Viitab energia metabolismi reaktsioonidele. rakkude metabolism
1) toitainete transport läbi seedekanali
2) rasueritus rasunäärmete poolt
3) valkude süntees maksarakkudes
4) vereplasma filtreerimine nefronis
2. Määrake inimese kuulmisanalüsaatori struktuuri taseme korraldus
sajandil, alustades selle perifeersest osast - kõrvast. Vastuseks kirjutage vastav
vastav numbrijada.
1) retseptori juukserakud
2) tigu
3) sisekõrv
4) kilelabürint
5) Corti orel
3. Sisestage teksti "Inimese jämesooles toimuvad protsessid"
vastamata terminid pakutud loendist, kasutades selleks
digitaalsed tähised. Kirjutage teksti valitud vastuste numbrid ja seejärel
saadud numbrijada (tekstis) sisestage antud
allpool tabelit.
Inimese jämesooles toimuvad protsessid
Jämesooles imendub verre suur kogus ________ (A).
Jämesoole näärmed toodavad palju ________ (B) ja hõlbustavad
seega seedimata toidujääkide soodustamine ja väljutamine.
Jämesoole bakterid sünteesivad osa ________ (B). Nepere-
keedetud toidujäänused sisenevad _______ (D) ja eemaldatakse kehast.
Terminite loetelu
1) lima
2) vesi
3) glükoos
4) ensüüm
5) vitamiin
6) pärasoole
7) pimesool
8) kõhunääre
4. Energia metabolismi reaktsioonid inimkehas hõlmavad protsessi
1) valkude süntees lihaskiududes
2) toitainete transport läbi keha
3) glükoosi oksüdatsioon aju neuronites
4) primaarse uriini reabsorptsioon neerude keerdtorukestes
5. Miks arstid soovitavad kaasata toiduaineid, mis sisaldavad
joodi?
1) jood mõjutab vereplasma koostist
2) jood normaliseerib kilpnäärme aktiivsust
3) jood hoiab ära stenokardia
4) jood soodustab C-vitamiini sünteesi organismis
6. Sportlase treeningutel kulutatakse esmalt varud.
1) vitamiinid 2) valgud 3) rasvad 4) süsivesikud
7. Päikesepõletuse kahju seisneb selles, et
1) tumestab nahka
2) võib tekkida melanoom
3) tekib D-vitamiini liig
4) naha laienevatesse veresoontesse voolab suur hulk verd
8. Millises seedekanali osas toimub peamiselt imendumine?
toidu orgaaniline aine?
1) suuõõnes 3) jämesooles
2) maos 4) peensooles
9. Määrake inimese visuaalse analüsaatori struktuuri taseme korraldus
sajandil, alustades selle perifeersest osakonnast. Vastuseks kirjutage vastav
ühine numbrijada.
1) silm
2) võrkkest
3) silmamuna
4) käbid
5) fotoretseptorid
Plastilise ainevahetuse näide inimkehas on
1. Valkude lagunemine aminohapeteks seedesüsteemis
2.Uute kehavalkude süntees rakkudes
3. Ensüümide osalemine soolestikus toimuvates keemilistes reaktsioonides
4. Hapniku difusioon kopsualveoolides
milles on palju ... mis kaitsevad keha ... mikroorganismide eest, ringleb läbi ... veresoonte, tal puuduvad erütrotsüüdid ja ...
3. Veri on punane vedelik, koosneb rakkudest: ..., leukotsüütidest ja ... ning rakkudevahelisest ainest - ..., veri transpordib aineid, neutraliseerib mürgiseid aineid, reguleerib termoregulatsiooni, kaitseb ...
4. Vereplasma koosneb 90% ulatuses ..., samuti ... ja ... ainetest, võtab osa ainete ja ... vere transpordist.
5. Erütrotsüüdid - punased verelibled, millel ei ole ..., kaksiknõgusa kujuga, sisaldavad erilist valku - ... mis hapnikuga kergesti ühineb.
6... ja... on värvitud, erineva kujuga, tungivad kergesti läbi kapillaaride seinte, on reaktsiooni tõttu võimelised hävitama patogeene..., tekivad punases luuüdis, põrnas ja... sõlmedes.
7. Trombotsüüdid... on väikesed tuumavabad moodustised, mis on moodustunud... luuüdis, mille põhifunktsioon on... veri.
8. Vere hüübimine on organismi kaitsereaktsioon, mille olemus seisneb selles, et veresoonte kahjustamisel need hävivad ... ja vabaneb ensüüm, mille toimel lahustuv plasmavalk ... muutub lahustumatu ..., mille niidid moodustavad ... mis sulgeb haava.
9. Inimese kehasse sattudes toodavad lümfotsüüdid ..., spetsiaalseid valguühendeid, mis neutraliseerivad patogeenseid ... ja ...
10... - see on organismi immuunsus nakkushaiguste suhtes, see juhtub ..., mis tekib pärast haiguse ülekandumist või on päritav ja ..., tekib kasutuselevõtu tulemusena valmis . .. või ... nõrgestatud mikroorganismide kultuurid.
11. Aastal 1901 ... avastas nelja ... vere olemasolu, mis erinevad erütrotsüütides ja plasmas ... ja ...
12. Doonorilt vere ülekandmisel ... tuleb arvestada veregruppi ja ... nende reeglite mittejärgimisel jälgitakse ... erütrotsüüte, mis viib inimese surma.
1 .... Inimese luustiku luude mehhaaniline funktsioon hõlmab 1) vereloomes osalemist 2) soolavahetust 3) siseorganite kaitset.4) puutumatuses osalemine
Millistel anumatel on kõrgeim vererõhk?
1) kapillaarides
2) ülemises õõnesveenis
3) alumises õõnesveenis
4) õlavarrearteris
3 ... Hingamise bioloogiline roll inimkehas on
1) hapniku difusioon kapillaaridest koevedelikku ja süsihappegaasi
gaas kapillaaridesse
2) sisse- ja väljahingamine
3) energia vabanemine orgaaniliste ainete oksüdeerumisel rakkudes
4) hapniku lisamine hemoglobiini molekulidele
Milline orgaaniline aine tekib inimkehas selle tulemusena
selle keemilise reaktsiooni käik?
glükoos + hapnik = süsihappegaas + vesi +?
1) tärklis
2) ATP
3) valk
4) DNA
Mis on inimeste kaasasündinud refleksi näide?
1) jalakäijate liikumine rohelise fooritulega
2) õpilase ahenemine eredalt valgustatud ruumi sisenemisel
3) maomahla eritumine toidu lõhnale
4) pahameele esinemine õpetaja poolt pandud hinde «2» juures
Naha terviklikkuse rikkumine aias töötades on ohtlik,
sest
1) õhu juurdepääs kudedele võib katkeda
2) usside munad võivad tungida haava sisse
3) vere hüübimisprotsess on häiritud
4) teetanuse patogeenid võivad tungida
Karu jaoks on abiootiline tegur
1) lume sügavus
2) vanade õõnsustega puude olemasolu metsas
3) kuuseseemne saak
4) põtrade arv
Kuidas tarbijad energiat saavad?
1) Nad kasutavad päikeseenergiat.
2) Nad tarbivad vett mullast.
3) Nad toituvad kasvavatest taimedest.
4) Nad mineraliseerivad orgaanilist ainet
Rähn sinikael
Teder Heron
Teder kibe
Milline järgmistest oli lahutamise aluseks
(klassifitseerides) need loomad rühmadesse?
1) elamistingimused
2) noka suurus
3) ujumisoskus
4) toiteallikas
Kas järgmised hinnangud inimese lihaskoe omaduste kohta on õiged?
A. Lihaskoe peamised omadused on erutuvus ja juhtivus.
B. Moodustuvad veresoonte, soolte, põie seinad
vöötlihaskude.
1) ainult A on tõene
2) ainult B on tõene
3) mõlemad väited on õiged
4) mõlemad otsused on valed
Kõigil toiduainetel on teatud kogus energiat.
Keha nimetatakse energiatrafoks, kuna selles toimuvad pidevalt spetsiifilised toitainete muundumised,
mis viib energia vabanemiseni ja selle üleminekuni ühest vormist teise. Toidust saadava energiahulga ja kulutatud energiahulga suhet nimetatakse energia tasakaal organism. Selle uurimiseks on vaja määrata toidu energeetiline väärtus.
Toitainete energeetiline väärtus ei lange alati kokku nende füsioloogilise väärtusega, sest viimase määrab ära assimilatsioonivõime. Loomset päritolu toitained imenduvad paremini kui taimset päritolu.
Energia metabolismi määramise meetodid. Kehas vabaneva energia hulk sõltub selles olevate ainete keemilistest muundumistest, s.o. ainevahetusprotsessidest. Sellest järeldub, et keha eraldatud soojushulk võib olla ainevahetuse näitaja. Keha poolt eralduva soojushulga (kalorite arvu) määramine annab kogu energia muundumiste hulga lõpliku termilise tulemuse kujul. Seda energia määramise viisi nimetatakse otsene kalorimeetria. Kalorite arvu määramine otsese kalorimeetria abil toimub kalorimeetrilise kambri või kalorimeetri abil. See energiabilansi määramise meetod on aga töömahukas.
Kõiki neid määratlusi saab gaasivahetust uurides palju lihtsamaks muuta. Kehast vabaneva energiahulga määramist, kasutades gaasivahetuse uuringut, nimetatakse kaudne kalorimeetria. Teades, et kogu kehas vabanev energia hulk on valkude, rasvade ja süsivesikute lagunemise tulemus; teades ka seda, kui palju energiat vabaneb nende ainete lagunemisel ja kui suur osa neist on teatud aja jooksul lagunenud, on võimalik välja arvutada vabaneva energia hulk. Selleks, et teha kindlaks, millised ained on organismis oksüdeerunud - valgud, rasvad või süsivesikud, arvutage hingamistegur, st. eralduva süsinikdioksiidi mahu ja neeldunud hapniku mahu suhe. Valkude, rasvade ja süsivesikute oksüdatsiooni puhul on hingamistegur erinev. Näiteks kaaluge, milline on hingamistegur glükoosi oksüdeerumisel. Glükoosi lagunemise koguvalem
Glükoosi oksüdeerumisel on moodustunud CO 2 molekulide arv võrdne neeldunud 0 2 molekulide arvuga. Võrdne arv gaasimolekule samal temperatuuril ja samal rõhul hõivab sama ruumala (Avogadro seadus). Järelikult on hingamistegur (suhe CO 2 / 0 2) glükoosi ja teiste süsivesikute oksüdatsiooni ajal võrdne ühega.
Rasvade ja valkude oksüdeerumisel jääb hingamistegur alla ühtsuse. Kui rasvad on oksüdeerunud, on hingamistegur 0,7. Illustreerime seda tripalmitiini oksüdatsiooni näitega:
Süsinikdioksiidi ja hapniku mahtude suhe on antud juhul 102CO 2 /1450 2 = 0,703.
Sarnase arvutuse saab teha ka valgu kohta; kui see organismis oksüdeerub, on hingamistegur 0,8. Segatoiduga inimestel on hingamistegur tavaliselt 0,85-0,89.
Hingamiskoefitsiendi väärtust teades on võimalik tabelitest määrata hapniku termiline ekvivalent, need. vabanev energia hulk tarbitud hapniku liitri kohta. Hingamisteguri erinevate väärtuste korral ei ole hapniku termiline ekvivalent sama. Tarbitud hapniku koguse ja eralduva süsinikdioksiidi määramiseks kasutatakse Douglas-Haldane'i meetodit. Uuritav võtab huuliku suhu, sulgeb nina ja kogu teatud aja jooksul väljahingatav õhk kogutakse kummikotti. Väljahingatava õhu maht määratakse gaasikella abil. Kotist võetakse õhuproov ning selles määratakse hapniku ja süsihappegaasi sisaldus; sissehingatav õhk sisaldab neid teatud koguses. Protsentuaalset erinevust kasutatakse tarbitud hapniku koguse, eralduva süsihappegaasi ja hingamiskoefitsiendi arvutamiseks. Seejärel leitakse selle väärtusele vastav hapniku termiline ekvivalent, mis korrutatakse tarbitud hapniku liitrite arvuga. Sel juhul saadakse vahetusväärtus perioodi kohta, mille jooksul gaasivahetuse määramine tehti. Seejärel teisendage see väärtus päevaks.
Põhi- ja üldine ainevahetus. Eristada üldist ainevahetust ja ainevahetust täielikus puhkeolekus, mida nimetatakse peamine. See määratakse kindlaks järgmistel tingimustel:
- lihaste puhkeolekus (lamamisasend lõdvestunud lihastega), emotsionaalset stressi põhjustavate ärrituste puudumisel;
- tühja kõhuga, st. 12-16 tundi pärast sööki;
- "mugavuse" välistemperatuuril (21-22 ° C), mis ei tekita külma- ja kuumatunnet.
Uuritav asetatakse voodisse ja 30 minuti pärast algab gaasivahetuse määramine. Nendes tingimustes kulutatakse energiat südametööle, hingamisele, kehatemperatuuri hoidmisele jne. Kuid need kulud on väikesed. Põhilised kulud põhiainevahetuse määramisel on seotud keemiliste protsessidega, mis toimuvad alati rakkudes. Põhiainevahetuse kiirus on meestel 4200-8400 kJ päevas ja naistel 4200-7140 kJ.
Ainevahetus võib erinevates tingimustes oluliselt erineda. Näiteks une ajal väheneb põhiainevahetus 8-10% võrreldes uuringuga ärkveloleku ajal. Töö ajal, lihaskoormusega, vastupidi, see suureneb oluliselt. Mahu suurenemine on seda olulisem, mida intensiivsem on lihaste koormus. Sellega seoses kulutavad erinevate elukutsete töötajad päevas ebavõrdse koguse energiat: alates 2500 kcal päevas (peamiselt vaimse töö töötajad) kuni 4500 kcal päevas (eriti raske füüsilise töö töötajad).
Vaimne töö põhjustab ainevahetuse tõusu vaid 2-3%. Igasugune emotsionaalne põnevus viib paratamatult ainevahetuse kiirenemiseni. Pärast söömist kiireneb ainevahetus 10-40%. Toidu mõju ainevahetusele ei sõltu seedetrakti aktiivsusest, see on tingitud toidu spetsiifilisest toimest ainevahetusele. Sellega seoses on tavaks rääkida toidu spetsiifilisest dünaamilisest mõjust ainevahetusele, mis tähendab selle suurenemist pärast söömist.
Energiavahetuse reguleerimine. Energia metabolismi tase sõltub otseselt füüsilisest aktiivsusest, emotsionaalsest stressist, toitumise iseloomust, termoregulatsiooni stressi astmest ja paljudest muudest teguritest.
Arvukad andmed näitavad hapnikutarbimise ja energia metabolismi tingitud refleksi muutust. Kõik varem ükskõiksed lihaste aktiivsusega seotud stiimulid võivad olla signaaliks ainevahetuse ja energia suurendamiseks. Seega suureneb stardieelses olekus sportlasel järsult hapnikutarbimine ja sellest tulenevalt ka energiavahetus. Aju hüpotalamuse piirkond mängib energia metabolismis erilist rolli. Siin moodustuvad reguleerivad mõjud, mida realiseerivad autonoomsed närvid või humoraalne side, suurendades mitmete hormoonide sekretsiooni. Kilpnäärmehormoonid - türoksiin ja trijodotüroniin ning neerupealise medulla hormoonid - adrenaliin ja norepinefriin suurendavad eriti energia ainevahetust.
Keha on pidevalt seotud energiavahetusega. Energiavahetuse reaktsioonid toimuvad pidevalt, isegi kui me magame. Pärast keerulisi keemilisi muutusi muutuvad toiduained makromolekulaarsetest lihtsateks, millega kaasneb energia vabanemine. See kõik on energiavahetus.
Keha energiavajadus jooksmise ajal on väga kõrge. Näiteks 2,5-3 tunni jooksul jooksmiseks kulub umbes 2600 kalorit (see on maratoni distants), mis ületab oluliselt istuva eluviisiga inimese energiakulu päevas. Jooksu ajal ammutatakse energiat keha lihaste glükogeeni- ja rasvavarudest.
Lihasglükogeen, mis on keeruline glükoosi molekulide ahel, akumuleerub aktiivsetesse lihasrühmadesse. Aeroobse glükolüüsi ja kahe muu keemilise protsessi kaudu muudetakse glükogeen adenosiintrifosfaadiks (ATP).
ATP molekul on meie keha peamine energiaallikas. Energiatasakaalu ja energia metabolismi säilitamine toimub raku tasandil. Jooksja kiirus ja vastupidavus sõltub raku hingamisest. Seetõttu on kõrgeimate tulemuste saavutamiseks vaja varustada rakku hapnikuga kogu distantsi vältel. Selleks on koolitus.
Energia inimkehas. Energia metabolismi etapid.
Me võtame alati vastu ja kulutame energiat. Toidu näol saame peamised toitained ehk valmis orgaanilised ained, see valgud rasvad ja süsivesikud. Esimene etapp on seedimine, ei eraldu energiat, mida meie keha suudaks talletada.
Seedimisprotsess ei ole suunatud energia hankimisele, vaid suurte molekulide purustamisele väikesteks. Ideaalis tuleks kõik jaotada monomeerideks. Süsivesikud jaotatakse glükoosiks, fruktoosiks ja galaktoosiks. Rasvad - glütserooliks ja rasvhapeteks, valgud aminohapeteks. 
Rakkude hingamine
Peale seedimise on veel teine osa ehk etapp. See on hingeõhk. Me hingame ja surume õhku kopsudesse, kuid see pole hingamise põhiosa. Hingamine on siis, kui meie rakud kasutavad hapnikku toitainete põletamiseks vette ja süsinikdioksiidi energia saamiseks. See on energia hankimise viimane etapp, mis toimub igas meie rakus.
Inimese peamiseks toitumisallikaks on lihastesse glükogeeni kujul talletatud süsivesikud, glükogeenist piisab tavaliselt 40-45 minutiks jooksmiseks. Selle aja möödudes peab keha lülituma teisele energiaallikale. Need on rasvad. Rasvad on alternatiivne energia glükogeenile.
alternatiivenergia- see tähendab vajadust valida üks kahest energia- või rasva- või glükogeeniallikast. Meie keha saab energiat ainult ühest allikast.
Pikamaajooks erineb sprintist selle poolest, et jääja keha nihkub paratamatult lisaenergiaallikana lihasrasva kasutamisele.
Rasvhapped ei ole süsivesikute parim asendaja, kuna nende eraldamiseks ja kasutamiseks kulub palju rohkem energiat ja aega. Kui aga glükogeen on möödas, siis ei jää kehal muud üle, kui kasutada rasvu, ammutades sel viisil vajalikku energiat. Selgub, et rasvad on keha jaoks alati varuvariant.
Märgin, et jooksmisel kasutatakse rasvu, mis sisalduvad lihaskiududes, mitte keha katvates rasvakihtides. 
Orgaanilise aine põletamisel või lõhustamisel tekivad tootmisjäätmed, milleks on süsihappegaas ja vesi. Meie orgaanilised ained on valgud, rasvad ja süsivesikud. Süsinikdioksiid hingatakse välja koos õhuga ja vett kasutab organism või eritub see higi või uriiniga.
Toitainete seedimisel kaotab meie keha osa energiast soojuse kujul. Nii kuumeneb autos olev mootor ja kaotab energiat tühjusesse ning jooksja lihased kulutavad tohutult energiat. keemilise energia muundamine mehaaniliseks energiaks. Veelgi enam, kasutegur on umbes 50%, see tähendab, et pool energiast läheb soojuse kujul õhku.
Eristada saab energia metabolismi peamisi etappe:
Sööme toitainete saamiseks, lagundame need, siis hapniku abil toimub oksüdatsiooniprotsess, mille tulemusena saame energiat. Osa energiast läheb alati soojuse kujul ära ja osa meie salvestame. Energia salvestatakse keemilise ühendi kujul, mida nimetatakse ATP-ks.
Mis on ATP?
ATP on adenosiintrifosfaat, millel on suur tähtsus organismide energia ja ainete vahetamisel. ATP on universaalne energiaallikas kõigi elussüsteemides toimuvate biokeemiliste protsesside jaoks.
Organismis on ATP üks kõige sagedamini uuenevaid aineid, seega on inimesel ühe ATP molekuli eluiga alla minuti. Päeva jooksul läbib üks ATP molekul keskmiselt 2000-3000 resünteesitsüklit. Inimkeha sünteesib umbes 40 kg ATP-d päevas, kuid sisaldab igal hetkel ligikaudu 250 g, see tähendab, et ATP-varu organismis praktiliselt puudub ja normaalseks eluks on vaja pidevalt sünteesida uusi ATP-molekule.
Järeldus: Meie keha suudab enda jaoks energiat salvestada keemilise ühendi kujul. See on ATP.
ATP koosneb lämmastiku alusest adeniin, riboos ja trifosfaat, fosforhappe jäägid.
ATP loomiseks kulub palju energiat, kuid kui see hävitatakse, saab selle energia tagasi saada. Meie keha, lagundades toitaineid, loob ATP molekuli ja siis, kui ta vajab energiat, lõhub ATP molekuli või lõhub molekuli sidemeid. Lõhustades ühe fosforhappe jäägi, saate umbes -40 kJ. ⁄ mol.
Seda juhtub kogu aeg, sest vajame pidevalt energiat, eriti joostes. Keha energiaallikad võivad olla erinevad (liha, puuviljad, köögiviljad jne). . On ainult üks sisemine energiaallikas – ATP. Molekuli eluiga on vähem kui minut. seetõttu organism lagundab ja taastoodab pidevalt ATP-d.
Lõigatud energia. Raku energia
Dissimilatsioon
Suurema osa energiast saame glükoosist ATP kujul. Kuna me vajame kogu aeg energiat, siis tulevad need molekulid kehasse, kus on vaja energiat anda.
ATP vabastab energiat ja laguneb ADP-ks adenosiindifosfaat. ADP on sama ATP molekul, ainult ilma ühe fosforhappe jäägita. D tähendab kahte. Glükoos eraldab lõhenedes energiat, mille ADP võtab ja taastab oma fosforijäägi, muutudes ATP-ks, mis on taas valmis energiat kulutama.Seda juhtub kogu aeg.
Seda protsessi nimetatakse − dissimilatsioon.(hävitamine).Sellisel juhul on energia saamiseks vaja hävitada ATP molekul.
Assimilatsioon
Kuid on veel üks protsess. Saate ehitada oma aineid energiakuludega. Seda protsessi nimetatakse − assimilatsioon. Väiksematest suuremate ainete loomiseks. Oma valkude, nukleiinhapete, rasvade ja süsivesikute tootmine.
Näiteks sõid sa lihatüki Liha on valk, mis tuleb lagundada aminohapeteks, nendest aminohapetest koonduvad või sünteesitakse sinu enda valgud, millest saavad sinu lihased. See võtab osa energiast.
Energia saamine. Mis on glükolüüs?
Üks kõigi elusorganismide energia hankimise protsesse on glükolüüs. Glükolüüsi võib leida iga meie raku tsütoplasmast. Nimetus "glükolüüs" pärineb kreeka keelest. - magus ja kreekapärane. - lahustumine.
Glükolüüs on rakkudes glükoosi järjestikuse lagunemise ensümaatiline protsess, millega kaasneb ATP süntees. Need on 13 ensümaatilist reaktsiooni. Glükolüüs kl aeroobne tingimused põhjustavad püruviinhappe (püruvaadi) moodustumist.
Glükolüüs sisse anaeroobne tingimused põhjustavad piimhappe (laktaadi) moodustumist. Glükolüüs on loomadel peamine glükoosi katabolismi tee.
Glükolüüs on üks vanimaid ainevahetusprotsesse, mida tuntakse peaaegu kõigis elusorganismides. Arvatavasti ilmnes glükolüüs rohkem kui 3,5 miljardit aastat tagasi primaarses prokarüootid. (Prokarüootid on organismid, mille rakkudes puudub moodustunud tuum. Selle ülesandeid täidab nukleotiid (ehk "nagu tuum"); erinevalt tuumast ei ole nukleotiidil oma kesta). 
Anaeroobne glükolüüs
Anaeroobne glükolüüs on viis saada energiat glükoosimolekulist ilma hapnikku kasutamata. Glükolüüsi (lõhustamise) protsess on glükoosi oksüdeerimise protsess, mille käigus ühest glükoosi molekulist moodustub kaks molekuli. püroviinamarihape.
Glükoosi molekul jaguneb kaheks pooleks, mida võib nimetada püruvaat, mis on sama mis püroviinamarihape. Iga pool püruvaadist võib taastada ATP molekuli. Selgub, et üks glükoosi molekul võib lõhustamise ajal taastada kaks ATP molekuli.
Pikalt joostes või anaeroobsel režiimil joostes muutub mõne aja pärast raskeks hingamine, jalalihased väsivad, jalad muutuvad raskeks, nad, nagu sina, lakkavad saamast piisavalt hapnikku.
Sest energia hankimise protsess lihastes lõpeb glükolüüsiga. Seetõttu hakkavad lihased energiapuuduse tõttu haiget tegema ja keelduvad töötamast. Moodustatud piimhape või laktaat. Selgub, et mida kiiremini sportlane jookseb, seda kiiremini toodab ta laktaati. Laktaadi tase veres on tihedalt seotud treeningu intensiivsusega.
Aeroobne glükolüüs
Iseenesest on glükolüüs täiesti anaeroobne protsess, see tähendab, et reaktsioonide toimumiseks ei ole vaja hapniku olemasolu. Kuid peate tunnistama, et kahe ATP molekuli saamine glükolüüsi ajal on väga väike.
Seetõttu on kehal alternatiivne võimalus glükoosist energia saamiseks. Aga hapniku osalusel. See on hapniku hingamine. mis igaühel meist on või aeroobne glükolüüs. Aeroobne glükolüüs suudab kiiresti taastada lihases olevad ATP-varud.
Dünaamiliste tegevuste ajal, nagu jooksmine, ujumine jne, toimub aeroobne glükolüüs. ehk kui jooksed ja ei lämbu, vaid räägid rahulikult läheduses oleva jooksukaaslasega, siis võime öelda, et jooksed aeroobses režiimis.
Hingamine või aeroobne glükolüüs toimub mitokondrid spetsiaalsete ensüümide mõjul ja nõuab hapniku maksumust ja vastavalt selle kohaletoimetamise aega.
Oksüdatsioon toimub mitmes etapis, esmalt toimub glükolüüs, kuid selle reaktsiooni vahefaasis tekkinud kaks püruvaadi molekuli ei muutu piimhappemolekulideks, vaid tungivad mitokondritesse, kus need oksüdeeritakse Krebsi tsüklis süsinikdioksiidiks CO2 ja vesi H2O ja annab energiat veel 36 ATP molekuli tootmiseks.
mitokondrid- need on spetsiaalsed organellid, mis on rakus ja seetõttu on see olemasmidagi rakuhingamise taolist.Selline hingamine toimub kõigis hapnikku vajavates organismides, kaasa arvatud sinus ja minus.
Glükolüüs on erakordse tähtsusega kataboolne rada. See annab energiat rakuliste reaktsioonide jaoks, sealhulgas valkude sünteesiks. Glükolüüsi vaheprodukte kasutatakse rasvade sünteesil. Püruvaati saab kasutada ka alaniini, aspartaadi ja muude ühendite sünteesimiseks. Tänu glükolüüsile ei piira mitokondrite jõudlus ja hapniku kättesaadavus lühiajaliste ekstreemsete koormuste korral lihasjõudu. Aeroobne oksüdatsioon on 20 korda tõhusam kui anaeroobne glükolüüs.
Mis on mitokondrid?
Mitokondrid (kreeka keelest μίτος - niit ja χόνδρος - tera, tera) - kahe membraaniga sfääriline või ellipsoidne organoid, mille läbimõõt on tavaliselt umbes 1 mikromeeter .. Raku energiajaam; põhifunktsiooniks on orgaaniliste ühendite oksüdeerimine ja nende lagunemisel vabaneva energia kasutamine elektripotentsiaali genereerimiseks, ATP sünteesiks ja termogeneesiks. 
Mitokondrite arv rakus ei ole konstantne. Eriti palju on neid rakkudes, kus hapnikuvajadus on suur. Sõltuvalt sellest, millistes raku osades on igal konkreetsel hetkel suurenenud energiatarbimine, on rakus olevad mitokondrid võimelised liikuma läbi tsütoplasma kõige suurema energiatarbimisega tsoonidesse.
Mitokondriaalsed funktsioonid
Mitokondrite üks peamisi funktsioone on ATP süntees, mis on universaalne keemilise energia vorm mis tahes elusrakus. Vaata, sisendis on kaks püruvaadi molekuli ja väljundis tohutult palju "palju asju". Seda "palju asju" nimetatakse "Krebsi tsükliks". Muide, Hans Krebs sai selle tsükli avastamise eest Nobeli preemia.
Võime öelda, et see on trikarboksüülhapete tsükkel. Selles tsüklis muutuvad paljud ained järjestikku üksteiseks. Üldiselt, nagu te aru saate, on see asi biokeemikutele väga oluline ja arusaadav. Teisisõnu, see on oluline samm kõigi hapnikku kasutavate rakkude hingamisel.
Selle tulemusena saame väljundis süsinikdioksiidi, vee ja 36 ATP molekuli. Lubage mul teile meelde tuletada, et glükolüüsil (ilma hapniku osaluseta) saadi ainult kaks ATP molekuli glükoosimolekuli kohta. Seega, kui meie lihased hakkavad töötama ilma hapnikuta, kaotavad nad oluliselt oma efektiivsust. Seetõttu on kogu treening suunatud sellele, et lihased saaksid võimalikult kaua hapnikuga töötada.
Mitokondrite struktuur
Mitokondritel on kaks membraani: välimine ja sisemine. Välismembraani põhiülesanne on organoidi eraldamine raku tsütoplasmast. See koosneb bilipiidkihist ja sellesse tungivatest valkudest, mille kaudu toimub mitokondrite tööks vajalike molekulide ja ioonide transport.
Kuigi välimine membraan on sile, moodustab sisemine membraan arvukalt volte -cristae, mis suurendavad oluliselt selle pindala. Sisemembraan koosneb enamasti valkudest, mille hulgas on hingamisahela ensüüme, transportvalke ja suuri ATP-süntetaasi komplekse. Siin toimub ATP süntees. Välise ja sisemise membraani vahel on membraanidevaheline ruum koos omaste ensüümidega. 
Mitokondrite sisemust nimetatakse maatriks. Siin on rasvhapete ja püruvaadi oksüdatsiooni ensüümsüsteemid, Krebsi tsükli ensüümid, aga ka mitokondrite pärilik materjal - DNA, RNA ja valke sünteesiv aparaat.
Mitokondrid on rakkude ainus energiaallikas. Iga raku tsütoplasmas paiknevad mitokondrid on võrreldavad "patareidega", mis toodavad, salvestavad ja jaotavad rakule vajalikku energiat.
Inimese rakud sisaldavad keskmiselt 1500 mitokondrit. Eriti palju on neid intensiivse ainevahetusega rakkudes (näiteks lihastes või maksas).
Mitokondrid on liikuvad ja liiguvad tsütoplasmas sõltuvalt raku vajadustest. Oma DNA olemasolu tõttu paljunevad nad ja hävivad ise, sõltumata rakkude jagunemisest.
Rakud ei saa toimida ilma mitokondriteta, ilma nendeta pole elu võimalik.
Organismis toimuvate metaboolsete reaktsioonide kogumit nimetatakse ainevahetus.
Nimetatakse spetsiifiliste olemuslike ainete sünteesiprotsesse lihtsamatest anabolism, või assimilatsioon, või plastivahetus. Anabolismi tulemusena tekivad ensüümid, ained, millest ehitatakse rakustruktuure jne. Selle protsessiga kaasneb tavaliselt energiatarbimist.
Seda energiat saab organism teiste reaktsioonide käigus, mille käigus lagunevad keerulisemad ained lihtsateks. Neid protsesse nimetatakse katabolism, või dissimilatsioon, või energiavahetus. Aeroobsete organismide katabolismi produktideks on CO 2, H 2 O, ATP ja
redutseeritud vesinikukandjad (NAD∙H ja NADP∙H), mis võtavad vastu oksüdatsiooniprotsessides orgaanilistest ainetest eraldatud vesinikuaatomeid. Mõned katabolismi käigus tekkivad madalmolekulaarsed ained võivad hiljem olla raku jaoks vajalike ainete eelkäijad (katabolismi ja anabolismi ristumiskoht).
Katabolism ja anabolism on omavahel tihedalt seotud: anabolism kasutab energiat ja katabolismireaktsioonides tekkivaid redutseerivaid aineid ning katabolism toimub anabolismireaktsioonide tulemusena tekkinud ensüümide toimel.
Reeglina kaasneb katabolismiga kasutatavate ainete oksüdeerumine ja anabolismiga taastumine.
| plastiline ainevahetus (anabolism) | energia metabolism (katabolism) |
|---|---|
| kompleksainete süntees ja akumuleerumine (assimilatsioon). | keeruliste ainete jagamine lihtsateks (dissimilatsioon) |
| kaasneb energiakulu (ATP kulub ära) | energia vabaneb (ATP sünteesimine) |
| võib olla energia metabolismi orgaaniliste ainete allikas | on plastivahetuse energiaallikas |
|
valkude, rasvade, süsivesikute biosüntees; fotosüntees (süsiniku süntees taimede ja sinivetikate poolt); kemosüntees |
anaeroobne hingamine (= glükolüüs = käärimine); aeroobne hingamine (oksüdatiivne fosforüülimine) |
Anabolismi reaktsioonidel erinevates organismides võib olla mõningaid erinevusi (vt teemat "Elusorganismide energia saamise meetodid").
ATP - adenosiintrifosfaat
Katabolismi käigus vabaneb energia soojuse ja ATP kujul.
ATP on üks ja universaalne rakkude energiavarustuse allikas.
ATP on ebastabiilne.
ATP on "energiavaluuta", mida saab kulutada anabolismireaktsioonides keeruliste ainete sünteesiks.
ATP hüdrolüüs (lagundamine):
ATP + $H_(2)O$ = ADP + $H_(3)PO_(4)$ + 40 kJ/mol
energiavahetus
Elusorganismid saavad energiat orgaaniliste ühendite oksüdatsioonist.
Oksüdatsioon on elektronidest loobumise protsess.
Vastuvõetud energia tarbimine:
50% energiast vabaneb soojusena keskkonda;
50% energiast läheb plastilisele ainevahetusele (ainete süntees).
Taimerakkudes:
tärklis → glükoos → ATP
Loomarakkudes:
glükogeen → glükoos → ATP
Ettevalmistav etapp
Keeruliste orgaaniliste ainete ensümaatiline lagunemine lihtsateks seedesüsteemis:
valgumolekulid – kuni aminohapete sisalduseni
lipiidid - glütserooliks ja rasvhapeteks
süsivesikud - glükoosiks
Kõrgmolekulaarsete orgaaniliste ühendite lagunemine (hüdrolüüs) toimub kas seedetrakti ensüümide või lüsosoomide ensüümide abil.
Kogu vabanev energia hajub soojuse kujul.
Peensoole villid imenduvad lihtsad ained:
aminohapped ja glükoos - verre;
rasvhapped ja glütserool - lümfi;
ja transporditakse keha kudede rakkudesse.
Saadud väikeseid orgaanilisi molekule saab kasutada "ehitusmaterjalina" või neid saab edasi lagundada (glükolüüs).
Ettevalmistavas etapis võib toimuda rakkude varuainete hüdrolüüs: glükogeen loomadel (ja seentel) ja tärklis taimedes. Glükogeen ja tärklis on polüsahhariidid ja lagunevad monomeerideks – glükoosi molekulideks.
glükogeeni lagunemine
Maksa glükogeeni ei kasutata mitte niivõrd maksa enda vajadusteks, vaid selleks, et hoida veres püsivat glükoosikontsentratsiooni ja seega tagada glükoosiga varustamine teistes kudedes.
Riis. Glükogeeni funktsioonid maksas ja lihastes
Lihastesse talletatud glükogeen ei saa ensüümi puudumise tõttu glükoosiks lagundada. Lihase glükogeeni ülesanne on vabastada lihases endas tarbitud glükoos-6-fosfaat oksüdatsiooniks ja energiakasutuseks.
Glükogeeni lagundamine glükoosiks või glükoos-6-fosfaadiks ei vaja energiat.
Glükolüüs (anaeroobne staadium)
glükolüüs- glükoosi lagundamine ensüümide toimel.
Läheb tsütoplasmas, ilma hapnikuta.
Selle protsessi käigus toimub glükoosi dehüdrogeenimine, koensüüm NAD + (nikotiinamiidadeniindinukleotiid) toimib vesiniku aktseptorina.
Ensümaatiliste reaktsioonide ahela tulemusena muundatakse glükoos kaheks püroviinamarihappe (PVA) molekuliks, samas moodustub kokku 2 ATP molekuli ja vesiniku kandja NAD H2 redutseeritud vorm:
$C_(6)H_(12)O_(6)$ + 2ADF + 2$H_(3)RO_(4)$ + 2$ÜLE^(+)$ → 2$C_(3)H_(4)O_( 3)$ + 2ATP + 2$H_(2)O$ + 2($NADH+H^(+)$).
PVC edasine saatus sõltub hapniku olemasolust rakus:
kui hapnikku pole, läbivad pärm ja taimed alkohoolse kääritamise, mille käigus moodustub esmalt atseetaldehüüd ja seejärel etüülalkohol:
$C_(3)H_(4)O_(3)$ → $CO_(2)$ + $CH_(3)SON$,
$CH_(3)SON$ + $NADH+H^(+)$ → $C_(2)H_(5)OH$ + $NADH^(+)$ .
Loomadel ja mõnedel bakteritel toimub hapnikupuuduse korral piimhappe käärimine koos piimhappe moodustumisega:
$C_(3)H_(4)O_(3)$ + $NADH+H^(+)$ → $C_(3)H_(6)O_(3)$ + $NADH^(+)$.
Ühe glükoosimolekuli glükolüüsi tulemusena eraldub 200 kJ, millest 120 kJ hajub soojuse kujul ja 80 kJ salvestub sidemetes. 2 ATP molekuli.
hingamine või oksüdatiivne fosforüülimine (aeroobne staadium)
Oksüdatiivne fosforüülimine- ATP sünteesi protsess hapniku osalusel.
Läheb hapniku juuresolekul mitokondriaalsete kristallide membraanidele.
Püruviinhape, mis moodustub glükoosi hapnikuvaba lagunemise käigus, oksüdeeritakse lõpptoodeteks CO2 ja H2O. Seda mitmeastmelist ensümaatilist protsessi nimetatakse Krebsi tsükkel või trikarboksüülhappe tsükkel.
Rakulise hingamise tulemusena sünteesitakse kahe püroviinamarihappe molekuli lagunemisel 36 ATP molekuli:
2$C_(3)H_(4)O_(3)$ + 32$O_(2)$ + 36ADP + 36$H_(3)PO_(4)$ → 6$CO_(2)$ + 58$H_( 2) O$ + 36 ATP.
Lisaks tuleb meeles pidada, et iga glükoosimolekuli hapnikuvaba lagunemise ajal talletatakse kaks ATP molekuli.
Üldine reaktsioon glükoosi lagunemisel süsinikdioksiidiks ja veeks on järgmine:
$C_(6)H_(12)O_(6)$ + 6$O_(2)$ + 38ADP → 6$CO_(2)$ + 6$H_(2)O$ + 38ATP + Qt,
kus Qt on soojusenergia.
Seega toodab oksüdatiivne fosforüülimine 18 korda rohkem energiat (36 ATP) kui glükolüüs (2 ATP).
Kõikide kehasüsteemide töö on pidev. See läbib pidevalt keerulisi keemilisi reaktsioone, mis tagavad normaalse elu. Üks tähtsamaid protsesse on ainevahetus ja energiavahetus ehk ainevahetus.
Just tänu temale säilitavad rakud pideva koostise, kasvavad, toimivad ja ka uuenevad. See protsess ei ole lihtne ja koosneb kahte tüüpi vahetusest - plastist ja energiast, millel on omakorda mitu etappi.
Kokkupuutel
Organismis toimub pidevalt nii keeruliste ainete lõhustumine lihtsamateks kui ka vajalike ühendite süntees erinevatest elementidest. Esimest tüüpi reaktsioonide, mida nimetatakse energia metabolismiks ehk katabolismiks, tulemusena saab inimkeha normaalseks toimimiseks vajalikku energiat. Kuid osa sellest kulub uute eluks vajalike ühendite loomisele. Seda protsessi nimetatakse plastiliseks metabolismiks või anabolismiks.
energiavahetus
katabolism, nimetatud ka dissimilatsioon, tekib kuni hetkeni, mil kõik kehasse sattunud toitained lagunevad süsihappegaasiks, veeks või muudeks lihtühenditeks, mida enam kasutada ei saa.
See protsess sarnaneb põlemisega, sest selle tulemusena eralduvad samad ained. Kuid see juhtub palju kiiremini ja ei vaja kõrgeid temperatuure. Lisaks on oluline erinevus see, et energia ei muutu soojuseks, et seda pöördumatult hajutada, vaid see salvestub keha edasisteks vajadusteks. See muudab protsessi uskumatult tõhusaks ja ainulaadseks.
Ainete lõhustamine keha energia saamiseks on see, mis iseloomustab rakus toimuvat energiavahetust. See toimub mitmes etapis:
- ettevalmistav;
- mittetäielik (anaeroobne hingamine);
- aeroobne hingamine.
Igal neist etappidest on oma omadused ja see mängib olulist rolli ainevahetuses tervikuna. Järgnevalt käsitletakse neid kõiki üksikasjalikumalt.
Ettevalmistav etapp
Ainus etappidest, mis toimub seedetraktis. See seisneb seedimises, st keerukate orgaaniliste ühendite lagundamisel lihtsateks. Keerulistes organismides toimub lagunemine seedeensüümide toimel ja ainuraksetes organismides lüsosoomide abil. Sel juhul lagunevad valgud aminohapeteks, rasvad alifaatseteks karboksüülhapeteks ja glütserooliks, süsivesikud sahhariidideks, nukleiinhapped nukleotiidideks.
Kõigis neis protsessides eraldub soojuse kujul lisaenergiat, kuid mitte kõige suuremates kogustes. Edasised protsessid toimuvad raku tasandil.
Anaeroobne hingamine
Seda etappi nimetatakse ka glükolüüs seoses loomariigiga või kääritamine kui viidatakse taimedele ja mikroorganismidele. Kogu protsess toimub rakkude tsütoplasmas ensüümide töö tõttu.
See jätkab eelmist etappi sellega, et monosahhariidist, milleks on glükoos, eralduvad veelgi lihtsamad ained - alkohol ja süsihappegaas, aga ka happed.
Seda tüüpi vahetus on universaalne kõigi organismide jaoks. ja seda kasutatakse isegi igapäevaelus. Kuna seda esineb ka bakterites, kasutatakse seda laialdaselt toiduainetööstuses: pärm toodab etüülalkoholi, piimhappebakterid piimhapet ja loomarakud püroviinamarihapet. Mõned mikroorganismid eraldavad atsetooni ja etaanhapet.
See vabastab ka energiat, millest osa salvestub kahes adenosiintrifosfaadi (ATP) molekulis ja osa hajub soojuse vabanemisega. Kuid kahest ATP molekulist ei piisa keha täielikuks toimimiseks, nii et hapniku lagunemine järgneb anaeroobsele etapile.
Aeroobne hingamine
Selle etapi teised nimed on rakuhingamine, või hapniku lõhestamine. Nagu nimigi ütleb, on protsess võimatu ilma hapnikuta, mis toimib glükoosi lagunemissaaduste oksüdeeriva ainena. Lisaks hapnikule on töösse kaasatud fosforhape ja adenosiindifosfaat (ADP). Ensüümide toimel põletavad nad orgaanilise aine koheselt süsihappegaasiks ja veeks ilma temperatuuri tõstmata.
Tänu aine ühe molekuli (piimhape, eelmises etapis moodustunud püroviinamarihape ja nii edasi) oksüdatsioonile saab rakk 18 ATP-d, millest igaüks on võimas energiaallikas. See staadium toimub raku mitokondrites ja on kogu energiavahetuses kõige olulisem, kuna varustab rakku suure hulga ATP-ga.
plastivahetus
Plastilist ainevahetust nimetatakse ka anabolismiks, assimilatsiooniks ja biosünteesiks. See on sama oluline ainevahetuse komponent, sest just rakus toimuvale plastilisele ainevahetusele on iseloomulik uute ainete süntees, mis tagab ensüümide, hormoonide, aga ka valkude, lipiidide ja muude raku ehituses osalevate ainete moodustumise. rakud, rakkudevaheline ruum ja muud kehakomponendid. Nii nagu energia metabolism, on see keeruline ja toimub paljudes organismides. Tuuakse veel näiteid ja plastivahetuse protsesse.
- , mis on omane nii taimedele kui ka mõnele bakterile. Neid nimetatakse autotroofideks, kuna nad on võimelised anorgaanilistest ühenditest iseseisvalt sünteesima eluks vajalikke orgaanilisi aineid.
- Kemosüntees toimub bakterites, mida nimetatakse kemotroofideks. Ja nad suudavad end ka vajalike orgaaniliste ühenditega varustada. Nad ei vaja ellujäämiseks hapnikku, nad kasutavad süsihappegaasi.
- Valkude biosüntees toimub elusorganismides. Nende hulka kuuluvad heterotroofid, mis erinevalt kahest eelnimetatud vormist ei suuda end iseseisvalt orgaaniliste ainetega varustada ja saavad neid seetõttu teiste organismide abiga.
Vaatame neid protsesse lähemalt.
Protsess, ilma milleta poleks elu Maal võimalik. Paljud eluvormid vajavad õhku väljahingatava süsihappegaasi asemel hingamiseks hapnikku. Seda olulist ainet annavad taimed, mille rohelised lehed sisaldavad kloroplaste. Neid ümbritseb paar membraani, kuna tsütoplasmas oleva kloroplasti sees on väärtuslikud granaadid, millel on oma kaitsekestad. Nendes tülakoidide hunnikutes on omakorda klorofüll, mis vastutab taime värvuse eest, kuid mis kõige tähtsam – teeb võimalikuks fotosünteesi protsessi.
See viiakse läbi kuue süsinikdioksiidi molekuli kombineerimisel veega, mille tulemusena moodustub glükoos. Reaktsiooni kõrvalsaaduseks on elutähtis hapnik. Protsess on võimalik ainult valguses, kasutades päikeseenergiat.
Kemosüntees
Kemosüntees toimub mikroorganismides, mis on samuti võimelised iseseisvalt anorgaanilisi ühendeid orgaanilisteks muutma. Need sisaldavad:
Süsinikdioksiidi oksüdatsioon toimub ilma hapniku osaluseta, kasutades eelnevalt salvestatud energiat. Süsinikdioksiidist sünteesitakse eluks vajalikud orgaanilised ained.
Valkude biosüntees
Keeruline protsess, mille eesmärk on lagundada kehasse sisenevad valgud komponentideks, millest hiljem sünteesitakse nende enda ainulaadsed valgud. Koosneb kahest etapist.
Transkriptsioon- kolmest etapist (transkripti moodustumine, töötlemine, splaissimine) koosnev protsess, mis toimub raku tuumas. Nende eesmärk on luua DNA-st messenger RNA (mRNA). Selle tulemusena kopeerib uus polümeer täielikult väikese osa DNA ahelast, selle erinevusega, et tümiin on selles samaväärne uratsiiliga.
Saade- informatsiooni ülekandmine eelmises etapis sünteesitud RNA molekulilt ehitatavale polüpeptiidile koos viidetega selle tulevase struktuuri kohta. Protsess toimub ribosoomidel, mis asuvad raku tsütoplasmas. Need on ovaalse kujuga ja koosnevad osadest, mida saab kombineerida ainult mRNA juuresolekul. Teabe edastamine ise toimub mitmes etapis.
Seega jaotuvad kõik elusorganismi sisenevad ained selles nii, et sellest kasu on. Komplekssed lagunevad edasiseks elutegevuseks (näiteks inimese füüsilise või vaimse töö tegemiseks) vajaliku energia vabanemisega, mis on talletatud ATP-s. Ja lihtsatest ainetest sünteesib keha uusi ühendeid, kasutades universaalsesse allikasse - sama ATP molekuli - kogunenud energiat. Samas ei kulu energiat pöördumatult – see salvestub uutesse ühenditesse.
Dissimilatsioon ja assimilatsioon on üksteisest põhimõtteliselt erinevad, kuid need on omavahel lahutamatult seotud. Energiat annab ju katabolism, ilma milleta pole võimalik anabolism ehk organismile vajalike ainete süntees. Seetõttu on need kaks protsessi väga olulised.