Біологія і екологія (група №14)

30.04.2021

Тема:Нейрогуморальна регуляція процесів метаболізму.

 

Нейрогуморальна регуляція процесів метаболізму. Обмін речовин і перетворення енергії в організмі людини регулюють нервова система (зокрема, автономна; мал.1) та біологічно активні речовини, насамперед гормони і нейрогормони. З курсу біології 8 класу ви пам’ятаєте, що під впливом нервових імпульсів, які надходять до окремих тканин та органів, інтенсивність обміну речовин може зростати або, навпаки, знижуватись. 

Мал. 1. Розташування центрів автономної (вегетативної) нервової системи людини: 1 — симпатичної; 2 — парасимпатичної. Завдання: пригадайте їхній вплив на життєві функції організму людини

Існує тісний зв’язок між діяльністю кори великих півкуль кінцевого мозку та інтенсивністю процесів обміну речовин і перетворення енергії в організмі людини. Встановлено, що вищі центри автономної нервової системи, які регулюють обмін речовин і перетворення енергії (від чого залежить температура тіла), розташовані в лобових частках великих півкуль кінцевого мозку, гіпоталамусі, стовбуровій частині головного мозку, проміжному мозку та у спинному мозку.

На інтенсивність обміну речовин впливають й умови навколишнього середовища. Так, у людей, які здійснюють важку фізичну працю або займаються спортом, інтенсивність обміну речовин зростає. І, навпаки, у стані спокою в людей інтенсивність обміну речовин знижується.

Нервова регуляція обміну речовин здійснюється не лише безпосереднім надходженням нервових імпульсів до певних тканин та органів, а й упливом на залози внутрішньої секреції, які виробляють певні гормони. Є тісний зв’язок між нервовою та гуморальною регуляцією обміну речовин. Імпульси від кори великих півкуль надходять до підкіркових центрів, зокрема до гіпоталамуса, який функціонально пов’язаний із залозою внутрішньої секреції — гіпофізом (мал. 2). 

Мал. 2. Зв’язки між гіпоталамусом (1) — структурою проміжного мозку та гіпофізом (2) — провідною ендокринною залозою: під впливом сигналів гіпоталамусу передня частка гіпофіза (а) виробляє тропні гормони, які впливають на діяльність інших ендокринних залоз: щитоподібної (б), надниркових (в), статевих (г)

Запам'ятаємо

Основне біологічне значення гіпоталамо-гіпофізарної системи полягає в здійсненні досконалої регуляції вегетативних функцій організму та процесів розмноження. Завдяки цій системі робота системи залоз внутрішньої секреції може швидко змінюватись під впливом подразників довкілля, які сприймають органи чуття та які обробляються в нервових центрах.

Гормони гіпофіза здатні також регулювати водно-сольовий, білковий, жировий і вуглеводний обміни. Так, у дорослому організмі в разі утворення недостатньої кількості цих гормонів спостерігають важкі порушення обміну речовин, які супроводжуються або значним виснаженням, або, навпаки, — ожирінням.

Такий само важливий вплив на обмін речовин гормону щитоподібної залози тироксину, за недостатньої кількості цього гормону в дітей і дорослих уповільнюються процеси обміну речовин, знижується температура тіла, у шкірі нагромаджується певні речовини, через що вона виглядає грубою (захворювання мікседема). Підвищене виділення тироксину прискорює процеси обміну речовин. Так виникає базедова хвороба: із цією хворобою люди худнуть, у них підвищується збудливість нервової системи, частота скорочень серця тощо.

Вуглеводний, жировий і білковий обміни регулюють гормони надниркових залоз — глюкокортикоїди. Інший гормон цих залоз — адреналін — регулює обмін вуглеводів. Під дією цього гормону посилюється розщеплення глікогену в печінці та м’язах, підвищується концентрація глюкози у крові.

Обмін вуглеводів в організмі людини регулюють також гормони підшлункової залози — інсулін і глюкагон (перший забезпечує зниження концентрації глюкози у крові, а другий — діє протилежно: під його впливом глікоген розщеплюється до глюкози і її концентрація у крові зростає). Нестача гормону інсуліну або порушення його засвоювання в організмі спричиняє важке захворювання — цукровий діабет. У людей із цукровим діабетом різко підвищується вміст глюкози у плазмі крові, порушується обмін білків, жирів тощо.

Опрацюйте §27 підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html , зробіть короткий конспект.

Тема: Узагальнення та систематизація знань з теми  «Обмін речовин і перетворення енергії»

Виконайте тест https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=2800884

21.04.2021

Тема:Раціональне харчування – основа нормального обміну речовин.

Раціональне харчування — таке харчування, коли якість і кількість спожитої їжі відповідає потребам організму. Насамперед ці потреби визначаються тим, яку кількість енергії витрачає організм у процесі власної життєдіяльності. Енергетичні витрати організму визначають за основним обміном — тією найменшою кількістю енергії, яку організм витрачає для підтримання процесів життєдіяльності у стані повного спокою, натщесерце (тобто після 12—16 год після споживання їжі) і за умов температурного комфорту (+20...+23 °С). За цих умов енергія витрачається лише на забезпечення роботи внутрішніх органів (біохімічні процеси, що відбуваються у клітинах, роботу серця, дихальні рухи тощо).

Основний обмін залежить від різних факторів: статі, віку, функціонального стану організму, виконуваної роботи. Для людини середньої маси, середнього зросту та середнього віку добове значення основного обміну становить приблизно 7000 кДж. Звичайно, що для здійснення фізичної роботи організм витрачатиме ще певну кількість енергії. 

Піраміда збалансованого харчування. 

Добовий раціон. Потрібна організмові енергія звільняється внаслідок окиснення органічних сполук (білків, жирів, вуглеводів) або їхнього безкисневого розщеплення (вуглеводи): при розщепленні 1 г білків і вуглеводів виділяється понад 17 кДж енергії, а 1 г жирів — 38,9 кДж. У дорослих людей у нормі кількість спожитої енергії, яка міститься у продуктах харчування, має дорівнювати кількості витраченої. У дітей під час росту організму кількість спожитої енергії має переважати кількість витраченої. Добовий раціон харчування має бути збалансованим: до його складу повинні входити ті речовини, які в цей період потрібні організму в певних кількостях і пропорціях. Білки організм використовує як будівельний та енергетичний матеріал; вони потрібні для біосинтезу різноманітних ферментів, гормонів і нейрогормонів, антитіл. Жири також потрібні для синтезу деяких стероїдних гормонів. Вуглеводи — основне джерело енергії.

У добовому раціоні бажане таке співвідношення різних компонентів їжі:

-жири тваринного походження (приблизно) — 8 %, 

-жири рослинного походження — 10 %, 

-білки тваринного походження — 10 %,

-білки рослинного походження — 7 %, 

-вуглеводи — 65 % (з них цукри — 5 %).

 У середньому за добу доросла людина повинна споживати близько 80—100 г білків і стільки само жирів, 350—400 г вуглеводів. Ці норми слід корегувати залежно від умов праці. Так, за фізичної праці середньої важкості кількість білків потрібно збільшити до 120 г на добу, а за важкої — до 150 г. Тим, хто не займається фізичною працею, кількість жирів доцільно зменшити до 60 г на добу. Для юнаків рекомендоване добове споживання: білків — 113 г, жирів — 106 г, вуглеводів — 450 г, а для дівчат — 100, 90 і 383 г відповідно.

У раціон слід вводити як білкові та вуглеводні продукти, тваринні та рослинні жири, так і овочі, фрукти та ягоди, які багаті на вітаміни і мінеральні солі. Ви вже знаєте, що за відсутності у харчовому раціоні вітамінів порушуються процеси нормального обміну речовин. Важливо, щоб у харчовому раціоні було достатньо мікроелементів. Так, нестача в їжі Феруму порушує процеси кровотворення, Йоду — функціонування щитоподібної залози, Флуору — призводить до руйнування емалі зубів тощо.

До складу їжі повинні входити молочні продукти та курячі яйця. Вони містять білки, мінеральні сполуки, зокрема Кальцію. Їжа рослинного походження містить багато клітковини, стимулює скорочення стінок шлунка і кишечнику. Свіжі фрукти та овочі, крім вітамінів, містять органічні кислоти та антиоксиданти. Пектини (полісахариди) у складі рослинної їжі виконують функцію ентеросорбентів — зв’язують шкідливі речовини (як-от, радіонукліди) та виводять їх з організму, регулюють вміст в організмі холестерину, поліпшують внутрішньоклітинне дихання, підвищують стійкість до алергенів, стимулюють загоєння поранень тощо.

Для здорового харчування бажано відмовлятися від жирного м’яса. Надмірне його споживання сприяє підвищенню рівня в крові холестерину та розвитку атеросклерозу — хронічного захворювання, пов’язаного з ущільненням стінок великих артерій унаслідок розростання сполучної тканини та утворення бляшок на їхніх внутрішніх стінках . Це заважає нормальному кровотоку та може призвести до інфаркту та інсульту. Жирне тваринне м’ясо бажано замінити на пісне, м’ясо птахів, рибу, яйця. Там є потрібні білки, а вміст жирів низький. Молочні продукти вибирайте з низьким вмістом жирів, обмежте споживання олії, особливо рафінованої, маргаринів. 

Будова стінок здорової артерії (1) та артерії, ураженої атеросклерозом (2).

Дієтологія — наука, яка розробляє основи раціонального харчування людини в нормі та в разі різних захворювань. 

Важливим принципом раціонального харчування є дотримання певного режиму. Рекомендовано споживати їжу 3—4 рази на день в один і той самий час (поміркуйте чому). Останнє споживання їжі має бути не пізніше ніж за 3 години до сну, адже вночі процеси метаболізму гальмуються, і їжа перетравлюється повільно. Це може заважати здоровому сну. Потрібно їсти невеликими порціями й без поспіху.

Надмірне споживання їжі, особливо багатої на вуглеводи та жири, а також споживання їжі перед сном і скорочення кількості прийомів їжі (до одного-двох) може призвести до ожиріння. Наслідки ожиріння: недостатнє кровопостачання серця, гіпертонічна хвороба, інфаркт міокарда, захворювання травної й видільної систем тощо. Порушується працездатність, обмін речовин, зменшується м’язова активність тощо. Унаслідок ожиріння прискорюється старіння організму та скорочується тривалість життя людини.

Тема: Негативний вплив на метаболізм токсичних речовин. Знешкодження токсичних сполук в організмі людини

Людина завжди залежала від навколишнього середовища. Рослини і тварини були для неї їжею, але водночас отруйні види становили небезпеку. Нині антропогенний фактор підвищив ризик небезпечного впливу на живе, зокрема й саму людину, різноманітних отруйних речовин.

Токсичні речовини. Ці речовини порушують обмін речовин, знижують імунітет, можуть викликати патологічні зміни певних органів, наприклад нирок, печінки.

Токсичні речовини - це речовини, які викликають отруєння всього організму людини або впливають на окремі системи організму людини. Вони можуть бути екзогенного походження, зокрема токсини тварин, рослин, грибів , хімічні речовини антропогенного походження - солі важких металів, нафтопродукти, фреони, пестициди, складники миючих засобів, парфумерні вироби, лікарські препарати, харчові добавки тощо . Також на організм можуть діяти токсичні речовини ендогенного походження, які утворюються внаслідок метаболічних процесів в організмі людини, зокрема аміак. Токсичність речовини визначається низкою факторів: здатністю та шляхами проникнення до організму людини, характером впливу на різні органи, дозою, необхідною для викликання її ефекту тощо. На ураження токсичною речовиною впливають вік людини, її стать, маса тіла, а також харчовий режим і наявність захворювань.

Спектр сполук, які можуть бути токсичними, надзвичайно широкий. Йони та солі важких металів (Плюмбуму, Хрому тощо), зв’язуючись із білками, порушують їхні функції. Унаслідок діяльності людини в довкілля можуть потрапляти радіоактивні ізотопи, деякі з яких здатні накопичуватися в організмі. Наприклад, Йод входить до складу тиреоїдних гормонів, а подібний до Кальцію Стронцій відкладається в кістковій тканині. Через це збільшується доза поглинутого іонізувального випромінювання.

Велика кількість токсинів є поміж органічних сполук. Наприклад, рослинний алкалоїд колхіцин блокує утворення мікротрубочок і зупиняє клітинний поділ. Тетродотоксин, що міститься у відомій рибі фугу, блокує збудження нервових і м’язових клітин. Деякі органічні сполуки здатні викликати психологічну, а потім і фізіологічну залежність, яку називають наркоманією . Частина токсичних сполук є онкогенними .

Знешкодження токсичних сполук в організмі людини. Велике значення для збереження життєдіяльності організму має детоксикаційна функція печінки. Механізми цього процесу полягають у перетворенні токсичних хімічних сполук на менш токсичні або взагалі не токсичні речовини. Прикладом цього є знешкодження аміаку, який утворюється під час дезамінування амінокислот та інших нітрогеновмісних сполук, за якого він перетворюється на менш шкідливу сечовину, яка виділяється в кров, а потім виводиться нирками в складі сечі. Ви пам’ятаєте, що внаслідок особливостей кровопостачання вся кров від травного тракту одразу прямує до печінки. Детоксикаційна функція цього органа робить його вкрай важливим «біологічним фільтром» нашого організму. Проте, значна частина токсичних сполук нейтралізується у печінці повільно або не змінюється зовсім. Через це слід уникати потрапляння таких сполук до організму.

Наркотичні сполуки порушують роботу систем задоволення головного мозку. Ці системи активуються природними чинниками меншою мірою, внаслідок чого в людини формується наркотична залежність - вона не може добре почуватися, не приймаючи наркотики. Нервові клітини також стають менш чутливими до наркотичних сполук, тому для досягнення бажаного ефекту доза має збільшуватися, часто в десятки разів. Водночас наркотичні речовини негативно впливають й на інші фізіологічні системи, чинячи переважно негативний, токсичний ефект.

Опрацюйте §24,§26 підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html , зробіть короткий конспект. 

07.04.2021

Тема: Порушення обміну речовин (метаболізму), пов’язані з нестачею чи надлишком надходження певних хімічних елементів, речовин

Ви вже знаєте, що в організмі для забезпечення нормальних процесів життєдіяльності завжди має бути певний запас енергії.

Білки надходять в організм людини з тваринною і рослинною їжею. Білки тваринного походження є повноцінними (містять усі незамінні амінокислоти). Рослинні білки не мають деяких з них або містять їх у малих кількостях (неповноцінні білки). Білки в організмі людини зазвичай про запас не відкладаються, тому тривале ненадходження до організму незамінних амінокислот порушує процеси синтезу в організмі потрібних йому білків. Так виникає небезпечне для здоров’я білкове голодування, яке спричиняє уповільнення чи повне затримання росту, гальмування розвитку, тяжкі порушення обміну речовин в організмі та гормональної регуляції життєвих функцій, позначається і на захисних властивостях організму (оскільки антитіла — імуноглобуліни — мають білкову природу).

Водночас із синтезом білків, притаманних організму людини, відбувається їхній розпад.При цьому утворюються певні отруйні для організму сполуки (наприклад, амоніак, сечовина, сечова кислота). Більшість з них з кров’ю потрапляє до печінки, де знешкоджується. Кінцеві продукти білкового обміну виводяться з організму людини різними шляхами: через видільну систему, через кишечник разом з неперетравленими рештками їжі, з потом через шкіру.

Жири надходять до організму людини і з тваринною їжею (салом, жирним м’ясом, вершковим маслом, жирним сиром тощо), і з продуктами рослинного походження (різні види олії). За надлишкового надходження до організму жири можуть відкладатись про запас у підшкірній жировій клітковині, сальнику тощо, які відіграють роль жирового депо. Якщо жирів до організму потрапляє недостатньо, специфічні жири можуть синтезуватися з продуктів розщеплення білків чи вуглеводів (за умов, що в організмі є надлишки цих сполук). Це свідчить про тісний зв’язок між обміном білків, жирів і вуглеводів в організмі людини. За повного розщеплення жирів утворюються вода та вуглекислий газ. Кінцеві продукти обміну жирів виводяться через травну й видільну системи, через шкіру та органи дихання. Вода, яка утворилася внаслідок повного розщеплення жирів, може використовуватись у різноманітних біохімічних процесах.

Вуглеводи потрапляють в організм людини переважно з продуктами рослинного походження.  Стала концентрація глюкози у крові є важливою умовою забезпечення нормального функціонування головного мозку. За її зниження підвищується збудливість центральної нервової системи, можуть настати судоми, кома та смерть людини. За надлишкового надходження вуглеводів до організму людини, недостатності вироблення інсуліну чи реабсорбувальної активності нирок глюкоза може виводитись із сечею (чого в нормі не спостерігають) або з продуктів розщеплення вуглеводів синтезуються жири. За недостатнього споживання вуглеводів вони можуть утворюватись в організмі людини з продуктів розщеплення білків чи жирів. Кінцеві продукти розщеплення вуглеводів — вода й вуглекислий газ — виводяться через травну та видільну системи, через шкіру та органи дихання.

Вода та мінеральні солі надходять в організм людини під час пиття, а також разом з їжею. Вода бере участь у біохімічних реакціях, транспорті речовин у клітини та виведені з них. З водним обміном тісно пов’язаний і сольовий.

Сольові розчини входять до складу цитоплазми клітин, міжклітинної рідини, плазми крові та лімфи.  У позаклітинному середовищі переважають йони Натрію, Хлору, гідрокарбонат натрію (NaHCO₃), а в цитоплазмі клітин — Калію, ортофосфатної кислоти тощо. Певна концентрація солей підтримує потрібний осмотичний тиск, бере участь у транспорті речовин у клітини та з них. Так, різна концентрація йонів Калію та Натрію іззовні та всередині клітини забезпечує транспорт деяких сполук через клітинні мембрани, передачу нервового збудження по нервах тощо. Йони Кальцію та Мангану входять до складу певних ферментів, забезпечуючи їхню активність. Солі Кальцію відкладаються в кістках і тканині зубів, забезпечуючи їхню міцність, Флуор входить до складу емалі зубів, Ферум — гемоглобіну, Йод — гормонів щитоподібної залози, Хлор — плазми крові та хлоридної кислоти, що створює кисле середовище шлунка тощо. Сульфур і Цинк потрібні для утворення гормонів підшлункової залози, Бром — гіпофіза, Кобальт і Купрум — процесів кровотворення.

За нестачі солей в організмі порушуються нормальні процеси життєдіяльності. Так, за нестачі Кальцію порушується формування скелета, зубів, погіршується зсідання крові, робота серцевого та скелетних м’язів (зокрема, виникають судоми). Нестача Кальцію призводить до карієсу зубів. Недостатнє надходження Фосфору негативно впливає на формування скелета тощо. За нестачі Йоду в питній воді порушується діяльність щитоподібної залози.

Харчові добавки — природні, ідентичні природним або штучно синтезовані речовини, які додають у їжу для подовження терміну зберігання (консерванти), посилення кольору, смаку (щоб зберегти й поліпшити смак), консистенції, зовнішнього вигляду тощо. Деякі з них люди використовували протягом століть, наприклад для збереження їжі — оцет, сіль (соління бекону, м’яса, риби). У другій половині ХХ ст. почали застосовувати багато інших добавок як природного, так і штучного походження. Щороку їхня кількість зростає, тому в Європейському Союзі для врегулювання використання цих добавок, а також щоб інформувати споживачів, кожній добавці після схвалення присвоюють унікальний E-номер. Оцінка безпеки та затвердження цих добавок є обов’язком Європейського органу з безпеки харчових продуктів.

Цікаво знати

Для низки добавок доведено їхню здатність завдавати шкоди організму. 

Перелік шкідливих харчових добавок

 Тому варто уникати продуктів, до складу яких додано багато штучних добавок, і надавати переваги продуктам, виготовленим за традиційними технологіями.

Тема: Значення якості питної води для збереження здоров’я людини

1. Вимоги до чистоти води

Вода, яку ми споживаємо, має бути неодмінно чистою. Захворювання, що поширюються через забруднену воду, можуть погіршити здоров’я, призвести до інвалідності або навіть смерті.

Якість питної води також залежить від наявності в ній домішок. Основними показниками якості питної води є: органолептичні показники (присмак, запах, колір, мутність); токсикологічні показники (наявність сполук Алюмінію, Плюмбуму, Арсену, фенолів, пестицидів); показники, що впливають на органолептичні властивості води (рН, йони Мангану, загальна твердість води, нафтопродукти, сполуки Феруму, Магнію, нітрати, сульфіди, перманганат на окиснюваність); хімічні речовини, що утворюються під час обробки води (залишковий хлор, хлороформ та ін.).

Вода, що використовується для пиття і господарсько-побутових цілей, повинна відповідати певним гігієнічним вимогам, викладеним у Державних санітарних правилах і нормах України. Згідно з вимогами, вода має бути:

• безпечною в епідемічному відношенні (не повинна містити патогенних мікробів, вірусів та інших біологічних включень, небезпечних для здоров’я людини);

• придатною за хімічним складом: розчинені речовини не повинні завдавати шкоди людині;

• безпечною в радіаційному відношенні;

• мати добрі органолептичні властивості (бути прозорою, без кольору, не мати будь-якого присмаку або запаху).

2. Вплив хімічного складу води на здоров'я

Хімічний склад води може впливати на виникнення і перебіг ряду захворювань.

За недостатньої кількості Йоду (І) у воді та їжі порушуються нормальний розвиток і функція щитовидної залози, виникає ендемічний зоб. Для попередження цієї хвороби в ендемічних за хворобами зобу регіонах люди повинні вживати сіль, у яку додано калій йодид (КІ) — йодовану сіль.

Вміст Флуору (F) у кількості від 0,7 до 1 мг/л сприяє нормальному розвитку і мінералізації кісток і зубів. Надходження в організм підвищеної кількості фтору (понад 1,5 мг/л) викликає захворювання флюороз — ураження емалі зубів у вигляді пігментованих жовтих і коричневих плям. За вмісту фтору у воді більше 5 мг/дм³ відбувається ураження не тільки зубів, але й кісток і суглобів. Недостатня кількість фтору у воді (менше 0,7 мг/л) призводить до розвитку іншого захворювання зубів — карієсу (гнилі зуби).

За вживання води зі збільшеним умістом нітратів (солей нітратної кислоти) розвивається токсичний ціаноз (метгемоглобінемія). Найчастіше токсичним ціанозом хворіють діти, яким молочні суміші готують на воді, де вміст нітратів перевищує 45 мг/л. Нітрати в травному каналі дітей з допомогою мікрофлори відновлюються до нітритів, які, всмоктуючись у кров і сполучаючись із гемоглобіном, утворюють метгемоглобін, не здатний переносити кисень. Таким чином знижується вміст кисню в крові й настає кисневе голодування все це проявляється ціанозом слизових оболонок очей, губ і шкіри.

3. Забруднення води: хімічне та біологічне

Токсичні речовини, розчинені у воді, є причиною виникнення серцево-судинних захворювань, розладів травлення, злоякісних новоутворень. У світі виробляється до 100 тисяч хімічних сполук, 15 тисяч з яких є потенційно отруйними. До 80 % усіх хімічних сполук, що надходять у зовнішнє середовище, з часом потрапляють у водойми та джерела.

У водойми скидають технічні промислові відходи, що містять нафтопродукти, феноли, легкоокисні органічні речовини, анілін, формальдегід, солі багатьох важких металів (Кадмію, Плюмбуму, Алюмінію, Нікелю, Мангану, Цинку та ін.). Підземні води також забруднюються нафтопродуктами, важкими металами, пестицидами, які надходять зі стічними водами у водоносні горизонти, а також детергентами (складними хімічними сполуками, що входять до складу синтетичних миючих засобів).

Окрім хімічного, існує біологічне забруднення води. До захворювань, що поширюються водним шляхом, належать холера, бактеріальна дизентерія, черевний тиф, сальмонельози, туляремія, вірусний ентерит, вірусний гепатит А, віруси поліомієліту, різні адено- й ентеровіруси. Вода може стати також джерелом зараження людини внутрішніми паразитами — гельмінтами.

Коротко законспектуйте вищеподані теми. Складіть до кожної з них по п’ять запитань з відповіддю «так», або «ні». 

26.03.2021

Практична робота № 1

Тема: Складання схем обміну вуглеводів, ліпідів та білків у ор­ганізмі людини

Мета: навчитися складати схеми обміну вуглеводів, ліпідів та білків у організмі людини.

Обладнання і матеріали: таблиця «Обмін речовин», додаткова інформація про обмін вуглеводів, ліпідів та білків в організмі людини.

 

Хід роботи

1.Складіть схему обміну вуглеводів у організмі людини. Позна­чте послідовні стадії та напрями перетворень.

 

2.Складіть схему обміну ліпідів у організмі людини. Позначте послідовні стадії та напрями перетворень.

 

3.Складіть схему обміну білків у організмі людини. Позначте послідовні стадії та напрями перетворень.     

                 

 

4. Сформулюйте висновок про особливості обміну речовин (білків, ліпідів, вуглеводів) в організмі людини.

 

1. Обмін речовин складається з процесів ______ та _______.     

2. Основними поживними речовинами є _______, _____ та________.

3. процеси дисиміляції у людини починаються в ______.

4. Головним джерелом енергії для людини є ________.

5. Полісахариди розщеплюються до _______.

6. Основним джерелом енергії для людини є моносахарид ______, її розповсюджує кров.

7. Процес розщеплення жирів називається _________.

8. Розщеплення білків до ________ починається в _________.

9. З отриманих _______ у ході ________ організм утворює власні білки.

 

Висновок: під час обміну речовин відбувається розщеплення складних органічних сполук — білків, ліпідів та вуглеводів, що потрапили у клітину, на простіші, з яких частина використовуєть­ся для синтезу необхідних організму речовин, а частина зазнає по­вного розщеплення до кінцевих продуктів метаболізму (Н₂0, С0₂, NH3). Ці процеси забезпечують енергетичні потреби організму на здійснення та регуляцію життєвих функцій, а також оновлюють його хімічний склад.

Тема: Вітаміни, їх роль в обміні речовин

Які особливості вітамінів визначають їхнє значення?

ВІТАМІНИ (від лат. vitae — життя та amin — амін) — біологічно активні речовини різної хімічної природи, необхідні в невеликих кількостях для нормального обміну речовин і життєдіяльності живих організмів. Вітаміни не виконують в організмі ані енергетичної, ані структурної функції, але є необхідними для обміну речовин і перетворення енергії 

Існування і значення вітамінів для життя наприкінці минулого століття встановив М. І. Лунін (1881). Пізніше польський хімік К. Функ (1912) назвав речовину, що виділили з висівок, «вітаміном», оскільки її молекула містила аміногрупу. Ця назва збережена до цього часу, хоча Нітроген є не в усіх вітамінах. У 1913 р. американський біохімік Е. В. Макколлум запропонував називати вітаміни літерами латинської абетки. Нідерландський лікар К. Ейкман довів, що захворювання бері-бері спричиняє нестача важливих для організму речовин. Нині відомо близько 50 вітамінів, що їх вивчає наука вітамінологія.

За властивостями вітаміни поділяють на водо- та жиророзчинні. Розчинність впливає на всмоктування, транспортування, зберігання та екскрецію вітамінів. Так, гідрофільні вітаміни містяться у соковитих складниках їжі, а гідрофобні — в жирах і оліях. Водорозчинні вітаміни всмоктуються безпосередньо в кров, жиророзчинні потрапляють спочатку в лімфу, а потім у кров і переносяться транспортними білками. У клітинах водорозчинні вітаміни вільно циркулюють у цитоплазмі, в той час як жиророзчинні депонуються у вигляді включень. Невеликий надлишок водорозчинних вітамінів може легко виводитись через органи виділення. Через те що жиророзчинні вітаміни накопичуються в тілі, їх вживають у відносно великих кількостях час від часу, щоб задовольнити потреби організму, а ось водорозчинні мають надходити регулярно.

Автотрофні мікроорганізми й зелені рослини синтезують вітаміни самостійно. Не всі вітаміни є обов'язковими для різних видів тварин. Так, вітамін С є необхідним для людини, людиноподібних мавп і морських свинок, а для кроликів, щурів, мишей він не є вітаміном, оскільки синтезується в організмі. Гетеротрофні організми використовують синтезовані вітаміни в складі їжі або вступають в мутуалістичні відносини з організмами, здатними їх утворювати. І лише деякі вітаміни можуть синтезуватися в клітинах гетеротрофів. Так, у клітинах росткового шару шкіри людини синтезується вітамін D, у клітинах печінки утворюються вітаміни В₁ й В₃, але в недостатній кількості. Усі інші вітаміни в організмі людини не синтезуються взагалі, тому мають обов'язково надходити в складі харчових продуктів.

Отже, вітаміни потрібні організму в невеликій кількості, вони є водо- і жиророзчинними; їхнє значення визначається участю в життєво важливих процесах обміну речовин.

Які особливості й значення водорозчинних вітамінів?

Водорозчинні вітаміни є гідрофільними сполуками, що нерозчинні в жирах і органічних розчинниках. Ці вітаміни містять Нітроген, не накопичуються в клітинах і виявляють свою дію в складі ферментів; можуть спричиняти гіповітамінози. До групи водорозчинних вітамінів належать вітаміни В₁ (тіамін), B₂ (рибофлавін), B₃(нікотинова кислота), В₅ (пантотенова кислота), B₆ (піридоксин), B₉ (фолієва кислота), B₁₂ (ціанокобаламін), Н (біотин), С (аскорбінова кислота).

Вітамін В₁ (тіамін, антиневритний) — кристалічна сполука, добре розчинна у воді, стійка проти світла, кисню, нагрівання у кислому середовищі. Тіамін в складі ферментів активно впливає на обмін речовин, а також на нервову регуляцію. Нестача цього вітаміну призводить до захворювання бері-бері.

Вітамін В₂ (рибофлавін, вітамін росту) широко розповсюджений у рослинному світі, синтезується мікроорганізмами. Є попередником флавінових складних ферментів, що беруть участь у регулюванні окисно-відновних процесів. У такий спосіб рибофлавін відіграє важливу роль у вуглеводному, білковому й жировому обміні.

Вітамін В₁₂ (ціанокобаламін, антианемічний) тканинами тварин не утворюється. Його синтез у природі здійснюється тільки мікроорганізмами. Потреби людини й тварин у ньому забезпечуються мікрофлорою кишечнику. Ціанокобаламін входить до складу ферментів синтезу нуклеїнових кислот, є чинником росту й стимулятором гемопоезу, впливає на функції печінки й нервової системи, активує обмін вуглеводів і ліпідів.

Вітамін C (аскорбінова кислота, антискорбутний) — безколірна кристалічні речовина, має кислий смак, розчиняється у воді і руйнується за тривалого кип'ятіння. Міститься в значних кількостях у плодах шипшини, капусті, лимонах, апельсинах, хріні, ягодах, хвої та ін. Відкриття вітаміну С пов'язане із захворюванням під назвою «цинга», або «скорбут». Вітамін C є антиоксидантом, регулює всі види обміну речовин, зсідання крові, регенерацію тканин, синтез колагену, підвищує проникність капілярів, стійкість до інфекцій.

Отже, водорозчинні вітаміни синтезуються переважно рослинами й мікроорганізмами. Ці вітаміни впливають на процеси кровотворення в організмі, у складі ферментів регулюють обмін речовин, підвищують стійкість до інфекцій та ін.

Яке значення жиророзчинних вітамінів для організму людини?

Жиророзчинні вітаміни нерозчинні у воді, але розчиняються в органічних розчинниках, термостійкі й нечутливі до змін рН середовища; можуть накопичуватися в організмі й спричиняти гіпервітамінози. До жиророзчинних вітамінів належать вітаміни А (ретинол), D (кальцифероли), Е (токофероли), К (філохінони).

Вітамін А (ретинол, антиксерофтальмічний) синтезується тільки у тваринних тканинах. Рослини позбавлені цього вітаміну, однак багато з них містять каротин, що є попередником ретинолу. Вітамін А — антиоксидант, регулює процеси зроговіння, бере участь у синтезі родопсину, необхідний для підтримки імунітету й протипухлинного захисту організму. Нестача вітаміну А в організмі людини спричиняє захворювання, відоме як куряча сліпота.

Вітамін D (кальциферол, антирахітний) міститься переважно в організмах тварин й людини. У рослин й грибів є їхні попередники — стерини. Вітамін D чинить гормоноподібну дію, бере участь у метаболізмі Кальцію та Фосфору. У разі нестачі вітаміну D у людини розвиваються рахіт, остеомаляція й деякі форми остеопорозу.

Вітамін Е (токоферол, антистерильний) міститься в рослинних оліях й чинить антиоксидантний вплив. Відсутність цих вітамінів у їжі негативно позначається на здатності організму до розмноження. Через те вітамін Е називають також вітаміном розмноження. Авітаміноз Е порушує обмін речовин.

Вітамін К (філохінон, антигеморагічний) називають вітаміном коагуляції, оскільки підвищує зсідання крові. Крім того, він прискорює загоювання ран і регенерацію тканин після опіків. У людей авітаміноз К трапляється дуже рідко, його синтезують організми кишкової мікрофлори.

Отже, жиророзчинні вітаміни визначають здатність організму до розмноження, забезпечують зсідання крові, регулюють обмін солей, впливають на функцію зору та ін.

Заповніть у робочому зошиті таблицю та зробіть узагальнення щодо ролі вітамінів у метаболізмі клітин та обміні речовин організму людини.

Таблиця. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО ОСНОВНІ ВІТАМІНИ

ВОДОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ		ЖИРОРОЗЧИННІ ВІТАМІНИ
Назва	Функції	Назва	Функції
В1 (тіамін)		D (кальцифероли)
В2 (рибофлавін)		Е (токофероли)
В3 (нікотинова кислота)		К (філохінони)
В5 (пантотенова кислота)		А (ретинол)
В6 (піридоксин)
В9 (Вс, фолієва кислота)
В12 (ціанкобаламін)
Н (біотин)
С (аскорбінова кислота)

 

12.03.2021

Тема: Структури клітин, які забезпечують процеси метаболізму

Структурне забезпечення метаболізму

Значна частина метаболічних процесів відбувається в цитоплазмі клітини. Але в багатьох випадках для цього потрібні особливі структури. Ці структури є органелами клітини.

Органели поділяють на дві великі групи — мембранні й немембранні. Мембранні органели відокремлені від інших частин клітини плазматичними мембранами, які їх укривають. Цих мембран може бути одна (у одномембранних органел) або дві (у двомембранних).

Хоча тою чи іншою мірою в процесах метаболізму задіяні всі структури клітин, але за ступенем важливості їх можна розрізняти. До найбільш важливих відносять рибосоми (немембранні органели), ядро, мітохондрії і пластиди (двомембранні) та ендоплазматичну сітку і комплекс Гольджі (одномембранні).

Рибосоми

Рибосоми синтезують білки з амінокислот. Вони мають складну форму і складаються з двох частин (субодиниць) — великої та малої, — які можуть розпадатися й об’єднуватися знову. До складу субодиниць входять молекули РНК і білків (мал.1).

Рибосоми розташовані в цитоплазмі клітин, на ендоплазматичній сітці, в мітохондріях і пластидах. Їх поділяють на два типи: прокаріотичні (менші за розміром) та еукаріотичні (більші). Рибосоми прокаріотичного типу містяться в клітинах прокаріотів, а також у мітохондріях і пластидах. А рибосоми еукаріотичного типу — в клітинах еукаріотів, у цитоплазмі та на ендоплазматичній сітці. 

Мал. 1. Будова рибосоми й процес синтезу білка 

Мал. 2. Будова ядра

Ядро

Ядро відповідає за збереження, відтворення й реалізацію спадкової інформації. Керує всіма процесами в клітині.

Ядерна оболонка в багатьох місцях пронизана порами. Велика кількість таких пор у мембрані дозволяє легко здійснювати обмін інформацією між ядром і цитоплазмою. Усередині ядра розташовані каріоплазма, хроматин і ядерце. Каріоплазма є напівпрозорим внутрішнім середовищем, у якому відбуваються всі біохімічні реакції (мал. 2).

Мітохондрії

Мітохондрії виробляють енергію в результаті процесів біологічного окиснення. Внутрішня мембрана мітохондрій утворює вирости — кристи. Така будова мембрани дозволяє розмістити на ній багато білкових комплексів, які здійснюють процеси біологічного окиснення. Зовнішня мембрана гладенька. Внутрішнє середовище мітохондрій називається матриксом. Містять рибосоми прокаріотичного типу. У матриксі містяться кільцеві молекули мітохондріальної ДНК (мал. 3).

 

Мал. 3. Будова мітохондрії

Пластиди

Пластиди здійснюють процес фотосинтезу. Вони синтезують необхідні для цього процесу білки. Можуть забезпечувати забарвлення органів рослин і накопичувати резервні речовини.  

Мал. 4. Будова хлоропласта

Мал. 5. Будова ендоплазматичної сітки

Мал. 6. Будова комплексу Гольджі

Внутрішня мембрана пластид може утворювати відокремлені від неї структури у вигляді сплощених мішечків — тилакоїдів (мал.4). Така будова мембрани дозволяє розмістити у них багато білкових комплексів, які здійснюють процеси фотосинтезу. Зовнішня мембрана гладенька. Внутрішнє середовище пластид називається стромою. У ній містяться кільцеві молекули ДНК. Пластиди містять рибосоми прокаріотичного типу. За забарвленням розрізняють зелені (хлоропласти), жовто-помаранчеві або червоні (хромопласти) і знебарвлені (лейкопласти).

Ендоплазматична сітка

Розрізняють два основні типи ендоплазматичної сітки (ЕПС) — агранулярну (гладеньку) і гранулярну (шорстку). Агранулярна ендоплазматична сітка здійснює синтез ліпідів і деяких полісахаридів. Основна функція гранулярної ендоплазматичної сітки — синтез білків. Крім того, вона бере участь у транспорті білків у клітині.

Ендоплазматична сітка складається із системи дрібних вакуолей і канальців, які з’єднані між собою. На мембранах гранулярної ендоплазматичної сітки розташовані рибосоми (мал.5).

Комплекс Гольжі

Ця структура відповідає за модифікацію білків, упаковування синтезованих продуктів у гранули, синтез деяких полісахаридів, формування клітинної мембрани, транспорт речовин, синтезованих у клітині, за її межі.

Комплекс Гольджі утворено системою диктіосом. Вони мають вигляд стовпчиків з 5-20 пласких мембранних мішечків (цистерн), які розподілені в цитоплазмі окремо або з’єднуються в одну структуру (мал.6). Транспорт речовин між ЕПС, комплексом Гольджі та іншими органелами здійснюється переважно за допомогою везикул — невеликих пухирців, які відокремлені від цитозолю мембраною. Везикули можуть як зливатися з цистернами комплексу Гольджі, так і виокремлюватися від них. 

Мал. 7. Транспорт продуктів метаболізму вздовж мікротрубочок цитоскелета

Цитоплазма

Структури цитоплазми клітин також відіграють дуже важливу роль у процесах метаболізму. Особливе значення мають цитозоль та цитоскелет.

Цитозоль (або гіалоплазма) є напіврідкою структурою, щільність якої може змінюватися в досить широких межах залежно від потреб клітини. Він є найбільшою за об’ємом складовою цитоплазми й утворює середовище, в якому відбуваються біохімічні реакції. Саме в цитозолі, наприклад, здійснюються реакції процесу гліколізу.

Значну роль цитозоль відіграє і в процесах синтезу білків. Наприклад, у ссавців у цитозолі синтезується приблизно половина білків клітини. Ще одна важлива функція цієї структури — передача сигналів із зовнішнього середовища до ядра клітини і назад.

Цитоскелет у процесах метаболізму виконує важливу транспортну функцію. За допомогою його мікротрубочок всередині клітини переміщуються, наприклад, продукти метаболізму (мал. 16.7). Для цього вони пакуються в невеличкі ліпідні пухирці (везикули) і за допомогою білків-переносників переміщуються вздовж мікротрубочок з використанням енергії АТФ.

Опрацюйте §22 підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html , зробіть короткий конспект. 

Тема: Роль ферментів у забезпеченні процесів метаболізму клітини та цілісного організму

Одного разу Александр Флемінг (1881—1955) випадково чхнув у чашку Петрі, в якій перебували бактерії, і через декілька днів виявив, що в тих місцях, куди потрапили краплини слини, бактерії було знищено. В результаті був відкритий захисний фермент лізоцим, що є найпоширенішим природним антибіотиком. Першу статтю про це відкриття було опубліковано в 1922 р.

Які особливості ферментів зумовлюють їхнє значення?

ФЕРМЕНТИ (від лат. fermentum — закваска), або ензими, — високоспецифічні білкові молекули, або РНК-молекули, які є біологічними каталізаторами процесів обміну речовин і перетворення енергії у клітинах та організмі. Термін «фермент» запропонував ще в XVII ст. нідерландський хімік і фізіолог Я. ван Гельмонт (1580—1644). Наука про ферменти виокремилася в окрему галузь біохімічної науки — ферментологію (ензимологію), що інтенсивно розвивається в тісному зв'язку з хімією, фізіологією, токсикологією, мікробіологією, генетикою, фармакологією та ін.

Загальними особливостями усіх ферментів є:

• наявність активних (каталітичних) центрів (іл.1) — ділянок, до яких приєднуються молекули субстрату. Ці ділянки у простих ферментах утворюють амінокислоти, а у складних — небілкові частини-кофактори (вітаміни, йони Купруму, Феруму, Магнію);  

Іл.1. Каталітичні (1) та регуляторні (2) центри ферменту

• наявність регуляторних центрів (іл. 1), до яких можуть приєднуватися різні молекули й спричиняти збільшення або зменшення каталітичної активності. Через ці центри на активність ферментів впливають такі регуляторні чинники, як продукти реакцій, гормони, нейромедіатори та ін. Регуляторні чинники, що підвищують активність ферментів, називають активаторами (йони кислот, жовчні кислоти для ліпаз), а ті, що зменшують, — інгібіторами (наприклад, катіони важких металів);

• специфічність, що визначається здебільшого комплементарною відповідністю між ділянкою ферменту й молекулою субстрату;

• залежність активності від певних умов (рН, температури, тиску, концентрації субстрату та ферментів);

• невитратність — прискорюють реакції, але самі при цьому не витрачаються та ін.

Отже, здатність ферментів впливати на швидкість біохімічних реакцій є вирішальною умовою для процесів обміну речовин і перетворення енергії у клітинах та організмах.

Яка біологічна роль ферментів?

За біологічним значенням ферменти поділяють на метаболічні, травні й захисні.

Метаболічні ферменти — група ферментів, що каталізують анаболічні й катаболічні реакції у клітинах. Вони можуть міститися в гіалоплазмі (ферменти бродіння), в ядрі (РНК-полімераза, ДНК-полімераза), в мітохондріях (дегідрогенази й цитохроми дихального ланцюга), на рибосомах (синтетази білків), у хлоропластах (рибулозобіфосфаткарбоксилаза, або РуБісКо, — фермент фіксації СО₂) та ін. У клітинах метаболічні перетворення субстратів здійснюються послідовно декількома ферментами. Кожний з цих ферментів каталізує певну ділянку загального метаболічного шляху. Сукупність ферментів, які каталізують перетворення субстрату через ланцюг послідовних реакцій, називається мультиферментним комплексом (мультиферментною системою). Метаболічні ферменти беруть участь у процесах дихання, росту, подразливості, скорочення м'язів тощо.

Травні ферменти — група ферментів, що розщеплює складні органічні сполуки та їх комплекси до простіших. Ці ферменти в живій природі спостерігаються в лізосомах твариноподібних організмів, секреторних міхурцях грибів, травних секретах комахоїдних рослин, травній системі тварин (іл.2). Травні ферменти належать до групи гідролаз, що каталізують реакції гідролізу. Так, у травному тракті хребетних тварин й людини наявні протеази (каталізують розщеплення білків), ліпази (ферменти розщеплення ліпідів), амілази (ферменти розщеплення вуглеводів), нуклеази (розщеплюють нуклеїнові кислоти до нуклеотидів). 

Іл.2. Непентес — комахоїдна рослина з травними ферментами у глечиках

Серед ферментів є й такі, що захищають від токсичних речовин (наприклад, антиоксидантні ферменти пероксидаза, каталаза й супероксиддисмутаза), від втрат крові (наприклад, ферменти зсідання крові — тромбін, фібрин). Основним захисним ферментом багатьох організмів є лізоцим, що міститься в лейкоцитах, яєчному білку, шкірі, слизових оболонках і рідинах організму (слини, слізної рідини). Лізоцим розщеплює речовини, що є основою клітинної оболонки бактерій і захищає слизові оболонки ока, порожнини рота, кишечнику від інфекцій.

Отже, роль ферментів полягає в забезпеченні метаболізму клітин, перетравлюванні складних речовин до простіших і забезпеченні захисту від несприятливих чинників.

Опрацюйте §19 підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html , зробіть короткий конспект. 

26.02.2021

Тема: Енергетичне забезпечення процесів метаболізму. Способи отримання енергії в різних груп автотрофних та гетеротрофних організмів. 

1. Способи отримання енергії автотрофними та гетеротрофними організмами

Джерелом енергії на планеті Земля є сонячне світло. Енергія сонячного світла, досягаючи поверхні Землі, вловлюється зеленими рослинами, які запасають її у формі хімічних зв’язків між атомами певних сполук, що синтезуються рослинами (наприклад, глюкози). Це перший етап перетворення енергії — фотосинтез. Зелені рослини здійснюють його за допомогою фотосинтетичних ферментів (зокрема, хлорофілу). Фотосинтетичні системи рослин ступінчасто (порціями) поглинають кінетичну енергію електронів. ця хімічна енергія використовується потім для синтезу вуглеводів та інших речовин з карбон (IV) оксиду та води.

Передача енергії на наступний рівень відбувається під час поїдання рослин тваринами або розкладання їх бактеріями. При цьому енергія, що містилась у хімічних зв’язках вуглеводів та інших молекул, під час окиснення цих молекул перетворюється на енергію, що можуть використовувати живі організми.

Кількість вивільненої енергії дорівнює кількості енергії, що витратилася на синтез цих речовин (перший закон термодинаміки). Однак частина цієї енергії перетворюється на тепло, що розсіюється, і таким чином не може бути використана у подальшому (другий закон термодинаміки). Інша частина енергії запасається у формі макроергічних зв’язків аденозинтрифосфатної кислоти (АТФ).

Тварини отримують енергію з їжі. Частина їжі є рослинною (горох, картопля, яблука, груші та ін.). М’ясо (свинина, яловичина, риба та ін.) є їжею тваринного походження. Однак тварини, що є джерелом м’яса, у свою чергу, отримали енергію, поїдаючи рослини.

Таким чином, рослини отримують енергію у вигляді електромагнітного випромінювання Сонця, а тварини використовують енергію, що міститься у хімічних зв’язках органічних молекул, що надходять з їжею.

2. Вивільнення енергії з поживних речовин

Проходить у три фази:

1) Перша фаза — підготовча. Необхідна для перетворення біополімерів, що надходять з їжею, на зручну для отримання енергії форму — мономери. Відбувається за допомогою гідролаз у кишечнику або всередині клітини. Енергетичної цінності ця фаза не має, оскільки таким способом вивільняється лише 1 % енергії, і вона розсіюється у формі теплоти.

2) Друга фаза — частковий розпад мономерів до проміжних продуктів, головним чином до ацетил-КоА та кількох кислот циклу Кребса. У цій фазі вивільняється до 20 % енергії, і це відбувається в анаеробних умовах. частина цієї енергії акумулюється у зв’язках АТФ, а частина розсіюється у вигляді теплоти. Перетворення мономерів відбувається в гіалоплазмі, а завершальні реакції — в мітохондріях.

3) Третя фаза — остаточний розпад поживних речовин до CO₂ та H₂O за участі кисню. ця фаза відбувається з повним вивільненням енергії (приблизно 80 % від усієї енергії хімічних зв’язків). Частина її виділяється у вигляді тепла. Всі реакції цієї фази відбуваються в мітохондріях.

Вивільнення енергії в живій клітині відбувається поступово. Завдяки цьому на різних етапах її вивільнення вона може акумулюватися у зручній для клітині хімічній формі — у вигляді АТФ.

3. Перетворення енергії живими організмами

Розрізняють три основних види перетворення енергії:

1) Енергія сонячного світла поглинається пігментом зелених рослин — хлорофілом і перетворюється в процесі фотосинтезу на хімічну енергію, яка використовується для синтезу з CO₂ та H₂O вуглеводів та інших складних молекул. Хімічна енергія запасається в молекулах вуглеводів та інших речовин у формі енергії зв’язків між атомами.

2) Хімічна енергія вуглеводів та інших біологічних молекул перетворюється в процесі клітинного дихання на енергію макроергічних фосфатних зв’язків АТФ. Такі перетворення енергії відбуваються у мітохондріях.

3) Перетворення енергії АТФ на різні форми енергії, що використовуються клітиною для здійснення різноманітних процесів: хімічних, механічних, електричних, теплових та інших. Частина енергії при цьому розсіюється у вигляді тепла.

4. Використання енергії живими організмами

Енергія, яку отримує організм у процесі метаболізму, як ви вже знаєте, витрачається на здійснення біологічних процесів:

• механічна енергія — рух тіл та здатність здійснювати механічну роботу;

• електрична енергія — енергія взаємодії електрично заряджених часток, рух цих часток в електричному полі;

• осмотична енергія — енергія для пересування молекул проти градієнту концентрації;

• хімічна енергія — енергія взаємодії атомів і молекул.

При цьому значна частина отриманої енергії вивільняється організмом у вигляді тепла і розсіюється у навколишнє середовище.

 Опрацюйте §§16,23 підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html , зробіть короткий конспект.

 Тема: Роль процесів дихання в забезпеченні організмів енергією

Дихання – сукупність процесів, які здійснюють окиснення органічних речовин і отримання енергії для життєдіяльності. В усіх організмів розрізняють зовнішнє та внутрішнє дихання. Зовнішнє дихання, або газообмін – сукупність процесів, які забезпечують обмін газів між організмом і середовищем. Завдяки цим процесам відбувається поглинання за допомогою покривів або спеціалізованих органів дихання кисню і виділення вуглекислого газу. За способом дихання і будовою дихального апарату виділяють такі типи зовнішнього дихання: шкірне, трахейне, зяброве і легеневе. Внутрішнє (клітинне, тканинне) дихання – сукупність біохімічних процесів розщеплення органічних речовин за участю клітинних ферментів, які супроводжуються виділенням енергії. Ця енергія акумулюється у вигляді АТФ і використовується для процесів життєдіяльності клітин і організму в цілому.

У більшості тваринних організмів дихання відбувається за участю дихальної системи, яка забезпечує реалізацію таких основних функцій, як:

■ окисна – надходження в клітини кисню для окисних процесів;

■ видільна – видалення з організму продуктів обміну;

■ теплорегуляторна – регулювання температури тіла через випаровування води з поверхні легень або зігрівання вдихуваного повітря;

■ захисна – слиз та епітелій знешкоджують мікроорганізми, затримують пил;

■ чуттєва – у носовій порожнині містяться нюхові рецептори;

■ звукоутворювальна – гортань містить голосовий апарат, який створює звуки.

Еволюційні аспекти дихальної системи

Дихальна система – сукупність органів для газообміну між організмом і навколишнім середовищем. Розвиваються органи дихання як вгини або вирости зовнішніх покривів чи стінки кишкового тракту. Існує два основних типи органів: водяного дихання (зябра) і повітряного дихання (трахеї і легені). Вперше органи дихання виникли у кільчастих червів (у вигляді зябр).

Порівняльна характеристика органів дихання

Систематична група	Характерні особливості дихання
Найпростіші. Кишковопорожнинні. Плоскі черви. Круглі черви	Газообмін через усю поверхню тіла. Спеціальні органи дихання відсутні. Паразитичні форми – у більшості анаероби
Кільчасті	Зовнішні зябра (багатощетинкові черви) і всією поверхнею
черви	тіла (малощетинкові черви, п'явки)
Молюски	Зябра (двостулкові, головоногі) і легені (черевоногі)
Членистоногі	Зябра (ракоподібні), трахеї і легені (павукоподібні), трахеї (комахи)
Ланцетники	Зяброві щілини в глотці
Риби	Зябра. Додаткові органи для дихання атмосферним повітрям: легені (дводишні риби), лабіринтовий орган (акваріумні рибки макроподи), ділянки ротової порожнини, глотки, задньої кишки, плавальний міхур
Земноводні	Легені (у дорослих – тонкостінні комірчасті мішки), зябра (у личинок) і шкіра (з великою кількістю кровоносних судин). Дихальні шляхи: ніздрі, ротова порожнина, трахейно-гортанна камера
Плазуни	Легені (комірчасті мішки з численими перетинками). Дихальні шляхи: ніздрі, гортань, трахея, 2 бронхи
Птахи	Легені (губчасті тіла з парабронхів і бронхіол). Дихальні шляхи: ніздрі, носова порожнина, верхня гортань, трахея з голосовим апаратом, бронхи. Є повітряні мішки
Ссавці	Легені (альвеолярна будова). Дихальні шляхи: ніздрі, носова порожнина, гортань з голосовими зв'язками, трахея, бронхи 1, 2, 3, 4-го порядків

Отже, еволюція дихальної системи йшла в напрямках: 1) збільшення поверхні дотику з навколишнім середовищем і підвищення проникності стінок; 2) диференціації дихальних шляхів, що зумовлює більш досконале надходження то газообмін повітря.

Складіть 5 тестових запитань до вищевикладеної теми. Фото складених запитань надішліть на електронну адресу gvk.cem@gmail.com

 8.12.2020

Тема: Узагальнення і систематизація знань.

Дайте відповідь на наступні  запитаня:

1. Існування вірусів довів

А   І.Мечников                              В   Л.Пастер                    

Б   Д.Івановський                         Г    І.Павлов

2. Прості віруси складаються з нуклеїнових кислот і

А  ліпідів                                       В білків 

Б   полісахаридів                          Г  вуглеводів

3.  Дозріла частинка віруса називається

А  капсидом                                  В  віріоном

Б   вібріоном                                  Г пріоном

4.  Віруси розмножуються у

А  грунті                                        В клітині-хазяїні

Б  повітрі                                        Г воді

5.  Герпес – це хвороба, яку спричиняють

А гриби                                          В  бактерії

Б  тварини                                      Г  віруси

6.За хімічною природою пріони є

А білками                                      В РНК

Б  вуглеводами                             Г  ДНК

7.  Вірусним захворюванням є

А дизентерія                                   В  СНІД

Б  черевний тиф                             Г   туберкульоз

8. Інфекційні білкові частинки, які спричиняють захворювання нервової системи людини зі смертельним результатом, -- це

А бактеріофаги                              В віроїди

Б  пріони                                         Г власне віруси          

9. Визначте послідовність стадій перебігу вірусної інфекції в організмі.

А  первинна репродукція вірусу в місці проникнення

Б  проникнення вірусу в організм, його локалізація і поширення

В  імунна відповідь

Г  пошкодження чутливих клітин

 Фото відповідей надішліть на електронну адресу    gvk.cem@gmail.com

 Тема: Сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів

Опрацюйте §10, §11 підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html , зробіть короткий конспект.

До даної теми складіть 10  запитаннь з відповіддю «так» або «ні».

Фото запитань надішліть на електронну адресу    gvk.cem@gmail.com

 

10.11.2020

Урок 9

Тема: Роль вірусів в еволюції організмів. Використання вірусів у біологічних методах боротьби зі шкідливими видами.

        Основною рисою вірусів є те, що вони можуть розмножуватися тільки паразитуючи в клітинах зараженого організму. Віруси не мають власного апарату для синтезу органічних молекул, тому для самовідтворення вони використовують ресурси клітини хазяїна. У живій природі існує величезне число різноманітних вірусів, які паразитують в клітинах бактерій, рослин, тварин, у тому числі і людини.

 

  Частіше за все розмноження вірусів в клітинах призводить до загибелі останніх, таким чином, паразитуючи у більше вищих живих організмах, віруси викликають різні захворювання, які можуть закінчитися загибеллю організму. Проте, роль вірусів в живій природі цим не вичерпується. Віруси є важливим чинником еволюції світу живих організмів.

У природі:

■ Віруси регулюють чисельність своїх хазяїв.

■ Віруси є чинником зміни генетичної інформації організмів (з допомогою вірусів відбувається горизонтальне перенесення генів,тобто передача генетичної інформації між особинами різних видів; найбільш ефективними чинниками мінливості геному є ретровіруси, які можуть переносити гени із клітини в клітину різних тварин, наприклад однакові ділянки вірусної ДНК виявлені в геномах миші, кота, свині й людини).

Для людини:

■ Спричинення вірусних захворювань рослин, людини і тварин.

■ Використання в біологічному методі боротьби зі шкідливими видами (наприклад, вірус міксоматозу для боротьби з масовим розмноженням кролів в Австралії).

■ Застосування в генетичній інженерії (наприклад, для перенесення генів у клітини бактерій).

■ Для розпізнавання та лікування бактеріальних захворювань (наприклад, ефективним нині є лікування бактеріозів за допомогою бактеріофагів у поєднанні з антибіотиками, оскільки багато форм патогенних бактерій стають стійкими до певних ліків).

Отже, віруси є необхідною ланкою в структурі живої природи і відіграють як негативну, так і позитивну роль для людини.

 Віруси здатні змінювати генетичну інформацію ураженого організму. Потрапляючи в клітину, вірус вивільняє свою генетичну інформацію, яка включається в генетичний код хазяїна, тим самим змінюючи його. Також, віруси здатні переносити гени або групи генів між організмами, перехрещення яких в природі неможливе. Циркулюючи в природі віруси постійно зазнають різні зміни і мутації, в результаті яких з'являються нові види вірусів. Під тиском природного відбору закріплюються тільки найстійкіші форми вірусів.

Важливо помітити, що живий організм може бути заражений відразу декількома вірусами. У таких випадках можлива генетична взаємодія між вірусами і поява нової рекомбінантної форми вірусу. Так, наприклад, пояснюють виникнення пандемічних штамів вірусу грипу, які утворюються в організмі свиней, заражених одночасно людською і пташиною формою вірусу грипу.

 Віруси відіграють важливу роль в житті людини, оскільки можуть викликати захворювання різного ступеня тяжкості. За епідеміологічними характеристиками, вірусні захворювання ділять на антропонозні, тобто ті, на які хворіє тільки людина (наприклад поліомієліт) і зооантропонозні, - які передаються від тварин людині (наприклад сказ).

 Основними шляхами передачі вірусної інфекції є:

1. Харчовий шлях, при якому вірус потрапляє в організм людини із забрудненими продуктами харчування і водою (вірусний гепатит А, Е та ін.)

2. Парентеральний (чи через кров), при якому вірус потрапляє безпосередньо в кров або внутрішнє середовище людини. Головним чином це відбувається при маніпуляції зараженими хірургічними інструментами або шприцами, при незахищеному статевому контакті, а також трансплацентарний від матері до дитини. Таким шляхом передаються крихкі віруси, що швидко руйнуються в довкіллі (вірус гепатиту В, ВІЛ, вірус сказу та ін.).

3. Дихальний шлях, для якого свойственен повітряно-краплинний механізм передачі, при якому вірус потрапляє в організм людини разом з вдихуваним повітрям, яке містить частки мокроти і слизу викинутих хворою людиною або твариною.

     Це найбільш небезпечний шлях передачі, оскільки з повітрям вірус може переноситися на значні відстані і викликати цілі епідемії. Так передаються віруси грипу, парагрипу, свинки, вітряної віспи та ін. Передача вірусу від тварини людині приводить до виникнення важких захворювань, наприклад таких, як свиний грип. 

     Більшість вірусів мають певну спорідненість до того або іншого органу. Наприклад, віруси гепатиту розмножуються переважно в клітинах печінки. За типом органів-мішеней які вражаються в ході тієї або іншої хвороби розрізняємо наступні види вірусних захворювань : кишкові, респіраторні (дихальні), вражаючі центральну і периферичну нервову систему, внутрішні органи, шкіру і слизові оболонки, посудини, імунну систему і ін.

              Роль вірусів у виникненні невірусних захворювань дуже значна. 

Як вже згадувалося вище, розмноження вірусу в організмі призводить до розвитку того або іншого вірусного захворювання. Проте негативна дія вірусів на організм людини цим не вичерпується. У ряді випадків віруси стають причиною виникнення захворювань абсолютно іншої природи.

На даний момент достовірно відомо що вірус папиломи людини викликає рак шийки матки. Це відбувається через те, що проникаючи в епітелій шийки матки вірус активує гени відповідальні за ракове переродження нормальних клітин.

Противірусний імунітет.

 Проникнення і розмноження в організмі людини вірусів викликає відповідь з боку імунної системи. Противірусна імунна відповідь складається з двох складових: гуморальної і клітинної.

Гуморальний імунітет опосередкований специфічними антитілами, які виробляються клітинами імунної системи у відповідь на присутність в організмі вірусу. У перші дні вірусної інфекції виробляються імуноглобуліни (антитіла) класу IgM. В наступні дні секреція IgM припиняється і їм на зміну приходять антитіла типу IgG, що мають більшу специфічність і активність. Також виробляються антитіла типу IgА, які виділяються на поверхню слизових оболонок і здійснюють локальний захист від вірусів. Визначення специфічних антитіл є важливим діагностичним тестом, що дозволяє з великою точністю визначити наявність тієї або іншої вірусної інфекції і оцінити стан постінфекційного імунітету. 

Клітинний імунітет здійснюється Т-лімфоцитами і макрофагами, які регулюють виділення антитіл і руйнують клітини заражені вірусом, тим самим перешкоджаючи його розмноженню. Після перенесеної вірусної інфекції, в крові людини залишаються клітини імунної системи, що "пам'ятають" вірус. При повторному проникненні в організм того ж вірусу ці клітини швидко розпізнають його і запускають потужну імунну відповідь - в цьому і полягає суть тривалого постінфекційного імунітету. 

 Проте далеко не завжди імунна відповідь організму приносить тільки позитивний ефект. Так, при вірусному гепатиті В, надмірне руйнування клітин печінки відбувається якраз під впливом активованих Т-лімфоцитів, тоді як розмноження самого вірусу не руйнує клітин печінки. Для ВІЛ інфекції властиве глибоке пригнічення імунної системи організму. Це відбувається тому, що однією з мішеней вірусу є лімфоцити Т-помічники, руйнування яких призводить до повного пригнічення опірності організму. 

 

Дайте відповідь на запитання

1.   Які вірусні хвороби ви знаєте?

2.    Яку хворобу називають чумою 21 століття?Які її основні ознаки?

3. Якими шляхами віруси можуть проникати в організм хазяїна? 
4. Як віруси можуть поширюватись в організмі хазяїна? 
5. Які ви знаєте захисні реакції організмів у відповідь на проникнення вірусів? 
6. Які захворювання людини і свійських тварин спричинюють віруси? 
7. Як можна уникнути вірусної інфекції? 
8. Як людина використовує віруси для своїх потреб?

 

10.11.2020

Урок 10

Тема: Прокаріотичні організми: археї. Особливості їхньої організації та функціонування.

Опрацюйте параграф 9 та с38-39 (пункт «Археї») підручника https://pidruchnyk.com.ua/1132-biologiya-ekologiya-10-klas-anderson.html  

Зробіть короткий конспект  параграфа 9.

До пункту «Археї» складіть 5  запитаннь з відповіддю «так» або «ні», наприклад:

1. Археї (Архебактерії) – група прокаріотів, які були виявлені в різних середовищах, в тому числі і екстремальних ( в гейзерах, в Мертвому морі, тощо).   (Так.)

2. У архей  є ядро та мембранні органели. (Ні.)  

 Складені запитання надсилайте на електронну адресу    gvk.cem@gmail.com