Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2012 в 10:57, научная работа
В своей работе я хотел бы рассмотреть свойства питательных веществ, поступающих в организм в процессе обмена с окружающей средой. Эти питальные вещества могут быть сгруппированы в две категории: питательные вещества, обеспечивающие энергию (белки, углеводы и жиры), и питалеьные вещества, не связанные с обеспечением организма энергетическими запасами (клетчатка, вода, минеральные соли, микроэлементы, витамины). Роль питальных веществ,
обеспечивающих энергию, состоит не только в том, чтобы дать живому организму энергетический потенциал, но и служить сырьем для многих процессов синтеза, который происходит при создании и перестройке живого организма. Одновременно я хотел бы рассказать о биологическом окислении, особенностях обмена веществ в детском организме, а также патологиях обмена веществ.
I. Введение
II. Значение пищеварения для жизнедеятельности организма
1. Организм - единое целое
2. Пищеварительная система
III. Углеводы
1. Общие свойства углеводов
2. Свойства моносахаридов (глюкоза)
3. Свойства дисахаридов (сахароза, лактоза)
4. Свойства полисахаридов (крахмал, целлюлоза)
5. Углеводный обмен
IV. Жиры
1. Свойства липидов
2. Свойства жиров
3. Жировой обмен
V. Белки
1. Свойства аминокислот
2. Свойства белков
3. Белковый (азотный) обмен
VI. Обмен веществ и энергии
1. Понятие метаболизма
2. Биологическое окисление
3. АТФ (аденозинтрифосфотная кислота)
4. Особенности обмена веществ у детей
5. Нарушения обмена веществ
VII. Заключение
Библиография
Большая Медицинская Энциклопедия. Под ред. Б. В. Петровского. Издание 3-е.
М., "Советская Энциклопедия", 1980.
Книга для чтения по органической химии. Пособие для учащихся. М.,
Просвещение, 1975.
Краткая медицинская энциклопедия. В трех томах. М., 1973.
Монтиньяк М. Метод похудения Мониньяка. М., 1997.
Павлов И.Ю., Валненко Д.В., Москвичев Д.В. Биология. Словарь-справочник.
Ростов-на-Дону, 1997.
Популярная медицинская энциклопедия в одном томе. Под ред. Б.В. Петровского.
М.: С Э., 1983
Рудзитис Г.Е. Фельдман Ф.Т. Химия: Органическая химия. Учебник для 10-х
классов средней школы. М.: Просвещение, 1991.
Cоветский Энциклопедический Словарь. М., 1980.
Энциклопедический словарь юного биолога. Сост. М.Е. Асниц. М.: Педагогика,
1986.
Сhildrenґs Illustrated Encyclopedia. The Dorling Kindersley. London, 1991
Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной(генетической) информации в живых организмах.
В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов, различающиеся по составу, строению и функциям. Одна из них содержит угле водный компонент дезоксирибозу и названа дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК).
Другая содержит рибозу и названа рибонуклеиновой кислотой (РНК).
ДНК — представляет собой двухцепочечный биологический полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, содержащие одно из азотистых оснований, дезоксирибозу и остаток фосфорной кислоты. Полинуклеотидные цепи молекулы ДНК антипараллельны и соединены друг с другом водородными связями по принципу комплиментарности. Двойная спираль, открытая в 1953г. Уотсоном и Криком, содержит шаг размером 3,4 нм, включающем 10 пар комплементарно связанных оснований.
ДНК состоит из Нуклеотидов: пуриновых оснований аденина(А) и гуанина (Г) и пиримидиновых оснований цитозина(Ц) и тимина(Т). РНК состоит изтех же оснований с различием лишь в то, что у РНК вместо тимина присутствует урацил(У). (Тимин отличается от урацила наличием метильной группы (-СН3), которой нет в урациле)
нуклеотид - вещество, состоящее из азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты.
Э. Чаргафф обнаружил, что количество пуринового основания аденина (А) равно количеству пиримидинового основания тимина (Т), т. е. А = Т. Сходным образом количество второго пурина — гуанина (Г) всегда равно количеству второго пиримидина—цитозина (Ц),т. е. Г = Ц. Таким образом, число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых, количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — количеству цитозина. Такая закономерность получила название правил Чаргаффа.
Картина полностью прояснилась в 1953 г., когда американский биохимик Дж. Уотсон и английский физик Ф. К р и к, исследуя структуру молекулы ДНК, пришли к выводу, что сахарофосфатный остов находится на периферии молекулы ДНК, а пуриновые и пиримидиновые основания — в середине. Причем последние ориентированы таким образом, что между основаниями из противоположных цепей могут образоваться водородные связи. Из построенной ими модели выявилось, что какой-либо пурин в одной цепи всегда связан водородными связями с одним из
пиримидинов в другой цепи. Такие пары имеют одинаковый размер по всей длине молекулы. Не менее важно то, что аденин может спариваться лишь с тимином, а гуанин только с цитозином. При этом между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином три. Противоположные последовательности и соответствующие полинуклеотидные партнеры называются комплементарными. Хотя водородные связи, стабилизирующие пары оснований, относительно слабы, каждая молекула ДНК содержит так много пар, что в физиологических условиях (температура, рН) комплементарные цепи никогда самостоятельно не разделяются.
Посмотреть объёмную модель молекулы ДНК
Функция у ДНК одна - хранение генетической информации
РНК - также полимер, мономерами которой являются нуклеотиды. РНК представляет собой однонитевую молекулу. Она построена таким же образом, как и одна из цепей ДНК. Нуклеотиды РНК очень близки, хотя и не тождественны, нуклеотидам ДНК. Их тоже четыре и они состоят из азостистого основания, пентозы и фосфорной кислоты. Три азотистых основания совершенно такие же, как в ДНК: — Аденин, Гуанин и Цитозин. Однако вместо Тимина у ДНК, в РНК присутствует близкий к нему по строению пиримидин - урацил. Различие между ДНК
и РНК существует также в характере углевода: в нуклеотидах ДНК углевод — дезоксирибоза, у РНК — рибоза
В отличие от ДНК, содержание которой в клетках конкретных организмов относительно постоянно, содержание РНК сильно в них колеблется. Оно заметно повышено в клетках, в которых происходит синтез белка.
Функции РНК
По выполнению функций выделя-ют несколько видов РНК.
Транспортная РНК(т-РНК). Молекулы т-РНК самые короткие: они состоят всего из 80—100 нуклео-тидов. Молекулярная масса таких частиц равна 25—30 тыс. Транспортная РНК в основном содержится в цитоплазме клетки. Функция состоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка. Из общего содержания РНК клетки на долю т-РНК приходится около 10%.
Рибосомная РНК (р-РНК). Это самые крупные РНК в их молекулы входит 3—5 тыс. нуклеотидов, соответственно их молекулярная масса достигает 1,0—1, 5 млн. Рибосомная РНК составляет существенную часть структуры рибосомы. Из общего содержания РНК в клетке на долю р-РНК приходится около 90%.
Информационная РНК (и-РНК), или матричная (м-РНК). Содержится в ядре и цитоплазме. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. На долю и-РНК приходится примерно 0,5—1% от общего содержания РНК клетки.
Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит своего рода матрицей.
АТФ - аденозинтрифосфорная кислота. Аденозинмонофосфорная кислота (АМФ) входит в состав всех РНК; при присоединении еще двух молекул фосфорной кислоты (НзРО4) она превращается в АТФ и становится источником энергии, которая запасается в двух последних остатках фосфатов:
Как во всякий нуклеотид, в АТФ входит остаток азотистого основания (аденин), пентоза (рибоза) и остатки фосфорной кислоты (у АТФ их три). Из состава АТФ под действием фермента АТФ-азы отщепляются остатки фосфорной кислоты.При отщеплении одной молекулы фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а если отщепляются две молекулы фосфорной кислоты, АТФ переходит в АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Реакции отщепления каждой молекулы фосфорной кислоты сопровождаются освобождением 419 кДж/моль. Для того чтобы подчеркнуть высокую энергетическую «стоимость» фосфорнокислородной связи в АТФ, ее принято обозначать знаком ~ и называть макроэргической связью. В АТФ имеются две макроэргические связи.
Значение АТФ в жизни клетки велико, она играет центральную роль в клеточных превращениях энергии. В реакциях с участием АТФ она, как правило, теряет одну молекулу фосфорной кислоты и переходит в АДФ. А далее АДФ может присоединить остаток фосфорной кислоты с поглощением 419 кДж/моль, восстановив запас энергии. Основной синтез АТФ происходит в митохондриях.
Яндекс.Директ Дать объявление | Все объявления Закрыть [×] |
Практическая кулинария худеющим! Секреты кулинарии. Рецепты правильного питания и многое другое на e-mail. vkusno-legko.info | Продажа семян зерновых Семена зерновых, продажа семян зерновых оптом и в розницу agronovator.ua | Кислород Промышленные газы. Оборудование. Доставка спецтранспортом. dpairgas.com.ua |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Химический элемент | Знак химического элемента | Процентное | |
1 | Кислород | O | 70% |
2 | Углерод | C | 16% |
3 | Водород | H | 9% |
4 | Азот | N | 4,6% |
5 | Кальций | Ca | |
6 | Фосфор | P | |
7 | Хлор | Cl | |
8 | Калий | K | |
9 | Сера | S | |
10 | Натрий | Na | |
11 | Магний | Mg | |
| Остальные (микроэлементы) | 0,4% |
В состав живых клеток входят ряд относительно простых соединений, которые встречаются в неживой природе — в минералах, природных водах. Это неорганические соединения.
Вода — одно из самых распространённых веществ на земле. У человека содержание воды в различных тканях и органах варьирует от 20% (в костной ткани) до 85% (в головном мозге). Около 2/3 массы человека составляет вода. Свойства воды настолько важны для живых организмов, что нельзя представить себе жизни без этого соединения водорода с кислородом.
В жидкой воде молекулы подвижны, что немаловажно для процессов обмена веществ. Молекулы воды легко проникают через клеточные мембраны. В воде растворяется больше веществ, чем в любой другой жидкости. Именно поэтому в водной среде клетки осуществляется множество химических реакций. Вода растворяет продукты обмена веществ и выводит их из клетки и организма в целом.
Вода обладает высокой теплопроводностью. Такое свойство создаёт возможность равномерного распределения теплоты между тканями тела.
Химические соединения, основой которых являются атомы углерода, составляют отличительный признак живого. Эти соединения называются органическими. Органические соединения чрезвычайно многообразны, но только четыре класса их имеют всеобщее биологическое значение: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды.
Органическими веществами называют химические соединения, в состав которых входят атомы углерода. Атомы углерода способны вступать друг с другом в прочную ковалентную связь, образуя множество разнообразных цепочечных или кольцевых молекул. Самыми простыми углеродсодержащими соединениями являются углеводороды, соединения, которые содержат только углерод и водород. Однако в большинстве органических соединений содержатся и другие элементы (кислород, азот, фосфор, сера).
Углеводы широко распространены в живых клетках. В состав молекулы углеводов входит углерод, водород и кислород. Общая формула углеводов Cn(H2O)m. Примером углеводов может служить глюкоза.
Её формула C6H12O6.
Структурная формула и модель молекулы глюкозы
Глюкоза является простым сахаром. В состав молока входит дисахарид, который состоит из остатков двух простых сахаров. Тысячи остатков простых сахаров образуют молекулы полисахаридов. В составе живых организмов много полисахаридов. Полисахариды относятся к биополимерам («био» — жизнь, «поли» — много).
У растений — это крахмал, у животных — это гликоген. Они состоят из тысяч молекул глюкозы.
Участок ветвящейся молекулы крахмала, где каждое звено — глюкоза.
Липиды.
Липиды разнообразны по структуре. Всем им присуще одно общее свойство — они неполярные. К липидам относятся жиры, жироподобные вещества. В клетке при окислении жиров образуется большое количество энергии, которая используется на различные процессы. Жиры могут накапливаться в клетках и служить запасом энергии.
Белки.
Белки — обязательная составная часть всех клеток. В состав этих биополимеров входят 20 типов мономеров. Такими мономерами являются аминокислоты. Аминокислоты получили своё название потому, что содержат и аминогруппу (–NH2), и кислотную карбоксильную группу (–COOH).
Образование линейных молекул белков происходит в результате соединения аминокислот друг с другом. Карбоксильная группа одной аминокислоты сближается с аминогруппой другой, и при отщеплении молекулы воды между аминокислотными остатками возникает прочная ковалентная связь, называемая пептидной. Соединение, состоящее из большого числа аминокислот, называется полипептидом. Каждый белок по своему составу является полипептидом.
Выделяют первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белков.
Первичная структура определяется порядком чередования аминокислот в полипептидной цепи. Двадцать аминокислот можно уподобить 20 буквам химического алфавита, из которых составлены «слова» длиной в 300–500 букв. С помощью 20 букв можно написать безграничное множество таких длинных слов. Известно, что замена даже одного аминокислотного звена другим в белковой молекуле изменяет её свойства.
В живой клетке многие молекулы белков или их отдельные участки представляют собой не вытянутую нить, а спираль с одинаковыми расстояниями между витками. Такая спираль представляет собой вторичную структуру белковой молекулы. Между группами N–H и C=O, расположенными на соседних витках, возникают водородные связи. Они намного слабее ковалентных, но, повторённые многократно, скрепляют регулярные витки спирали.
В результате взаимодействия различных остатков аминокислот спирализованная молекула белка образует клубок — третичную структуру. Для каждого вида белка характерна своя форма клубка с изгибами и петлями. Третичная структура зависит от первичной структуры, т.е. от порядка расположения аминокислот в цепи.
Наконец, некоторые белки, например гемоглобин, состоят из нескольких цепей, различающихся по первичной структуре. Объединяясь вместе, они создают сложный белок, обладающий не только третичной, но и четвертичной структурой.
Нуклеиновые кислоты.
В клетках имеются два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Эти биополимеры состоят из мономеров, называемых нуклеотидами. Мономеры-нуклеотиды ДНК и РНК сходны в основных чертах строения. Каждый нуклеотид состоит из трёх компонентов, соединённых прочными химическими связями.
ДНК | РНК | |||
1 | Пяти-углеродный сахар | Дезоксирибоза | Пяти-углеродный сахар | Рибоза |
2 | Одно из четырёх органических соединений, называемых азотистое основание | Аденин (А) Гуанин (Г) Цитозин (Ц) Тимин (Т) | Одно из четырёх органических соединений, называемых азотистое основание | Аденин (А) Гуанин (Г) Цитозин (Ц) Урацил (У) |
3 | Остаток ортофосфорной кислоты | Остаток ортофосфорной кислоты | ||
Модель молекулы ДНК
Молекула ДНК представляет собой структуру, состоящую из нитей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.
Особенностью структуры ДНК является то, что против азотистого основания А в одной цепи лежит азотистое основание Т в другой цепи, а против Г расположено Ц. Эти пары оснований называют комплиментарными основаниями (дополняющими друг друга).
Порядок расположения нуклеотидов в молекулах ДНК определяет порядок расположения аминокислот в линейных молекулах белков, то есть их первичную структуру. Молекулы ДНК хранят сведения о свойствах белков и передают их поколениям потомков, то есть являются носителями информации.
Основные виды РНК.
Наследственная информация, хранящаяся в молекулах ДНК, реализуется через молекулы белков. Информация о строении белка передаётся в цитоплазму особыми молекулами РНК, которые называются информационными РНК (иРНК).
Информационная РНК строится комплиментарно одной из нитей ДНК, а в цитоплазме с помощью специальных органоидов рибосом идёт синтез белка.
В синтезе белка принимает участие и другой тип РНК – транспортная РНК (тРНК), которая подносит аминокислоты к месту образования белковых молекул — рибосомам, своеобразным фабрикам по производству белков.
В состав рибосом входит третий вид РНК, так называемая рибосомная РНК (рРНК), которая определяет структуру и функционирование рибосом.
Каждая молекула РНК в отличие от молекулы ДНК представлена одной нитью; вместо дезоксирибозы содержит рибозу и вместо тимина — урацил.
Итак, нуклеиновые кислоты выполняют в клетке важнейшие биологические функции. В ДНК хранится наследственная информация обо всех свойствах клетки и организма в целом. Различные виды РНК принимают участие в реализации наследственной информации через синтез белка.
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).
Особо важную роль в биоэнергетике клетки играет адениловый нуклеотид, к которому присоединены два остатка фосфорной кислоты, называемое аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия, которая освобождается при отщеплении фосфата:
АТФ → АДФ + Ф + Е,
где АДФ — аденозиндифосфорная кислота, Ф — фосфат, Е — освобождающаяся энергия.
Энергию АТФ все клетки используют для процессов биосинтеза, движения, производства тепла, нервных импульсов, то есть для всех процессов жизнедеятельности. АТФ — универсальный биологический аккумулятор энергии. Световая энергия Солнца и энергия, заключённая в потребляемой пище, запасаются в молекулах АТФ.
Витамины.
Витамины — жизненно важные соединения, которые организм данного вида не способен сам синтезировать, а должен получать в готовом виде.
Недостаток витаминов в организме человека и животных ведёт к нарушению работы ферментов и является причиной тяжёлых заболеваний — авитаминозов. Например, недостаток витамина C является причиной тяжёлого заболевания — цинги, при недостатке витамина D развивается рахит у детей.
Суточная потребность человека в каждом витамине составляет несколько микрограммов (мкг)
(1 микрограмм = 10-6г). Только витамин C нужен в количестве около 100 миллиграмм (мг) в сутки
(1 миллиграмм = 10-3г).
В таблице представлены продукты питания, которые содержат наибольшее количество витаминов:
Витамин | Продукты питания |
C | Плоды шиповника, чёрная смородина, листья салата, картофель, яблоки, лимон, лук, капуста. |
A | Печень, куриные яйца, плоды шиповника, лук, горох, морковь, помидоры, сливочное масло, листья салата, рыбий жир. |
B | Злаки (пшеница, рожь, овёс), капуста, куриные яйца, морковь, лук, яблоки. |
D | Рыбий жир, печень, куриные яйца. |
Вернуться на страницу "Биология" | вверх |
© kov-ap 2004-2010 | Главная Школа Ученику Учителю Карта сайта |
Информация о работе Углеводы, жиры и белки - источник энергии для человека и животных