Prezentare de biologie pe tema „metabolism și energie în celulă”. Prezentare pe tema „Metabolismul în organismul uman.Glucidele și rolul lor în organism.

Metabolism și energie - Metabolism

Relația dintre procesele de catabolism și anabolism

Rolul principal în
împerechere
anabolic
Și
catabolic
procese în
corp
Joaca:
ATP,
NADP N.

Catabolism anaerob și aerob

Căldura primară și secundară

Raportul de fosforilare (P/O) -

Căile de metabolizare a nutrienților

Proteinele și rolul lor în organism

Proteinele și rolul lor în organism

Coeficientul de uzură Rubner

Bilanțul de azot

Lipidele și rolul lor în organism

Carbohidrații și rolul lor în organism

Mineralele și rolul lor în organism

Vitaminele și rolul lor în organism

Ecuația echilibrului energetic

Calorimetrie fizică („bombă”) Berthelot

E = A + H + S

Atwater - Biocalorimetru Benedict E = A + H + S

costurile corporale

Echivalent caloric de oxigen (CE02)

Schimb de bază -

BX

Reglarea metabolismului și a energiei

Este multiparametric, adică
inclusiv sistemele de reglementare
(centrele) multor funcții ale corpului
(respirație, circulație, excreție,
transfer de căldură etc.).

Centru pentru reglarea metabolismului și a energiei

Legături eferente în reglarea metabolică

Funcția principală a sistemului de termoreglare

Temperatura diferitelor zone ale corpului uman

Termoreglare endogenă

Producția de căldură

Disiparea căldurii

Tipuri de transfer de căldură

Centru de termoreglare

Descrierea prezentării prin diapozitive individuale:

1 tobogan

Descrierea diapozitivei:

Prezentare de anatomie pe tema: Metabolismul - ca principală proprietate a unui sistem viu Completată de: Natalya Amineva, . Nijni Novgorod 2015

2 tobogan

Descrierea diapozitivei:

3 slide

Descrierea diapozitivei:

Conceptul de metabolism Metabolismul sau metabolismul este un set de reacții chimice care au loc într-un organism viu pentru a menține viața. Aceste procese permit organismelor să crească și să se reproducă, să-și mențină structurile și să răspundă la influențele mediului. Metabolismul este de obicei împărțit în două etape: în timpul catabolismului, substanțele organice complexe sunt degradate în altele mai simple; În procesele de anabolism, substanțe precum proteinele, zaharurile, lipidele și acizii nucleici sunt sintetizate cu cheltuiala energetică.

4 slide

Descrierea diapozitivei:

Metabolismul și energia este o proprietate comună tuturor viețuitoarelor, care stă la baza menținerii vieții. Organismele vii sunt capabile să absoarbă anumite substanțe din mediu, să le transforme, să obțină energie prin aceste transformări și să elibereze reziduurile inutile ale acestor substanțe înapoi în mediu.

5 slide

Descrierea diapozitivei:

Toate organismele sunt sisteme deschise care sunt stabile doar dacă au acces continuu la substanțe și energie din exterior.

6 diapozitiv

Descrierea diapozitivei:

7 slide

Descrierea diapozitivei:

Condiții metabolice Disponibilitate de energie sub formă de ATP. Prezența enzimelor - catalizatori biologici. Activitatea funcțională a organelelor responsabile cu desfășurarea reacțiilor de oxidare și sinteză. Control clar din nucleul celular. Disponibilitatea materiilor prime.

8 slide

Descrierea diapozitivei:

Primirea de nutrienți și energie din mediul extern 2 3 1 Transformarea acestor substanțe și energie în organism Utilizarea componentelor pozitive ale acestor transformări de către organism 4 Eliberarea componentelor inutile ale transformărilor din organism în mediul extern

Slide 9

Descrierea diapozitivei:

10 diapozitive

Descrierea diapozitivei:

Metabolismul proteinelor Proteinele sunt substanțe polimerice care conțin azot cu greutate moleculară mare. Proteinele ocupă un loc de frunte între elementele organice, reprezentând mai mult de 50% din masa uscată a celulei. Întregul complex al metabolismului din organism (respirație, digestie, excreție) este asigurat de activitatea enzimelor, care sunt proteine. Toate funcțiile motorii ale organismului sunt asigurate de interacțiunea proteinelor contractile - actina și miozina. Proteinele fac parte din citoplasmă, hemoglobină, plasma sanguină, mulți hormoni, corpuri imunitare, mențin constanta mediului apă-sare al corpului și asigură creșterea acestuia. Enzimele care sunt implicate în mod necesar în toate etapele metabolismului sunt proteinele. Întregul complex al metabolismului din organism (respirație, digestie, excreție) este asigurat de activitatea enzimelor, care sunt proteine. Toate funcțiile motorii ale organismului sunt asigurate de interacțiunea proteinelor contractile - actina și miozina.

11 diapozitiv

Descrierea diapozitivei:

12 slide

Descrierea diapozitivei:

Importanța lipidelor în organism Lipidele sunt esterii glicerolului și acizii grași superiori. Există multă grăsime în țesutul subcutanat, în jurul unor organe interne (de exemplu, rinichii), precum și în ficat și mușchi. Grăsimile fac parte din celule (citoplasmă, nucleu, membrane celulare), unde cantitatea lor este constantă. Acumulările de grăsime pot îndeplini alte funcții. De exemplu, grăsimea subcutanată previne transferul crescut de căldură, grăsimea perinefrică protejează rinichiul de vânătăi etc. Grăsimea este folosită de organism ca o sursă bogată de energie. Descompunerea a 1 g de grăsime în organism eliberează mai mult de două ori mai multă energie (38,9 kJ) decât descompunerea aceleiași cantități de proteine ​​sau carbohidrați. Lipsa grăsimilor din alimente perturbă activitatea sistemului nervos central și a organelor reproducătoare și reduce rezistența la diferite boli. Cu grăsimi, organismul primește vitamine solubile în ele (A, D, E etc.), care sunt de o importanță vitală pentru oameni.

Slide 13

Descrierea diapozitivei:

Importanța carbohidraților Carbohidrații sunt principala sursă de energie, mai ales în timpul lucrului muscular intens. La adulți, organismul primește mai mult de jumătate din energia sa din carbohidrați. Descompunerea carbohidraților cu eliberarea de energie poate avea loc atât în ​​condiții lipsite de oxigen, cât și în prezența oxigenului. Produșii finali ai metabolismului carbohidraților sunt dioxidul de carbon și apa. Carbohidrații au capacitatea de a se descompune și de a oxida rapid. În caz de oboseală severă sau efort fizic intens, luarea a câteva grame de zahăr îmbunătățește starea organismului.

Slide 14

Descrierea diapozitivei:

15 slide

Descrierea diapozitivei:

Importanța mineralelor Mineralele, împreună cu proteinele, carbohidrații și vitaminele, sunt componente vitale ale hranei umane și sunt necesare pentru construirea structurilor chimice ale țesuturilor vii și implementarea proceselor biochimice și fiziologice care stau la baza vieții organismului. Marea majoritate a tuturor elementelor chimice care apar în mod natural (81) se găsesc în corpul uman. 12 elemente se numesc structurale, deoarece ele alcătuiesc 99% din compoziția elementară a corpului uman (C, O, H, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). Principalele materiale de construcție sunt patru elemente: azot, hidrogen, oxigen și carbon. Elementele rămase, aflându-se în organism în cantități mici, joacă un rol important, afectând sănătatea și starea organismului nostru.

16 slide

Proces metabolic

Acesta este un complex de reacții chimice ale organismelor vii care au loc într-o anumită ordine.

Metabolismul este un proces constant al unei celule vii.

Remarcabilul fiziolog rus I.M. Sechenov a scris: „Un organism nu poate exista fără un mediu care îi oferă energie”.

Catabolismul (reacția de divizare) este procesul de descompunere a substanțelor organice bogate în energie.

Anabolismul (reacția de sinteză) este sinteza diferitelor macromolecule folosind energia unor substanțe simple formate în timpul reacției catabolice și anume aminoacizi, monozaharide, acizi grași, baze azotate și ATP cu NADP∙H

Diagrama metabolismului într-o celulă

Macromolecule celulare: proteine, polizaharide, lipide, acizi nucleici

Nutrienți – surse de energie: carbohidrați, grăsimi, proteine

Energie chimică: ATP, NADP

Anabolism

Catabolism

Molecule noi: aminoacizi, zaharuri, acizi grași, baze azotate

Substanțe de descompunere sărace energetic: CO 2, H 2 O, NH 2

Metabolismul energetic al celulei sau respirația corpului.

sinteza ATP. Respirație și ardere .

Când substanțele se combină cu oxigenul, are loc procesul oxidare, în timpul divizării – procesul recuperare. Astfel de reacții ale organismelor vii se numesc oxidare biologică.

ATP. Respirație și ardere.

Dacă combustie apar substanțe organice cu participarea oxigenului în natură, Acea procesul de respirație organismele vii se desfășoară în mitocondriile . Energia procesului de ardere este eliberată sub formă de căldură . Energia generată în timpul respirației este folosită pentru a menține funcțiile vitale și a menține activitatea organismului.

Respirația poate fi descrisă astfel:

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

Procesul de glicoliză

Procesul de descompunere a glucozei cu ajutorul enzimelor, însoțit de eliberarea unei părți din energia acumulată în molecula de glucoză, se numește glicoliza.

Procesul de descompunere a glucozei este împărțit în trei etape:

• Glicoliza
• Conversia acidului citric
• Lanț de transport de electroni

Glicoliza constă în trei etape: pregătitoare, fără oxigen, oxigen.

Etapa pregătitoare a glicolizei

Aici, substanțele organice bogate în energie sunt descompuse în substanțe simple sub influența unor enzime speciale. De exemplu, polizaharidele sunt descompuse în monozaharide, grăsimile în acizi grași și glicerol, acizii nucleici în nucleotide, proteinele în aminoacizi.

Stadiul glicolizei fără oxigen .

Constă din 13 reacții secvențiale care au loc sub influența enzimelor. Produsul inițial al reacției este 1 mol C6H12O6 (glucoză), în urma reacției se formează 2 moli C 3 H 6 O 3 (acid lactic) și 2 moli ATP. Oxigenul nu participă deloc la această reacție, motiv pentru care se numește această etapă fără oxigen. Atenție la ecuația reacției:

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

Ca rezultat al reacției, se produc 200 kJ de energie, din care 40%, sau 80 kJ, este stocată în două molecule de ATP, 120 kJ de energie, sau 60%, este stocată în celulă.

Stadiul de oxigen al glicolizei

Această reacție diferă de scindarea fără oxigen prin participarea oxigenului și descompunerea completă a glucozei cu formarea produselor finale CO2 și H2O. Produsul de reacție inițial implică 2 moli de C3H6O3 (acid lactic); Ca rezultat, sunt sintetizați 36 de moli de ATP.

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

Aceasta înseamnă că principala sursă de energie se formează în timpul etapei de oxigen a glicolizei (2600 kJ)

Din cei 2600 kJ de energie obținută ca urmare a procesului aerob de glicoliză, 1440 kJ, sau 54%, sunt folosite pentru legăturile chimice ale ATP.

Ecuația generală pentru reacția de descompunere anoxică și oxigenată a glucozei arată astfel:

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

Energia generată în procesul de divizare fără oxigen și oxigen de 80 kJ + 1440 kJ = 1520 kJ, sau 55%, este stocată sub formă de energie potențială, utilizată pentru procesele de viață ale celulei, iar 45% este utilizată. sub formă de energie termică.

• Energia este eliberată prin ardere și respirație. Reacția de ardere are loc în natură, iar reacția de respirație are loc în mitocondriile celulei.
• Energia folosită pentru procesele vitale ale celulei este stocată sub formă de ATP.
• Molecula de ATP este sintetizată în timpul descompunerii oxigenate și fără oxigen a glucozei.
• Energia generată în timpul glicolizei este stocată în proporție de 55% ca energie potențială, iar 45% este transformată în energie termică.

Fotosinteză

Fotosinteza are loc în cloroplastele vegetale. Conțin pigment clorofilă, dând culoarea verde plantelor. Pigmentul clorofilă, care absoarbe razele albastre și roșii, se reflectă în verde și dă culoarea corespunzătoare plantelor.

Fotosinteza are două faze - lumina si intuneric . În faza de lumină, reacțiile cu un mecanism fals au loc folosind energia luminii solare. Acestea includ: sinteza ATP, formarea NADP∙H, fotoliza apei

Fotosinteza joacă un rol important în transformarea energiei soarelui sub formă de ATP în energia legăturilor chimice, care poate fi văzută în diagramă:

Fotosinteză

Energie solară ATP Materie organică

Creștere, dezvoltare, mișcare etc.

În timpul fotosintezei, plantele stochează energia de la soare sub formă de compuși organici; atunci când respiră, moleculele de nutrienți sunt descompuse, eliberând energie. Aceste fenomene furnizează energia necesară sintezei ATP.

Faza întunecată a fotosintezei

În faza întunecată a fotosintezei, CO2 (monoxidul de carbon) este de mare importanță. Monozaharidele, dizaharidele și polizaharidele sunt sintetizate folosind energia ATP, NADP∙H. Deoarece sinteza acestor substanțe organice nu utilizează energia luminoasă, aceste substanțe organice nu folosesc energia luminii, acest proces se numește faza întunecată a fotosintezei.

În faza întunecată, un carbohidrat cu cinci atomi de carbon (C5) participă ca produs de reacție inițial. Formarea unui compus cu trei atomi de carbon (C 3) se numește CU 3 – ciclu sau ciclu Calvin .

Pentru descoperirea acestui ciclu, biochimistul american M. Calvin a fost distins cu Premiul Nobel.

Biosinteza proteinelor, un proces complex, în mai multe etape, implică ADN, ARNm, ARNt, ribozomi, ATP și diverse enzime.

Sistemul de înregistrare a informațiilor genetice în ADN (ARNm) sub forma unei secvențe specifice de nucleotide se numește cod genetic

Transcriere (literal „rescriere”) decurge ca o reacție de sinteză a matricei. Pe un lanț de ADN, ca și pe un șablon, conform principiului complementarității, este sintetizat un lanț de ARNm, care în secvența sa de nucleotide copiază exact (complementar) secvența de nucleotide a matricei - lanțul polinucleotid al ADN-ului, iar timina în ADN-ul corespunde uracilului din ARN.

EMISIUNE

Următorul pas în biosinteza proteinelor este difuzat(Latina pentru „transfer”) este traducerea unei secvențe de nucleotide dintr-o moleculă de ARNm într-o secvență de aminoacizi dintr-un lanț polipeptidic.

• Menținerea unei stări interne constante.
• Una dintre cele mai importante proprietăți ale corpului.
• Metabolizarea substanțelor și a energiei are loc la toate nivelurile corpului.

PLANUL DE PRELEGERE

Etape metabolice:

Legea conservării energiei

Metabolismul este un set de procese fizice, chimice și fiziologice care asigură primirea și livrarea energiei din energie către celule.

Metabolismul intermediar este un set de transformări chimice ale nutrienților din momentul în care intră în sânge și până la începutul excreției.

METABOLISM ȘI ENERGIE

Funcțiile proteinelor:

Conversia proteinelor în organism

Tipuri de sinteză a proteinelor

Timpul de înjumătățire al proteinelor 80 de zile

PROTEINE – polimeri biologici formați din aminoacizi

Necesarul zilnic de proteine

Bilanțul de azot este diferența dintre cantitatea de azot primită din alimente și eliberată cu produsele metabolice.

Bilanțul de azot

Coeficientul de uzură Rubner

Reglarea metabolismului proteic

Funcțiile lipidelor:

Acizi grași mai mari

Rolul acizilor grași nesaturați:

Baza de colesterol total:

Formarea plăcii aterosclerotice

Necesarul zilnic de grăsime

Greutate corporală adecvată și obezitate

Cauza și condițiile dezvoltării obezității nutriționale

Obezitatea nutrițională ca factor de risc pentru diferite boli

Reglarea nervoasă a metabolismului grăsimilor

Reglarea umorală a metabolismului grăsimilor

Funcțiile carbohidraților:

Principalele căi ale metabolismului glucozei în organism

Metabolizarea glucozei în organism

Necesarul zilnic de carbohidrați

Reglarea metabolismului carbohidraților este determinată de menținerea nivelului de glucoză din sânge (3,3 – 5,55 mmol/l)

Integrarea metabolismului proteinelor, lipidelor și carbohidraților

TERMOREGLARE

Cursul 21 prof. Mukhina I.V. Facultatea de Medicină

METABOLISM ȘI

Procesele de schimb sau metabolice în timpul cărora anumite elemente ale corpului sunt sintetizate din alimentele absorbite se numesc anabolism.

Procesele metabolice, sau metabolice, în timpul cărora anumite elemente ale organismului sau alimentele absorbite sunt supuse descompunerii, se numesc catabolism.

Metabolism și energie reprezintă un ansamblu de procese de transformare a substanțelor și energiei în sistemele vii, precum și schimbul de substanțe și energie între organism și mediul extern.

Constă din trei etape:

1. Intrarea substanțelor în diferite celule (descompunerea enzimatică a substanțelor, absorbția, furnizarea de oxigen a organismului, transportul substanțelor);

2. Utilizarea nutrienților de către celule;

3. Eliminarea produselor finite metabolice în mediu.

METABOLISM

Nutriențisunt numite componente alimentare care sunt asimilate în timpul metabolismului în organism. Acestea includ proteine ​​grasimi carbohidrati,

vitamine, minerale și apă.

Sarcina fiziologică este o evaluare cantitativă a metabolismului, pentru care se studiază intrarea în organism

proteine, grăsimi și carbohidrați si consumul acestora.

Metabolismul proteinelor

Plastic (structură, regenerare)

Reglatoare (enzime, hormoni, receptori)

Homeostatice (presiunea oncotică, vâscozitatea sângelui, sisteme tampon de sânge)

protectoare (anticorpi, hemostaza)

Transport

Energie

Valoare biologică:

Proteinele au compoziții diferite de aminoacizi și, prin urmare, posibilitatea utilizării lor de către organism variază. Din cei 20 de aminoacizi, 12 sunt sintetizați în organism și8 – aminoacizi esentiali (leucina,

izoleucină, valină, metionină, lizină, treonină, fenilalanină, triptofan).

În acest sens, există o distincțieproteine ​​valoroase din punct de vedere biologic

inferior.

Alimentele trebuie să conțină cel puțin 30% proteine ​​cu valoare biologică ridicată , în principal de origine animală. Coeficientul de conversie al proteinelor animale din proteine ​​vegetale este 0,6-0,7%.

Necesar zilnic:

Pentru a satisface pe deplin nevoile de proteine ​​ale organismului, o persoană trebuie să primească 80-100 g de proteine, inclusiv 30 g de origine animală, iar în timpul activității fizice - 130-150 g.

Optim fiziologic al proteinelor– 1 g/kg greutate corporală.

Când 1 g de proteine ​​este oxidat, se eliberează 4,0 kcal = 16,7 J.

Interconversia nutrienților:

Regula izodinamică a lui Rubner - metabolismul grăsimilor, proteinelor, carbohidraților este interconectat. Nutrienții pot fi schimbați în funcție de valoarea lor energetică, deoarece există metaboliți intermediari, de exemplu, acetil coenzima A, cu ajutorul cărora toate tipurile de metabolism sunt reduse la o cale comună - ciclul acidului tricarboxilic. Cu toate acestea, proteinele, datorită funcției lor plastice și incapacității de a fi depuse, nu pot fi înlocuite nici cu grăsimi, nici cu carbohidrați.

Bilanțul de azot

Bilanțul de azot- diferența dintre cantitatea de azot care intră în organism cu alimente și cantitatea de azot excretată din organism sub formă de metaboliți finali.

16 g azot corespunde la 100 g proteine(1 g de azot corespunde la 6,25 g de proteine).

Dacă cantitatea de azot furnizată este egală cu cantitatea eliberată, atunci putem vorbi desprebilantul de azot. Pentru menținerea echilibrului de azot în organism, sunt necesare 30-45 g/zi de proteine ​​animale.

Se numește starea în care cantitatea de azot absorbită depășește cantitatea eliberatăbilanț pozitiv de azot.

Se numește starea în care cantitatea de azot excretată o depășește pe cea furnizatăbilanț negativ de azot.

Se numește cantitatea minimă de proteine ​​care este descompusă constant în organismcoeficient de uzura (Rubner). Este de aproximativ 0,028-0,075 g azot/kg pe zi. Prin urmare, pierderea de proteine ​​la o persoană care cântărește 70 kg este de 23 g/zi. Aportul de proteine ​​în organism în cantități mai mici duce la un bilanț negativ de azot, care nu satisface nevoile plastice și energetice ale organismului.

Reglarea metabolismului proteic:

Anabolism – somatotropină (hormonul adenohipofizei), insulină (pancreas), androgen (glande sexuale masculine).

Catabolism - tiroxina si triiodotironina (glanda tiroida), glucocorticoizii (stimuleaza sinteza in ficat) si adrenalina (glandele suprarenale).

Metabolismul lipidelor

Lipide: grăsimi neutre (trigliceride), fosfolipide, colesterol, acizi grași.

Plastic (fosfolipide, colesterol);

Energie;

Sursa de formare a rezervelor de energie și a apei endogene (la femei, depozit 20-25% din greutatea corporală, la bărbați – 12-14%);

Regulator (conversia hormonilor sexuali masculini în cei feminini în țesutul adipos).