Жиры белки и углеводы биология: Онлайн урок: Органические вещества клетки. Белки. Жиры. Углеводы по предмету Биология 9 класс

Тесты по биологии «Белки.Жиры.Углеводы»

Белки, жиры и углеводы

Вариант I

1. Глицерин входит в состав

а) белков б) жиров в) целлюлозы г) нуклеотидов

2. Жиры состоят из

а) глицерина и высших жирных кислот

б) глюкозы и высших жирных кислот

в) аминокислот и глицерина

г) глицерина и глюкозы

3. В клетке липиды выполняют следующие функции:

а) энергетическую и строительную

б) строительную и ферментативную

в) ферментативную и информационную

г) информационную и энергетическую

4. К полисахаридам относятся

а) глюкоза б) крахмал в) сахароза г) лактоза

5..Посредством какой химической связи соединены между собой аминокислоты в молекуле белка первичной структуры?

А-дисульфидной В-водородной

Б-пептидной Г-ионной

6.Какая часть молекул аминокислот отличает их друг от друга?

А-радикал В-карбоксильная группа

Б-аминогруппа

7.Сколько из известных аминокислот участвуют в синтезе белков?

А-20 В-100

Б-23

8. Какую функцию белки не выполняют в клетке?

А-информационную В-каталитическую

Б-растворителя Г-запасающую

9.Молекулы белков,связывающие и обезвреживающие чужеродные данной клетке вещества ,выполняют фенкцию…

А-защитную В-энергетическую

Б-каталитическую Г-транспортную

10.Углеводы при фотосинтезе синтезируются из:

1)  О2 и Н2О; 2) СО2 и Н2; 3) СО2 и Н2О; 4) СО2 и Н2 О2

  11. В каком случае правильно написана формула молекулы глюкозы?

1)  С5Н12О5;    2)  С6Н10О6;   3) С6Н12О6; 4) С6Н12О5 

12. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что:

1) заторможена работа их выделительной системы; 2) в ходе окисления резервного жира выделяется вода; 3) у них мощный теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение; 4) они не потеют

13. Человеку с лишним весом нужно ограничить потребление

томатов; 2) картофеля; 3) яблок; 4) творога14. Связи, которые удерживают первичную структуру молекулы белка , называются:

1) водородными; 2) пептидными; 3) гидрофобными; 4) дисульфидными

15. Из предложенных ниже терминов выберите один, соответствующий по смыслу термину, стоящему впереди:

ПОЛИМЕР: 1) радикал; 2) мономер; 3) нуклеотид; 4) белок

16. Установите соответствие между особенностями молекул углеводов и их видами

1) мономер А) целлюлоза

2) полимер Б) глюкоза

3) растворимы в воде

4) не растворимы в воде

5) входят в состав клеточных стенок растений

6) входят в состав клеточного сока растений

Белки, жиры и углеводы

Вариант I I

1. Вторичная структура белка имеет вид:

А. глобулы; Б. несколько соединенных между собой белковых молекул В. спирали;

Г. цепи аминокислотных остатков 2.К растворимым в воде соединениям относятся:

А. липиды;Б. моносахариды;В. полисахариды.

3. При расщеплении больше всего энергии выделяют соединения:

А.липиды;Б. углеводы;В.белки;Г. витамины.

4. Вторичная структура белка имеет вид:

А. глобулы;Б. несколько соединенных между собой белковых молекул;В. спирали;

Г. цепи аминокислотных остатков;

5.Расщепление белков в организме человека завершаетсяА)выведением углекислого газа,воды и мочевиныБ)накоплением в клетках кислородаВ)превращением тепловой энергии в энергию химических связейГ) образованием и накоплением антител в крови

6.Вещества, содержащие азот, образуются при биологическом окисленииА)белковБ)жировВ)углеводовГ) глицерина

7.Жиры, как и глюкоза, выполняют в клетке функциюА)строительнуюБ)информационнуюВ)каталитическуюГ) энергетическую

8.Клетчатка, содержащаяся в сырых овощах и фруктах, употребляемых в пищу человеком, улучшаетА)пищеварение в желудкеБ)расщепление углеводовВ)моторную функцию кишечникаГ) всасывание питательных веществ в кровь

9.К каким соединениям по отношению к воде относятся липиды?

А-гидрофильным Б-гидрофобным

10.Какое значение имеют жиры у животных?

А-структура мембран В-теплорегуляция

Б-источник энергии Г-источник воды Д-все перечисленное

11.В состав какого жизненно важного соединения входит железо?

А-хлорофилла В-ДНК

Б-гемоглобина Г-РНК

12. Как называется органическое вещество,в молекулах которого содержатся атомы С,О,Н,выполняющее энегретическую и строительную функцию?

А-нуклеиновая кислота В-белок

Б-углевод Г-АТФ

13.Какие углеводы относятся к полимерам?

А-моносахариды

Б-дисахариды

В-полисахариды

14.Необходимим для всех химических реакций веществом в клетке,играющим роль растворителя большинства веществ,является…

А-поленуклеотид

Б-полипептид

В-вода

Г-полисахарид

15.Молекулы жиров образуются:

А-из глицерина,высших карбоновых кислот В-из глюкозы

Б-из аминокислот,воды

Г-из этилового спирта,высших карбоновых кислот

Выберите три верных ответа из шести. Запишите выбранные цифры в порядке возрастания

16. Каковы свойства, строение и функции в клетке полисахаридов?

1) Выполняют структурную и запасающую функции

2) выполняют каталитическую и транспортную функции

3) состоят из остатков молекул моносахаридов

4) состоят из остатков молекул аминокислот

5) растворяются в воде

6) не растворяются в воде

Тип материала:	Документ Microsoft Word (docx)
Размер:	19. 6 Kb
Количество скачиваний:	138

Если Вы являетесь автором этой работы и хотите отредактировать, либо удалить ее с сайта — свяжитесь, пожалуйста, с нами.

6 Используя знании по биологии, приготовьте три сообщения на тему «Обмен белков (жиров, углеводов) в организме человека, его нарушения и предупреждение их».

6 Используя знании по биологии, приготовьте три сообщения на тему «Обмен белков (жиров, углеводов) в организме человека, его нарушения и предупреждение их».

№6

Белки являются наиболее сложными веществами организма и основой протоплазмы клеток. Белки в организме не могут образовываться ни из жиров, ни из углеводов, ни из каких-либо других веществ. В их состав входят азот, углерод, водород, кислород, а в некоторые — 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. Они представляют собой органические вещества со щелочными и кислотными свойствами. Исследование строения различных белков позволило установить, что в их состав входит до 25 разных аминокислот. Ученые различных стран ведут работы по искусственному синтезу белка. В этом отношении уже имеются некоторые достижения. Белки характеризуются большой специфичностью. Они отличаются друг от друга составом и способом соединения между собой отдельных аминокислот, а также наличием в молекуле других составных частей, таких, как фосфорная кислота, углеводные и липоидные (жироподобные) группы и др. Каждый белок обладает характерными, только ему принадлежащими свойствами. Например, сокращения мышц связаны с особыми свойствами белков миозина и актина, входящих в состав мускулатуры человеческого тела. Белковый пигмент крови — гемоглобин — является переносчиком кислорода. Все ферменты, благодаря которым происходит пищеварение, представляют собой белковые вещества различной природы. Сложное белковое строение имеют некоторые гормоны.

Знание состава тех или иных белков организма, а также белков пищи позволяет точно выяснить потребность человеческого организма в различных аминокислотах. Таким образом, можно правильно определять белковую ценность продуктов питания и, подбирая продукты, активно вмешиваться в обмен белков человеческого организма. Установлено, что наиболее ценными по своему аминокислотному составу являются

белки животного происхождения, т. е. белки мяса, молока и яиц. Из 100 граммов животных белков, принимаемых с пищей, усваиваются 80-90%.

В этих белках имеются незаменимые аминокислоты, те, которые в человеческом организме не образуются и отсутствуют в белках растительных продуктов питания. Советские ученые считают, что из 25 известных аминокислот 12 являются незаменимыми и все они обязательно должны вводиться с пищей. Если в составе пищи отсутствует какая-либо одна из незаменимых аминокислот, то образование белков организма — синтез их — нарушается.

Это приводит к потере веса, а в молодом организме — к задержке роста. К числу незаменимых аминокислот относятся треонин, валин, лейцин, изолейцин, лизин, фенилаланин, триптофан, метионин, аргинин, гистидин, тирозин и цистин. Последние четыре аминокислоты хотя и могут образовываться из других аминокислот, однако в незначительном количестве и они также должны вводиться с пищей.

Белки растительного происхождения (хлеба, гороха, фасоли и др.) отличаются более низкой биологической ценностью. В белках растительного происхождения недостает то одних, то других аминокислот, однако при определенном сочетании растительных продуктов организм может получать ценные для него белки.

Как же протекает обмен белков в организме? Для ответа на этот вопрос в первую очередь необходимо проследить за судьбой аминокислот, всосавшихся из кишечника в кровь. Аминокислоты по воротной вене попадают в печень. В этом органе из части их синтезируются более сложные вещества — полипептиды. Из печени аминокислоты и полипептиды разносятся с кровью по всему организму и вступают в соединение с белками различных клеток, занимая место использованных аминокислот. Важнейшими конечными продуктами распада белка в организме являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Аммиак образуется при так называемом дезаминировании аминокислот, т. е. при отщеплении от них аминной группы, о которой говорилось выше. В печени аммиак частично превращается в мочевину. Мочевая кислота, как полагают, поступаете кровь прямо из тканей, являясь продуктом распада сложных белков — нуклеопротеидов. Все продукты распада белка выводятся из организма с мочой и с потом.

Белковый обмен в организме происходит постоянно, причем о его интенсивности с известным приближением можно судить по обмену азота, являющегося главным составным элементом белковой молекулы.

Определив количество азота, введенного с пищей, и количество азота, выделенного из организма с мочой и калом за сутки, можно установить так называемый азотистый баланс.

Если количество вводимого и выделяемого азота одинаково, то налицо азотистое равновесие. Когда количество вводимого с пищей азота больше выделяющегося, имеет место положительный азотистый баланс. Он свидетельствует о преобладании в организме процессов ассимиляции (образования) белка над процессами его разрушения (диссимиляции).

Это чаще бывает у детей и свидетельствует о нормальном развитии. Положительный азотистый баланс характерен также для периода выздоровления взрослых людей после инфекционной болезни. Преобладание выделяемого азота над вводимым вызывает отрицательный азотистый баланс. В этом случае процессы разрушения белка преобладают над процессами образования его. Все это наблюдается при голодании или при инфекционных заболеваниях.

Белковый обмен в организме подвержен сложной регуляции, в которой принимают участие центральная нервная система и железы внутренней секреции. Из гормональных веществ гормон щитовидной железы (тироксин) и гормоны коры надпочечника (глюкокортикоиды) способствуют усилению процессов диссимиляции, распада белков, а гормон поджелудочной железы (инсулин) и соматотропный гормон передней доли гипофиза (гормон роста) усиливают процессы образования (ассимиляции) белковых тел в организме.

Если человек длительно питается продуктами, содержащими мало белка, то у него возникает тяжелое заболевание, так называемая алиментарная дистрофия, или голодание. У заболевших появляются отеки на ногах, руках и лице, скапливается жидкость в полости живота, возникает понос, отмечаются психические расстройства. Кроме общих явлений белковой недостаточности, могут возникнуть специфические расстройства, обусловленные отсутствием в пище какой-либо определенной аминокислоты.

Например, при отсутствии триптофана развивается помутнение хрусталика глаза (катаракта). Если недостает цистина, то возникает задержка роста волос; отсутствие гистидина ведет к малокровию, а аргинина к задержке роста и т. д.

Для того чтобы обеспечить человека всеми необходимыми аминокислотами, нужно включать в суточный рацион питания возможно больше разнообразных продуктов. Разнообразить ежедневное меню следует для того, чтобы восполнять недостаток тех или иных аминокислот. Углеводы — вещества, распространенные главным образом 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 называются иначе моносахаридами (monos — по-гречески один), а сложные углеводы — полисахаридами (poly — много). В пищеварительном тракте под влиянием соответствующих ферментов полисахариды распадаются на моносахариды.

Основная роль углеводов в организме заключается в их энергетических свойствах. Они являются основным источником, из которого органы и ткани человека получают энергию для производства движений, образования тепла, деятельности органов кровообращения и дыхания, различных окислительных процессов, т. е. всего того, что может быть определено одним словом «жизнедеятельность». 75% необходимой человеку энергии дают углеводы. В организме углеводы могут образовываться из жиров и белков.

Нормальная жизнедеятельность организма осуществляется при условии более или менее постоянного содержания сахара в крови, колеблющегося в пределах 80-120 мг в 100 г крови. Весь сахар, всосавшийся в кишечнике, поступает по кровеносным сосудам прежде всего в печень, которая обладает способностью задерживать излишки сахара, превращать его в животный крахмал, или гликоген, и откладывать в запас. Установлено, что в человеческой печени содержится примерно 150 граммов запасного гликогена, который расходуется организмом, снова превращаясь в сахар, если количество его в крови становится ниже нормы.

Сахар крови усиленно расходуется организмом при физической работе, умственном напряжении и др. В этих случаях необходимо употреблять повышенное количество сахара в растворенном виде. Он быстро всасывается в кровь и восполняет возникающий дефицит в организме. Крахмал, содержащийся в хлебе и крупах, не так быстро восполняет недостаток сахара в крови, ибо медленно переваривается и образующийся из него

сахар поступает в кровь из кишечника небольшими порциями. Снижение сахара в крови ниже 40 мг на 100 г крови вызывает болезненное состояние организма, выражающееся в слабости, головокружении, чувстве голода и т. д. Такое состояние называется гипогликемией. Оно легко устраняется, если вышить стакан сладкого чая.

При введении с пищей больших количеств углеводов и особенно сахара уровень сахара в крови может быстро повыситься. Объясняется это тем, что печень в этом случае не успевает перерабатывать весь сахар в гликоген и в общий круг кровообращения поступает повышенное количество сахара. Возникает так называемая пищевая гипергликемия с повышением сахара в крови до 150 — 180 мг на 100 г крови. При этом сахар начинает выводиться из организма почками. Выделение сахара с мочой называется глюкозурией и является своего рода целесообразной реакцией организма. Здоровые люди должны помнить, что не следует за один прием употреблять больше 100 граммов сахара. Некоторое количество сахара может откладываться в виде гликогена в мышцах и нервных клетках, но этот гликоген используется в случае надобности только той тканью, в которой отложен.

Сахар потребляется мышцами при работе, причем в это время мышечная ткань не только использует сахар крови, но и гликоген, находящийся в самих мышечных волокнах. Гликоген мышц распадается и из него образуется сахар, который используется для производства мышечной работы. Окисление сахара при этом доходит до стадии молочной кислоты. В условиях нормального кровообращения образовавшаяся во время мышечной работы молочная кислота частично окисляется, а частично превращается снова в гликоген.

При избыточном углеводном питании сахар переходит в организме в жир. При недостаточном углеводном питании углеводы, наоборот, могут образоваться из жира. Регулируется углеводный обмен нервной системой преимущественно через железы внутренней секреции, главным образом через поджелудочную железу и надпочечники. Мозговое вещество надпочечников выделяет адреналин, поступающий в кровь. Адреналин, циркулируя в крови, вызывает повышенное превращение гликогена печени в сахар, что приводит к поднятию уровня сахара в крови. А гипергликемия, как это точно установлено учеными, повышает выработку инсулина поджелудочной железой.

Инсулин способствует превращению сахара в гликоген и помогает использованию его тканями организма, в связи с чем уровень сахара в крови снижается. Однако в регуляции углеводного обмена принимают участие и другие эндокринные железы, тесно связанные с деятельностью центральной нервной системы.

Под влиянием возбуждения головного мозга гипофиз выделяет так называемый гормон роста, который препятствует использованию сахара крови печенью, в связи с чем возникнет гипергликемия. Если указать, что в регуляции углеводного обмена принимают участие еще гормоны коркового вещества надпочечников, то станет ясно, насколько сложно углеводный обмен регулируется центральной нервной системой через железы внутренней секреции.

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. Жиры, распавшиеся в тонком кишечнике на глицерин и жирные кислоты, проходят через эпителиальные клетки тонких кишок, только растворившись в желчных кислотах, содержащихся в желчи. В стенке тонких кишок происходит освобождение желчных кислот от сложных соединений с жирными кислотами, а затем жирные кислоты, соединяясь с всосавшимся глицерином, вновь превращаются в жир.

По лимфатическим сосудам брыжейки, собирающимся в общий грудной лимфатический проток, жир поступает в левую подключичную вену. В легких жир частично подвергается окислению, затем поступает в большой круг кровообращения и откладывается в жировых депо. Ими в организме считаются: подкожная жировая клетчатка, сальник, околопочечная клетчатка, область таза, средостение и др. Жировая клетчатка выполняет роль запасного материала, способствует укреплению внутренних органов и теплоизоляции организма. При нормальном питании жировая ткань составляет примерно 16% веса тела.

Жиры и жироподобные вещества, или липоиды, являются, кроме того, необходимой составной частью клеток; они входят в протоплазму и принимают участие в образований клеточных оболочек. Липоиды входят также в состав нервной ткани.

Недостаток жиров в пище ведет к нарушению деятельности центральной нервной системы, функций половых желез, снижает сопротивляемость организма к неблагоприятным условиям жизни и к инфекциям. Животные, в пище которых отсутствуют жиры, теряют способность к воспроизводству потомства.

Состав пищевых жиров неодинаков, различно и их биологическое значение для организма.

Следует выделить так называемые ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав преимущественно жиров растительного происхождения. Ненасыщенные жирные кислоты укрепляют тончайшие оболочки клеток. Наибольшими целебными свойствами обладают линолевая, линоленовая и арахидоновая ненасыщенные кислоты. Первые две содержатся в льняном и конопляном масле, линоленовой кислоты также много в подсолнечном, а арахидоновой — в свином сале и в яичном желтке. Систематический недостаток этих кислот в питании людей понижает сопротивляемость организма к различного рода вредным воздействиям, ведет к развитию сердечно-сосудистых заболеваний, в частности атеросклероза. Жиры человеческого тела находятся в состоянии подвижного равновесия, их количество то уменьшается, то увеличивается. Так, например, при усиленной мышечной работе часть жира из жировой ткани переходит в другие ткани и путем сложных химических реакций окисляется, или, как говорят, «сгорает».

Окислению жира непосредственно в самой жировой ткани способствует наличие в ней особых ферментов — липазы и дегидрогеназы. Под влиянием тканевой липазы жир в тканях расщепляется на глицерин и высшие жирные кислоты.

В дальнейшем происходит процесс окисления жирных кислот до углекислого газа и воды, в результате чего освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма.

Жировой обмен, так же как и другие виды обмена, регулируется центральной нервной системой непосредственно и через эндокринные железы — гипофиз, островковый аппарат поджелудочной железы, надпочечники, щитовидную и половые железы.

Известно, например, что большинство людей во время душевных переживаний худеет и, наоборот, полнеет в периоды благополучной и спокойной жизни. Это, в частности, подтверждает выдающийся советский психиатр Ю. В. Каннабих: он заметил, что при психическом

заболевании — циклотимии, которое характеризуется сменой состояний, в периоды тоски, подавленного настроения, больные худеют; когда же угнетенное состояние сменяется повышенным, веселым настроением, радужным восприятием всего окружающего, они полнеют.

Гормон островкового аппарата поджелудочной железы — инсулин способствует отложению жира в подкожной жировой клетчатке и в других жировых депо. При избытке инсулина использование жира тормозится, а углеводы интенсивно переходят в жир.

Почти аналогично инсулину действуют гормоны коркового вещества надпочечника: они способствуют переходу углеводов в жир и отложению его в жировой ткани.

Наоборот, усиленная продукция гормонов гипофиза щитовидной железы и половых желез усиливает сгорание жира и препятствует переходу углеводов в жир.

Кроме белков, углеводов и жиров, необходимыми веществами для жизнедеятельности организма являются минеральные соли, вода и витамины.

Источник:

Решебник по химии за 11 класс (О.С. Габриелян, 2007 год),
задача №6
к главе «§18 Гидролиз».

Все задачи

← 5 Испытайте растворы мыла и стирального порошка индикаторной бумагой. Объясните, почему для стирки лучше использовать стиральные порошки, а не мыла. Почему не рекомендуется стирка шерстяных изделий порошками, предназначенными для стирки хлопчатобумажных?

7 Даны растворы трех солей: а) нитрат свинца (II), сульфат калия, силикат натрия; б) хлорид натрия, сульфид лития, хлорид алюминия; в) нитрат аммония, цианид натрия, иодид бария. Как при помощи индикатора распознать их? Для солей, подвергающихся гидролизу →

7.6 Связи путей метаболизма углеводов, белков и липидов — Биология для курсов AP®

Цели обучения

В этом разделе вы изучите следующий вопрос:

• Как пути метаболизма углеводов, гликолиз и цикл лимонной кислоты взаимосвязаны с путями метаболизма белков и липидов?

Соединение для AP

^{® Курсы}

Расщепление и синтез углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот связаны с метаболическими путями гликолиза и цикла лимонной кислоты, но вступают в эти пути в разных точках. Таким образом, эти макромолекулы могут быть использованы в качестве источников свободной энергии.

Представленная информация и примеры, выделенные в разделе, поддерживают концепции и цели обучения, изложенные в Большой идее 2 структуры учебного плана по биологии AP ^® , как показано в таблице. Цели обучения, перечисленные в структуре учебного плана, обеспечивают прозрачную основу для курса биологии AP ^® , основанного на запросах лабораторного опыта, учебных занятий и экзаменационных вопросов AP ^® . Цель обучения объединяет необходимый контент с одной или несколькими из семи научных практик.

Основные знания	2.А.2 Организмы захватывают и хранят свободную энергию для использования в биологических процессах.
Научная практика	6,2 Студент может строить объяснения явлений на основе доказательств, полученных в результате научной практики.
Цель обучения	2,5 Учащийся может строить объяснения механизмов и структурных особенностей клеток, которые позволяют организмам улавливать, хранить или использовать свободную энергию.
Основные знания	2.А.1 Все живые системы требуют постоянного поступления свободной энергии.
Научная практика	6.1 Учащийся может обосновать утверждения доказательствами.
Цель обучения	2,2 Учащийся может обосновать научное утверждение о том, что свободная энергия необходима живым системам для поддержания организации, роста или воспроизводства, но что в разных живых системах существует несколько стратегий.

Поддержка учителей

Обсудите с учащимися, как метаболические реакции включают как расщепление молекул, так и синтез более крупных молекул. Например, как обсуждалось в разделе «Анатомия и физиология» здесь.

В организме постоянно происходят обменные процессы. Метаболизм – это сумма всех химических реакций, участвующих в катаболизме и анаболизме. Реакции, управляющие расщеплением пищи с целью получения энергии, называются катаболическими реакциями. И наоборот, анаболические реакции используют энергию, вырабатываемую катаболическими реакциями, для синтеза более крупных молекул из более мелких, например, когда организм образует белки путем связывания аминокислот. Оба набора реакций имеют решающее значение для поддержания жизни.

Поскольку катаболические реакции производят энергию, а анаболические реакции используют энергию, в идеале использование энергии должно уравновешивать произведенную энергию. Если чистое изменение энергии положительное (катаболические реакции высвобождают больше энергии, чем используют анаболические реакции), то тело сохраняет избыточную энергию, создавая молекулы жира для долгосрочного хранения. С другой стороны, если чистое изменение энергии отрицательно (катаболические реакции выделяют меньше энергии, чем тратят анаболические реакции), организм использует накопленную энергию для компенсации дефицита энергии, высвобождаемой в результате катаболизма.

Предложите учащимся изобразить взаимодействие различных метаболических путей. Например:

Рисунок 7.17

Контрольные вопросы по научной практике содержат дополнительные тестовые вопросы для этого раздела, которые помогут вам подготовиться к экзамену AP. Эти вопросы относятся к следующим стандартам:
[APLO 2.5][APLO 2.15][APLO 3.20][APLO 1.5][APLO 1.26][APLO 4.18]

Вы узнали о катаболизме глюкозы, которая обеспечивает энергией живые клетки. Но живые существа потребляют не только глюкозу в пищу. Как бутерброд с индейкой превращается в АТФ в ваших клетках? Это происходит потому, что все катаболические пути углеводов, белков и липидов в конечном итоге соединяются с гликолизом и путями цикла лимонной кислоты (см. рис. 7.18). Метаболические пути следует рассматривать как пористые, то есть вещества поступают по другим путям, а промежуточные продукты уходят по другим путям. Эти пути не являются закрытыми системами. Многие субстраты, промежуточные продукты и продукты одного пути являются реагентами других путей.

Связь других сахаров с метаболизмом глюкозы

Гликоген, полимер глюкозы, представляет собой молекулу для хранения энергии у животных. Когда присутствует достаточное количество АТФ, избыток глюкозы превращается в гликоген для хранения. Гликоген производится и хранится как в печени, так и в мышцах. Гликоген гидролизуется до мономеров глюкозо-1-фосфата (G-1-P), если уровень сахара в крови падает. Наличие гликогена в качестве источника глюкозы позволяет производить АТФ в течение более длительного периода времени во время тренировки. Гликоген расщепляется на Г-1-Ф и превращается в Г-6-Ф как в мышечных клетках, так и в клетках печени, и этот продукт вступает в гликолитический путь.

Сахароза представляет собой дисахарид, в котором молекула глюкозы и молекула фруктозы связаны вместе гликозидной связью. Фруктоза является одним из трех диетических моносахаридов, наряду с глюкозой и галактозой (которая входит в состав молочного сахара, дисахарида лактозы), которые всасываются непосредственно в кровоток во время пищеварения. Катаболизм как фруктозы, так и галактозы дает такое же количество молекул АТФ, как и глюкоза.

Связь белков с метаболизмом глюкозы

Белки гидролизуются различными ферментами в клетках. Большую часть времени аминокислоты повторно используются для синтеза новых белков. Однако, если есть избыток аминокислот или если организм находится в состоянии голодания, некоторые аминокислоты будут вовлечены в пути катаболизма глюкозы ([ссылка]). У каждой аминокислоты должна быть удалена аминогруппа перед входом в эти пути. Аминогруппа превращается в аммиак. У млекопитающих печень синтезирует мочевину из двух молекул аммиака и молекулы углекислого газа. Таким образом, мочевина является основным продуктом жизнедеятельности млекопитающих, образующимся из азота, образующегося в аминокислотах, и выводится из организма с мочой.

Углеродные скелеты некоторых аминокислот (указанных в прямоугольниках), полученных из белков, могут участвовать в цикле лимонной кислоты. (кредит: модификация работы Микаэля Хэггстрема)

Связи метаболизма липидов и глюкозы

Липиды, которые связаны с путями поступления глюкозы, представляют собой холестерин и триглицериды. Холестерин — это липид, который способствует гибкости клеточных мембран и является предшественником стероидных гормонов. Синтез холестерина начинается с ацетильных групп и идет только в одном направлении. Процесс нельзя повернуть вспять.

Триглицериды представляют собой форму долговременного хранения энергии у животных. Триглицериды состоят из глицерина и трех жирных кислот. Животные могут производить большую часть необходимых им жирных кислот. Триглицериды могут как образовываться, так и расщепляться на участках путей катаболизма глюкозы. Глицерин может фосфорилироваться до глицерол-3-фосфата, что продолжается посредством гликолиза. Жирные кислоты катаболизируются в процессе, называемом бета-окислением, который происходит в матриксе митохондрий и превращает их цепи жирных кислот в двухуглеродные единицы ацетильных групп. Ацетильные группы подхватываются КоА с образованием ацетил-КоА, который переходит в цикл лимонной кислоты.

Рисунок 7.18 Гликоген из печени и мышц, гидролизованный в глюкозо-1-фосфат, вместе с жирами и белками может питать катаболические пути углеводов.

Связь эволюции

Пути фотосинтеза и клеточного метаболизма

Процессы фотосинтеза и клеточного метаболизма состоят из нескольких очень сложных путей. Принято считать, что первые клетки возникли в водной среде — «супе» питательных веществ — вероятно, на поверхности некоторых пористых глин. Если бы эти клетки успешно размножались и их число неуклонно росло, из этого следует, что клетки начали бы истощать питательные вещества из среды, в которой они жили, по мере того, как они переносили бы питательные вещества в компоненты своего собственного тела. Эта гипотетическая ситуация привела бы к тому, что естественный отбор отдавал предпочтение тем организмам, которые могли бы существовать, используя питательные вещества, оставшиеся в их среде, и превращая эти питательные вещества в материалы, на которых они могли бы выжить. Отбор будет благоприятствовать тем организмам, которые смогут извлечь максимальную пользу из питательных веществ, к которым у них есть доступ.

Разработана ранняя форма фотосинтеза, которая использует солнечную энергию, используя воду в качестве источника атомов водорода, но этот путь не производит свободный кислород (аноксигенный фотосинтез). (Ранний фотосинтез не производил свободный кислород, потому что он не использовал воду в качестве источника ионов водорода; вместо этого он использовал такие материалы, как сероводород, и, следовательно, производил серу). Считается, что в это время развился гликолиз, и он мог использовать преимущества производимых простых сахаров, но эти реакции не могли полностью извлечь энергию, запасенную в углеводах. Развитие гликолиза, вероятно, предшествовало эволюции фотосинтеза, поскольку он хорошо подходил для извлечения энергии из материалов, спонтанно накапливающихся в «первичном бульоне». Более поздняя форма фотосинтеза использовала воду в качестве источника электронов и водорода и генерировала свободный кислород. Со временем атмосфера стала насыщенной кислородом, но не раньше, чем кислород высвободил окисленные металлы в океан и создал слой «ржавчины» в отложениях, что позволило датировать появление первых оксигенных фотосинтезаторов. Живые существа приспособились к использованию этой новой атмосферы, которая позволила развиться известному нам аэробному дыханию. Когда развился полный процесс оксигенного фотосинтеза и атмосфера стала насыщенной кислородом, клетки, наконец, смогли использовать кислород, выделяемый при фотосинтезе, для извлечения значительно большего количества энергии из молекул сахара с использованием цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования.

См. «Пути фотосинтеза и клеточного метаболизма»

Согласно отрывку «Связь эволюции», в каком порядке развивались метаболические пути?

1. 1. аноксигенный фотосинтез
   2. гликолиз
   3. оксигенный фотосинтез
   4. цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование
2. 1. гликолиз
   2. цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование
   3. аноксигенный фотосинтез
   4. оксигенный фотосинтез
3. 1. аноксигенный фотосинтез
   2. оксигенный фотосинтез
   3. гликолиз
   4. цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование
4. 1. гликолиз
   2. аноксигенный фотосинтез
   3. оксигенный фотосинтез
   4. цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование

Связь с научной практикой для курсов AP®

Поддержка учителей

Этот вопрос является приложением Задачи обучения 2. 2 и Научной практики 6.1, потому что учащихся просят обосновать утверждение о том, что у организмов есть несколько стратегий получения свободной энергии, необходимой для питания клеточных процессов.

Вариант ответа:

Жирные кислоты и некоторые аминокислоты участвуют в клеточном энергетическом метаболизме, обеспечивая источник углерода для участия в цикле лимонной кислоты; углеводы, некоторые аминокислоты и глицерин могут вступать в гликолиз. Жиры обеспечивают наибольшую энергию на молекулу. Жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Глицерин превращается в глицеральдегидфосфат, промежуточный продукт гликолиза. Также в процессе бета-окисления жирные кислоты расщепляются на двухуглеродные фрагменты, которые вступают в цикл лимонной кислоты в виде ацетил-КоА.

Макромолекулы, макроэлементы – как они перевариваются?

Новости + Статьи

23 апреля 2021 г.

Стремясь создать здоровую, сбалансированную диету, многие из нас будут потреблять продукты из самых разных пищевых групп. Энергия, которую мы поглощаем и, следовательно, храним из пищи, которую мы едим, будет зависеть от различных факторов, включая типы и количество пищи, которую мы потребляем, режимы ежедневных упражнений и то, как наш организм обрабатывает питательные вещества (углеводы, жиры, белки, витамины, минералы и воду). ) через пищеварение и всасывание.

Прежде чем наш организм сможет использовать пищу, которую мы едим, он должен сначала разбить ее на более мелкие частицы, чтобы наши тела могли использовать содержащиеся в ней питательные вещества. Это начинается во рту, где жевание (процесс пережевывания пищи) превращает пищу в болюс (массу пережеванной пищи непосредственно перед глотанием).

Ферменты в нашей слюне запускают химическую реакцию расщепления пищи, готовя ее к перевариванию и усвоению организмом. Вот почему у нас «слюнявятся слюнки» от запаха пищи, когда мы голодны. Это реакция организма на подготовку к приему пищи.

Макромолекула или макроэлемент?

Макромолекулы и макроэлементы имеют разные определения — хотя они обычно используются взаимозаменяемо, технически это не одно и то же.

Макромолекула — это широкий термин, относящийся к любой очень большой молекуле. Это могут быть органические соединения, такие как углеводы и натуральные волокна (например, хлопок), или синтетические соединения, такие как пластмассы, синтетические волокна и клеи. Четыре основные биологические макромолекулы — это углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.

Макронутриенты относятся конкретно к макромолекулам, которые обеспечивают питание организма энергией. Основными макроэлементами являются углеводы, жиры и белки. Макронутриенты — это термин, используемый при обсуждении питания человека.

Что такое макроэлементы?

Прежде чем мы рассмотрим процесс расщепления макронутриентов в организме, важно понять, что такое макронутриенты. Макронутриенты являются важными молекулами, которые обеспечивают организм энергией с пищей. Их можно разделить на следующие три питательных вещества.

Углеводы
Крахмал и сахара относятся к категории углеводов. Крахмал и сахара состоят из строительных блоков, называемых моносахаридами (моносахарид обычно представляет собой одну единицу сахара). Крахмал состоит из нескольких моносахаридов, тогда как большинство сахаров состоит только из одного или двух моносахаридов.

Белки
Одной из самых разнообразных форм макронутриентов, которые мы потребляем, является белок. Белки бывают самых разных форм и могут быть найдены во многих различных продуктах, таких как постное мясо, рыба, яйца, молочные продукты, орехи и семена, овес, овощи и бобовые.

Жир
Жир может принимать различные формы в продуктах, которые мы едим. Жиры можно разделить на насыщенные жиры, трансжиры, мононенасыщенные жиры и полиненасыщенные жиры. Мононенасыщенные жиры содержатся в таких продуктах, как оливки, авокадо, миндаль, орехи пекан, семена тыквы и кунжута и т. д. 

Полиненасыщенные жиры содержатся в таких продуктах, как кукурузное и льняное масла, грецкие орехи, рыба и масло канолы. Насыщенные жиры содержатся в основном в продуктах животного происхождения, таких как говядина или сыр, но их также можно найти в некоторых растительных продуктах, таких как кокосовое и пальмовое масла.

Как насчет клетчатки и алкоголя?
Клетчатка и алкоголь могут считаться макроэлементами, однако обычно они не включаются в это определение. Это связано с тем, что клетчатка не переваривается и не является источником энергии. Алкоголь дает энергию, но ее нельзя сохранить, и она не является необходимой для выживания.

Что происходит с макронутриентами при их переваривании?

Организм расщепляет пищу на различные макроэлементы, используя механические и химические процессы пищеварения в разных частях нашего тела.

Наш рот пережевывает пищу на более мелкие фрагменты, в то время как ферменты в нашей слюне начинают химически расщеплять пищу.

В нашем желудке используется механический процесс, называемый перистальтическим перемешиванием, для взбивания пищи с добавлением желудочного сока, помогающего химическому перевариванию белков.

Механическое пищеварение продолжается как в тонком, так и в толстом кишечнике, наряду с процессами химического пищеварения, которые более подробно описаны ниже.

Как организм расщепляет углеводы?

Процесс переваривания углеводов начинается во рту, где фермент слюнной амилазы начинает расщеплять пищевой крахмал до дисахаридов. Слюнная амилаза деактивируется желудочной кислотой, но может продолжать расщеплять углеводы в желудке, если она попадает в комок пищи, не контактирующий с кислотой.

Пройдя через желудок, углеводы попадают в двенадцатиперстную кишку (часть тонкой кишки), где смешиваются с пищеварительным секретом поджелудочной железы, печени и желчного пузыря. Фермент под названием панкреатическая амилаза продолжает расщеплять любые оставшиеся сложные углеводы на дисахариды. Другие ферменты, называемые мальтазами, сахаразами и лактазами, расщепляют дисахариды на моносахариды (или отдельные единицы сахара).

Для получения дополнительной информации о расщеплении и использовании углеводов в организме см.

Переваривание, всасывание и транспорт углеводов

Что происходит с дисахаридами во время пищеварения?

Как организм расщепляет белок?

Переваривание белка начинается в желудке. Пища смешивается с ферментом под названием пепсин, который помогает белкам расщепляться на цепочки аминокислот, называемые пептидами. Желудочная кислота также помогает частично расщеплять белки, чтобы облегчить доступ пепсина.

Как только эта пища попадает в тонкий кишечник, из поджелудочной железы высвобождается ряд других ферментов (трипсин, эластаза и химотрипсин), которые начинают восстанавливать пептиды до аминокислот, а также ди- и трипептидов (небольшие цепочки аминокислот). ). Затем они всасываются в кровоток через переносчики, расположенные в стенке тонкой кишки.

Как организм расщепляет жиры?

Жиры начинают свой процесс переваривания во рту с помощью фермента, называемого лингвальной липазой. Пищеварение продолжается в желудке с помощью лингвальной липазы и желудочной липазы.

Большая часть жиров переваривается в тонком кишечнике. Желчь выделяется в двенадцатиперстную кишку, что помогает перевариванию жиров посредством эмульгирования. Эмульгирование расщепляет жиры на более мелкие шарики, чтобы они могли более равномерно распределяться по тонкому кишечнику. Это также делает жиры более доступными для липазы поджелудочной железы, которая является ферментом, расщепляющим жиры до свободных жирных кислот. Свободные жирные кислоты всасываются через стенку кишечника путем диффузии и переносятся по всему телу или поглощаются и включаются в клетки кишечника.

Некоторые жиры также попадают непереваренными в толстую кишку, где они расщепляются кишечными бактериями на жирные кислоты с короткой цепью.

Как организм усваивает макроэлементы?

Поскольку различные макроэлементы проходят через нашу пищеварительную систему и расщепляются на более мелкие компоненты, наше тело будет поглощать эти питательные вещества на разных этапах пути, по которому пища проходит через наше тело.

Организм всасывает моносахариды (продукт распада углеводов) в тонком кишечнике. Моносахариды всасываются через эпителий кишечника, транспортируются кровотоком и используются различными клетками организма.

После расщепления белков на пептиды и аминокислоты они всасываются в кровоток через переносчики, расположенные в стенке тонкой кишки.

Липиды также перевариваются в тонком кишечнике с помощью солей желчных кислот и проходят через стенку кишечника в основном путем диффузии.

 

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

• NHMRC. Контрольные значения питательных веществ для Австралии и Новой Зеландии: баланс макронутриентов. По состоянию на 14 апреля 2021 г.: https://www.