Процес руйнування складних органічних сполук відбувається в певній послідовності і в присутності каталізаторів цих реакцій - ферментів, які виділяються клітинами бактерій. Ферменти - складні білкові сполуки (молекулярна маса досягає сотень тисяч н мільйонів), що прискорюють біохімічні реакції. Ферменти бувають одно- і двокомпонентні. Двокомпонентні ферменти складаються з білкової (апофермент) і небілкової (кофермент) частини. Каталітичної активністю володіє кофермент, а білковий носій збільшує його активність.
Розрізняють ферменти, що виробляються бактеріями для позаклітинного розщеплення речовин - екзоферменти і внутрішні травні ферменти - ендоферменти.
143

Особливість ферментів полягає в тому, що кожен з них каталізує тільки одне з багатьох перетворень. Існують шість основних ферментних класів: оксіредуктази; трансферази; гидралаз; ліози; ізомерази; лігази.
Для руйнувань складної суміші органічних речовин необхідно 80-100 різних ферментів, кожен з них має свою оптимальну температуру, вище якої швидкість реакції падає.
Процес біологічного окислення складається з безлічі ступенів і починається з розщеплення органічної речовини з виділенням активного водню. У цьому процесі особливу роль відіграють ферменти класу оксіредуктази: дегідрогенази (віднімають водень від субстрату), каталази (розщеплюють перекис водню) та пероксидази (використовують активовану перекис для окислення інших органічних сполук).
Існують речовини, які підвищують активність ферментів - активатори (вітаміни, катіони Са, Mg, Mn), і інгібітори, які надають протилежну дію (наприклад, солі важких металів, Антибіотики).
Ферменти, які постійно присутні в клітинах, незалежно від субстрату, називаються конститутивним. Ферменти, які синтезуються клітинами у відповідь на зміну зовнішнього середовища, називаються адаптивними. Термін адаптації становить від декількох годин до сотень днів.
Сумарні реакції біохімічного окислення в аеробних умовах можна схематично представити в наступному вигляді:

де CxHyOzN - все органічні речовини стічних вод; АН - енергія; C5H7N02 - умовна формула клітинногоречовини бактерій.
Реакція (I) показує характер окислення речовини для задоволення енергетичних потреб клітини (катаболический процес), реакція (II) - для синтезу клітинного речовини (анаболічний процес). Витрати кисню на ці реакції складають БПКполн стічної во-

ди. Реакції (III) і (IV) характеризують перетворення клітинного речовини в умовах нестачі поживних речовин. Загальний витрата кисню на всі 4 реакції приблизно вдвічі більше, ніж на (I) і (II).
Велика кількість біохімічних реакцій відбувається за допомогою коферменту А (або КоА, коа-SH кофермент ацилювання). Ко- фермент А є похідним ^ -меркаптоетіламіда пантотенової кислоти і нуклеотиду - аденозин-3,5-дифосфата (C21H36Ol67P3S) з молекулярною масою 767,56. КоА активує карбонові кислоти, утворюючи з ними ацілпроізводние КоА.

Легко окислюються бензойна кислота, етиловий і аміловий спирти, гліколі, гліцерин, анілін, складні ефіри і ін. Погано окислюються нитросоединения, «жорсткі» ПАР, трьохатомні спирти та ін. Наявність функціональних груп збільшує здатність до біологічного руйнування з'єднань в такій послідовності:

Обмін речовин і енергії, або метаболізм, - сукупність хімічних і фізичних перетворень речовин і енергії, що відбуваються в живому організмі і забезпечують його життєдіяльність. Обмін речовин і енергії складає єдине ціле і підпорядковується закону збереження матерії і енергії.

Обмін речовин складається з процесів асиміляції і дисиміляції. Асиміляція (анаболізм) - процес засвоєння організмом речовин, при якому витрачається енергія. Дисиміляція (катаболізм) - процес розпаду складних органічних сполук, що протікає з вивільненням енергії.

Єдиним джерелом енергії для організму людини є окислення органічних речовин, що надходять з їжею. При розщепленні харчових продуктів до кінцевих елементів - вуглекислого газу і води, - виділяється енергія, частина якої переходить в механічну роботу, Виконувану м'язами, інша частина використовується для синтезу більш складних з'єднань або накопичується в спеціальних макроергічних сполуках.

макроергічними сполуками називають речовини, розщеплення яких супроводжується виділенням великої кількості енергії. В організмі людини роль макроергічних з'єднань виконують аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) і креатинфосфату (КФ).

ОБМІН БІЛКІВ.

білками (Протеїнами) називають високомолекулярні сполуки, побудовані з амінокислот. функції:

Структурна, або пластична, функція полягає в тому, що білки є головною складовою частиною всіх клітин і міжклітинних структур. Каталітична, або ферментативна, функція білків полягає в їх здатності прискорювати біохімічні реакції в організмі.

Захисна функція білків проявляється в утворенні імунних тел (антитіл) при надходженні в організм чужорідного білка (наприклад, бактерій). Крім того, білки зв'язують токсини і отрути, що потрапляють в організм, і забезпечують згортання крові і зупинку кровотечі при пораненнях.

транспортна функція полягає в перенесенні багатьох речовин. Найважливішою функцією білків є передача спадкових властивостей , В якій провідну роль відіграють нуклеопротеїни. Розрізняють два основних типи нуклеїнових кислот: РНК (РНК) і дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК).

Регуляторна функція білків направлена \u200b\u200bна підтримку біологічних констант в організмі.

енергетична роль білків полягає в забезпеченні енергією всіх життєвих процесів в організмі тварин і людини. При окисленні 1 г білка в середньому звільняється енергія, рівна 16,7 кДж (4,0 ккал).

Потреба в білках. В організмі постійно відбувається розпад і синтез білків. Єдиним джерелом синтезу нового білка є білки їжі. У травному тракті білки розщеплюються ферментами до амінокислот і в тонкому кишечнику відбувається їх всмоктування. З амінокислот і найпростіших пептидів клітини синтезують власний білок, який характерний тільки для даного організму. Білки не можуть бути замінені іншими харчовими речовинами, так як їх синтез в організмі можливий тільки з амінокислот. Разом з тим білок може заміщати собою жири і вуглеводи, т. Е. Використовуватися для синтезу цих сполук.

Біологічна цінність білків. Деякі амінокислоти не можуть синтезуватися в організмі людини і повинні обов'язково надходити з їжею в готовому вигляді. Ці амінокислоти прийнято називати незамінними, Або життєво-необхідними. До них відносяться: валін, метіонін, треонін, лейцин, ізолейцин, фенілаланін, триптофан і лізин, а у дітей ще аргінін і гістидин. Недолік незамінних кислот в їжі призводить до порушень білкового обміну в організмі. Замінні амінокислоти в основному синтезуються в організмі.

Білки, що містять весь необхідний набір амінокислот, називають біологічно повноцінними. Найбільш висока біологічна цінність білків молока, яєць, риби, м'яса. Біологічно неповноцінними називають білки, в складі яких відсутня хоча б одна амінокислота, яка не може бути синтезована в організмі. Неповноцінними білками є білки кукурудзи, пшениці, ячменю.

Азотистий баланс. Баланс азоту називають різницю між кількістю азоту, що міститься в їжі людини, і його рівнем у виділеннях.

азотиста рівновага - стан, при якому кількість виведеного азоту дорівнює кількості надійшов в організм. Азотиста рівновага спостерігається у здорової дорослої людини.

Позитивний баланс азоту - стан, при якому кількість азоту в виділеннях організму значно менше, ніж зміст його в їжі, тобто спостерігається затримка азоту в організмі. Позитивний баланс азоту відзначається у дітей в зв'язку з посиленим ростом, у жінок під час вагітності, при посиленій спортивному тренуванні, що приводить до збільшення м'язової тканини, при загоєнні масивних ран або одужання після важких захворювань.

азотистий дефіцит (Негативний баланс азоту) відзначається тоді, коли кількість виділяється азоту більше змісту його в їжі, що надходить в організм. негативний азотистийбаланс спостерігається при білковому голодуванні, гарячкових станах, порушеннях нейроендокринної регуляції білкового обміну.

Розпад білка і синтез сечовини. Найважливішими азотистими продуктами розпаду білків, які виділяються з сечею і потім, є сечовина, сечова кислота та аміак.

ОБМІН ЖИРІВ.

жири ділять на прості ліпіди (Нейтральні жири, воски), складні ліпіди (Фосфоліпіди,гліколіпіди, сульфоліпіди) і стероїди (Холестерин іін.). Основна маса ліпідів представлена \u200b\u200bв організмі людини нейтральними жирами. нейтральні жири їжі людини є важливим джерелом енергії. При окисленні 1 г жиру виділяється 37,7 кДж (9,0 ккал) енергії.

Добова потреба дорослої людини в нейтральному жирі складає 70-80 г, дітей 3-10 років - 26-30 м

Нейтральні жири в енергетичному відношенні можуть бути замінені вуглеводами. Однак є ненасичені жирні кислоти - лінолева, ліноленова і арахідонова, які повинні обов'язково міститися в харчовому раціоні людини, їх називають нЕ замінними жирними кислотами.

Нейтральні жири, що входять до складу їжі і тканин людини, представлені головним чином трігліцерідамі, що містять жирні кислоти - пальмітинову,стеаринову, олеїнову, лінолеву і ліноленову.

В обміні жирів важлива роль належить печінці. Печінка - основний орган, в якому відбувається утворення кетонових тіл (бета-оксимасляная, ацетоуксусная кислоти, ацетон). Кетонові тіла використовуються як джерело енергії.

Фосфо і гліколіпіди входять до складу всіх клітин, але головним чином до складу нервових клітин. Печінка є практично єдиним органом, що підтримує рівень фосфоліпідів у крові. Холестерин і інші стероїди можуть поступати з їжею або синтезуватися в організмі. Основним місцем синтезу холестерину є печінка.

В жировій тканині нейтральний жир депонується вигляді тригліцеридів.

Освіта жирів з вуглеводів. Надмірне вживання вуглеводів з їжею призводить до відкладення жиру в організмі. У нормі у людини 25-30% вуглеводів їжі перетворюється в жири.

Освіта жирів з білків. Білки є пластичним матеріалом. Тільки у разі крайньої потреби білки використовуються для енергетичних цілей. Перетворення білка в жирні кислоти відбувається, найімовірніше, через утворення вуглеводів.

ОБМІН вуглеводів.

Біологічна роль вуглеводів для організму людини визначається перш за все їх енергетичною функцією. Енергетична цінність 1 г вуглеводів становить 16,7 кДж (4,0 ккал). Вуглеводи є безпосереднім джерелом енергії для всіх клітин організму, виконують пластичну і опорну функції.

Добова потреба дорослої людини у вуглеводах складає близько 0,5 кг. Основна частина їх (близько 70%) окислюється в тканинах до води і вуглекислого газу. Близько 25-28% харчової глюкози перетворюється в жир і лише 2-5% її синтезується в глікоген - резервний вуглевод організму.

Єдиною формою вуглеводів, яка може всмоктуватися, є моносахара. Вони всмоктуються головним чином у тонкому кишечнику, потоком крові переносяться в печінку і до тканин. У печінці із глюкози синтезується глікоген. Цей процес носить назву глікогенезу. Глікоген може розпадатися до глюкози. Це явище називають гликогенолизом. У печінки можливо новоутворення вуглеводів із продуктів їх розпаду (піровиноградної або молочної кислоти), а також з продуктів розпаду жирів і білків (кетокислот), що позначається як гліконеогенез. Глікогенез, глікогеноліз і гліконеогенез - тісно взаємопов'язані і що протікають в печінці процеси, що забезпечують оптимальний рівень цукру крові.

У м'язах, так само як ів печінці, синтезується глікоген. Розпад глікогену є одним з джерел енергії м'язового скорочення. При розпаді м'язовогоглікогену процес йде до утворення піровиноградної і молочної кислот. Цей процес називають гликолизом. У фазі відпочинку з молочної кислоти в м'язовій тканині відбувається ре-синтез глікогену.

Головний мозок містить невеликі запаси вуглеводів і потребує постійного надходження глюкози. Глюкоза в тканинах мозку переважно окислюється, а невелика частина її перетворюється в молочну кислоту. Енергетичні витрати мозку покриваються виключно за рахунок вуглеводів. Зниження надходження в мозок глюкози супроводжується зміною обмінних процесів в нервовій тканині і порушенням функцій мозку.

Освіта вуглеводів з білків і жирів (гліконеогенез). В результаті перетворення амінокислот утворюється піровиноградна кислота, при окисленні жирних кислот - ацетілкоензім А, який може перетворюватися в пировиноградную кислоту - попередник глюкози. Це найбільш важливий спільний шлях біосинтезу вуглеводів.

Між двома основними джерелами енергії - вуглеводами і жирами - існує тісний фізіологічна взаємозв'язок. Підвищення вмісту глюкози в крові збільшує біосинтез тригліцеридів і зменшує розпад жирів в жировій тканині. У кров менше надходить вільних жирних кислот. Якщо виникає гіпоглікемія, то процес синтезу тригліцеридів гальмується, прискорюється розпад жирів і в кров у великій кількості надходять вільні жирні кислоти.

Водно-сольовий ОБМІН.

Всі хімічні і фізико-хімічні процеси, що протікають в організмі, здійснюються в водному середовищі. Вода виконує в організмі такі найважливіші функції: 1) служить розчинником продуктів харчування і обміну; 2) переносить розчинені в ній речовини; 3) послаблює тертя між дотичними поверхнями в тілі людини; 4) бере участь в регуляції температури тіла за рахунок великої теплопровідності, великої теплоти випаровування.

Загальний вміст води в організмі дорослої людини становить 50 —60% від його маси, тобто досягає 40-45 л.

Прийнято ділити воду на внутрішньоклітинну, інтрацелюлярна (72%) і позаклітинну, екстрацелюлярний (28%). Позаклітинна вода розміщена всередині судинного русла (в складі крові, лімфи, цереброспинальной рідини) і в міжклітинному просторі.

Вода надходить в організм через травний тракт у вигляді рідини або води, що міститься в щільниххарчових продуктах. Деяка частина води утворюється в самому організмі в процесі обміну речовин.

При надлишку в організмі води спостерігається загальна гіпергідратація (Водне отруєння), при нестачі води порушується метаболізм. Втрата 10% води призводить до стану дегідратації (Зневоднення), при втраті 20% води настає смерть.

Разом з водою в організм надходять і мінеральні речовини (солі). близько 4% сухої маси їжі повинні складати мінеральні сполуки.

Важливою функцією електролітів є участь їх в ферментативних реакціях.

натрій забезпечує сталість осмотичного тиску позаклітинної рідини, бере участь у створенні біоелектричного мембранного потенціалу, в регуляції кислотно-основного стану.

калій забезпечує осмотичний тиск внутрішньоклітинної рідини, стимулює утворення ацетилхоліну. Недолік іонів калію гальмує анаболічні процеси в організмі.

хлор є також найважливішим аніоном позаклітинної рідини, забезпечуючи сталість осмотичного тиску.

Кальцій і фосфор знаходяться в основному в кістковій тканині (понад 90%). Вміст кальцію в плазмі і крові є однією з біологічних констант, так як навіть незначні зрушення в рівні цього іона можуть призводити до важких наслідків для організму. Зниження рівня кальцію в крові викликає мимовільні скорочення м'язів, судоми, і внаслідок зупинки дихання настає смерть. Підвищення вмісту кальцію в крові супроводжується зменшенням збудливості нервової і м'язової тканин, появою парезів, паралічів, освітою ниркових каменів. Кальцій необхідний для побудови кісток, тому він повинен надходити в достатній кількості в організм з їжею.

фосфор бере участь в обміні багатьох речовин, так як входить до складу макроергічних з'єднань (наприклад, АТФ). Велике значення має відкладення фосфору в кістках.

Залізо входить до складу гемоглобіну, міоглобіну, відповідальних за тканинне дихання, А також до складу ферментів, які беруть участь в окисно-відновних реакціях. Недостатнє надходження в організм заліза порушує синтез гемоглобіну. Зменшення синтезу гемоглобіну веде до анемії (недокрів'я). Добова потреба в залозі дорослої людини становить 10-30 мкг.

йод в організмі міститься в невеликій кількості. Однак його значення велике. Це пов'язано з тим, що йод входить до складу гормонів щитовидної залози, що надають виражений вплив на всі обмінні процеси, рісті розвиток організму.

Освіта і витрата енергії.

Енергія, що звільняється при розпаді органічних речовин, накопичується в формі АТФ, Кількість якої в тканинах організму підтримується на високому рівні. АТФ міститься в кожній клітині організму. Найбільша кількість її виявляється в скелетних м'язах - 0,2-0,5%. Будь-яка діяльність клітини завжди точно збігається за часом з розпадом АТФ.

Руйнуються молекули АТФ повинні відновитися. Це відбувається за рахунок енергії, яка звільняється при розпаді вуглеводів і інших речовин.

Про кількість витраченої організмом енергії можна судити за кількістю тепла, яке він віддає в навколишнє середовище.

Методи вимірювання витрат енергії (пряма і непряма калориметрія).

Дихальний коефіцієнт.

пряма калориметрія заснована на безпосередньому визначенні тепла, що вивільняється в процесі життєдіяльності організму. Людину поміщають в спеціальну калориметричну камеру, в якій враховують всі кількість тепла, що віддається тілом людини. Тепло, що виділяється організмом, поглинається водою, що протікає по системі труб, прокладених між стінками камери. Метод дуже громіздкий, застосування його можливо в спеціальних наукових установах. Внаслідок цього в практичній медицині широко використовують метод непрямої калориметрії. Сутність цього методу полягає в тому, що спочатку визначають обсяг легеневої вентиляції, а потім - кількість поглиненого кисню і виділеного вуглекислого газу. Відношення обсягу виділеного вуглекислого газу до об'єму поглиненого кисню носить назву дихального коефіцієнта . За величиною дихального коефіцієнта можна судити про характер речовин, що окисляються в організмі.

при окисленні вуглеводів дихальний коефіцієнт дорівнює 1так як для повного окислення 1 молекулиглюкози до вуглекислого газу і води буде потрібно 6 молекул кисню, при цьому виділяється 6 молекул вуглекислого газу:

З 6 Н12О 6 +60 2 \u003d 6С0 2 + 6Н 2 0

Дихальний коефіцієнт при окисленні білка дорівнює 0,8, при окисленні жирів - 0,7.

Визначення витрати енергії по газообміну. кількістьтепла, що вивільняється в організмі при споживанні 1 л кисню - теплотворний еквівалент кисню - залежить від того, на окисленні яких речовин використовується кисень. теплотворний еквіваленткисню при окисленні вуглеводів дорівнює21,13 кДж (5,05 ккал), білків— 20,1 кДж (4,8 ккал), жирів - 19,62 кДж (4,686 ккал).

витрата енергії у людини визначають наступним чином. Людина дихає протягом 5 хв, через мундштук (загубник), взятий в рот. Мундштук, з'єднаний з мішком із прогумованої тканини, має клапани. вони влаштовані так, що людина вільно вдихає атмосферне повітря, а видихає повітря в мішок. За допомогою газових годин вимірюють обсяг видихнути повітря. За показниками газоаналізатора визначають процентний вміст кисню і вуглекислого газу у вдихуваному і видихуваному людиною повітрі. Потім розраховують кількість поглиненого кисню і виділеного вуглекислого газу, а також дихальний коефіцієнт. За допомогою відповідної таблиці за величиною дихального коефіцієнта встановлюють теплотворний еквівалент кисню і визначають витрата енергії.

Основний обмін і його значення.

основний обмін — мінімальна кількість енергії, необхідне для підтримки нормальної життєдіяльності організму в стані повного спокою при виключенні всіх внутрішніх і зовнішніх впливів, які могли б підвищити рівень обмінних процесів. Основний обмін речовин визначають вранці натще (через 12-14 год після останнього прийому їжі), в положенні лежачи на спині, при повному розслабленні м'язів, в умовах температурного комфорту (18-20 ° С). Виражається основний обмін кількістю енергії, виділеної організмом (кДж / добу).

У стані повного фізичного і психічного спокою організм витрачає енергію на: 1) постійно відбуваються хімічні процеси; 2) механічну роботу, виконувану окремими органами (серце, дихальні м'язи, кровоносні судини, кишечник та ін.); 3) постійну діяльність железисто-секреторного апарату.

Основний обмін речовин залежить від віку, росту, маси тіла, статі. Найінтенсивніший основний обмін речовин в розрахунку на 1 кг маси тіла відзначається у дітей. Зі збільшенням маси тіла посилюється основний обмін речовин. Середня величина основного обміну речовин у здорової людини дорівнює приблизно 4,2 кДж (1 ккал) в 1 ч на 1 кг маси тіла.

По витраті енергії в стані спокою тканини організму неоднорідні. Більш активно витрачають енергію внутрішні органи, Менш активно - м'язова тканина.

Інтенсивність основного обміну речовин в жировій тканині в 3 рази нижче, ніж в решті клітинної маси організму. Худі люди виробляють більше тепла на 1 кг маси тіла, ніж повні.

У жінок основний обмін речовин нижче, ніж у чоловіків. Це пов'язано з тим, що у жінок менше маса і поверхня тіла. Згідно з правилом Рубнера основний обмін речовин приблизно пропорційний поверхні тіла.

Відзначено сезонні коливання величини основного обміну речовин - підвищення його навесні і зниження взимку. М'язова діяльність викликає підвищення обміну речовин пропорційно тяжкості виконуваної роботи.

До значних змін основного обміну призводять порушення функцій органів і систем організму. При підвищеній функції щитовидної залози, малярії, черевний тиф, туберкульозі, що супроводжуються лихоманкою, основний обмін речовин посилюється.

Витрата енергії при фізичному навантаженні.

При м'язовій роботі значно збільшуються енергетичні витрати організму. Це збільшення енергетичних витрат становить робочу надбавку, яка тим більше, чим інтенсивніше робота.

У порівнянні зі сном при повільній ходьбі витрата енергії збільшується в 3 рази, а при бігу на короткі дистанції під час змагань - більш ніж в 40 разів.

При короткочасних навантаженнях енергія витрачається за рахунок окислення вуглеводів. При тривалих м'язових навантаженнях в організмі розщеплюються переважно жири (80% всієї необхідної енергії). У тренованих спортсменів енергія м'язових скорочень забезпечується виключно за рахунок окислення жирів. У людини, що займається фізичною працею, енергетичні витрати зростають пропорційно інтенсивності праці.

ХАРЧУВАННЯ.

Заповнення енергетичних витрат організму відбувається за рахунок поживних речовин. У їжі повинні міститися білки, вуглеводи, жири, мінеральні солі і вітаміни в невеликих кількостях і правильному співвідношенні. засвоюваністьхарчових речовин залежитьвід індивідуальних особливостей і стану організму, від кількості та якості їжі, співвідношення різних складових частин її, способу приготування. Рослинні продукти засвоюються гірше, ніж продукти тваринного походження, тому що в рослинних продуктах міститься більша кількість клітковини.

Білковий режим харчування сприяє здійсненню процесів всмоктування і засвоюваності харчових речовин. При переважанні в їжі вуглеводів засвоєння білків і жирів знижується. Заміна рослинних продуктів продуктами тваринного походження підсилює обмінні процеси в організмі. Якщо замість рослинних давати білки м'ясних або молочних продуктів, а замість житнього хліба - пшеничний, то засвоюваність продуктів харчування значно підвищується.

Таким чином, щоб забезпечити правильне харчування людини, необхідно враховувати ступінь засвоєння продуктів організмом. Крім того, їжа повинна обов'язково містити всі незамінні (обов'язкові) поживні речовини: білки і незамінні амінокислоти, вітаміни, високонепредельние жирні кислоти, мінеральні речовини і воду.

Основну масу їжі (75-80%) складають вуглеводи і жири.

харчовий раціон - кількість і склад продуктів харчування, необхідних людині в добу. Він повинен заповнювати добові енергетичні витрати організму і включати в достатній кількості всі поживні речовини.

Для складання харчових раціонів необхідно знати вміст білків, жирів і вуглеводів в продуктах і їх енергетичну цінність. Маючи ці дані, можна скласти науково обґрунтованих харчовий раціон для людей різного віку, статі та роду занять.

Режим харчування і його фізіологічне значення. Необхідно дотримуватися певного режиму харчування, правильно його організувати: постійні години прийому їжі, відповідні інтервали між ними, розподіл добового раціону протягом дня. Приймати їжу слід завжди в певний час не рідше 3 разів на добу: сніданок, обід і вечерю. Сніданок за енергетичною цінністю має становити близько 30% від загального раціону, обід - 40-50%, а вечерю - 20-25%. Рекомендується вечеряти за 3 год до сну.

Правильне харчування забезпечує нормальний фізичний розвиток і психічну діяльність, підвищує працездатність, реактивність і стійкість організму до впливу навколишнього середовища.

Згідно з ученням І. П. Павлова про умовних рефлексах, Організм людини пристосовується до певного часу прийому їжі: з'являється апетит і починають виділятися травні соки. Правильні проміжки між прийомами їжі забезпечують відчуття ситості протягом цього часу.

Триразовий прийом їжі в загальному фізіологічний. Однак краще чотириразове харчування, при якому підвищується засвоєння харчових речовин, зокрема білків, не відчувається почуття голоду в проміжках між окремими прийомами їжі і зберігається хороший апетит. В цьому випадку енергетична цінність сніданку становить 20%, обід - 35%, полуденок-15%, вечеря - 25%.

Раціональне харчування.Харчування вважається раціональним, якщо повністю задовольняється потреба в їжі в кількісному і якісному відношенні, відшкодовуються всі енергетичні витрати. Воно сприяє правильному росту і розвитку організму, збільшує його опірність шкідливим впливам зовнішнього середовища, сприяє розвитку функціональних можливостей організму і підвищує інтенсивність праці. Раціональне харчування передбачає розробку харчових раціонів і режимів харчування стосовно до різних контингентів населення і умов життя.

Як уже зазначалося, харчування здорової людини будується на підставі добових харчових раціонів. Раціон та режим харчування хворого називаються дієтою. кожна дієта має певні складові частини харчового раціону і характеризується наступними ознаками: 1) енергетичною цінністю; 2) хімічним складом; 3) фізичними властивостями (об'єм, температура, консистенція); 4) режимом харчування.

Регуляція обміну речовин і енергії.

Умовнорефлекторні зміни обміну речовин і енергії спостерігаються у людини в передстартових і предрабочему стану. У спортсменів до початку змагання, а у робочого перед роботою відзначається підвищення обміну речовин, температури тіла, збільшується споживання кисню і виділення вуглекислого газу. Можна викликати умовнорефлекторні зміни обміну речовин,енергетичних і теплових процесіву людей на словесний подразник.

вплив нервової системи на обмінні та енергетичніпроцеси в організмі здійснюється декількома шляхами:

Безпосередній вплив нервової системи (через гіпоталамус, еферентні нерви) на тканини і органи;

Опосередкований вплив нервової системи черезгіпофіз (соматотропін);

опосередкованевплив нервової системи через тропівгормони гіпофіза і периферичні залози внутрішньоїсекреції;

пряме вліяніенервной системи (гіпоталамус) на активність залоз внутрішньої секреції і через них на обмінні процеси в тканинах і органах.

Основним відділом центральної нервової системи, який регулює всі види обмінних та енергетичних процесів, є гіпоталамус.Виражений вплив на обмінні процеси і теплоутворення надають залози внутрішньої секреції. Гормони кори надниркових залоз та щитовидної залози у великих кількостях підсилюють катаболізм, т. Е. Розпад білків.

В організмі яскраво проявляється тісне взаємозв'язане вплив нервової і ендокринної систем на обмінні та енергетичні процеси. Так, порушення симпатичної нервової системи не тільки надає пряму стимулюючу вплив на обмінні процеси, але при цьому збільшується секреція гормонів щитовидної залози і надниркових залоз (тироксин і адреналін). За рахунок цього додатково посилюється обмін речовин і енергії. Крім того, ці гормони самі підвищують тонус симпатичного відділу нервової системи. Значні зміни в метаболізміі теплообміні відбуваються при дефіциті в організмі гормонів залоз внутрішньої секреції. Наприклад, недолік тироксину призводить до зниження основного обміну. Це пов'язано зі зменшенням споживання кисню тканинами і ослабленням теплоутворення. В результаті знижується температура тіла.

Гормони залоз внутрішньої секреції беруть участь в регуляції обміну речовині енергії, змінюючи проникність клітинних мембран (інсулін), активуючи ферментні системи організму (адреналін, глюкагон і ін.) івпливаючи на їх біосинтез (глюкокортикоїди).

Таким чином, регуляція обміну речовин і енергії здійснюється нервовою і ендокринною системами, які забезпечують пристосування організму до мінливих умов його проживання.


Дане видання являє собою відповіді на питання іспиту з біології в 9-му класі середньої школи. Ці питання пропонуються Міністерством освіти РФ і опубліковані в «Віснику освіти», офіційному виданні міністерства.

Питання в квитках об'єднані таким чином, що правильний розгорнуту відповідь на обидва питання будь-якого з квитків дозволяє оцінити знання біології в цілому, а не якоїсь однієї з її розділів. Велика увага приділено таким загальним біологічним проблемам, як еволюційний процес, розмноження тварин і рослинних організмів, ролі різних груп живих організмів в біоценозах, проблема пристосування до умов проживання і т.д.

У шкільних підручниках, безумовно, можна знайти відповіді на всі пропоновані в квитках питання. Однією з тих, що стояли перед авторами завдань було полегшення цих пошуків, об'єднання знань, представлених в різних підручниках. Відповіді на питання містять матеріал, кілька виходить за рамки шкільної навчальної програми, Що дозволить використовувати їх в середніх навчальних закладах з істотно відрізняються один від одного програмами викладання біології. Крім того, це дозволить використовувати їх в подальшому для підготовки до випускних іспитів в школі і до вступного іспиту з біології в вузи.

Квиток № 1

1. Обмін речовин і перетворення енергії. Значення обміну речовин в житті людини

Обмін речовин полягає в надходженні в організм із зовнішнього середовища різних речовин, засвоєнні і зміні цих речовин і у виділенні утворилися продуктів розпаду. При здійсненні всіх цих процесів спостерігається безліч хімічних, механічних, термічних і електричних явищ, Безперервно відбувається перетворення енергії: хімічна енергія складних органічних сполук при їх розщепленні звільняється і перетворюється в теплову, механічну, електричну енергію. В організмі звільняється переважно теплова і механічна енергія. Електричної енергії звільняється дуже мало, але вона має найважливіше значення для функціонування нервової і м'язової систем. За рахунок енергії, що звільняється підтримується постійна температура тіла у теплокровних тварин і відбувається зовнішня робота. Звільнення енергії необхідно також для підтримки структур клітин і для синтезу складних органічних сполук.

Обмін речовин і перетворення енергії невіддільні одна від одної. Процеси обміну речовин і енергії в живому організмі протікають відповідно до єдиного закону - закону збереження матерії і енергії. В живому організмі матерія і енергія не створюються і не зникають, відбувається лише їх зміна, поглинання і виділення.

Обмін речовин в організмі складається з процесів асиміляції(Утворення складних речовин з простих) і дисиміляції(Розпаду речовин). У процесі асиміляції (або пластичного обміну) утворюються складні органічні речовини, які входять до складу різних структур організму. У процесі дисиміляції (або енергетичного обміну) відбувається розпад складних органічних речовин, перетворення їх в більш прості. При цьому виділяється енергія, необхідна для нормальної життєдіяльності організму.

Обмін речовин в організмі - це єдиний процес, що зв'язує перетворення різних речовин: так, наприклад, білки можуть перетворюватися в жири і вуглеводи, а жири - в вуглеводи.

Білки надходять в організм людини з їжею, в травному каналі під впливом ферментів розщеплюються до амінокислот, які в тонкому кишечнику всмоктуються в кров. Потім в клітинах з амінокислот синтезуються власні білки, властиві даному організму. Однак частина амінокислот піддається розпаду, при цьому виділяється енергія (при розпаді 1 г білка виділяється 17,6 кДж, або 4,1 кКал, енергії).

Кінцеві продукти розпаду білків - це вода, вуглекислий газ, аміак, сечовина і деякі інші. Аміак (у вигляді сульфату амонію) і сечовина виводяться з організму через сечовидільну систему. Якщо функції нирок порушені, то ці азотовмісні речовини будуть накопичуватися в крові і отруювати організм. Білки в організмі не відкладаються, «білкових депо» в організмі немає. У дорослих людей синтез і розпад білків врівноважені, а в дитячому віці переважає синтез.

функції білківв організмі дуже різноманітні: пластична (в складі клітин приблизно 50% білків), регуляторна (багато гормонів - білки), ферментативна (ферменти - це біологічні каталізатори білкової природи, вони значно збільшують швидкість біохімічних реакцій), енергетична (білки представляють собою енергетичний резерв в організмі, який використовується при нестачі вуглеводів і жирів), транспортна (гемоглобін транспортує кисень), скорочувальна (актин і міозин в м'язовій тканині). Добова потреба людини в білках становить приблизно 100-118 м

Основне джерело енергії в організмі - це вуглеводи. При розпаді 1 г глюкози виділяється стільки ж енергії, скільки при розпаді 1 г білків (17,6 кДж, або 4,1 ккал), однак процеси окислення вуглеводів відбуваються набагато легше і швидше, ніж окислення білків. Полісахариди, які надійшли в травний тракт з їжею, розщеплюються до мономерів (глюкози). Глюкоза всмоктується в кров. У крові концентрація глюкози підтримується на постійному рівні 0,08-0,12% завдяки гормонам підшлункової залози - інсуліну і глюкагону. Інсулін перетворює надлишок глюкози в глікоген ( "тваринний крохмаль»), який відкладається в печінці і м'язах. Глюкагон, навпаки, переводить глікоген в глюкозу, якщо її вміст у крові зменшується. При нестачі інсуліну розвивається важка хвороба - діабет. Кінцеві продукти розпаду вуглеводів - вода і вуглекислий газ. Добова потреба людини у вуглеводах складає приблизно 500 г.

значення жирівдля організму полягає в тому, що вони є одним з найважливіших джерел енергії (при розпаді 1 г жиру виділяється 38,9 кДж, або 9,3 кКал, енергії). Крім того, жири виконують в організмі захисну, амортизаційну, пластичну функції, є джерелом води. Жири відкладаються про запас (в основному - в підшкірній клітковині). У травному тракті жири розщеплюються до гліцерину і жирних кислот. Всмоктуються жири в лімфу. При дисиміляції окислюються до води і вуглекислого газу. Добова потреба людини в жирах становить приблизно 100 г.

Важливу роль в організмі відіграє і обмін водиі мінеральних солей. Вода - це універсальний розчинник, все реакції в клітинах йдуть у водному середовищі. За добу людина втрачає приблизно 2,5 л води (з сечею, потім, при диханні), тому і добова норма споживання води дорівнює 2,5-3 л. Мінеральні солі необхідні для нормального функціонування всіх систем організму. Вони входять до складу всіх тканин, беруть участь в процесах пластичного обміну, необхідні для синтезу гемоглобіну, шлункового соку, для розвитку кістково-м'язової і нервової систем і т.д. Найбільш велика потреба організму у фосфорі, кальції, натрію, хлорі, калії, проте в невеликих кількостях необхідні і багато інших елементів (мідь, магній, залізо, цинк, бром і т.д.).

Обмін речовин неможливий без участі вітамінів. Це органічні речовини, які потрібні організму в дуже малих кількостях (іноді - соті частки міліграма в добу). Вітаміни часто входять до складу ферментів як коферменти, сприяють дії гормонів, підвищують опірність організму до несприятливих умов середовища. До найбільш важливим вітамінів ставляться вітаміни С, А, Д, і групи В. При нестачі того чи іншого вітаміну розвивається гіповітаміноз, при надлишку - гіпервітаміноз.

Пластичний і енергетичний обміни взаємопов'язані. У процесі обміну речовин безперервно утворюється енергія, яка так само безперервно витрачається на здійснення роботи, забезпечення нервової діяльності, Синтез речовин. Джерело енергії для людини - це поживні речовини, тому важливо, щоб в їжі були всі необхідні для нормального обміну речовин органічні і неорганічні сполуки. Утворені кінцеві продукти обміну виводяться з організму через легені, кишечник, шкіру і нирки. Головна роль у виведенні з організму продуктів розпаду належить ниркам, через які видаляються сечовина, сечова кислота, солі амонію, виводиться надлишок води, солей.

Нормальний обмін речовин - основа здоров'я. Порушення обміну призводять до важких захворювань (діабет, подагра, ожиріння або, навпаки, втрата ваги і т.д.).

2. Причини еволюції. Ускладнення рослин в процесі еволюції

У 1859 р Ч. Дарвін у своїй геніальній праці «Походження видів шляхом природного відбору, або збереження обраних порід в боротьбі за життя» писав, що основною рушійною силою еволюції є природний відбір на основі спадкової мінливості.

До факторів природного добору в природі відносяться інтенсивність розмноження(Чим вона вище, тим більше шансів у виду зберегтися і розширити межі проживання) та боротьба за існування. Боротьба за існування може бути внутрішньовидової - це найбільш напружена форма боротьби, яка, однак, рідко характеризується проявами жорстокості, - і міжвидової, яка може бути жорстокою. Ще одна форма боротьби за існування - це боротьба з несприятливими умовами середовища. Дарвін писав, що природний відбір - це переживання найбільш пристосованих видів. Через природний відбір досягається пристосування.

В процесі еволюції рослин відбувалися такі події. В архейської ери(Приблизно 3,5 млрд років тому) з'явилися синьо-зелені водорості, які відносять до ціанобактеріям: це були одноклітинні і багатоклітинні прокаріотів, здатні до фотосинтезу з виділенням кисню. Поява синьо-зелених водоростей призвело до збагачення атмосфери Землі киснем, необхідним для всіх аеробних організмів.

В протерозойської ері(Приблизно 2,6 млрд років тому) панували зелені та червоні водорості. Водорості - це нижчі рослини, тіло яких не розчленовано на відділи і не має спеціалізованих тканин (таке тіло називають талломом). Водорості продовжували панувати і в палеозої(Вік палеозою приблизно 570 млн років), проте в силурийском періоді палеозою з'являються найдавніші вищі рослини - риніофіти (або псилофіти). Ці рослини вже мали пагони, але у них ще не було листя і коренів. Розмножувалися вони спорами і вели наземний або напівводний спосіб життя. У девонського періоду палеозою з'являються моховидні і папоротеподібні (плавуни, хвощі, папороті), а панують на Землі риніофіти і водорості. У девоні ж з'являється і нове царство - вищі спорові рослини * - це гриби, моховидні і папоротеподібні. У мохів з'являються стебла і листя (вирости стебла), однак коріння ще немає; функцію коренів виконують Ризоїди - ниткоподібні вирости на стеблі. У циклі розвитку мохів переважає гаплоидное покоління (гаметофіт) - це лістостебельной рослина моху. Диплоидное покоління (спорофіт) у них не здатне до самостійного існування і харчується за рахунок гаметофіту. У папоротеподібних з'являються коріння; в циклі їх розвитку переважає спорофіт (лістостебельной рослина), а гаметофіт представлений заростком - це маленька серцеподібна пластинка у папоротей або клубенек у плаунів і хвощів. У давнину це були величезні деревовидні рослини. Розмноження у вищих спорових неможливо без води, тому що запліднення яйцеклітини у них відбувається в крапельках води, в яких рухливі чоловічі гамети - сперматозоїди - рухаються до яйцеклітин. Саме тому вода для вищих спорових - обмежуючий фактор: якщо не буде крапельної води, розмноження цих рослин стане неможливим.

У карбоні (кам'яновугільному періоді) з'являються насінні папороті, від яких в подальшому, як вважають вчені, відбулися голонасінні рослини. Панують на планеті гігантські деревовидні папоротеподібні (саме вони й утворили поклади кам'яного вугілля), а риніофіти в цьому періоді повністю вимирають.

У пермському періоді палеозою з'являються стародавні голонасінні рослини. Панують в цьому періоді насінні і трав'янисті папороті, а деревовидні папоротеподібні вимирають. Голонасінні рослини відносяться до насіннєвим рослинам. Розмножуються вони насінням, які не захищені стінками плоду (квіток і плодів у голонасінних рослин немає). Поява цих рослин було пов'язано з підняттям суші і коливаннями температури і вологості. Розмноження цих рослин вже не залежить від води.

В мезозої(Вік мезозою приблизно 240 млн років) розрізняють три періоди - тріасовий, юрський і крейдяний. У мезозої з'являються сучасні голонасінні (в тріасі) і перші покритонасінні (в юрському періоді). Панівні рослини - голонасінні. Стародавні голонасінні рослини і папороті в цю еру вимирають.

Поява покритонасінних рослин було пов'язано з цілим рядом ароморфозов. У цих рослин з'являється квітка - видозмінений укорочений втеча, пристосований для утворення спор і гамет. У квітці здійснюється запилення, запліднення, формуються зародок і плід. Насіння покритонасінних рослин захищені околоплодником - це сприяє їх збереженню і поширенню. При статевому розмноженні у цих рослин відбувається подвійне запліднення: один спермій запліднює яйцеклітину, а другий спермій - центральну клітку зародкового мішка, в результаті чого утворюються зародок і тріплоідний ендосперм - поживна тканина зародка. Запліднення відбувається в зародковому мішку, який розвивається в семяпочке, захищеної стінками зав'язі.

Серед покритонасінних рослин є і трави, і чагарники, і дерева. Вегетативні органи (корінь, стебло, лист) мають безліч видозмін. Еволюція покритонасінних рослин йшла дуже швидко. Для них характерна висока еволюційна пластичність. Велику роль в їх еволюції і розселення зіграли комахи-запилювачі. Покритонасінні - єдина група рослин, утворює складні багатоярусні спільноти. Це сприяє більш інтенсивному використанню середовища і успішному завоюванню нових територій.

В кайнозойськоїері (її вік приблизно 67 млн \u200b\u200bроків) на Землі панують сучасні покритонасінні і голонасінні рослини, а вищі спорові рослини піддаються біологічному регресу.

Квиток № 2

1. Газообмін в легенях і тканинах

Між організмом і навколишнім середовищем постійно відбувається газообмін: кисень, необхідний для дисиміляції, надходить в організм, а що утворюється в результаті окислення органічних речовин вуглекислий газ виводиться з організму. Надходження кисню і виведення вуглекислого газу забезпечується органами дихання. Повітроносні шляхи - це носова порожнина, носоглотка, гортань, трахея, бронхи. Головний орган дихання - легені. Саме в альвеолах легенів і відбувається газообмін між атмосферним повітрям і кров'ю.

Альвеоли - це легеневі пухирці, стінки яких складаються з одного шару епітеліальних клітин. Вони густо обплетені капілярами. Концентрація вуглекислого газу в крові вище, ніж в повітрі, а концентрація кисню - нижче, тому вуглекислий газ переходить з крові в альвеоли, а кисень - з альвеол в кров. Процес йде до тих пір, поки не настане рівновага.

У крові кисень сполучається з гемоглобіном еритроцитів - утворюється оксигемоглобін. Кров стає артеріальною. Клітини організму безперервно споживають кисень. Тому кисень з крові переходить в клітини тканини, а оксигемоглобін перетворюється знову в гемоглобін. В мітохондріях з використанням кисню відбувається окислення органічних речовин (основне джерело енергії в організмі - це вуглеводи), виділяється енергія, яка йде на синтез АТФ - універсального акумулятора енергії в клітинах.

Вуглекислий газ з клітин надходить у кров. Таким чином в тканинах органів артеріальна кров перетворюється на венозну. Частина вуглекислого газу реагує з гемоглобіном з утворенням карбгемоглобина, проте велика частина вуглекислого газу (приблизно 2/3) реагує з водою плазми. Ця реакція каталізується ферментом карбоангидразой. Залежно від вмісту вуглекислого газу в крові цей фермент може прискорювати або сповільнювати реакцію. При з'єднанні вуглекислого газу з водою утворюється вугільна кислота, яка дисоціює з утворенням катіона Н + і аніона НСО3-. Цей аніон з кров'ю надходить до легенів, де і відбувається виділення вуглекислого газу.

При реакції з чадним газом (СО) гемоглобін утворює карбоксигемоглобін, а при взаємодії з оксидом азоту або деякими лікарськими препаратами - метгемоглобін; ці форми гемоглобіну не можуть пов'язувати кисень, тому може наступити смерть. Вміст гемоглобіну в крові у чоловіків складає 130-160 г / л, а у жінок - 120-140 г / л. При зниженні вмісту гемоглобіну настає анемія - стан, при якому тканини не отримують достатньої кількості кисню.

У нормі у вдихуваному повітрі вміст кисню, вуглекислого газу та азоту становить відповідно 20,94%, 0,03% і 79,03%. У видихуваному повітрі вміст кисню зменшується до 16,3%, а вуглекислого газу - збільшується до 4%. Зміст азоту змінюється менше (збільшується до 79,7%).

Проходження повітря через легені забезпечується за рахунок вдиху і видиху. Вдих - це наслідок скорочення зовнішніх міжреберних м'язів, в результаті чого ребра піднімаються. При вдиху м'язові волокна діафрагми скорочуються, купол діафрагми стає більш плоским і опускається. Обсяг грудної порожнини збільшується за рахунок зміни її розмірів, особливо в вертикальному напрямку. Легкі слідують за рухами грудної клітини. Пояснюється це тим, що легкі відокремлені від стінок грудної порожнини плевральної порожниною - щілиновидним простором між пристеночной плеврою (вона вистилає внутрішню поверхню грудної клітини) і вісцеральної плеврою (вона покриває зовнішню поверхню легких). Плевральна порожнина заповнена плевральної рідиною. При вдиху тиск в плевральній порожнині зменшується, обсяг легких збільшується, тиск у них знижується і повітря надходить в легені. При видиху дихальні м'язи розслаблюються, обсяг грудної порожнини зменшується, тиск в плевральній порожнині трохи збільшується, розтягнута легенева тканина стискається, тиск підвищується і повітря виходить з легенів. Таким чином, зміна обсягу легень відбувається пасивно, і причиною його є зміни обсягу грудної порожнини і тиску в плевральній щілини і всередині легких.

Кількість повітря, яке надходить в легені при спокійному вдиху і видихається при спокійному видиху, називають дихальним об'ємом (приблизно 500 см3). Обсяг повітря, який можна видихнути після самого глибокого вдиху, Називають життєвою ємністю легень (приблизно 3000-4500 см3). Життєва ємність легенів - важливий показник здоров'я людини.

2. Одноклітинні рослини і тварини. Особливості середовища проживання, будови та життєдіяльності. Роль у природі та житті людини

Одноклітинні організми - це організми, тіло яких складається з однієї клітини. Вони можуть бути прокариотами (бактерії і синьо-зелені водорості, або ціанобактерії), тобто не мати оформленого ядра (функцію ядра у них виконує нуклеоїд - молекула ДНК, згорнута в кільце), але можуть бути і еукаріотів, тобто мати оформлене ядро.

До одноклітинним еукаріотичних організмів ставляться багато зелені і деякі інші водорості, а також всі представники типу Найпростіші. Загальний план будови і набір органоїдів у одноклітинних еукаріотів схожі з клітинами багатоклітинних організмів, але функціональні відмінності дуже суттєві.

Одноклітинні організми поєднують в собі властивості і клітини, і самостійного організму. Багато одноклітинні утворюють колонії. Від одноклітинних в процесі еволюції відбулися багатоклітинні організми.

Найбільш просто влаштовані одноклітинні синьо-зелені водорості. В їх клітинах немає ядра і пластид, вони схожі на бактеріальні клітини. На цій підставі їх відносять до ціанобактеріям. Пігменти (хлорофіл, каротин) розчинені у них в зовнішньому шарі цитоплазми - хроматоплазме. Ці водорості з'явилися ще в археї і були першими організмами на Землі, у яких в процесі фотосинтезу утворювався кисень. Синьо-зелених водоростей можуть утворювати і багатоклітинних форму - нитки.

Серед зелених водоростей до одноклітинних форм відносяться хламидомонада, хлорелла, плеврококк. Одноклітинні водорості можуть утворювати колонії (наприклад, вольвокс).

Діатомові водорості - це теж мікроскопічні одноклітинні водорості, які можуть утворювати колонії.

Живуть одноклітинні водорості найчастіше у воді (хламидомонада в прісних водоймах, а хлорелла - і в прісній, і в морській воді), але можуть жити і в грунті (наприклад, хлорелла, діатомові водорості), можуть мешкати на корі дерев (плеврококк). Деякі водорості живуть навіть на поверхні льоду, снігу (деякі хламідомонади, наприклад, хламидомонада сніжна). В Антарктиці діатомові водорості утворюють щільний коричневий наліт на нижньому боці льодів.

Одноклітинні найпростіші утворюють підцарство тварин. У більшості в клітці одне ядро, але є і багатоядерні форми. Поверх мембрани у багатьох найпростіших є оболонка або раковина. Пересуваються вони за допомогою органоїдів руху - джгутиків, війок, можуть утворювати псевдоподии (ложноножки).

Більшість найпростіших - гетеротрофи. Частинки їжі перетравлюються в травних вакуолях. Осмотичний тиск в клітині регулюється за допомогою скоротливих вакуолей: через них видаляється надлишок води. Такі вакуолі характерні для прісноводних найпростіших. Разом з водою з тіла найпростіших виводяться продукти обміну речовин. Однак основна функція виділення здійснюється через всю поверхню клітини.

У найпростіших є і безстатеве, і статеве розмноження.

Ці одноклітинні організми реагують на дії зовнішнього середовища: їм притаманні позитивні і негативні Таксис (наприклад, у інфузорії-туфельки - негативний хемотаксис - вона рухається в сторону від кришталика солі, поміщеного в воду).

Багато найпростіші здатні до инцистирование. Инцистирование дозволяє переживати несприятливі умови і сприяє розселенню найпростіших.

Значення одноклітинних водоростей в природі прямо пов'язано з їхнім способом життя. Ці організми синтезують органіку, виділяють в атмосферу кисень, поглинають вуглекислий газ, є ланкою в загальному ланцюгу харчування, беруть участь у грунтоутворенні, очищення водойм, можуть вступати в симбіоз з іншими організмами (наприклад, хлорелла - це фікобіонт лишайників). Відмерлі діатомові одноклітинні водорості утворили потужні відклади гірської породи - діятимуть, а на дні морів - діатомові мули. Одноклітинні синьо-зелених і зелені водорості можуть викликати «цвітіння» води.

Людина широко використовує одноклітинні водорості та продукти їх життєдіяльності. Так, здатність одноклітинних зелених водоростей поглинати органічні речовини всією поверхнею клітини використовується для очищення водойм; здатність хлорели синтезувати велику кількість білків, жирних олій і вітамінів використовується в промисловому виробництві кормів; здатність тієї ж хлорели виділяти при фотосинтезі багато кисню використовується для регенерації повітря в замкнутих приміщеннях (наприклад, в космічних кораблях, підводних човнах). Деякі синьо-зелені водорості використовують як добрива, тому що вони здатні фіксувати азот, а такі водорості, як спіруліна, застосовують в якості добавки до їжі.

Значення найпростіших частково схоже зі значенням одноклітинних водоростей. Найпростіші також беруть участь в грунтоутворенні, служать для очищення водойм, тому що харчуються бактеріями і гниють речовинами. Багато найпростіші - індикатори чистоти води. Раковинами найпростіших (морські саркодові) утворені поклади вапняків; вони служать також індикаторами при розвідці нафти і інших корисних копалин. Найпростіші, як і одноклітинні водорості, - важлива ланка круговороту речовин.

Найпростіші і одноклітинні водорості - важливі об'єкти наукових досліджень. Їх використовують при цитологічних, генетичних, біофізичних, фізіологічних і ін. Дослідженнях.

Далі буде

* Тут автор допустив кілька неточностей.
1. Вищі спорові рослини - не панує, а збірна група рослин, яка не має таксономічного рангу (така ж, як наприклад тетраподи(Чотириногі), тобто всі хребетні, які мають чотири п'ятипалих кінцівки.
2. Гриби не належать до царства рослин, їх виділяють в окреме царство.
3. В кінці девону з'являються всі нині відомі відділи рослин, крім покритонасінних (тобто Мохоподібні, Плауноподібні, Хвощеобразние, Папоротеподібні, Голонасінні). Прим. ред.

на тему: «Метаболізм» I варіант

Контрольна робота з біології 9 клас

на тему: «Метаболізм» II варіант

    Виберіть одну правильну відповідь з чотирьох можливих

1.Распад складних органічних речовин відбувається в процесі:

а) анаболізму; в) фотосинтезу

б) катаболізму; г) симбіозу

2. Витрачання енергії відбувається в процесі:

а) гліколізу в) фотолиза

б) катаболізму; г) анаболізму;

3. Фотосинтез здійснюється:

а) в рибосомах; в) в мітохондріях

б) в хлоропластах; г) в цитоплазмі

4. В ході фотосинтезу утворюються

а) білки в) вуглеводи

5. Вихідним матеріалом для фотосинтезу служить:

а) вода і кисень в) вуглеводи

6. гліколіз називається:

а) сукупність всіх реакцій енергетичного обміну

б) бескислородное розщеплення глюкози

в) окислительное фосфолірірованія

г) розщеплення АТФ

7. Білки утворюються в ході процесу

а) фотосинтезу в) гліколізу
б) біосинтезу г) брожженія


8 . . Заповніть таблицю відповідей

Процес Вид обміну речовин

а) синтез складних речовин з простих 1.енергетіческій
б) розщеплення складних речовин до простих 2.пластіческій
в) розщеплення вуглеводів до вуглекислого газу
г) синтез вуглеводів з вуглекислого газу
д) синтез білків з амінокислот

9. Дайте визначення поняттям : гетеротрофи, фотоліз, метаболізм

10.

У чому полягає значення фотосинтезу?

I . Виберіть одну правильну відповідь з чотирьох можливих

1.Синтез складних речовин з простих відбувається в процесі:

а) анаболізму; в) катаболізму;

б) метаболізму г) симбіозу

2.Освобожденіе енергії відбувається в процесі:

а) гідролізу в) метаболізму

б) анаболізму; г) катаболізму;

3. Процес фотосинтезу проходить

а) в ядрі в) в мітохондріях
б) в цитоплазмі г) в хлоропластах
4. Вуглеводи утворюються в процесі

а) біосинтезу; в) фотосинтезу

б) енергетичного обміну; г) брожженія

5. Кінцевим основним продуктом фотосинтезу є:

а) вуглеводи в) вода і кисень
б) жири г) вода і вуглекислий газ

6. Кінцеві продукти кисневого розщеплення органічних речовин - це:

а) АТФ і вода в) вода і кисень
б) жири г) вода і вуглекислий газ

7. У ході біосинтезу утворюються

а) білки в) вуглеводи
б) жири г) нуклеїнові кислоти


8 . Установіть відповідність між біологічним процесом і видом обміну, до якого він відноситься . Заповніть таблицю відповідей

Вид обміну речовин Процес1.енергетіческій а) розщеплення вуглеводів до вуглекислого газу

2.пластіческій б) синтез складних речовин з простих

в) синтез білків з амінокислот

г) розщеплення складних речовин до простих

д) синтез вуглеводів з вуглекислого газу

9. Дайте визначення поняттям : автотрофи, гліколіз, обмін речовин

10. Дайте повний розгорнуту відповідь на питання

У чому полягає роль автотрофов в природі?

Значення поживних речовин

У всіх, хто живе нині організмах, від найпримітивніших до найскладнішого - людського організму, - обмін речовин і енергії - основа життя.

В організмі людини, в його органах, тканинах, клітинах йде безперервний процес творення, освіти складних речовин. Одночасно з цим відбувається розпад, руйнування складних органічних речовин, що входять до складу клітин організму.

Робота органів супроводжується безперервним їх оновленням: одні клітини гинуть, інші їх заміняють. У дорослої людини протягом доби гине і замінюється 1/20 шкірного епітелію, половина всіх клітин епітелію травного тракту, близько 25 г крові і т. Д.

Зростання, оновлення клітин організму можливі тільки в тому випадку, якщо в організм безперервно надходять кисень і поживні речовини. Живильні речовини - той будівельний, пластичний матеріал, з якого будується живе.

Для побудови нових клітин організму, їх безперервного поновлення, для роботи таких органів, як серце, шлунково-кишковий тракт, дихальний апарат, нирки і т. Д., А також для здійснення людиною роботи потрібна енергія. Цю енергію організм отримує при розпаді речовин клітин в процесі обміну речовин.

Таким чином, поживні речовини, що надходять в організм, служать не тільки пластичним, будівельним матеріалом, а й джерелом енергії, так необхідної для життя.

під обміном речовин розуміють сукупність змін, які зазнають речовини від моменту їх надходження в травний тракт до утворення кінцевих продуктів розпаду, що виділяються з організму.

Асиміляція і дисиміляція

Обмін речовин являє собою єдність двох процесів: асиміляції і дисиміляції. В результаті процесу асиміляції порівняно прості продукти травлення, вступаючи в клітини, піддаються хімічним перетворенням за участю ферментів і уподібнюються необхідним організму речовин. дисиміляція - розпад складних органічних речовин, що входять до складу клітин організму. Частина продуктів розпаду знову використовується організмом, частина виводиться з організму назовні.

Процес дисиміляції також йде за участю ферментів. Під час дисиміляції вивільняється енергія. Саме за рахунок цієї енергії будуються нові клітини, оновлюються старі, функціонує серце людини, відбувається розумова і фізична робота.

Процеси асиміляції та дисиміляції невіддільні одна від одної. При посиленні процесу асиміляції, особливо при зростанні молодого організму, посилюється і процес дисиміляції.

перетворення речовин

Хімічні перетворення харчових речовин починаються в травному тракті. Тут складні білки, жири і вуглеводи розщеплюються до більш простих, здатних всмоктатися через слизову оболонку кишечника і стати будівельним матеріалом в процесі асиміляції. У травному тракті при перетравленні вивільняється незначна кількість енергії. Речовини, що надійшли в результаті всмоктування в кров і лімфу, приносяться в клітини, де і зазнають основні зміни. Утворилися складні органічні речовини входять до складу клітин і беруть участь в здійсненні їх функцій. Енергія, яка звільнилася при розпаді речовин клітин, використовується для життєдіяльності організму. Не використані організмом продукти обміну різних органів і тканин виділяються з нього.

Роль ферментів у внутрішньоклітинному обміні

Основні процеси перетворення речовин відбуваються всередині клітин нашого тіла. Ці процеси лежать в основі внутрішньоклітинного обміну. Вирішальна роль у внутрішньоклітинному обміні належить численним ферментам клітини. Завдяки їх діяльності з речовинами клітини відбуваються складні перетворення, розриваються внутрішньо-молекулярні хімічні зв'язки в них, що призводить до вивільнення енергії. Особливе значення тут набувають реакції окислення і відновлення. Кінцеві продукти процесів окислення в клітині - вуглекислий газ і вода. За участю спеціальних ферментів здійснюються і інші типи хімічних реакцій в клітині.

Звільняється при цих реакціях енергія використовується для побудови нових речовин в клітині, для підтримки процесів життєдіяльності організму. Основним акумулятором і переносником енергії, використовуваної при багатьох синтетичних процесах, є аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). У молекулі АТФ містяться три залишку фосфорної кислоти. АТФ використовується у всіх реакціях обміну, що вимагають витрати енергії. У молекулі АТФ при цьому розривається хімічний зв'язок з одним або двома залишками фосфорної кислоти, звільняючи накопичену енергію (відщеплення одного залишку фосфорної кислоти призводить до звільнення близько 42 000 дж на 1 грам-молекулу).