom, transport tvari);

2. Iskorištavanje hranjivih tvari od strane stanica;

3. Uklanjanje krajnjih produkata metabolizma u okoliš.

METABOLIZAM

Hranjive tvarinazivaju se komponente hrane koje se asimiliraju tijekom metabolizma u tijelu. To uključuje bjelančevine masti ugljikohidrati,

vitamina, minerala i vode.

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

proteina, masti i ugljikohidrata i njihovu potrošnju.

Metabolizam proteina

Plastika (struktura, regeneracija)

Regulatorni (enzimi, hormoni, receptori)

Homeostatski (onkotski tlak, viskoznost krvi, puferski sustavi krvi)

Zaštitna (protutijela, hemostaza)

Prijevoz

energija

Biološka vrijednost:

Proteini imaju različit sastav aminokiselina, pa je stoga i mogućnost njihove iskorištenosti 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 vrijedne bjelančevine

inferioran.

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

Dnevne potrebe:

Da bi u potpunosti zadovoljio potrebe tijela za proteinima, osoba mora primiti 80-100 g proteina, uključujući 30 g životinjskog podrijetla, a tijekom tjelesne aktivnosti - 130-150 g.

Fiziološki optimum proteina– 1 g/kg tjelesne težine.

Pri oksidaciji 1 g bjelančevina oslobađa se 4,0 kcal = 16,7 J.

Interkonverzija hranjivih tvari:

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

Ravnoteža dušika

Ravnoteža dušika- razlika između količine dušika koja u organizam uđe s hranom i količine dušika izlučenog iz tijela u obliku konačnih metabolita.

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

Ako je količina isporučenog dušika jednaka količini oslobođenoj, tada možemo govoriti oravnoteža dušika. Za održavanje ravnoteže dušika u tijelu potrebno je 30-45 g/dan životinjskih bjelančevina.

Stanje u kojem količina unesenog dušika premašuje količinu oslobođenu zove sepozitivna ravnoteža dušika.

Stanje u kojem količina izlučenog dušika premašuje opskrbljenu naziva senegativna ravnoteža dušika.

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

Regulacija metabolizma proteina:

Anabolizam – somatotropin (hormon adenohipofize), inzulin (gušterača), androgen (muške spolne žlijezde).

Katabolizam - tiroksin i trijodtironin (štitnjača), glukokortikoidi (potiču sintezu u jetri) i adrenalin (nadbubrežne žlijezde).

Metabolizam lipida

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

Plastika (fosfolipidi, kolesterol);

energija;

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

Regulatorni (pretvorba muških spolnih hormona u ženske u masnom tkivu).