Metabolizmi dhe energjia, ose metabolizmi, - një grup transformimesh kimike dhe fizike të substancave dhe energjisë që ndodhin në një organizëm të gjallë dhe sigurojnë veprimtarinë e tij jetësore. Metabolizmi i materies dhe i energjisë përbën një tërësi të vetme dhe i nënshtrohet ligjit të ruajtjes së materies dhe energjisë.
Metabolizmi përbëhet nga proceset e asimilimit dhe disimilimit. Asimilimi (anabolizmi)- procesi i përthithjes së substancave nga trupi, gjatë të cilit harxhohet energji. Disimilimi (katabolizmi)- procesi i zbërthimit të përbërjeve organike komplekse që ndodh me çlirimin e energjisë.
I vetmi burim energjie për trupin e njeriut është oksidimi i substancave organike të furnizuara me ushqim. Kur produktet ushqimore zbërthehen në elementët e tyre përfundimtarë - dioksid karboni dhe ujë - lirohet energji, një pjesë e së cilës shkon në punën mekanike të kryer nga muskujt, pjesa tjetër përdoret për sintezën e përbërjeve më komplekse ose grumbullohet në energji të lartë speciale. komponimet.
Komponimet makroergjike janë substanca zbërthimi i të cilave shoqërohet me çlirimin e një sasie të madhe energjie. Në trupin e njeriut, rolin e komponimeve me energji të lartë e kryejnë acidi adenozinë trifosforik (ATP) dhe kreatina fosfati (CP).
METABOLIZMI I PROTEINAVE.
Proteinat(proteinat) janë komponime me molekulare të lartë të ndërtuara nga aminoacide. Funksione:
Funksion strukturor ose plastik është se proteinat janë përbërësi kryesor i të gjitha qelizave dhe strukturave ndërqelizore. Katalitik ose enzimatik Funksioni i proteinave është aftësia e tyre për të përshpejtuar reaksionet biokimike në trup.
Funksioni mbrojtës proteinat manifestohen në formimin e trupave imune (antitrupa) kur një proteinë e huaj (për shembull, bakteret) hyn në trup. Përveç kësaj, proteinat lidhin toksinat dhe helmet që hyjnë në trup dhe sigurojnë koagulimin e gjakut dhe ndalojnë gjakderdhjen në rast të plagëve.
Funksioni i transportit përfshin transferimin e shumë substancave. Funksioni më i rëndësishëm i proteinave është transmetimi vetitë trashëgimore , në të cilën nukleoproteinat luajnë një rol udhëheqës. Ekzistojnë dy lloje kryesore të acideve nukleike: acidet ribonukleike (ARN) dhe acidet deoksiribonukleike (ADN).
Funksioni rregullator proteinat synojnë ruajtjen e konstanteve biologjike në trup.
Roli i energjisë Proteinat janë përgjegjëse për sigurimin e energjisë për të gjitha proceset jetësore në trupin e kafshëve dhe njerëzve. Kur oksidohet 1 g proteinë, mesatarisht, lirohet energji e barabartë me 16,7 kJ (4,0 kcal).
Kërkesa për proteina. Trupi shpërbëhet vazhdimisht dhe sintetizon proteinat. I vetmi burim i sintezës së proteinave të reja janë proteinat ushqimore. Në traktin tretës, proteinat zbërthehen nga enzimat në aminoacide dhe absorbohen në zorrën e hollë. Nga aminoacidet dhe peptidet e thjeshta, qelizat sintetizojnë proteinën e tyre, e cila është karakteristike vetëm për një organizëm të caktuar. Proteinat nuk mund të zëvendësohen me lëndë ushqyese të tjera, pasi sinteza e tyre në trup është e mundur vetëm nga aminoacidet. Në të njëjtën kohë, proteinat mund të zëvendësojnë yndyrnat dhe karbohidratet, d.m.th., të përdoren për sintezën e këtyre komponimeve.
Vlera biologjike e proteinave. Disa aminoacide nuk mund të sintetizohen në trupin e njeriut dhe duhet të furnizohen me ushqim në formë të përfunduar. Këto aminoacide zakonisht quhen i pazëvendësueshëm, ose jetike të nevojshme. Këto përfshijnë: valinën, metioninën, treoninën, leucinën, izoleucinën, fenilalaninën, triptofanin dhe lizinën, dhe te fëmijët gjithashtu argininën dhe histidinën. Mungesa e acideve esenciale në ushqim çon në shqetësime në metabolizmin e proteinave në trup. Aminoacidet jo thelbësore sintetizohen kryesisht në trup.
Proteinat që përmbajnë të gjitha aminoacidet e nevojshme quhen i plotë biologjikisht. Vlera më e lartë biologjike e proteinave është qumështi, vezët, peshku dhe mishi. Proteinat me mangësi biologjike janë ato të cilave u mungon të paktën një aminoacid që nuk mund të sintetizohet në trup. Proteinat jo të plota janë proteinat nga misri, gruri dhe elbi.
Bilanci i azotit. Bilanci i azotit është diferenca midis sasisë së azotit që përmbahet në ushqimin e njeriut dhe nivelit të tij në jashtëqitje.
Bilanci i azotit- një gjendje në të cilën sasia e azotit të ekskretuar është e barabartë me sasinë e futur në trup. Bilanci i azotit vërehet te një i rritur i shëndetshëm.
Bilanci pozitiv i azotit- një gjendje në të cilën sasia e azotit në sekrecionet e trupit është dukshëm më e vogël se përmbajtja e tij në ushqim, domethënë vërehet mbajtja e azotit në trup. Një bilanc pozitiv i azotit vërehet tek fëmijët për shkak të rritjes së shtuar, tek gratë gjatë shtatzënisë, gjatë stërvitjes intensive sportive që çon në një rritje të indeve të muskujve, gjatë shërimit të plagëve masive ose shërimit nga sëmundje të rënda.
Mungesa e azotit(balanca negative e azotit) vërehet kur sasia e azotit të çliruar është më e madhe se përmbajtja e tij në ushqimin që hyn në trup. Nitrogjen negativekuilibri vërehet gjatë urisë së proteinave, kushteve të etheve dhe çrregullimeve të rregullimit neuroendokrin të metabolizmit të proteinave.
Zbërthimi i proteinave dhe sinteza e uresë. Produktet më të rëndësishme azotike të zbërthimit të proteinave, të cilat ekskretohen në urinë dhe djersë, janë ureja, acidi urik dhe amoniaku.
METABOLIZMI I YNDYRAVE.
Yndyrnat ndahen në lipide të thjeshta(yndyrna neutrale, dyllë), lipide komplekse(fosfolipide,glikolipide, sulfolipide) dhe steroidet(kolesteroli dheetj.). Pjesa më e madhe e lipideve në trupin e njeriut përfaqësohet nga yndyrna neutrale. Yndyrna neutrale Ushqimi i njeriut është një burim i rëndësishëm energjie. Kur oksidohet 1 g yndyrë, lirohet 37,7 kJ (9,0 kcal) energji.
Kërkesa ditore e një të rrituri për yndyrë neutrale është 70-80 g, për fëmijët 3-10 vjeç - 26-30 g.
Yndyrnat neutrale ndaj energjisë mund të zëvendësohen me karbohidrate. Sidoqoftë, ekzistojnë acide yndyrore të pangopura - linoleik, linolenik dhe arachidonic, të cilat domosdoshmërisht duhet të përmbahen në dietën e njeriut, ato quhen Jo shkronja e zeza e zevendesueshme acidet.
Yndyrnat neutrale që përbëjnë ushqimin dhe indet njerëzore përfaqësohen kryesisht nga trigliceridet që përmbajnë acide yndyrore - palmitik,stearik, oleik, linoleik dhe linolenik.
Mëlçia luan një rol të rëndësishëm në metabolizmin e yndyrës. Mëlçia është organi kryesor në të cilin ndodh formimi i trupave ketone (acidi beta-hidroksibutirik, acidi acetoacetik, acetoni). Trupat e ketonit përdoren si burim energjie.
Fosfo- dhe glikolipidet gjenden në të gjitha qelizat, por kryesisht në qelizat nervore. Mëlçia është praktikisht i vetmi organ që ruan nivelin e fosfolipideve në gjak. Kolesteroli dhe steroidet e tjera mund të merren nga ushqimi ose të sintetizohen në trup. Vendi kryesor i sintezës së kolesterolit është mëlçia.
Në indin dhjamor, yndyra neutrale depozitohet në formën e triglicerideve.
Formimi i yndyrave nga karbohidratet. Marrja e tepërt e karbohidrateve nga ushqimi çon në depozitimin e yndyrës në trup. Normalisht, tek njerëzit, 25-30% e karbohidrateve në ushqim shndërrohen në yndyrna.
Formimi i yndyrave nga proteinat. Proteinat janë materiale plastike. Vetëm në rrethana ekstreme proteinat përdoren për qëllime energjetike. Shndërrimi i proteinave në acide yndyrore ka shumë të ngjarë të ndodhë përmes formimit të karbohidrateve.
METABOLIZMI I KARBOHIDRATEVE.
Roli biologjik i karbohidrateve për trupin e njeriut përcaktohet kryesisht nga funksioni i tyre energjetik. Vlera e energjisë e 1 g karbohidrate është 16.7 kJ (4.0 kcal). Karbohidratet janë një burim i drejtpërdrejtë energjie për të gjitha qelizat e trupit dhe kryejnë funksione plastike dhe mbështetëse.
Kërkesa ditore për karbohidrate e një të rrituri është afërsisht 0.5 kg. Pjesa kryesore e tyre (rreth 70%) oksidohet në inde në ujë dhe dioksid karboni. Rreth 25-28% e glukozës dietike konvertohet në yndyrë dhe vetëm 2-5% e saj sintetizohet në glikogjen - karbohidrati rezervë i trupit.
E vetmja formë e karbohidrateve që mund të absorbohet janë monosakaridet. Ato përthithen kryesisht në zorrën e hollë dhe transportohen nga qarkullimi i gjakut në mëlçi dhe inde. Glikogjeni sintetizohet nga glukoza në mëlçi. Ky proces quhet glikogjeneza. Glikogjeni mund të ndahet në glukozë. Ky fenomen quhet glikogjenoliza. Në mëlçi, formimi i ri i karbohidrateve është i mundur nga produktet e zbërthimit të tyre (acidi piruvik ose laktik), si dhe nga produktet e zbërthimit të yndyrave dhe proteinave (keto acidet), i cili përcaktohet si glikonogjeneza. Glikogjeneza, glikogjenoliza dhe glikonogjeneza janë procese të ndërlidhura ngushtë që ndodhin në mëlçi dhe sigurojnë nivele optimale të sheqerit në gjak.
Në muskuj, ashtu siNë mëlçi, glikogjeni sintetizohet. Zbërthimi i glikogjenit është një nga burimet e energjisë për tkurrjen e muskujve. Kur glikogjeni i muskujve shpërbëhet, procesi vazhdon në formimin e acideve piruvik dhe laktik. Ky proces quhet glikoliza. Gjatë fazës së pushimit, risinteza e glikogjenit ndodh nga acidi laktik në indet e muskujve.
Truri përmban rezerva të vogla karbohidratesh dhe kërkon furnizim të vazhdueshëm me glukozë. Glukoza në indet e trurit oksidohet kryesisht dhe një pjesë e vogël e saj shndërrohet në acid laktik. Shpenzimet e energjisë së trurit mbulohen ekskluzivisht nga karbohidratet. Një rënie në furnizimin me glukozë në tru shoqërohet me ndryshime në proceset metabolike në indin nervor dhe funksion të dëmtuar të trurit.
Formimi i karbohidrateve nga proteinat dhe yndyrat (glikonogjeneza). Si rezultat i transformimit të aminoacideve, formohet acidi piruvik gjatë oksidimit të acideve yndyrore, formohet koenzima acetil A, e cila mund të shndërrohet në acid piruvik, një pararendës i glukozës. Kjo është rruga më e rëndësishme e përgjithshme për biosintezën e karbohidrateve.
Ekziston një marrëdhënie e ngushtë fiziologjike midis dy burimeve kryesore të energjisë - karbohidrateve dhe yndyrave. Rritja e glukozës në gjak rrit biosintezën e triglicerideve dhe zvogëlon ndarjen e yndyrave në indin dhjamor. Më pak acide yndyrore të lira hyjnë në gjak. Nëse shfaqet hipoglikemia, procesi i sintezës së triglicerideve frenohet, shpërbërja e yndyrës përshpejtohet dhe acidet yndyrore të lira hyjnë në gjak në sasi të mëdha.
SHKËMBIMI UJË-KRIPË.
Të gjitha proceset kimike dhe fiziko-kimike që ndodhin në trup kryhen në një mjedis ujor. Uji kryen funksionet e mëposhtme të rëndësishme në trup: funksione: 1) shërben si tretës për ushqimin dhe metabolizmin; 2) transporton substanca të tretura në të; 3) zvogëlon fërkimin ndërmjet sipërfaqeve kontaktuese në trupin e njeriut; 4) merr pjesë në rregullimin e temperaturës së trupit për shkak të përçueshmërisë së lartë termike dhe nxehtësisë së lartë të avullimit.
Përmbajtja totale e ujit në trupin e njeriut të rritur është 50 —60% nga masa e tij, pra arrin 40-45 l.
Është zakon që uji të ndahet në ndërqelizor, ndërqelizor (72%) dhe jashtëqelizor, jashtëqelizor (28%). Uji jashtëqelizor ndodhet brenda shtratit vaskular (si pjesë e gjakut, limfës, lëngut cerebrospinal) dhe në hapësirën ndërqelizore.
Uji hyn në trup përmes traktit të tretjes në formën e lëngut ose ujit të dendurprodukte ushqimore. Një pjesë e ujit formohet në vetë trupin gjatë procesit metabolik.
Kur ka një tepricë të ujit në trup, ka mbihidratim i përgjithshëm(helmimi me ujë), me mungesë uji, metabolizmi prishet. Një humbje prej 10% e ujit çon në këtë gjendje dehidratim(dehidrimi), vdekja ndodh kur humbet 20% e ujit.
Së bashku me ujin në trup hyjnë edhe mineralet (kripërat). Afër 4% Masa e thatë e ushqimit duhet të përbëhet nga komponime minerale.
Një funksion i rëndësishëm i elektroliteve është pjesëmarrja e tyre në reaksionet enzimatike.
Natriumi siguron qëndrueshmërinë e presionit osmotik të lëngut jashtëqelizor, merr pjesë në krijimin e potencialit të membranës bioelektrike dhe në rregullimin e gjendjes acido-bazike.
Kaliumi siguron presionin osmotik të lëngut ndërqelizor, stimulon formimin e acetilkolinës. Mungesa e joneve të kaliumit pengon proceset anabolike në trup.
Klorinështë gjithashtu anioni më i rëndësishëm në lëngun jashtëqelizor, duke siguruar presion konstant osmotik.
Kalcium dhe fosfor gjenden kryesisht në indin kockor (mbi 90%). Përmbajtja e kalciumit në plazmë dhe gjak është një nga konstantet biologjike, pasi edhe ndryshimet e vogla në nivelin e këtij joni mund të çojnë në pasoja të rënda për trupin. Ulja e nivelit të kalciumit në gjak shkakton kontraktime të pavullnetshme të muskujve, konvulsione dhe vdekja ndodh për shkak të ndalimit të frymëmarrjes. Një rritje e përmbajtjes së kalciumit në gjak shoqërohet me një ulje të ngacmueshmërisë së indeve nervore dhe muskulore, shfaqjen e parezës, paralizës dhe formimin e gurëve në veshka. Kalciumi është i nevojshëm për ndërtimin e kockave, ndaj duhet të furnizohet në trup në sasi të mjaftueshme përmes ushqimit.
Fosfori merr pjesë në metabolizmin e shumë substancave, pasi është pjesë e komponimeve me energji të lartë (për shembull, ATP). Depozitimi i fosforit në kocka është i një rëndësie të madhe.
Hekuriështë pjesë e hemoglobinës dhe mioglobinës, të cilat janë përgjegjëse për frymëmarrjen e indeve, si dhe enzimat e përfshira në reaksionet redoks. Marrja e pamjaftueshme e hekurit në trup prish sintezën e hemoglobinës. Një rënie në sintezën e hemoglobinës çon në anemi (anemi). Kërkesa ditore për hekur e një të rrituri është 10-30 mcg.
Jodi gjendet në trup në sasi të vogla. Megjithatë, rëndësia e saj është e madhe. Kjo për faktin se jodi është pjesë e hormoneve tiroide, të cilat kanë një efekt të theksuar në të gjitha proceset metabolike, rritjen.dhe zhvillimin e organizmit.
Edukimi dhe konsumi i energjisë.
Energjia e çliruar gjatë zbërthimit të substancave organike grumbullohet në formën e ATP, sasia e së cilës në indet e trupit ruhet në një nivel të lartë. ATP gjendet në çdo qelizë të trupit. Sasia më e madhe gjendet në muskujt skeletorë - 0,2-0,5%. Çdo aktivitet qelizor gjithmonë përkon saktësisht në kohë me zbërthimin e ATP.
Molekulat e shkatërruara ATP duhet të rikthehen. Kjo ndodh për shkak të energjisë që lirohet gjatë zbërthimit të karbohidrateve dhe substancave të tjera.
Sasia e energjisë së shpenzuar nga trupi mund të gjykohet nga sasia e nxehtësisë që lëshon në mjedisin e jashtëm.
Metodat për matjen e shpenzimit të energjisë (kalorimetri direkte dhe indirekte).
Koeficienti i frymëmarrjes.
Kalorimetria e drejtpërdrejtë bazohet në përcaktimin e drejtpërdrejtë të nxehtësisë së çliruar gjatë jetës së trupit. Një person vendoset në një dhomë të veçantë kalorimetrike, në të cilën merret parasysh e gjithë sasia e nxehtësisë që lëshohet nga trupi i njeriut. Nxehtësia e gjeneruar nga trupi absorbohet nga uji që rrjedh përmes një sistemi tubash të vendosur midis mureve të dhomës. Metoda është shumë e rëndë dhe mund të përdoret në institucione të veçanta shkencore. Si rezultat, ato përdoren gjerësisht në mjekësinë praktike. metodë indirekte kalorimetria. Thelbi i kësaj metode është se fillimisht përcaktohet vëllimi i ventilimit pulmonar, dhe më pas sasia e oksigjenit të përthithur dhe dioksidit të karbonit të çliruar. Raporti i vëllimit të dioksidit të karbonit të çliruar me vëllimin e oksigjenit të përthithur quhet koeficienti respirator . Vlera e koeficientit të frymëmarrjes mund të përdoret për të gjykuar natyrën e substancave të oksiduara në trup.
Me oksidim Koeficienti i frymëmarrjes së karbohidrateve është 1 sepse për oksidimin e plotë të 1 molekule glukozë Për të arritur dioksidin e karbonit dhe ujin nevojiten 6 molekula oksigjeni dhe lirohen 6 molekula të dioksidit të karbonit:
С 6 Н12О 6 +60 2 =6С0 2 +6Н 2 0
Koeficienti i frymëmarrjes për oksidimin e proteinave është 0.8, për oksidimin e yndyrës - 0.7.
Përcaktimi i konsumit të energjisë nga shkëmbimi i gazit. sasinxehtësia e lëshuar në trup kur konsumohet 1 litër oksigjen - ekuivalenti kalorik i oksigjenit - varet nga cilat substanca oksigjeni përdoret për oksidimin. Ekuivalent i kalorive oksigjen gjatë oksidimit të karbohidrateve është i barabartë me 21,13 kJ (5,05 kcal), proteina— 20,1 kJ (4,8 kcal), yndyrë - 19,62 kJ (4,686 kcal).
Konsumim i energjise te njerëzit përcaktohet si më poshtë. Personi merr frymë për 5 minuta përmes një grykë të vendosur në gojë. Gryka, e lidhur me një qese prej pëlhure të gomuar, ka valvulave Ata janë rregulluar kështu Çfarë njeriu merr frymë lirisht atmosferike ajër dhe nxjerr ajrin në qese. Duke përdorur gaz orë matni vëllimin e frymëmarrjes së nxjerrë ajri. Leximet e analizuesit të gazit përcaktojnë përqindjen e oksigjenit dhe dioksidit të karbonit në ajrin e thithur dhe nxjerrë nga një person. Më pas llogaritet sasia e oksigjenit të përthithur dhe dioksidi i karbonit i çliruar, si dhe koeficienti i frymëmarrjes. Duke përdorur tabelën përkatëse, përcaktohet ekuivalenti kalorik i oksigjenit në bazë të koeficientit të frymëmarrjes dhe përcaktohet konsumi i energjisë.
Metabolizmi bazal dhe rëndësia e tij.
BX- sasia minimale e energjisë e nevojshme për të ruajtur funksionimin normal të trupit në një gjendje pushimi të plotë, duke përjashtuar të gjitha ndikimet e brendshme dhe të jashtme që mund të rrisin nivelin e proceseve metabolike. Metabolizmi bazë përcaktohet në mëngjes në stomak bosh (12-14 orë pas vaktit të fundit), në një pozicion shtrirë, me relaksim të plotë të muskujve, në kushte rehati të temperaturës (18-20 ° C). Metabolizmi bazë shprehet me sasinë e energjisë së çliruar nga trupi (kJ/ditë).
Në një gjendje paqeje të plotë fizike dhe mendore trupi konsumon energji për: 1) proceset kimike që ndodhin vazhdimisht; 2) puna mekanike e kryer nga organe të veçanta (zemra, muskujt e frymëmarrjes, enët e gjakut, zorrët, etj.); 3) aktiviteti i vazhdueshëm i aparatit të gjëndrave sekretore.
Metabolizmi bazë varet nga mosha, gjatësia, pesha trupore dhe gjinia. Metabolizmi bazal më intensiv për 1 kg peshë trupore vërehet tek fëmijët. Me rritjen e peshës trupore, metabolizmi bazal rritet. Shkalla mesatare e metabolizmit bazal për një person të shëndetshëm është afërsisht 4.2 kJ (1 kcal) për 1 orë për 1 kg peshë trupi.
Për sa i përket konsumit të energjisë në pushim, indet e trupit janë heterogjene. Organet e brendshme konsumojnë energji në mënyrë më aktive, indet e muskujve më pak aktivisht.
Intensiteti i metabolizmit bazal në indin dhjamor është 3 herë më i ulët se në pjesën tjetër të masës qelizore të trupit. Njerëzit e hollë prodhojnë më shumë nxehtësi për kgpeshë trupore se sa e plotë.
Gratë kanë një metabolizëm bazal më të ulët se meshkujt. Kjo për faktin se femrat kanë më pak masë dhe sipërfaqe trupore. Sipas rregullit të Rubner, metabolizmi bazal është afërsisht proporcional me sipërfaqen e trupit.
U vunë re luhatje sezonale në vlerën e metabolizmit bazal - ai u rrit në pranverë dhe u ul në dimër. Aktiviteti muskulor shkakton një rritje të metabolizmit në raport me ashpërsinë e punës së kryer.
Ndryshimet e rëndësishme në metabolizmin bazal shkaktohen nga mosfunksionimi i organeve dhe sistemeve të trupit. Me rritjen e funksionit të tiroides, malaries, etheve tifoide, tuberkulozit, të shoqëruar me temperaturë, rritet metabolizmi bazal.
Shpenzimi i energjisë gjatë aktivitetit fizik.
Gjatë punës muskulare, shpenzimi i energjisë i trupit rritet ndjeshëm. Kjo rritje e kostos së energjisë përbën një rritje pune, e cila është më e madhe sa më intensive të jetë puna.
Krahasuar me gjumin, shpenzimi i energjisë rritet me 3 herë kur ecni ngadalë dhe me më shumë se 40 herë kur vraponi në distanca të shkurtra gjatë garës.
Gjatë ushtrimeve afatshkurtra, energjia konsumohet përmes oksidimit të karbohidrateve. Gjatë ushtrimeve të zgjatura muskulare, trupi zbërthen kryesisht yndyrnat (80% e të gjithë energjisë së nevojshme). Në atletët e stërvitur, energjia e kontraktimeve të muskujve sigurohet ekskluzivisht nga oksidimi i yndyrës. Për një person të angazhuar në punë fizike, kostot e energjisë rriten në raport me intensitetin e punës.
USHQIMI.
Rimbushja e kostove të energjisë së trupit ndodh përmes lëndëve ushqyese. Ushqimi duhet të përmbajë proteina, karbohidrate, yndyrna, kripëra minerale dhe vitamina në sasi të vogla dhe në raportin e duhur. Tretshmëriaushqyesve varetmbi karakteristikat individuale dhe gjendjen e organizmit, mbi sasinë dhe cilësinë e ushqimit, raportin e përbërësve të ndryshëm të tij dhe mënyrën e përgatitjes. Ushqimet bimore janë më pak të tretshme se produktet shtazore, sepse ushqimet bimore përmbajnë më shumë fibra.
Një dietë proteinike promovon përthithjen dhe tretshmërinë e lëndëve ushqyese. Kur karbohidratet mbizotërojnë në ushqim, përthithja e proteinave dhe yndyrave zvogëlohet. Zëvendësimi i produkteve bimore me produkte me origjinë shtazore përmirëson proceset metabolike në trup. Nëse jepni proteina nga mishi ose produktet e qumështit në vend të atyre bimore, dhe bukë gruri në vend të bukës thekre, atëherë tretshmëria e produkteve ushqimore rritet ndjeshëm.
Kështu, për të siguruar ushqimin e duhur të njeriut, është e nevojshme të merret parasysh shkalla e përthithjes së ushqimeve nga trupi. Përveç kësaj, ushqimi duhet të përmbajë domosdoshmërisht të gjithë lëndët ushqyese thelbësore (thelbësore): proteina dhe aminoacide thelbësore, vitamina,acide yndyrore shumë të pangopura, minerale dhe ujë.
Pjesa më e madhe e ushqimit (75-80%) përbëhet nga karbohidratet dhe yndyrnat.
Dieta- sasinë dhe përbërjen e produkteve ushqimore që i nevojiten një personi në ditë. Ai duhet të plotësojë shpenzimet ditore të energjisë së trupit dhe të përfshijë të gjithë lëndët ushqyese në sasi të mjaftueshme.
Për të përpiluar racionet ushqimore, është e nevojshme të dihet përmbajtja e proteinave, yndyrave dhe karbohidrateve në ushqime dhe vlera e tyre energjetike. Me këto të dhëna është e mundur të krijohet një dietë e bazuar shkencërisht për njerëz të moshave, gjinive dhe profesioneve të ndryshme.
Dieta dhe rëndësia e saj fiziologjike. Është e nevojshme të ndiqni një dietë të caktuar dhe ta organizoni atë në mënyrë korrekte: orët konstante të vakteve, intervalet e përshtatshme ndërmjet tyre, shpërndarja e dietës ditore gjatë ditës. Duhet të hani gjithmonë në një kohë të caktuar, të paktën 3 herë në ditë: mëngjes, drekë dhe darkë. Vlera e energjisë e mëngjesit duhet të jetë rreth 30% e dietës totale, drekës - 40-50%, dhe darkës - 20-25%. Rekomandohet të hani darkë 3 orë para gjumit.
Ushqimi i duhur siguron zhvillim normal fizik dhe aktivitet mendor, rrit performancën, reaktivitetin dhe rezistencën e trupit ndaj ndikimeve mjedisore.
Sipas mësimeve të I.P. Pavlov mbi reflekset e kushtëzuara, trupi i njeriut përshtatet me një kohë të caktuar të ngrënies: shfaqet oreksi dhe lëngjet e tretjes fillojnë të lëshohen. Intervalet e duhura ndërmjet vakteve sigurojnë një ndjenjë ngopjeje gjatë kësaj kohe.
Tre vakte në ditë janë përgjithësisht fiziologjike. Megjithatë preferohen katër vakte në ditë, gjë që rrit përthithjen e lëndëve ushqyese, në veçanti të proteinave, nuk ka ndjenjë urie në intervalet ndërmjet vakteve individuale dhe ruhet një oreks i mirë. Në këtë rast, vlera energjetike e mëngjesit është 20%, drekë - 35%, rostiçeri pasdite - 15%, darkë - 25%.
Dietë të ekuilibruar. Ushqyerja konsiderohet racionale nëse nevoja për ushqim plotësohet plotësisht në aspektin sasior dhe cilësor dhe të gjitha kostot e energjisë rimbursohen. Promovon rritjen dhe zhvillimin e duhur të trupit, rrit rezistencën e tij ndaj ndikimeve të dëmshme të mjedisit të jashtëm, nxit zhvillimin e aftësive funksionale të trupit dhe rrit intensitetin e punës. Ushqimi racional përfshin zhvillimin e racioneve ushqimore dhe dietave në lidhje me popullatat dhe kushtet e ndryshme të jetesës.
Siç është treguar tashmë, ushqimi i një personi të shëndetshëm bazohet në racionet e përditshme të ushqimit. Dieta dhe dieta e pacientit quhet dietë. Secili dietë ka disa komponentë të dietës dhe karakterizohet nga këto karakteristika: 1) vlera energjetike; 2) përbërja kimike; 3) vetitë fizike (vëllimi, temperatura, konsistenca); 4) modaliteti i energjisë.
Rregullimi i metabolizmit dhe energjisë.
Ndryshimet e kushtëzuara të reflekseve në metabolizëm dhe energji vërehen tek njerëzit në gjendje para fillimit dhe para punës. Atletët para fillimit të një gare, dhe një punëtor para punës, përjetojnë një rritje të metabolizmit dhe temperaturës së trupit, një rritje të konsumit të oksigjenit dhe çlirimit të dioksidit të karbonit. Mund të shkaktojë ndryshime të kushtëzuara në refleks në metabolizëm, energji dhe proceset termike njerëzit kanë stimul verbal.
Ndikimi nervor sistemet metabolike dhe energjitike proceset në trup kryhet në disa mënyra:
Ndikimi i drejtpërdrejtë i sistemit nervor (përmes hipotalamusit, nervave eferente) në inde dhe organe;
Ndikimi indirekt i sistemit nervor nëpërmjetgjëndrra e hipofizës (somatotropin);
indirektendikimi i sistemit nervor përmes tropikut hormonet gjëndra e hipofizës dhe gjëndrat periferike të brendshme sekretim;
Ndikues i drejtpërdrejtë nervor sistemi (hipotalamusi) mbi aktivitetin e gjëndrave endokrine dhe nëpërmjet tyre në proceset metabolike në inde dhe organe.
Departamenti kryesor i sistemit nervor qendror, i cili rregullon të gjitha llojet e proceseve metabolike dhe energjetike, është hipotalamusi. Një ndikim i theksuar në proceset metabolike dhe gjenerimi i nxehtësisë ushtrohet nga gjëndrat e brendshme sekretimit. Hormonet e korteksit adrenal dhe gjëndrës tiroide në sasi të mëdha rrisin katabolizmin, d.m.th., zbërthimin e proteinave.
Trupi tregon qartë ndikimin e ndërlidhur të ngushtë të sistemeve nervore dhe endokrine në proceset metabolike dhe energjetike. Kështu, ngacmimi i sistemit nervor simpatik jo vetëm që ka një efekt stimulues të drejtpërdrejtë në proceset metabolike, por gjithashtu rrit sekretimin e hormoneve tiroide dhe mbiveshkore (tiroksinë dhe adrenalinë). Për shkak të kësaj, metabolizmi dhe energjia përmirësohen më tej. Përveç kësaj, vetë këto hormone rrisin tonin e sistemit nervor simpatik. Ndryshime të rëndësishme në metabolizëm Dhe shkëmbimi i nxehtësisë ndodh kur ka mungesë të hormoneve të gjëndrave endokrine në trup. Për shembull, mungesa e tiroksinës çon në një ulje të metabolizmit bazal. Kjo është për shkak të një rënie të konsumit të oksigjenit nga indet dhe një ulje të gjenerimit të nxehtësisë. Si rezultat, temperatura e trupit ulet.
Hormonet e gjëndrave endokrine janë të përfshirë në rregullimin e metabolizmit Dhe energjia, ndryshimi i përshkueshmërisë së membranave qelizore (insulina), aktivizimi i sistemeve enzimatike të trupit (adrenalina, glukagoni, etj.) dhe duke ndikuar mbi biosintezën e tyre (glukokortikoidet).
Kështu, rregullimi i metabolizmit dhe energjisë kryhet nga sistemet nervore dhe endokrine, të cilat sigurojnë përshtatjen e trupit me kushtet në ndryshim të mjedisit të tij.
Procesi i shkatërrimit të komponimeve organike komplekse ndodh në një sekuencë të caktuar dhe në prani të katalizatorëve për këto reaksione - enzimave që sekretohen nga qelizat bakteriale. Enzimat janë komponime komplekse proteinike (pesha molekulare arrin qindra mijëra miliona) që përshpejtojnë reaksionet biokimike. Enzimat janë një dhe dy përbërës. Enzimat me dy përbërës përbëhen nga një pjesë proteinike (apoenzimë) dhe një pjesë joproteinike (koenzimë). Koenzima ka aktivitet katalitik, dhe bartësi i proteinave rrit aktivitetin e saj.
Ekzistojnë enzima të prodhuara nga bakteret për zbërthimin jashtëqelizor të substancave - ekzoenzimat dhe enzimat e brendshme tretëse - endoenzimat.
143
E veçanta e enzimave është se secila prej tyre katalizon vetëm një nga shumë transformimet. Ekzistojnë gjashtë klasa kryesore të enzimave: oksireduktazat; transferazat; hidralaza; lioza; izomeraza; ligazat.
Për të shkatërruar një përzierje komplekse të substancave organike, nevojiten 80-100 enzima të ndryshme, secila prej tyre ka temperaturën e vet optimale, mbi të cilën shpejtësia e reagimit bie.
Procesi i oksidimit biologjik përbëhet nga shumë hapa dhe fillon me zbërthimin e lëndës organike me çlirimin e hidrogjenit aktiv. Në këtë proces, enzimat e klasës së oksireduktazës luajnë një rol të veçantë: dehidrogjenazat (duke hequr hidrogjenin nga substrati), katalazat (zbërthimi i peroksidit të hidrogjenit) dhe peroksidazat (përdorimi i peroksidit të aktivizuar për oksidimin e përbërjeve të tjera organike).
Ekzistojnë substanca që rrisin aktivitetin e enzimave - aktivizues (vitamina, katione Ca, Mg, Mn), dhe frenues që kanë efekt të kundërt (për shembull, kripërat e metaleve të rënda, antibiotikët).
Enzimat që janë vazhdimisht të pranishme në qeliza, pavarësisht nga substrati, quhen konstituive. Enzimat që sintetizohen nga qelizat në përgjigje të ndryshimeve në mjedisin e jashtëm quhen adaptive. Periudha e përshtatjes varion nga disa orë në qindra ditë.
Reaksionet totale të oksidimit biokimik në kushte aerobike mund të paraqiten skematikisht si më poshtë:
ku CxHyOzN - të gjitha substancat organike të ujërave të zeza; AN - energji; C5H7N02 është formula e kushtëzuar e substancës qelizore të baktereve.
Reaksioni (I) tregon natyrën e oksidimit të një substance për të plotësuar nevojat energjetike të qelizës (procesi katabolik), reagimi (II) - për sintezën e substancës qelizore (procesi anabolik). Konsumi i oksigjenit për këto reaksione është ujërat e zeza totale BOD
po. Reaksionet (III) dhe (IV) karakterizojnë transformimin e substancave qelizore në kushtet e mungesës së lëndëve ushqyese. Konsumi total i oksigjenit për të 4 reaksionet është afërsisht dy herë më i madh se për (I) dhe (II).
Një numër i madh reaksionesh biokimike ndodhin me ndihmën e koenzimës A (ose CoA, acilimit të koenzimës CoA-SH). Koenzima A është një derivat i acidit pantotenik β-merkaptoetilamid dhe nukleotidit adenozine-3,5-difosfat (C21H36Ol67P3S) me një peshë molekulare prej 767,56. CoA aktivizon acidet karboksilike, duke formuar me to derivate acil të CoA.
Acidi benzoik, etilik dhe amil alkoolet, glikolet, glicerina, aniline, esteret, etj., oksidohen lehtesisht komponimet në sekuencën e mëposhtme:
Ky botim përmban përgjigje për pyetjet e provimit të biologjisë në klasën e 9-të të shkollës së mesme. Këto pyetje propozohen nga Ministria e Arsimit e Federatës Ruse dhe botohen në "Buletinin e Arsimit", botimi zyrtar i ministrisë.
Pyetjet në bileta janë të kombinuara në atë mënyrë që përgjigjja e saktë e detajuar për të dyja pyetjet në secilën prej biletave ju lejon të vlerësoni njohuritë tuaja për biologjinë në tërësi, dhe jo vetëm një nga seksionet e saj. Vëmendje e madhe i kushtohet problemeve të tilla të përgjithshme biologjike si procesi evolucionar, riprodhimi i organizmave shtazorë dhe bimorë, roli i grupeve të ndryshme të organizmave të gjallë në biocenoza, problemi i përshtatjes me kushtet e jetesës, etj.
Në tekstet shkollore, natyrisht, mund të gjeni përgjigje për të gjitha pyetjet e bëra në bileta. Një nga detyrat me të cilat përballeshin autorët ishte lehtësimi i këtyre kërkimeve dhe ndërthurja e njohurive të paraqitura në tekste të ndryshme. Përgjigjet e pyetjeve përmbajnë material që është disi përtej qëllimit të kurrikulës shkollore, gjë që do t'i lejojë ato të përdoren në shkollat e mesme me programe mësimore të biologjisë dukshëm të ndryshme. Përveç kësaj, kjo do t'i lejojë ato të përdoren në të ardhmen për t'u përgatitur për provimet përfundimtare në shkollë dhe për provimin pranues në biologji në universitete.
Bileta nr. 1
1. Metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë. Rëndësia e metabolizmit në jetën e njeriut
Metabolizmi konsiston në hyrjen në trup të substancave të ndryshme nga mjedisi i jashtëm, asimilimin dhe ndryshimin e këtyre substancave dhe lirimin e produkteve të kalbjes që rezultojnë. Gjatë zbatimit të të gjitha këtyre proceseve, vërehen shumë dukuri kimike, mekanike, termike dhe elektrike, ndodh vazhdimisht shndërrimi i energjisë: energjia kimike e përbërjeve organike komplekse, kur ato zbërthehen, lirohet dhe shndërrohet në termike, mekanike dhe elektrike. energji. Trupi çliron kryesisht energji termike dhe mekanike. Lëshohet shumë pak energji elektrike, por është thelbësore për funksionimin e sistemit nervor dhe muskulor. Për shkak të energjisë së çliruar, në kafshët me gjak të ngrohtë mbahet një temperaturë konstante e trupit dhe kryhet punë e jashtme. Lëshimi i energjisë është gjithashtu i nevojshëm për ruajtjen e strukturave qelizore dhe për sintezën e komponimeve organike komplekse.
Metabolizmi dhe shndërrimi i energjisë janë të pandashme nga njëri-tjetri. Proceset e metabolizmit dhe energjisë në një organizëm të gjallë zhvillohen sipas një ligji të vetëm - ligji i ruajtjes së materies dhe energjisë. Në një organizëm të gjallë, materia dhe energjia nuk krijohen dhe as shkatërrohen, ndodh vetëm ndryshimi, përthithja dhe çlirimi i tyre.
Metabolizmi në trup përbëhet nga procese asimilimi(formimi i substancave komplekse nga ato të thjeshta) dhe disimilimi(zbërthimi i substancave). Në procesin e asimilimit (ose shkëmbimit plastik), formohen substanca organike komplekse, të cilat janë pjesë e strukturave të ndryshme të trupit. Në procesin e disimilimit (ose shkëmbimit të energjisë), substancat organike komplekse dekompozohen dhe shndërrohen në më të thjeshta. Kjo çliron energjinë e nevojshme për funksionimin normal të trupit.
Metabolizmi në trup është një proces i vetëm që lidh transformimin e substancave të ndryshme: për shembull, proteinat mund të shndërrohen në yndyrna dhe karbohidrate, dhe yndyrat në karbohidrate.
Proteinat hyjnë në trupin e njeriut me ushqim në kanalin tretës, nën ndikimin e enzimave, ato zbërthehen në aminoacide, të cilat përthithen në gjak në zorrën e hollë. Pastaj qelizat sintetizojnë proteinat e tyre nga aminoacidet, karakteristike për organizmin e caktuar. Megjithatë, disa aminoacide i nënshtrohen zbërthimit, i cili çliron energji (zbërthimi i 1 g proteine çliron 17,6 kJ, ose 4,1 kcal, energji).
Produktet përfundimtare të zbërthimit të proteinave janë uji, dioksidi i karbonit, amoniaku, ureja dhe disa të tjera. Amoniaku (në formën e sulfatit të amonit) dhe ureja eliminohen nga trupi përmes sistemit urinar. Nëse funksioni i veshkave është i dëmtuar, atëherë këto substanca që përmbajnë azot do të grumbullohen në gjak dhe do të helmojnë trupin. Proteinat nuk depozitohen në trup; Tek të rriturit sinteza dhe zbërthimi i proteinave janë të balancuara, ndërsa në fëmijëri mbizotëron sinteza.
Funksione proteinat në trup janë shumë të ndryshme: plastike (qelizat përmbajnë afërsisht 50% proteina), rregullatore (shumë hormone janë proteina), enzimatike (enzimat janë katalizatorë biologjikë të një natyre proteinike, ato rrisin ndjeshëm shkallën e reaksioneve biokimike), energjinë (proteinat përfaqësojnë një rezervë energjie në trup, e cila përdoret kur ka mungesë karbohidratesh dhe yndyrash), transporti (hemoglobina transporton oksigjen), kontraktues (aktina dhe miozina në indet e muskujve). Nevoja ditore e një personi për proteina është afërsisht 100–118 g.
Burimi kryesor i energjisë në trup është karbohidratet. Zbërthimi i 1 g glukozë çliron të njëjtën sasi energjie si shpërbërja e 1 g proteina (17,6 kJ, ose 4,1 kcal), por oksidimi i karbohidrateve ndodh shumë më lehtë dhe më shpejt se oksidimi i proteinave. Polisakaridet që hyjnë në traktin tretës me ushqim ndahen në monomere (glukozë). Glukoza përthithet në gjak. Në gjak, përqendrimi i glukozës mbahet në një nivel konstant prej 0,08-0,12% falë hormoneve të pankreasit - insulinës dhe glukagonit. Insulina konverton glukozën e tepërt në glikogjen ("niseshte shtazore"), e cila ruhet në mëlçi dhe muskuj. Glukagoni, përkundrazi, e shndërron glikogjenin në glukozë nëse përmbajtja e tij në gjak zvogëlohet. Me mungesë të insulinës, zhvillohet një sëmundje serioze - diabeti. Produktet përfundimtare të ndarjes së karbohidrateve janë uji dhe dioksidi i karbonit. Nevoja ditore e njeriut për karbohidrate është afërsisht 500 g.
Kuptimi yndyrë për trupin është se ato janë një nga burimet më të rëndësishme të energjisë (me zbërthimin e 1 g yndyrë, lirohet 38,9 kJ ose 9,3 kcal energji). Përveç kësaj, yndyrnat kryejnë funksione mbrojtëse, thithëse, plastike në trup dhe janë burim uji. Yndyrnat ruhen në rezervë (kryesisht në indin nënlëkuror). Në traktin tretës, yndyrnat ndahen në glicerinë dhe acide yndyrore. Yndyrnat përthithen në limfë. Kur shpërndahen, ato oksidohen në ujë dhe dioksid karboni. Kërkesa ditore e një personi për yndyrë është afërsisht 100 g.
Metabolizmi gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në trup. ujë Dhe kripërat minerale. Uji është një tretës universal të gjitha reaksionet në qeliza ndodhin në një mjedis ujor. Gjatë ditës, një person humbet afërsisht 2,5 litra ujë (me urinë, pastaj gjatë frymëmarrjes), prandaj shkalla ditore e konsumit të ujit është 2,5-3 litra. Kripërat minerale janë të nevojshme për funksionimin normal të të gjitha sistemeve të trupit. Ato janë pjesë e të gjitha indeve, marrin pjesë në proceset e metabolizmit plastik, janë të nevojshme për sintezën e hemoglobinës, lëngut gastrik, për zhvillimin e sistemit muskuloskeletor dhe nervor etj. Nevoja më e madhe e organizmit është për fosfor, kalcium, natrium, klor, kalium, por nevojiten edhe shumë elementë të tjerë (bakër, magnez, hekur, zink, brom etj.) në sasi të vogla.
Metabolizmi është i pamundur pa pjesëmarrje vitaminat. Këto janë substanca organike që kërkohen nga trupi në sasi shumë të vogla (nganjëherë të qindtat e miligramit në ditë). Vitaminat shpesh përfshihen në enzima si koenzima, nxisin veprimin e hormoneve dhe rrisin rezistencën e trupit ndaj kushteve të pafavorshme mjedisore. Vitaminat më të rëndësishme përfshijnë vitaminat C, A, D dhe grupin B. Me një mungesë të një ose një tjetër vitamine, zhvillohet hipovitaminoza me një tepricë, zhvillohet hipervitaminoza;
Metabolizmi i plastikës dhe i energjisë janë të ndërlidhura. Në procesin e metabolizmit gjenerohet vazhdimisht energji, e cila gjithashtu shpenzohet vazhdimisht për kryerjen e punës, sigurimin e aktivitetit nervor dhe sintetizimin e substancave. Burimi i energjisë për njerëzit janë lëndët ushqyese, prandaj është e rëndësishme që ushqimi të përmbajë të gjitha përbërjet organike dhe inorganike të nevojshme për metabolizmin normal. Produktet përfundimtare metabolike që rezultojnë ekskretohen nga trupi përmes mushkërive, zorrëve, lëkurës dhe veshkave. Roli kryesor në largimin e produkteve të kalbjes nga trupi i takon veshkave, përmes të cilave hiqet ureja, acidi urik, kripërat e amonit dhe largohet uji dhe kripërat e tepërta.
Metabolizmi normal është baza e shëndetit. Çrregullimet metabolike çojnë në sëmundje të rënda (diabet, përdhes, obezitet ose, anasjelltas, humbje peshe, etj.).
2. Arsyet e evolucionit. Rritja e kompleksitetit të bimëve në procesin e evolucionit
Në vitin 1859, Charles Darwin, në veprën e tij të shkëlqyer "Origjina e specieve me anë të përzgjedhjes natyrore, ose ruajtja e racave të favorizuara në luftën për jetën", shkroi se forca kryesore lëvizëse e evolucionit është seleksionimi natyror i bazuar në ndryshueshmërinë trashëgimore.
Faktorët e seleksionimit natyror në natyrë përfshijnë intensiteti i riprodhimit(sa më i lartë të jetë, aq më shumë shanse ka specia për të mbijetuar dhe zgjeruar habitatin e saj) dhe luftë për ekzistencë. Lufta për ekzistencë mund të jetë intraspecifike - kjo është forma më intensive e luftës, e cila, megjithatë, rrallë karakterizohet nga manifestime të mizorisë - dhe ndërspecifike, e cila mund të jetë mizore. Një formë tjetër e luftës për ekzistencë është lufta kundër kushteve të pafavorshme mjedisore. Darvini shkroi se seleksionimi natyror është mbijetesa e specieve më të forta. Përshtatja arrihet përmes përzgjedhjes natyrore.
Gjatë evolucionit të bimëve, ndodhën ngjarjet e mëposhtme. NË Epoka arkeane(rreth 3.5 miliardë vjet më parë) u shfaqën algat blu-jeshile, të cilat klasifikohen si cianobaktere: ato ishin organizma prokariote njëqelizore dhe shumëqelizore të aftë për fotosintezë me lëshimin e oksigjenit. Shfaqja e algave blu-jeshile çoi në pasurimin e atmosferës së Tokës me oksigjen, i nevojshëm për të gjithë organizmat aerobikë.
NË Epoka proterozoike(rreth 2.6 miliardë vjet më parë) dominonin algat jeshile dhe të kuqe. Algat janë bimë më të ulëta, trupi i të cilave nuk është i ndarë në seksione dhe nuk ka inde të specializuara (një trup i tillë quhet tallus). Algat vazhduan të dominojnë në Paleozoik(Mosha paleozoike është afërsisht 570 milion vjet), megjithatë, në periudhën siluriane të Paleozoikut, u shfaqën bimët më të larta më të lashta - rinofitet (ose psilofitet). Këto bimë tashmë kishin fidane, por nuk kishin ende gjethe dhe rrënjë. Ata riprodhoheshin nga spore dhe bënin një mënyrë jetese tokësore ose gjysmë ujore. Në periudhën Devoniane të Paleozoikut, shfaqen briofitet dhe pteridofitet (myshqet e myshkut, bishtet e kalit, fierët) dhe riniofitet dhe algat dominojnë Tokën. Në Devonian, u shfaq gjithashtu një mbretëri e re - bimë spore më të larta * - këto janë kërpudha, briofite dhe pteridofite. Myshqet zhvillojnë kërcell dhe gjethe (rritje të kërcellit), por ende nuk ka rrënjë; Funksioni i rrënjëve kryhet nga rizoidet - dalje në formë fije në kërcell. Cikli i zhvillimit të myshqeve dominohet nga brezi haploid (gametofiti), i cili është një bimë myshku me gjethe. Gjenerimi i tyre diploid (sporofiti) nuk është i aftë për ekzistencë të pavarur dhe ushqehet me gametofit. Fierët zhvillojnë rrënjë; në ciklin e tyre të zhvillimit, mbizotëron sporofiti (bima me kërcell gjethe), dhe gametofiti përfaqësohet nga një protalus - kjo është një pjatë e vogël në formë zemre në fier ose një nyjë në myshqe dhe bisht kuajsh. Në kohët e lashta këto ishin bimë të mëdha si pemë. Riprodhimi në spore më të larta është i pamundur pa ujë, sepse Fekondimi i vezës në to ndodh në pika uji, në të cilat gametet e lëvizshme mashkullore - spermatozoidi - lëvizin drejt vezëve. Kjo është arsyeja pse uji është një faktor kufizues për bimët me spore më të larta: nëse nuk ka ujë pikues, riprodhimi i këtyre bimëve do të bëhet i pamundur.
Në farën karbonifere (karbonifere) u shfaqën fieret, nga të cilat më vonë, siç besojnë shkencëtarët, lindën gjimnospermat. Fierët gjigantë të ngjashëm me pemët dominojnë planetin (janë ata që formuan depozitat e qymyrit) dhe rinofitet zhduken plotësisht gjatë kësaj periudhe.
Në periudhën Permian të Paleozoikut, u shfaqën gjimnospermat e lashta. Në këtë periudhë mbizotërojnë fierët e farës dhe barishtore, dhe fierët e pemëve shuhen. Gymnosperms klasifikohen si bimë që mbajnë fara. Riprodhohen me fara, të cilat nuk mbrohen nga muret e frutave (gjimnospermat nuk kanë lule apo fruta). Shfaqja e këtyre bimëve u shoqërua me rritjen e tokës dhe luhatjet e temperaturës dhe lagështisë. Riprodhimi i këtyre bimëve nuk varet më nga uji.
NË mezozoik(Mosha mezozoike është afërsisht 240 milion vjet) ekzistojnë tre periudha - Triasiku, Jurasiku dhe Kretaku. Në Mesozoik, u shfaqën gjimnospermat moderne (në Triasik) dhe angiospermat e para (në Jurasik). Bimët mbizotëruese janë gjimnospermat. Gymnosperms dhe fier të lashtë vdesin gjatë kësaj epoke.
Shfaqja e angiospermave u shoqërua me një sërë aromorfozash. Këto bimë zhvillojnë një lule - një kërcell i modifikuar i shkurtuar i përshtatur për formimin e sporeve dhe gameteve. Në lule ndodh pllenimi dhe fekondimi dhe formohen embrioni dhe fruti. Farat e angiospermave mbrohen nga perikarpi - kjo kontribuon në ruajtjen dhe shpërndarjen e tyre. Gjatë riprodhimit seksual në këto bimë, ndodh fekondimi i dyfishtë: një spermë fekondon vezën, dhe sperma e dytë fekondon qelizën qendrore të qeses së embrionit, duke rezultuar në formimin e embrionit dhe endospermës triploid - indit ushqyes të embrionit. Fekondimi ndodh në qeskën e embrionit, e cila zhvillohet në ovulë, e mbrojtur nga muret e vezores.
Midis angiospermave ka barëra, shkurre dhe pemë. Organet vegjetative (rrënja, kërcelli, gjethja) kanë shumë modifikime. Evolucioni i angiospermave vazhdoi shumë shpejt. Ato karakterizohen nga plasticitet i lartë evolucionar. Insektet pjalmuese luajtën një rol të madh në evolucionin dhe shpërndarjen e tyre. Angiospermat janë grupi i vetëm i bimëve që formojnë bashkësi komplekse me shumë shtresa. Kjo kontribuon në përdorimin më intensiv të mjedisit dhe pushtimin e suksesshëm të territoreve të reja.
NË Cenozoik epokës (mosha e saj është afërsisht 67 milionë vjet), angiospermat moderne dhe gjimnospermat mbizotërojnë në Tokë, dhe bimët me spore më të larta i nënshtrohen regresionit biologjik.
Bileta numër 2
1. Shkëmbimi i gazit në mushkëri dhe inde
Shkëmbimi i gazit ndodh vazhdimisht midis trupit dhe mjedisit: oksigjeni, i nevojshëm për disimilim, hyn në trup dhe dioksidi i karbonit i formuar si rezultat i oksidimit të substancave organike largohet nga trupi. Marrja e oksigjenit dhe largimi i dioksidit të karbonit sigurohet nga organet e frymëmarrjes. Rrugët e frymëmarrjes janë zgavra e hundës, nazofaringu, laringu, trakeja, bronket. Organi kryesor i frymëmarrjes janë mushkëritë. Pikërisht në alveolat e mushkërive bëhet shkëmbimi i gazit ndërmjet ajrit atmosferik dhe gjakut.
Alveolat janë vezikula pulmonare, muret e të cilave përbëhen nga një shtresë e vetme qelizash epiteliale. Ato janë të ndërthurura dendur me kapilarët. Përqendrimi i dioksidit të karbonit në gjak është më i lartë se në ajër, dhe përqendrimi i oksigjenit është më i ulët, kështu që dioksidi i karbonit kalon nga gjaku në alveola, dhe oksigjeni nga alveolat në gjak. Procesi vazhdon derisa të arrihet ekuilibri.
Në gjak, oksigjeni kombinohet me hemoglobinën e qelizave të kuqe të gjakut për të formuar oksihemoglobinë. Gjaku bëhet arterial. Qelizat e trupit konsumojnë vazhdimisht oksigjen. Prandaj, oksigjeni nga gjaku kalon në qelizat e indeve, dhe oksihemoglobina kthehet përsëri në hemoglobinë. Në mitokondri, duke përdorur oksigjen, ndodh oksidimi i substancave organike (burimi kryesor i energjisë në trup janë karbohidratet), lirohet energji, e cila shkon në sintezën e ATP - një akumulues universal i energjisë në qeliza.
Dioksidi i karbonit nga qelizat hyn në gjak. Kështu, në indet e organeve, gjaku arterial shndërrohet në gjak venoz. Një pjesë e dioksidit të karbonit reagon me hemoglobinën për të formuar karbhemoglobinë, por shumica e dioksidit të karbonit (rreth 2/3) reagon me ujin e plazmës. Ky reaksion katalizohet nga enzima anhidraza karbonike. Në varësi të nivelit të dioksidit të karbonit në gjak, kjo enzimë mund të përshpejtojë ose ngadalësojë reagimin. Kur dioksidi i karbonit bashkohet me ujin, formohet acidi karbonik, i cili disociohet për të formuar kationin H+ dhe anionin HCO3–. Ky anion udhëton me gjakun në mushkëri, ku lirohet dioksidi i karbonit.
Kur reagon me monoksidin e karbonit (CO), hemoglobina formon karboksihemoglobinë, dhe kur ndërvepron me oksidin nitrik ose disa ilaçe, methemoglobinën; këto forma të hemoglobinës nuk mund të lidhin oksigjenin, kështu që mund të ndodhë vdekja. Përmbajtja e hemoglobinës në gjakun e meshkujve është 130-160 g/l, dhe tek femrat - 120-140 g/l. Me një ulje të përmbajtjes së hemoglobinës, shfaqet anemia - një gjendje në të cilën indet nuk marrin oksigjen të mjaftueshëm.
Normalisht, përmbajtja e oksigjenit, dioksidit të karbonit dhe azotit në ajrin e thithur është përkatësisht 20.94%, 0.03% dhe 79.03%. Në ajrin e nxjerrë, përmbajtja e oksigjenit zvogëlohet në 16.3%, dhe dioksidi i karbonit rritet në 4%. Përmbajtja e azotit ndryshon më pak (rritet në 79.7%).
Kalimi i ajrit nëpër mushkëri sigurohet me frymëmarrje dhe nxjerrje. Thithja është pasojë e tkurrjes së muskujve të jashtëm ndërbrinjorë, si rezultat i të cilave ngrihen brinjët. Kur thithni, fibrat muskulore të diafragmës tkurren, kupola e diafragmës bëhet më e sheshtë dhe ulet. Vëllimi i zgavrës së kraharorit rritet për shkak të ndryshimeve në madhësinë e tij, veçanërisht në drejtimin vertikal. Mushkëritë ndjekin lëvizjet e gjoksit. Kjo shpjegohet me faktin se mushkëritë janë të ndara nga muret e zgavrës së kraharorit nga zgavra pleurale - një hapësirë si e çarë midis pleurës parietale (ajo rreshton sipërfaqen e brendshme të gjoksit) dhe pleurit visceral (ajo mbulon sipërfaqja e jashtme e mushkërive). Kaviteti pleural është i mbushur me lëng pleural. Kur thithni, presioni në zgavrën pleurale zvogëlohet, vëllimi i mushkërive rritet, presioni në to zvogëlohet dhe ajri hyn në mushkëri. Kur nxirrni, muskujt e frymëmarrjes relaksohen, vëllimi i zgavrës së kraharorit zvogëlohet, presioni në zgavrën pleurale rritet pak, indi i shtrirë i mushkërive tkurret, presioni rritet dhe ajri largohet nga mushkëritë. Kështu, ndryshimi i vëllimit të mushkërive ndodh në mënyrë pasive, dhe shkaktohet nga ndryshimet në vëllimin e zgavrës së kraharorit dhe presioni në çarjen pleurale dhe brenda mushkërive.
Sasia e ajrit që hyn në mushkëri gjatë një thithjeje të qetë dhe që nxirret gjatë një nxjerrjeje të qetë quhet vëllimi i baticës (afërsisht 500 cm3). Vëllimi i ajrit që mund të nxirret pas frymëmarrjes më të thellë quhet kapaciteti vital i mushkërive (afërsisht 3000–4500 cm3). Kapaciteti i mushkërive është një tregues i rëndësishëm i shëndetit të njeriut.
2. Bimët dhe kafshët njëqelizore. Karakteristikat e habitatit, strukturës dhe aktivitetit jetësor. Roli në natyrë dhe në jetën e njeriut
Organizmat njëqelizorë janë organizma, trupi i të cilëve përbëhet nga një qelizë e vetme. Ato mund të jenë prokariote (bakteret dhe algat blu-jeshile, ose cianobakteret), d.m.th. nuk kanë një bërthamë të formuar (funksionin e bërthamës e kryen një nukleoid - një molekulë ADN-je e palosur në një unazë), por mund të jenë edhe eukariote, d.m.th. kanë një bërthamë të formuar.
Organizmat eukariote njëqelizore përfshijnë shumë alga jeshile dhe disa të tjera, si dhe të gjithë përfaqësuesit e grupit Protozoa. Plani i përgjithshëm strukturor dhe grupi i organeleve në eukariotët njëqelizorë janë të ngjashëm me qelizat e organizmave shumëqelizorë, por ndryshimet funksionale janë shumë domethënëse.
Organizmat njëqelizorë kombinojnë vetitë e një qelize dhe të një organizmi të pavarur. Shumë organizma njëqelizorë formojnë koloni. Organizmat shumëqelizorë evoluan nga organizmat njëqelizorë në procesin e evolucionit.
Struktura më e thjeshtë është algat njëqelizore blu-jeshile. Qelizat e tyre nuk kanë një bërthamë ose plastide, ato janë të ngjashme me qelizat bakteriale. Mbi këtë bazë, ato klasifikohen si cianobaktere. Pigmentet (klorofili, karotina) treten në shtresën e tyre të jashtme të citoplazmës - kromatoplazmë. Këto alga u shfaqën në Arkean dhe ishin organizmat e parë në Tokë që prodhonin oksigjen gjatë fotosintezës. Algat blu-jeshile mund të formojnë gjithashtu një formë shumëqelizore - filamente.
Ndër algat jeshile, format njëqelizore përfshijnë Chlamydomonas, Chlorella dhe Pleurococcus. Algat njëqelizore mund të formojnë koloni (për shembull, Volvox).
Diatomet janë gjithashtu alga mikroskopike njëqelizore që mund të formojnë koloni.
Algat njëqelizore më së shpeshti jetojnë në ujë (Chlamydomonas në trupat e ujit të ëmbël dhe Chlorella si në ujin e freskët ashtu edhe në det), por ato gjithashtu mund të jetojnë në tokë (për shembull, Chlorella, diatomet) dhe mund të jetojnë në lëvoren e pemët (pleurokoku). Disa alga madje jetojnë në sipërfaqen e akullit dhe borës (disa Chlamydomonas, për shembull, bora Chlamydomonas). Në Antarktidë, diatomet formojnë një shtresë të dendur kafe në pjesën e poshtme të akullit.
Protozoarët njëqelizorë formojnë nënmbretërinë Animalia. Shumica e qelizave kanë një bërthamë, por ka edhe forma shumëbërthamore. Në krye të membranës, shumë protozoa kanë një guaskë ose guaskë. Ata lëvizin me ndihmën e organeleve të lëvizjes - flagella, cilia dhe mund të formojnë pseudopodia (psepodode).
Shumica e protozoarëve janë heterotrofë. Grimcat e ushqimit treten në vakuolat e tretjes. Presioni osmotik në qelizë rregullohet nga vakuolat kontraktuese: përmes tyre largohet uji i tepërt. Vakuola të tilla janë karakteristike për protozoarët e ujërave të ëmbla. Produktet metabolike ekskretohen nga trupi i protozoarëve së bashku me ujin. Sidoqoftë, funksioni kryesor i sekretimit kryhet përmes të gjithë sipërfaqes së qelizës.
Protozoarët kanë si riprodhim aseksual ashtu edhe seksual.
Këta organizma njëqelizorë reagojnë ndaj ndikimeve mjedisore: ata kanë taksi pozitive dhe negative (për shembull, ciliati i pantoflës ka kemotaksë negative - largohet nga një kristal kripe i vendosur në ujë).
Shumë protozoa janë të afta të entizohen. Encistmenti lejon mbijetesën e kushteve të pafavorshme dhe promovon shpërndarjen e protozoarëve.
Rëndësia e algave njëqelizore në natyrë lidhet drejtpërdrejt me stilin e tyre të jetesës. Këta organizma sintetizojnë lëndën organike, lëshojnë oksigjen në atmosferë, thithin dioksidin e karbonit, janë një lidhje në zinxhirin e përgjithshëm ushqimor, marrin pjesë në formimin e tokës, trupat ujorë të pastër dhe mund të hyjnë në simbiozë me organizma të tjerë (për shembull, klorela është një fikobiont të likeneve). Algat njëqelizore të diatomeve të vdekura formuan depozita të trasha shkëmbi - diatomite, dhe në fund të deteve - rrjedhje diatomike. Algat njëqelizore blu-jeshile dhe jeshile mund të shkaktojnë lulëzim të ujit.
Njerëzit përdorin gjerësisht algat njëqelizore dhe produktet e tyre metabolike. Kështu, aftësia e algave jeshile njëqelizore për të thithur substanca organike në të gjithë sipërfaqen e qelizës përdoret për të pastruar trupat ujorë; aftësia e klorelës për të sintetizuar sasi të mëdha të proteinave, vajrave yndyrore dhe vitaminave përdoret në prodhimin industrial të ushqimit; Aftësia e së njëjtës klorelë për të lëshuar shumë oksigjen gjatë fotosintezës përdoret për të rigjeneruar ajrin në hapësira të mbyllura (për shembull, në anije kozmike, nëndetëse). Disa alga blu-jeshile përdoren si plehra sepse... ato janë të afta të fiksojnë azotin dhe algat si spirulina përdoren si një shtesë ushqimore.
Rëndësia e protozoarëve është pjesërisht e ngjashme me atë të algave njëqelizore. Protozoarët marrin pjesë gjithashtu në formimin e tokës dhe shërbejnë për pastrimin e trupave ujorë, sepse ushqehen me baktere dhe lëndë të kalbura. Shumë protozoa janë tregues të pastërtisë së ujit. Depozitat e gurit gëlqeror formohen nga lëvozhgat e protozoarëve (sarkoidet detare); shërbejnë edhe si tregues në kërkimin e naftës dhe mineraleve të tjera. Protozoarët, si algat njëqelizore, janë një lidhje e rëndësishme në ciklin e substancave.
Protozoarët dhe algat njëqelizore janë objekte të rëndësishme të kërkimit shkencor. Ato përdoren në studime citologjike, gjenetike, biofizike, fiziologjike dhe të tjera.
Vazhdon
* Këtu autori bëri disa pasaktësi.
1. Bimët me spore të larta nuk janë një mbretëri, por një grup kolektiv bimësh që nuk kanë një rang taksonomik (njëlloj si p.sh. katërkëmbësh(katërkëmbësh), d.m.th. të gjithë vertebrorët kanë katër gjymtyrë me pesë gishta.
2. Kërpudhat nuk i përkasin mbretërisë bimore ato klasifikohen në një mbretëri të veçantë.
3. Në fund të Devonian, u shfaqën të gjitha ndarjet e bimëve të njohura aktualisht, me përjashtim të angiospermave (d.m.th., briofitet, likofitet, bishtet e kalit, fierët, gjimnospermat). shënim ed.
Vlera ushqyese
Në të gjithë organizmat e gjallë sot, nga më primitivet tek më komplekset - trupi i njeriut - metabolizmi dhe energjia janë baza e jetës.
Në trupin e njeriut, në organet, indet, qelizat e tij, ekziston një proces i vazhdueshëm i krijimit dhe formimit të substancave komplekse. Në të njëjtën kohë, ndodh prishja dhe shkatërrimi i substancave organike komplekse që përbëjnë qelizat e trupit.
Puna e organeve shoqërohet me rinovimin e tyre të vazhdueshëm: disa qeliza vdesin, të tjera i zëvendësojnë ato. Tek një i rritur vdesin dhe zëvendësohen brenda 24 orëve 1/20 e epitelit të lëkurës, gjysma e të gjitha qelizave epiteliale të aparatit tretës, rreth 25 g gjak etj.
Rritja dhe rinovimi i qelizave të trupit është i mundur vetëm nëse trupi furnizohet vazhdimisht me oksigjen dhe lëndë ushqyese. Ushqyesit janë blloqet e ndërtimit plastike materiali nga i cili ndërtohen gjallesat.
Për ndërtimin e qelizave të reja të trupit, rinovimin e vazhdueshëm të tyre, për funksionimin e organeve si zemra, trakti gastrointestinal, aparati i frymëmarrjes, veshkat etj., si dhe që njeriu të kryejë punë, nevojitet energji. Trupi e merr këtë energji nga shpërbërja e substancave qelizore gjatë metabolizmit.
Kështu, lëndët ushqyese që hyjnë në trup shërbejnë jo vetëm si plastikë, material ndërtimor, por edhe si burim energjie, aq i nevojshëm për jetën.
Nën metabolizmin të kuptojë tërësinë e ndryshimeve që pësojnë substancat që nga momenti kur hyjnë në traktin tretës deri në formimin e produkteve përfundimtare të zbërthimit që ekskretohen nga trupi.
Asimilimi dhe disimilimi
Metabolizmi është uniteti i dy proceseve: asimilimit dhe disimilimit. Si rezultat i procesit asimilimi Produktet relativisht të thjeshta të tretjes, duke hyrë në qeliza, pësojnë transformime kimike me pjesëmarrjen e enzimave dhe krahasohen me substanca të nevojshme për trupin. Disimilimi- zbërthimi i substancave organike komplekse që përbëjnë qelizat e trupit. Disa nga produktet e prishjes ripërdoren nga trupi, dhe disa ekskretohen nga trupi.
Procesi i disimilimit ndodh edhe me pjesëmarrjen e enzimave. Gjatë disimilimit, energjia lirohet. Falë kësaj energjie ndërtohen qelizat e reja, rinovohen të vjetrat, funksionon zemra e njeriut dhe kryhet puna mendore dhe fizike.
Proceset e asimilimit dhe disimilimit janë të pandashme nga njëri-tjetri. Kur procesi i asimilimit intensifikohet, veçanërisht gjatë rritjes së një organizmi të ri, intensifikohet edhe procesi i disimilimit.
Transformimi i substancave
Transformimet kimike të substancave ushqimore fillojnë në traktin tretës. Këtu, proteinat komplekse, yndyrat dhe karbohidratet ndahen në më të thjeshta që mund të absorbohen përmes mukozës së zorrëve dhe të bëhen material ndërtimor gjatë procesit të asimilimit. Tretja çliron një sasi të vogël energjie në traktin tretës. Substancat e marra si rezultat i përthithjes në gjak dhe limfë futen në qeliza, ku ato pësojnë ndryshime të mëdha. Substancat organike komplekse që rezultojnë janë pjesë e qelizave dhe marrin pjesë në zbatimin e funksioneve të tyre. Energjia e çliruar gjatë zbërthimit të substancave qelizore përdoret për jetën e trupit. Prej tij çlirohen produkte metabolike të organeve dhe indeve të ndryshme që nuk përdoren nga trupi.
Roli i enzimave në metabolizmin ndërqelizor
Proceset kryesore të transformimit të substancave ndodhin brenda qelizave të trupit tonë. Këto procese qëndrojnë në themel ndërqelizore shkëmbim. Roli vendimtar në metabolizmin ndërqelizor i përket enzimave të shumta qelizore. Falë aktivitetit të tyre, me substancat qelizore ndodhin transformime komplekse, prishen lidhjet kimike intramolekulare në to, gjë që çon në çlirimin e energjisë. Këtu kanë rëndësi të veçantë reaksionet e oksidimit dhe reduktimit. Produktet përfundimtare të proceseve të oksidimit në qelizë janë dioksidi i karbonit dhe uji. Me pjesëmarrjen e enzimave speciale, kryhen lloje të tjera të reaksioneve kimike në qelizë.
Energjia e çliruar gjatë këtyre reaksioneve përdoret për të ndërtuar substanca të reja në qelizë dhe për të ruajtur proceset jetësore të trupit. Bateria kryesore dhe bartësi i energjisë që përdoret në shumë procese sintetike është acidi adenozinë trifosforik (ATP). Molekula ATP përmban tre mbetje të acidit fosforik. ATP përdoret në të gjitha reaksionet metabolike që kërkojnë energji. Në molekulën ATP, lidhja kimike me një ose dy mbetje të acidit fosforik prishet, duke çliruar energjinë e ruajtur (ndarja e një mbetjeje të acidit fosforik rezulton në çlirimin e rreth 42,000 J për 1 gram molekulë).