Урок биологии человека – 8 класс
Обмен веществ и энергии
Разработан преподавателем биологии:
Колесниковой Л.А.
- Метаболизм (от греч. μεταβολή, «превращение, изменение») (обмен веществ) - совокупность протекающих в живых организмах химических превращений, обеспечивающих их рост, развитие, процессы жизнедеятельности, воспроизведение потомства, активное взаимодействие с окружающей средой.
Этапы обмена веществ
Первый этап
Ферментативное расщепление белков, жиров и углеводов
Второй этап
Транспорт питательных веществ кровью к тканям и клеточный метаболизм
Третий этап
Выведение конечных продуктов метаболизма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде CO2 и т.д.
Обмен веществ
Энергетический обмен
Пластический обмен
(диссимиляция,
(ассимиляция,
катаболизм)
анаболизм)
Совокупность реакций расщепления сложных органических веществ (в том числе и пищевых) до более простых, сопровождающихся выделением энергии
Совокупность реакции синтеза сложных органических молекул из более простых с накоплением энергии
Схема обмена веществ
Метаболизм
Катаболизм
Анаболизм
(Диссимиляция)
(ассимиляция)
Животные и растительные белки, жиры, углеводы, вода
О 2
Н 2 О
Строение и рост
Распад органических веществ
организма
для получения энергии
Тепловая Е
Получаем при дыхании
Получаем с пищей
Энергия АТФ используется
для всех жизненных
процессов
Получение высокомолекулярных веществ
Получение низкомолекулярных веществ
Выделяется энергия
Запасается энергия
(АТФ)
Е химических связей
Выделяем во внешнюю среду
Тепловая Е
Синтез органических веществ, свойственных человеку, с поглощением Е
Продукты распада
Н2О
СО2
Схема обмена веществ в клетке
Выделение
Питание
Биосинтез
Окисление, распад химических веществ
Энергия
Кислород
Функции белков, жиров, углеводов
- Белки – строительная, ферментативная, двигательная, защитная, транспортная, энергетическая.
- Жиры – строительная, защитная, энергетическая, терморегуляторная.
- Углеводы – строительная, защитная, энергетическая.
Белки
- являются наиболее сложными веществами организма и основой протоплазмы клеток.
- В их состав входят азот, углерод, водород, кислород, сера и другие химические элементы в крайне незначительных количествах.
- Аминокислоты являются простейшими структурными элементами («кирпичиками»), из которых состоят молекулы белков клеток, тканей и органов человека. В их состав входит до 25 разных аминокислот.
Обмен белков
Белки пищи
Фермент пепсин в желудке
Фермент трипсин в тонком кишечнике
Пищеварительный канал
Клетка
Аминокислоты
Синтез
видоспецифических белков
(миозин, козеин и др.)
Кровь
Органоиды клеток тела, мембраны, ферменты
- 1г белка при расщеплении дает 17,6 кДж
Жиры
- Жиры, так же как и углеводы, являются «горючим», или энергетическим, материалом, необходимым для обеспечения жизнедеятельности организма. В одном грамме жира содержится в два раза больше потенциальной (скрытой) энергии, чем в одном грамме углеводов.
Обмен жиров
Липиды пищи
Фермент липаза в 12-перстной кишке
Фермент лецитиназа, липаза в тонком кишечнике
Пищеварительный канал
Клетка
Жирные кислоты, глицерин
Синтетические процессы
Лимфа. Кровь
Жировое депо (сальник, подкожная клетчатка)
- 1г жира при расщеплении дает 38,9 кДж
Углеводы
- Углеводы — вещества, распространенные в растительном мире. Они состоят из углерода, водорода и кислорода. В углеводах атом углерода соединен с молекулой воды.
- Существуют простые и сложные углеводы; простые углеводы -моносахариды (monos — по-гречески один), а сложные углеводы — полисахариды (роlу — много).
Обмен углеводов
Углеводы пищи
Фермент птиалин, мальтаза в ротовой полости
Пищеварительный канал
Фермент амилаза в тонком кишечнике
Глюкоза
Клетка
Кровь
Окисление с выделением энергии
Печень (гликоген)
Мышцы
Глюкоза
- 1г углевода при расщеплении дает 17,6 кДж
Обмен воды в организме
Все биохимические реакции, жизненные процессы происходят в водной среде.
В организме вода либо химически связана с иными соединениями, либо содержит в себе органические вещества или растворенные минеральные соли.
В организме поддерживается необходимый баланс между выделяемой и поступающей водой.
Обмен минеральных веществ
- Макроэлементы: Ca, K, Na, P, Cl
- Микроэлементы: Fe, Co, Zn, F, J
- Минеральные соли содержатся в цитоплазме и клеточных ядрах, в жидкостях, которая образует внутреннюю среду, в пищеварительных соках и иных биологических жидкостях.
- Минеральные соли необходимы для поддержания кислотно-щелочного равновесия в клетках тела и во внутренней среде организма.
Энергетический обмен
Энергия химических связей
Механическая (сокращение мышц, сердца, диафрагмы)
Химическая
(синтез белков, жиров, углеводов)
Электрическая
Тепловая
(передача информации по нервным волокнам в виде импульса)
(поддержание постоянной температуры тела, выведение избытка тепла в окружающую среду)
Обмен веществ и его регуляция
Взаимное превращение веществ в организме
- Превращения веществ идут на ферментных системах клеток печени
Белки
Жиры
Углеводы
Регуляция обмена веществ
Нервная
Гуморальная
Гипоталамус
Эндокринные железы
Регуляция обмена белков, жиров, углеводов, воды, солей, обмена тепла и потребление пищи
Гормоны участвуют в регуляции ОВ и Е, влияя на проницаемость мембран, активируя ферментные системы организма
Взаимосвязь
ассимиляции и диссимиляции
- Для ассимиляции необходима Е, образующаяся в реакциях энергетического обмена.
- Для реакций диссимиляции необходимы ферменты, образующиеся в реакциях пластического обмена.
- Оба процесса протекают в клетке одновременно, и заключительные этапы одного обмена – начальные стадии другого.
Энерготраты и пищевой рацион
- В состоянии покоя и на голодный желудок человеческое тело вырабатывает за сутки энергии столько, что ее хватило бы для нагревания 20 л. воды до кипения; при работе дровосека за 8 часов - чтобы нагреть 100 л. воды до кипения.
- Основной обмен – интенсивность обмена веществ при соблюдении стандартных условий.
- Общий обмен – фактические энерготраты, совершаемые человеком за единицу времени.
Расход энергии
Умственный труд - 13500 кДж/ сутки
Механизированный
физический труд – 15000 кДж/сутки
Немеханизированный
физический труд – 17300 кДж/сутки
Тяжелый немеханизи-
рованный труд – 20000 кДж/сутки
- Утомление не связано с энергозатратами, а зависит от нервных процессов во время труда!
Нормы питания
- Взрослому здоровому человеку , который выполняет работу средней тяжести, необходимо в сутки получать с едой:
- 100— 110 г белков,
- 60—80 г жира,
- 400—500 г углеводов.
- При тяжелой физической работе питательных веществ требуется приблизительно в полтора раза больше.
- Для подростка или ребенка в связи с развитием и ростом необходимо приблизительно на 30% энергии больше, нежели затратил организм.
Нормы питания
- Важно учитывать содержание незаменимых аминокислот.
- Незаменимых аминокислот большое количество в белках животного происхождения (в мясе, твороге, куриных яйцах).
- В пище растительного происхождения этих аминокислот значительно меньше (белки злаковых растений).
- Белки бобовых растений по своему составу незаменимых аминокислот ближе к мясным белкам.
Качественность и энергоемкость продуктов
- Также стоит стараться избегать продуктов ГМО.
- Фаст фуды – пища быстрого приготовления. От данной нездоровой пищи во всем мире люди намного чаще стали страдать от ожирения.
- Но нельзя впадать в крайности, бесконечное голодание, разнообразные диеты имеют возможность привести вас к страшному заболеванию анорексия.
Употребляемые нами продукты должны быть энергоемкими и качественными и соответствовать энерготратам!
Расщепление белков
Расщепление жиров
Расщепление углеводов
К чему может привести нарушение обмена воды в организме?
Закончите фразу:
- "Неживые тела природы участвуют в обмене веществ и энергии с окружающей средой. В результате этого процесса происходит изменение их формы и внутренней структуры. Организмам обмен веществ и энергии необходим для …" Докажите это.
Решите задачи
- На весы кладут мышь под металлическую сетку и весы уравновешивают. Животное активно передвигается по чашке, карабкается по сетке. Приблизительно по прошествии 30 минут после начала эксперимента чашка с мышью приподнялась вверх. По какой причине?
- Рассчитайте, сколько килокалорий вы восполните, скушав бутерброд с колбасой.
- Масса колбасы – 50 г, масса хлеба 100г.
- Калорийность 100 г колбасы - 425 ккал, хлеба – 239 ккал.
Вывод:
- Большая часть потребленных белков используется для пластического обмена (построения и обновления биологических структур).
- Жир используется для запаса энергии.
- Углеводы – источники энергии.
- Белки, жиры, углеводы в организме расщепляются с образованием соединений менее богатых энергией. Полученная энергия используется организмом.
- Пластический и энергетический обмен связаны единым обменом веществ.
Домашнее задание:
- §§ 36, 38 прочитать.
- По желанию подготовить интересные сообщения по теме урока.
Будьте здоровы!