Prezentácia o biológii na tému "metabolizmus a energia v bunke." Prezentácia na tému „Metabolizmus v ľudskom tele. Sacharidy a ich úloha v organizme.

Metabolizmus a energia - Metabolizmus

Vzťah medzi procesmi katabolizmu a anabolizmu

Hlavná úloha v
spárovanie
anabolický
A
katabolický
procesy v
telo
hrať:
ATP,
NADP N.

Anaeróbny a aeróbny katabolizmus

Primárne a sekundárne teplo

Pomer fosforylácie (P/O) -

Cesty metabolizmu živín

Proteíny a ich úloha v tele

Proteíny a ich úloha v tele

Koeficient opotrebovania gumičky

Rovnováha dusíka

Lipidy a ich úloha v organizme

Sacharidy a ich úloha v tele

Minerály a ich úloha v organizme

Vitamíny a ich úloha v organizme

Rovnica energetickej bilancie

Fyzikálna kalorimetria („bomba“) Berthelot

E = A + H + S

Atwater - Benedict biokalorimeter E = A + H + S

náklady na telo

Kalorický ekvivalent kyslíka (CE02)

Základná výmena -

BX

Regulácia metabolizmu a energie

Je multiparametrický, t.j.
vrátane regulačných systémov
(centrá) mnohých telesných funkcií
(dýchanie, obeh, vylučovanie,
prenos tepla a pod.).

Centrum pre reguláciu metabolizmu a energie

Eferentné väzby v regulácii metabolizmu

Hlavná funkcia termoregulačného systému

Teplota rôznych oblastí ľudského tela

Endogénna termoregulácia

Výroba tepla

Odvod tepla

Druhy prenosu tepla

Termoregulačné centrum

Popis prezentácie po jednotlivých snímkach:

1 snímka

Popis snímky:

Prezentácia o anatómii na tému: Metabolizmus - ako hlavná vlastnosť živého systému Vypracovala: Natalya Amineva, . Nižný Novgorod 2015

2 snímka

Popis snímky:

3 snímka

Popis snímky:

Pojem metabolizmus Metabolizmus alebo metabolizmus je súbor chemických reakcií, ktoré prebiehajú v živom organizme na udržanie života. Tieto procesy umožňujú organizmom rásť a rozmnožovať sa, udržiavať ich štruktúry a reagovať na vplyvy prostredia. Metabolizmus sa zvyčajne delí na dva stupne: pri katabolizme sa zložité organické látky odbúravajú na jednoduchšie; V procesoch anabolizmu sa s výdajom energie syntetizujú látky ako bielkoviny, cukry, lipidy a nukleové kyseliny.

4 snímka

Popis snímky:

Metabolizmus a energia sú spoločnou vlastnosťou všetkých živých vecí, ktorá je základom udržiavania života. Živé organizmy sú schopné absorbovať určité látky z prostredia, premeniť ich, týmito premenami získavať energiu a nepotrebné zvyšky týchto látok uvoľňovať späť do prostredia.

5 snímka

Popis snímky:

Všetky organizmy sú otvorené systémy, ktoré sú stabilné iba vtedy, ak majú nepretržitý prístup k látkam a energii zvonku.

6 snímka

Popis snímky:

7 snímka

Popis snímky:

Metabolické pomery Dostupnosť energie vo forme ATP. Prítomnosť enzýmov - biologických katalyzátorov. Funkčná aktivita organel zodpovedných za vykonávanie oxidačných a syntéznych reakcií. Jasná kontrola z bunkového jadra. Dostupnosť východiskových materiálov.

8 snímka

Popis snímky:

Príjem živín a energie z vonkajšieho prostredia 2 3 1 Transformácia týchto látok a energie v organizme Využitie pozitívnych zložiek týchto premien organizmom 4 Uvoľňovanie nepotrebných zložiek premien z tela do vonkajšieho prostredia

Snímka 9

Popis snímky:

10 snímka

Popis snímky:

Metabolizmus bielkovín Proteíny sú vysokomolekulárne polymérne látky obsahujúce dusík. Proteíny zaujímajú popredné miesto medzi organickými prvkami, tvoria viac ako 50% suchej hmoty bunky. Celý komplex látkovej premeny v organizme (dýchanie, trávenie, vylučovanie) je zabezpečený činnosťou enzýmov, ktorými sú bielkoviny. Všetky motorické funkcie tela sú zabezpečené interakciou kontraktilných proteínov - aktínu a myozínu. Proteíny sú súčasťou cytoplazmy, hemoglobínu, krvnej plazmy, mnohých hormónov, imunitných telies, udržiavajú stálosť prostredia voda-soľ v tele a zabezpečujú jeho rast. Enzýmy, ktoré sa nevyhnutne podieľajú na všetkých štádiách metabolizmu, sú bielkoviny. Celý komplex látkovej premeny v organizme (dýchanie, trávenie, vylučovanie) je zabezpečený činnosťou enzýmov, ktorými sú bielkoviny. Všetky motorické funkcie tela sú zabezpečené interakciou kontraktilných proteínov - aktínu a myozínu.

11 snímka

Popis snímky:

12 snímka

Popis snímky:

Význam lipidov v organizme Lipidy sú estery glycerolu a vyšších mastných kyselín. Veľa tuku je v podkoží, okolo niektorých vnútorných orgánov (napríklad obličky), ako aj v pečeni a svaloch. Tuky sú súčasťou buniek (cytoplazma, jadro, bunkové membrány), kde je ich množstvo konštantné. Hromadenie tuku môže slúžiť aj iným funkciám. Napríklad podkožný tuk bráni zvýšenému prenosu tepla, perinefrický tuk chráni obličky pred pomliaždeninami atď. Tuk telo využíva ako bohatý zdroj energie. Rozkladom 1 g tuku v tele sa uvoľní viac ako dvojnásobok energie (38,9 kJ) ako pri rozklade rovnakého množstva bielkovín alebo sacharidov. Nedostatok tuku v potrave narúša činnosť centrálneho nervového systému a reprodukčných orgánov a znižuje odolnosť voči rôznym chorobám. S tukmi telo dostáva vitamíny v nich rozpustné (A, D, E atď.), ktoré sú pre človeka životne dôležité.

Snímka 13

Popis snímky:

Význam sacharidov Sacharidy sú hlavným zdrojom energie najmä pri intenzívnej svalovej práci. U dospelých prijíma telo viac ako polovicu energie zo sacharidov. Rozklad uhľohydrátov s uvoľňovaním energie môže nastať tak v podmienkach bez kyslíka, ako aj v prítomnosti kyslíka. Konečnými produktmi metabolizmu uhľohydrátov sú oxid uhličitý a voda. Sacharidy majú schopnosť rýchlo sa rozkladať a oxidovať. Pri silnej únave alebo ťažkej fyzickej námahe zlepšuje stav organizmu užiť niekoľko gramov cukru.

Snímka 14

Popis snímky:

15 snímka

Popis snímky:

Význam minerálov Minerály sú spolu s bielkovinami, sacharidmi a vitamínmi životne dôležitými zložkami ľudskej potravy a sú nevyhnutné pre stavbu chemických štruktúr živých tkanív a realizáciu biochemických a fyziologických procesov, ktoré sú základom života organizmu. Prevažná väčšina všetkých prirodzene sa vyskytujúcich chemických prvkov (81) sa nachádza v ľudskom tele. 12 prvkov sa nazýva konštrukčné, pretože tvoria 99% elementárneho zloženia ľudského tela (C, O, H, N, Ca, Mg, Na, K, S, P, F, Cl). Hlavnými stavebnými materiálmi sú štyri prvky: dusík, vodík, kyslík a uhlík. Zvyšné prvky, ktoré sú v tele v malom množstve, zohrávajú dôležitú úlohu a ovplyvňujú zdravie a kondíciu nášho tela.

16 snímka

Metabolický proces

Ide o komplex chemických reakcií živých organizmov prebiehajúcich v určitom poradí.

Metabolizmus je neustály proces živej bunky.

Vynikajúci ruský fyziológ I. M. Sechenov napísal: „Organizmus nemôže existovať bez prostredia, ktoré mu dodáva energiu.

Katabolizmus (štiepiaca reakcia) je proces rozkladu organických látok bohatých na energiu.

Anabolizmus (syntetická reakcia) je syntéza rôznych makromolekúl s využitím energie jednoduchých látok vznikajúcich pri katabolickej reakcii, a to aminokyselín, monosacharidov, mastných kyselín, dusíkatých zásad a ATP s NADP∙H

Schéma metabolizmu v bunke

Bunkové makromolekuly: proteíny, polysacharidy, lipidy, nukleové kyseliny

Živiny – zdroje energie: sacharidy, tuky, bielkoviny

Chemická energia: ATP, NADP

Anabolizmus

Katabolizmus

Nové molekuly: aminokyseliny, cukry, mastné kyseliny, dusíkaté zásady

Energeticky chudobné rozkladné látky: CO 2, H 2 O, NH 2

Energetický metabolizmus bunky, alebo dýchanie tela.

Syntéza ATP. Dýchanie a pálenie .

Keď sa látky spoja s kyslíkom, proces nastáva oxidácia, pri štiepaní – proces zotavenie. Takéto reakcie živých organizmov sa nazývajú biologická oxidácia.

ATP. Dýchanie a pálenie.

Ak spaľovanie dochádza k organickým látkam za účasti kyslíka v prírode, To dýchací procesživých organizmov sa vykonáva v mitochondrie . Energia spaľovacieho procesu sa uvoľňuje vo forme tepla . Energia vznikajúca pri dýchaní sa využíva na udržanie životných funkcií a udržanie aktivity organizmu.

Dýchanie možno opísať takto:

C6H1206+6O2 → 6CO2 +6H20+2881 kJ/mol

Proces glykolýzy

Proces štiepenia glukózy pomocou enzýmov sprevádzaný uvoľnením časti energie nahromadenej v molekule glukózy je tzv. glykolýza.

Proces rozkladu glukózy je rozdelený do troch etáp:

• Glykolýza
• Konverzia kyseliny citrónovej
• Elektrónový transportný reťazec

Glykolýza pozostáva z troch fáz: prípravný, bezkyslíkový, kyslíkový.

Prípravná fáza glykolýzy

Tu sa organické látky bohaté na energiu pod vplyvom špeciálnych enzýmov rozkladajú na jednoduché látky. Napríklad polysacharidy sa rozkladajú na monosacharidy, tuky na mastné kyseliny a glycerol, nukleové kyseliny na nukleotidy, bielkoviny na aminokyseliny.

Bezkyslíkové štádium glykolýzy .

Pozostáva z 13 sekvenčných reakcií prebiehajúcich pod vplyvom enzýmov. Východiskovým produktom reakcie je 1 mol C6H12O6 (glukóza), výsledkom reakcie sú 2 moly C3H6O3 (kyselina mliečna) a 2 mol ATP. Kyslík sa na tejto reakcii vôbec nezúčastňuje, preto sa táto fáza nazýva bez kyslíka. Venujte pozornosť reakčnej rovnici:

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

Výsledkom reakcie je 200 kJ energie, z čoho 40%, alebo 80kJ je uložených v dvoch molekulách ATP, 120kJ energie, čiže 60% je uložených v bunke.

Kyslíkové štádium glykolýzy

Táto reakcia sa od bezkyslíkového štiepenia líši účasťou kyslíka a úplným rozkladom glukózy za vzniku konečných produktov CO2 a H2O. Počiatočný reakčný produkt obsahuje 2 móly C3H6O3 (kyselina mliečna); Výsledkom je, že sa syntetizuje 36 mólov ATP.

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

To znamená, že hlavný zdroj energie vzniká v kyslíkovej fáze glykolýzy (2600 kJ)

Z 2600 kJ energie získanej ako výsledok aeróbneho procesu glykolýzy sa 1440 kJ, čiže 54 %, spotrebuje na chemické väzby ATP.

Celková rovnica pre reakciu anoxického a kyslíkového rozkladu glukózy vyzerá takto:

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

Energia vznikajúca v procese bezkyslíka a štiepenia kyslíka 80 kJ + 1440 kJ = 1520 kJ, čiže 55 %, sa ukladá vo forme potenciálnej energie, využíva sa na životné procesy bunky a 45 % sa využíva vo forme tepelnej energie.

• Energia sa uvoľňuje spaľovaním a dýchaním. K spaľovacej reakcii dochádza v prírode a k dýchacej reakcii dochádza v mitochondriách bunky.
• Energia využívaná na životné procesy bunky sa ukladá vo forme ATP.
• Molekula ATP sa syntetizuje počas kyslíkového a bezkyslíkového rozkladu glukózy.
• Energia vytvorená počas glykolýzy sa ukladá z 55 % ako potenciálna energia a 45 % sa premení na tepelnú energiu.

Fotosyntéza

Fotosyntéza prebieha v chloroplastoch rastlín. Obsahujú pigment chlorofyl dodáva rastlinám zelenú farbu. Pigment chlorofyl, pohlcujúci modré a červené lúče, sa odráža nazeleno a dodáva rastlinám zodpovedajúcu farbu.

Fotosyntéza má dve fázy - svetlo a tma . Vo fáze svetla dochádza k reakciám s falošným mechanizmom využívajúcim energiu slnečného žiarenia. Patria sem: syntéza ATP, tvorba NADP∙H, fotolýza vody

Fotosyntéza hrá dôležitú úlohu pri premene energie slnka vo forme ATP na energiu chemických väzieb, čo je možné vidieť na diagrame:

Fotosyntéza

Slnečná energia ATP Organická hmota

Rast, vývoj, pohyb atď.

Počas fotosyntézy rastliny ukladajú energiu zo slnka vo forme organických zlúčenín, keď dýchajú, molekuly živín sa rozkladajú, čím sa uvoľňuje energia. Tieto javy poskytujú energiu potrebnú na syntézu ATP.

Temná fáza fotosyntézy

V temnej fáze fotosyntézy má veľký význam CO2 (oxid uhoľnatý). Monosacharidy, disacharidy a polysacharidy sa syntetizujú pomocou energie ATP, NADP∙H. Keďže pri syntéze týchto organických látok sa nevyužíva svetelná energia, tieto organické látky nevyužívajú svetelnú energiu, tento proces sa nazýva tmavá fáza fotosyntézy.

V tmavej fáze sa ako počiatočný reakčný produkt zúčastňuje päťuhlíkový sacharid (C5). Vznik trojuhlíkovej zlúčeniny (C 3) sa nazýva S 3 – cyklus, alebo Calvinov cyklus .

Za objav tohto cyklu bol americký biochemik M. Calvin ocenený Nobelovou cenou.

Biosyntéza bielkovín, komplexný viacstupňový proces, zahŕňa DNA, mRNA, tRNA, ribozómy, ATP a rôzne enzýmy.

Systém zápisu genetickej informácie do DNA (mRNA) vo forme špecifickej sekvencie nukleotidov je tzv genetický kód

Prepis (doslova „prepisovanie“) prebieha ako reakcia syntézy matrice. Na reťazci DNA, ako na templáte, sa podľa princípu komplementarity syntetizuje reťazec mRNA, ktorý vo svojej nukleotidovej sekvencii presne kopíruje (komplementárnu) sekvenciu nukleotidov matrice - polynukleotidový reťazec DNA a tymín v DNA zodpovedá uracilu v RNA.

VYSIELAŤ

Ďalším krokom v biosyntéze bielkovín je vysielať(lat. „prenos“) je translácia nukleotidovej sekvencie v molekule mRNA na sekvenciu aminokyselín v polypeptidovom reťazci.

• Udržiavanie konštantného vnútorného stavu.
• Jedna z najdôležitejších vlastností tela.
• Metabolizmus látok a energie prebieha na všetkých úrovniach tela.

PLÁN PREDNÁŠOK

Metabolické štádiá:

Zákon zachovania energie

Metabolizmus je súbor fyzikálnych, chemických a fyziologických procesov, ktoré zabezpečujú príjem a dodávanie energie z energie do buniek.

Intermediárny metabolizmus je súbor chemických premien živín od ich vstupu do krvi až po začiatok vylučovania

METABOLIZMUS A ENERGIA

Funkcie proteínov:

Premena bielkovín v tele

Typy syntézy bielkovín

Polčas rozpadu bielkovín 80 dní

PROTEÍNY – biologické polyméry pozostávajúce z aminokyselín

Denná potreba bielkovín

Dusíková bilancia je rozdiel medzi množstvom dusíka prijatého z potravy a uvoľneného s metabolickými produktmi.

Rovnováha dusíka

Koeficient opotrebovania gumičky

Regulácia metabolizmu bielkovín

Funkcie lipidov:

Vyššie mastné kyseliny

Úloha nenasýtených mastných kyselín:

Celkový obsah cholesterolu:

Tvorba aterosklerotického plátu

Denná potreba tuku

Správna telesná hmotnosť a obezita

Príčiny a podmienky rozvoja nutričnej obezity

Nutričná obezita ako rizikový faktor rôznych chorôb

Nervová regulácia metabolizmu tukov

Humorálna regulácia metabolizmu tukov

Funkcie uhľohydrátov:

Hlavné cesty metabolizmu glukózy v tele

Metabolizmus glukózy v tele

Denná potreba sacharidov

Regulácia metabolizmu sacharidov je podmienená udržiavaním hladiny glukózy v krvi (3,3 – 5,55 mmol/l)

Integrácia metabolizmu bielkovín, lipidov a sacharidov

TERMOREGULÁCIA

Prednáška 21 prof. Mukhina I.V. Lekárska fakulta

METABOLIZMUS A

Výmenné alebo metabolické procesy, počas ktorých sa z absorbovaných potravín syntetizujú špecifické prvky tela, sa nazývajú anabolizmus.

Metabolické alebo metabolické procesy, počas ktorých dochádza k rozkladu špecifických prvkov tela alebo absorbovaných potravín, sa nazývajú katabolizmus.

Metabolizmus a energia predstavuje súbor procesov premeny látok a energie v živých systémoch, ako aj výmeny látok a energie medzi organizmom a vonkajším prostredím.

Pozostáva z troch etáp:

1. Vstup látok do rôznych buniek (enzymatické štiepenie látok, vstrebávanie, prísun kyslíka do tela, transport látok);

2. Využitie živín bunkami;

3. Odstránenie konečných produktov metabolizmu do životného prostredia.

METABOLIZMUS

Živinysa nazývajú zložky potravy, ktoré sa asimilujú počas metabolizmu v tele. Tie obsahujú bielkoviny tuky sacharidy,

vitamíny, minerály a voda.

Fyziologická úloha je kvantitatívne hodnotenie metabolizmu, pre ktoré skúmajú vstup do organizmu

bielkoviny, tuky a sacharidy a ich spotrebu.

Metabolizmus bielkovín

Plast (štruktúra, regenerácia)

Regulačné (enzýmy, hormóny, receptory)

Homeostatické (onkotický tlak, viskozita krvi, krvné pufrovacie systémy)

Ochranné (protilátky, hemostáza)

Doprava

Energia

Biologická hodnota:

Proteíny majú rôzne zloženie aminokyselín, a preto je aj možnosť ich využitia organizmom rôzna. Z 20 aminokyselín je 12 syntetizovaných v tele, a8 – esenciálne aminokyseliny (leucín,

izoleucín, valín, metionín, lyzín, treonín, fenylalanín, tryptofán).

V tomto smere rozlišujúbiologicky hodnotné bielkoviny

menejcenný.

Jedlo musí obsahovať aspoň 30 % bielkovín s vysokou biologickou hodnotou , prevažne živočíšneho pôvodu. Koeficient premeny živočíšnych bielkovín z rastlinných bielkovín je 0,6-0,7%.

Denná požiadavka:

Na úplné uspokojenie potreby bielkovín v tele musí človek prijímať 80-100 g bielkovín, vrátane 30 g živočíšneho pôvodu a počas fyzickej aktivity - 130-150 g.

Fyziologické optimum bielkovín- 1 g/kg telesnej hmotnosti.

Pri oxidácii 1 g bielkovín sa uvoľní 4,0 kcal = 16,7 J.

Vzájomná premena živín:

Rubnerovo izodynamické pravidlo – metabolizmus tukov, bielkovín, sacharidov je prepojený. Živiny sa môžu vymieňať v súlade s ich energetickou hodnotou, pretože existujú prechodné metabolity, napríklad acetylkoenzým A, pomocou ktorého sa všetky typy metabolizmu redukujú na spoločnú cestu - cyklus trikarboxylovej kyseliny. Bielkoviny však pre svoju plastickú funkciu a neschopnosť ukladať sa nemôžu nahradiť ani tukmi, ani sacharidmi.

Rovnováha dusíka

Rovnováha dusíka- rozdiel medzi množstvom dusíka vstupujúceho do tela s potravou a množstvom dusíka vylúčeného z tela vo forme konečných metabolitov.

16 g dusíka zodpovedá 100 g bielkovín(1 g dusíka zodpovedá 6,25 g bielkovín).

Ak sa množstvo dodaného dusíka rovná uvoľnenému množstvu, potom môžeme hovoriť odusíková bilancia. Na udržanie dusíkovej rovnováhy v tele je potrebných 30-45 g/deň živočíšnych bielkovín.

Stav, pri ktorom množstvo prijatého dusíka prevyšuje množstvo uvoľneného, ​​sa nazývapozitívna dusíková bilancia.

Stav, pri ktorom množstvo vylúčeného dusíka prevyšuje dodané množstvo, sa nazývanegatívna dusíková bilancia.

Minimálne množstvo bielkovín, ktoré sa v tele neustále rozkladá, je tzvkoeficient opotrebovania (Rubner). Je to približne 0,028-0,075 g dusíka/kg za deň. teda strata bielkovín u osoby s hmotnosťou 70 kg je 23 g/deň. Príjem bielkovín do tela v menšom množstve vedie k negatívnej dusíkovej bilancii, ktorá neuspokojuje plastové a energetické potreby organizmu.

Regulácia metabolizmu bielkovín:

Anabolizmus – somatotropín (hormón adenohypofýzy), inzulín (pankreas), androgén (mužské pohlavné žľazy).

Katabolizmus - tyroxín a trijódtyronín (štítna žľaza), glukokortikoidy (stimulujú syntézu v pečeni) a adrenalín (nadobličky).

Metabolizmus lipidov

Lipidy: neutrálne tuky (triglyceridy), fosfolipidy, cholesterol, mastné kyseliny.

Plasty (fosfolipidy, cholesterol);

Energia;

Zdroj tvorby energetických zásob a endogénnej vody (u žien, depot 20-25% telesnej hmotnosti, u mužov – 12-14%);

Regulačné (premena mužských pohlavných hormónov na ženské v tukovom tkanive).