Рассмотрим вариант решения задания из учебника Колесов, Маш, Беляев 8 класс, Дрофа: §36. Обмен веществ и энергии — основное свойство всех живых существ 1. Что такое обмен веществ? Обмен веществ — это совокупность всех химических процессов, происходящих в организме и обеспечивающих его развитие, жизнедеятельность, самовоспроизведение и связь с окружающей средой. 2. Где происходит пластический и энергетический обмен? Пластический обмен происходит в результате синтеза организмом веществ. В первую очередь белков. Происходит на рибосомах. Энергетический обмен происходит в митохондриях. 3. Какова роль белков, жиров и углеводов в обмене веществ и энергии? При нехватке пищи в организме начинается распад белков до конечных продуктов. При этом выделяется энергия, которая может быть использована организмом. Жиры являются богатым источником энергии. При окислении они выделяют больше энергии, чем белки и углеводы, вместе взятые. При распаде жиров не только выделяется много энергии, но и образуется много воды, что необходимо для поддержания водного обмена. Углеводы. В организме глюкоза прежде всего является источником энергии. В частности, нервные клетки в качестве источника энергии могут использовать только глюкозу. Распадаясь на углекислый газ и воду, она освобождает энергию молекулярных связей, которая используется для синтеза энергетически ёмкого соединения — АТФ. 4. Почему для организма человека необходимы вода, макро- и микроэлементы? Вода — универсальный растворитель. Все жизненные процессы, все биохимические реакции происходят в водной среде. Внутренняя среда человека содержит до 90% воды. Вода в организме либо химически связана с другими соединениями, либо содержит в себе растворённые минеральные соли и органические вещества. Макро- и микроэлементы необходимы для поддержания кислотно-щелочного равновесия в клетках тела и во внутренней среде организма. Вопросы 1. Почему обмен веществ и энергии считают основным свойством живой природы? Во всех живых организмах, от самых примитивных до самых сложных, в том числе человека, главным условием жизни является обмен веществ и энергии с окружающей средой. Благодаря ему каждый организм не только поддерживает своё существование, но развивается и растёт. Обмен веществ определяет цикличность жизни: рождение, рост и развитие, старение и смерть. 2. Что происходит в процессе пластического и энергетического обмена? Совокупность всех процессов биосинтеза, протекающих в живых организмах, называют пластическим обменом или ассимиляцией. Пластический обмен всегда сопровождается поглощением энергии. Совокупность реакций расщепления высокомолекулярных соединений, которые сопровождаются выделением и запасанием энергии, называют энергетическим обменом или диссимиляцией. В основном энергия запасается в виде универсального энергоёмкого соединения — АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты), основной синтез которого происходит в митохондриях. 3. Какие функции в организме выполняют белки? Белки являются ферментами, входят в состав антител. Белки принимают участие в свёртывании крови (фибриноген) и в транспортировке газов (гемоглобин), входят в состав межклеточного вещества соединительных тканей. При нехватке пищи в организме начинается распад белков до конечных продуктов. При этом выделяется энергия, которая может быть использована организмом. Таким образом, белки в организме выполняют структурно-пластическую, опорную, каталитическую, защитную, транспортную и энергетическую функции. 4. Какую роль играют жиры? Жиры в организме выполняют много функций. Они входят в состав клеточных мембран, в них растворяются некоторые витамины. Из жиров образуются некоторые гормоны и биологически активные вещества. Их производные участвуют в работе синапсов — особых образований, через которые передаются возбуждающие или тормозящие сигналы от одной нервной клетки к другой или от нервной клетки к исполнительному органу. В организме человека жиры выполняют защитную роль, предохраняя внутренние органы от сотрясений. Жиры — хорошие теплоизоляторы. Выделяемые кожными сальными железами жиры делают кожу мягкой, эластичной и водонепроницаемой. Жиры являются богатым источником энергии. При окислении они выделяют больше энергии, чем белки и углеводы, вместе взятые. При распаде жиров не только выделяется много энергии, но и образуется много воды, что необходимо для поддержания водного обмена. Итак, жиры выполняют структурно-пластическую, регуляторную, теплоизоляционную и энергетическую функции. 5. Каковы функции углеводов? В организме глюкоза прежде всего является источником энергии. В частности, нервные клетки в качестве источника энергии могут использовать только глюкозу. Распадаясь на углекислый газ и воду, она освобождает энергию молекулярных связей, которая используется для синтеза энергетически ёмкого соединения — АТФ. Углеводы рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот, которые участвуют в передаче наследственной информации. Межклеточное вещество ряда соединительных тканей содержит и углеводы. Большое значение они имеют и в защите организма от некоторых ядовитых веществ. Углеводы взаимодействуют в печени со многими токсичными соединениями, переводя их в безвредные и легкорастворимые вещества. Итак, углеводы выполняют структурно-пластическую и защитную функции, а также используются в качестве источника энергии. 6. Как в организме происходит обмен белков, жиров и углеводов? Пищевые белки в ходе подготовительной стадии обмена расщепляются сначала в желудке пепсином, а затем в двенадцатиперстной кишке ферментом поджелудочной железы трипсином до аминокислот. Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок поступают в печень. Здесь избыточные аминокислоты теряют свой азот и превращаются в жиры и углеводы. В клетках из аминокислот строятся белки тела. В органах пищеварения во время подготовительной стадии обмена жиры распадаются на глицерин и жирные кислоты. В эпителии кишечника синтезируется жир, характерный для организма, и через лимфатическую систему направляется в жировые депо и клетки, где он используется как запасное вещество и строительный материал. Сложные углеводы начинают распадаться в ротовой полости под действием фермента слюны — амилазы. В двенадцатиперстной кишке под действием ферментов, выделяемых поджелудочной железой, они расщепляются до глюкозы и других простых углеводов. В тонкой кишке продукты распада всасываются кишечными ворсинками в кровь и направляются в печень. Здесь излишки сахаров задерживаются и превращаются в гликоген и другие соединения, а оставшаяся часть глюкозы в необходимом количестве распределяется между клетками тела. 7. Какие функции выполняет в организме вода? Вода — универсальный растворитель. Все жизненные процессы, все биохимические реакции происходят в водной среде. Внутренняя среда человека содержит до 90% воды. Вода в организме либо химически связана с другими соединениями, либо содержит в себе растворённые минеральные соли и органические вещества. Пищеварительные соки содержат воду. Транспорт питательных веществ и кислорода осуществляется в жидкой среде. Продукты распада тоже выносятся водой. 8. Почему концентрация солей во внутренней среде организма и клетках должна поддерживаться на определённом уровне? Минеральные соли необходимы для поддержания кислотно-щелочного равновесия в клетках тела и во внутренней среде организма. 9. Какие элементы относятся к макроэлементам, а какие — к микроэлементам? К макроэлементам относят серу, железо, магний, кальций, калий, натрий, фосфор, хлор. К микроэлементам относятся кобальт, цинк, фтор, иод и др. Задания 1. Объясните, почему каждому человеку необходимо знать свой уровень сахара в крови. Каждому человеку необходимо знать свой уровень сахара в крови по двум причинам: 1) Знание о том, что уровень сахара выше нормального (3,3 - 5,5 ммоль/л), может быть свидетельством развития или уже наличия сахарного диабета. 2) Понимание о том, что уровень сахара в крови ниже нормы, может помочь предупредить развитие такого состояния, как гипогликемическая кома. 2. Изобразите схематично взаимосвязь пластического и энергетического обмена.
