Презентация "Обмен веществ и энергии" по биологии – проект, доклад

Обмен веществ и энергии

1.Взаимосвязь обмена веществ и энергии. Обмен веществ и функции. Принципы регуляции обмена веществ.

Взаимосвязь обмена веществ и энергии.

Обмен веществ заключаются: 1) в поступлении веществ в организм из внешней среды; 2) в усвоении и изменении их; 3) в выделении образующихся продуктов распада.

Ассимиляция и диссимиляция

Обмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция – это сумма процессов созидания живой материи.

Диссимиляция

– разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур. При этом образуются удаляемые из организма продукты распада.

Процессы ассимиляции и диссимиляции неотделимо связаны, но не всегда являются взаимно уравновешенными.

Значение обмена веществ

При расщеплении питательных веществ аккумулированная в них энергия освобождается. Она расходуется на нужды организма, превращаясь в электрическую, тепловую, механическую.

Организм животных постоянно расходует различные вещества и энергию. Поэтому он нуждается в пище, содержащей сложные органические вещества: белки, жиры и углеводы.

Питательные вещества

их функции Белки Жиры Углеводы Энергетическая Пластическая

Способы получения энергии

Аэробный Анаэробный Их комбинация

Использование энергии в организме

На поддержание температуры

На поддержание структурно - функционального состояния тканей

На осуществление осмотических, химических, электрических процессов

Использование энергии в органах

На поддержание тонуса мышц

На обеспечение ритмических сокращений

На секрецию

На активный транспорт веществ (всасывание, биоэлектрические процессы)

Пластическая функция питательных веществ

- использование их на образование и обновление клеточных структур. Продолжительность жизни у сахаров и полисахаридов часы и дни.

Принципы регуляции обмена веществ.

Регуляция обмена веществ направлена на поддержание концентрации белков, жиров и углеводов во внутренней среде на определенном уровне.

Потребности в Б.Ж и У зависят от функционального состояния организма: покой, деятельность, после деятельности.

Сдвиги содержания питательных веществ являются системообразующим фактором. Формируется функциональная система, деятельность которой нормализует уровень питательных веществ.

Элементы функциональной системы.

1) Системообразующий фактор – концентрация в крови Б. Ж. и У в виде мономеров. 2) Сигнальное устройство представлено рецепторами, отслеживающими уровень питательных веществ.

3) Аппарат управления

Им является ЛРК. В зависимости от изменения содержания веществ в крови меняется активность ЖВС и АНС.

В итоге изменяется:

1) потребление веществ; 2) всасывание; 3) депонирование; 4) выведение веществ из депо; 5) утилизация веществ.

Проявления активации анаболизма

Синтез гликогена

Синтез жирных кислот

Синтез нейтральных жиров

Синтез белка

Проявления активация катаболизма

Активация гликолиза

Активация глюконеогенеза

Активация протеолиза

Использование мономеров в цикле Кребса

Поведенческая реакция

Сдвиг констант, в первую очередь по глюкозе (снижение концентрации), аминокислотам, жирным кислотам возбуждает центр питания гипоталамуса, формируется аппетит и голод. Это сопровождается пищедобывательным поведением.

Функциональная система регуляции уровня питательных веществ

поведение кора ЛРК Б.Ж.У ХР АНС ЖВС

1.Поступление пищи

2.Переваривание 3.Всасывание 4.Депонирование

5.Извлечение из депо

Обратная связь

Гуморальные влияния

Нервные влияния 6. Утилизация

Характеристика обмена углеводов.

Значение углеводов

а) Энергетическая функция. Резерв углеводов представлен гликогеном, но топливным веществом является глюкоза. Окисление 1г глюкозы приводит к выделению 4 ккал. тепла. При суточном потреблении углеводов 500г. выделяется 2000 ккал.

Запасы гликогена В печени – 500 г

Мобильные запасы в скелетных мышцах 200 г. Обеспечивают кратковременную работу мышц

В сердце – 90 г

Пластическая функция.

Углеводы являются компонентами мембран, межклеточных контактов, соединительной ткани, молекулярных и межмолекулярных связей, в том числе и ответственных за иммунитет.

Особенности регуляции обмена глюкозы.

1) расходования резерва из депо гликогена или пополнение депо; 2) использования глюкозы клетками.

Обмен глюкозы состоит из:

Функциональная система поддержания уровня глюкозы в крови

Глюкоза N= 3,4-4,6 ммоль/л

ГлР 1.Инсулин

2.Контринсулярные гормоны:

-глюкагон -глюкокортикоиды -соматостатин -адреналин

Характеристика обмена липидов.

Рассмотрим обмен нейтральных жиров – триглицеридов. Их структурным компонентом являются жирные кислоты. Нейтральные жиры используются главным образом как энергетические вещества. Однако функции липидов многогранны.

Значение для организма.

1) Энергетическая функция. 1г жира при сгорании выделяет 9г ккал. Суточная потребность в жирах 60г, что обеспечивает 540 ккал. Наличие депо нейтрального жира позволяет обходиться без пищи в течение нескольких недель. .

Адипоциты (жировая ткань) является в основном хранилищем биологической энергии. Но жиры используются только при нехватке углеводов

2) Пластическая функция:

а) Нейтральные жиры – подушка для органов; б) Фосфолипиды – компоненты мембран, предшественники многих БАВ (ферментов, гормонов), переносчики.

в) холестерин – предшественник стероидных гормонов, желчных кислот, обеспечивают текучесть мембран.

Регуляция обмена липидов.

Обмен липидов заключается в накоплении их в адипоцитах и освобождении с включением в обмен жирных кислот. Адипоциты размножаются в первые годы жизни ( поэтому нельзя ребенка перекармливать).

Адипоциты превращают в жиры углеводы, белки и даже фрагменты различных молекул.

Гормональная регуляция.

1) Гипофиз. Соматотропный гормон обладает жиромобилизующим действием: стимулирует окисление нейтральных жиров. 2) Щитовидная железа. Тироксин – действие такое же, как и у соматотропного гормона, но в скелетной мускулатуре.

3) Надпочечник.

Глюкокортикоиды – тормозят окисление жиров.

Поджелудочная железа.

Инсулин: а) увеличивает переход глюкозы в жиры; б) стимулирует поглощение свободных жирных кислот адипоцитами;

Нервная регуляция

Осуществляется АНС: Симпатическая нервная система усиливает окисления жиров и увеличивает выход свободных жирных кислот Парасимпатическая система способствует накоплению жиров в адипоцитах.

Поведение

Определяет количество потребления, качественный состав пищи и уровень активности организма.

Характеристика обмена белков.

Особенности обмена. Обмен белков определяют по поступающему и выводимому азоту. Различают:

1) Азотистое равновесие: введенный с пищей азот = выводимому. 2) Отрицательный азотистый баланс: выводится азота больше, чем поступает с пищей. 3) Положительный азотистый баланс: выводится азота меньше, чем поступает с пищей.

Коэффициент изнашивания белка

Распад белка и выведение азота происходит постоянно, даже при голодании. Наименьшие потери белка в условиях покоя обозначаются как коэффициент изнашивания белка (КИБ), равен 32г в сутки.

Значение белка для организма

1) Энергетическая функция. 1г белка при сгорании выделяет 4 ккал. Тепла. Суточная потребность в белках составляет 120г, что обеспечивает выделение 480 ккал тепла.

2) Пластическая функция.

а) Глобулярные белки - образуют гормоны, ферменты. б) Фибриллярные белки являются компонентами мембран, межклеточного вещества.

Для обеспечения пластической функции необходимо учитывать: - наличие в пище незаменимых аминокислот; - достаточность поступления белка в организм. При несоблюдении этих условий наблюдается нарушение массы тела, роста, снижение иммунитета, изменение поведения.

Виды белков

1.Полноценные белки. Содержат незаменимые АК (это белки мяса, яиц, рыбы); 2.Неполноценные белки. Не содержат незаменимых АК (кукуруза, пшеница). Не менее 30% суточного рациона должны составлять животные белки.

Регуляция обмена белков.

1) Гормональная а) Передняя доля гипофиза выделяет СТГ → увеличивает биосинтез белка и рост организма; б) Щитовидная железа выделяет тиреоидные гормоны → увеличивают протеолитические процессы.

Нервная регуляция.

Центр обмена белка находится в гипоталамусе. При его повреждении наблюдается повышение распада белка. Усиленное питание не спасает организм от гибели Роль поведения. В виде пищевого предпочтения.

Питание как фактор здоровья и его риска.

Питание обеспечивает самочувствие, работоспособность, сопротивляемость, долголетие. Позволяет корректировать здоровье.

Теоретические основы питания. 1) Теория сбалансированного питания: количество и качество пищи должно соответствовать энергетическим и пластическим потребностям. Энергетическая ценность зависит от: а) вида деятельности и может составлять от 2000 до 5000 ккал/сутки.

б) усваиваемости пищи.

Животная усваивается на 95%, растительная на 80%, смешанная на 90%. в) Существует понятие «изодинамия питательных веществ». Это способность одного вещества заменять другое с точки зрения « энергетической стоимости» (2г. углеводов = 1г. жира).

Пластическая потребность организма удовлетворяется наличием в рационе разнообразных продуктов питания, которые включают: 20 аминокислот, 17 витаминов, соли, микроэлементы всего 100 компонентов

2) Теория адекватного питания

Суть ее в том, что: а) в пище должны присутствовать как нужные, так и балластные вещества; б) пища должна поддерживать нормальную микрофлору кишечника; в) обеспечивать синтез веществ в кишечнике и тканях; г) содержать биологически активные вещества.

Нормы питания и режим питания.

Белки, жиры и углеводы в суточном рационе соотносятся как 1 : 1 : 4. Белки на 70% растительные. Жиры – 10% растительные. Углеводы – в виде полимеров, Меньше употреблять мономеров.

Построение рациона.

В зависимости от индивидуального режима работы может быть выбран любой вариант распределения пищи по объему в течение суток. Наиболее рациональный и здоровый следующий вариант: I завтрак – 20%, II завтрак – 30%, обед – 30%, ужин – 20% (не позднее 3 часов до сна).

что после плотного обеда умственная деятельность затрудняется. Большие промежутки между приемами пищи повышают аппетит, и количество пищи будет съедено больше, чем нужно.

Необходимо учитывать ,

Характер питания может изменяться с профилактической целью. Существует диетическое питание.