Składniki odżywcze – białka, węglowodany, tłuszcze, witaminy, mikroelementy. Chemiczna organizacja komórek: substancje organiczne, makro- i mikroelementy Lipidy: budowa i funkcje

Składniki odżywcze i ich znaczenie

Ciało człowieka składa się z białek (19,6%), tłuszczów (14,7%), węglowodanów (1%), składników mineralnych (4,9%), wody (58,8%). Nieustannie zużywa te substancje, aby wytworzyć energię niezbędną do funkcjonowania narządów wewnętrznych, utrzymać ciepło i przeprowadzić wszystkie procesy życiowe, w tym pracę fizyczną i umysłową. Jednocześnie następuje odbudowa i tworzenie komórek i tkanek, z których zbudowany jest organizm ludzki, a zużywana energia jest uzupełniana substancjami dostarczanymi z pożywieniem. Do takich substancji zaliczają się białka, tłuszcze, węglowodany, minerały, witaminy, woda itp., jak się je nazywa żywność. W związku z tym pożywienie dla organizmu jest źródłem energii i tworzyw sztucznych (budowlanych).

Wiewiórki

Są to złożone organiczne związki aminokwasów, do których zalicza się węgiel (50-55%), wodór (6-7%), tlen (19-24%), azot (15-19%), ale mogą także zawierać fosfor, siarkę , żelazo i inne pierwiastki.

Białka są najważniejszymi substancjami biologicznymi organizmów żywych. Służą jako główny materiał plastyczny, z którego zbudowane są komórki, tkanki i narządy ludzkiego ciała. Białka stanowią podstawę hormonów, enzymów, przeciwciał i innych formacji, które pełnią złożone funkcje w życiu człowieka (trawienie, wzrost, reprodukcja, odporność itp.) Oraz przyczyniają się do prawidłowego metabolizmu witamin i soli mineralnych w organizmie. Białka biorą udział w tworzeniu energii, szczególnie w okresach dużego wydatku energetycznego lub gdy w diecie jest niedostateczna ilość węglowodanów i tłuszczów, pokrywających 12% całkowitego zapotrzebowania energetycznego organizmu. Wartość energetyczna 1 g białka wynosi 4 kcal. Przy braku białek w organizmie dochodzi do poważnych zaburzeń: wolniejszy wzrost i rozwój dzieci, zmiany w wątrobie dorosłych, aktywność gruczołów dokrewnych, skład krwi, osłabienie aktywności umysłowej, zmniejszona wydajność i odporność na choroby zakaźne. Białko w organizmie człowieka powstaje w sposób ciągły z aminokwasów wchodzących do komórek w wyniku trawienia białka spożywczego. Do syntezy białek ludzkich potrzebne jest białko spożywcze w określonej ilości i o określonym składzie aminokwasów. Obecnie znanych jest ponad 80 aminokwasów, z czego 22 występują najczęściej w żywności. Ze względu na wartość biologiczną aminokwasy dzielą się na niezbędne i nieistotne.

Niezastąpiony osiem aminokwasów – lizyna, tryptofan, metionina, leucyna, izoleucyna, walina, treonina, fenyloalanina; W przypadku dzieci potrzebna jest również histydyna. Aminokwasy te nie są syntetyzowane w organizmie i muszą być dostarczane z pożywieniem w określonej proporcji, tj. zrównoważony. Wymienny aminokwasy (arginina, cystyna, tyrozyna, alanina, seryna itp.) mogą być syntetyzowane w organizmie człowieka z innych aminokwasów.

Wartość biologiczna białka zależy od zawartości i równowagi niezbędnych aminokwasów. Im więcej zawiera niezbędnych aminokwasów, tym jest cenniejszy. Nazywa się białko zawierające wszystkie osiem niezbędnych aminokwasów pełnoprawny.Źródłem pełnowartościowego białka są wszystkie produkty pochodzenia zwierzęcego: nabiał, mięso, drób, ryby, jaja.

Dzienne spożycie białka dla osób w wieku produkcyjnym wynosi zaledwie 58-117 g, w zależności od płci, wieku i charakteru pracy. Białka zwierzęce powinny stanowić 55% dziennego zapotrzebowania.

Stan metabolizmu białek w organizmie ocenia się na podstawie bilansu azotowego, tj. poprzez równowagę pomiędzy ilością azotu wprowadzanego z białkami pożywienia i wydalanego z organizmu. Zdrowi dorośli, którzy odżywiają się prawidłowo, mają równowagę azotową. Rosnące dzieci, młodzież, kobiety w ciąży i karmiące piersią mają dodatni bilans azotowy, ponieważ białko z pożywienia przechodzi do tworzenia nowych komórek, a wprowadzenie azotu z pokarmami białkowymi przeważa nad jego usunięciem z organizmu. W czasie postu, choroby, gdy białka w pożywieniu nie starcza, obserwuje się ujemny bilans, tj. więcej azotu jest wydalane niż wprowadzane, brak białek w pożywieniu prowadzi do rozkładu białek w narządach i tkankach.

Tłuszcze

Są to złożone związki organiczne składające się z gliceryny i kwasów tłuszczowych, które zawierają węgiel, wodór i tlen. Tłuszcze są uważane za niezbędne składniki odżywcze i są niezbędnym składnikiem zbilansowanej diety.

Fizjologiczne znaczenie tłuszczu jest zróżnicowane. Tłuszcz wchodzi w skład komórek i tkanek jako tworzywo sztuczne i jest wykorzystywany przez organizm jako źródło energii (30% całkowitego zapotrzebowania

ciało w energii). Wartość energetyczna 1 g tłuszczu wynosi 9 kcal. Tłuszcze dostarczają organizmowi witamin A i D, substancji biologicznie czynnych (fosfolipidy, tokoferole, sterole), nadają potrawom soczystość i smak, podwyższają jego wartość odżywczą, powodując uczucie sytości.

Pozostała część napływającego tłuszczu po pokryciu potrzeb organizmu odkłada się w tkance podskórnej w postaci podskórnej warstwy tłuszczowej oraz w tkance łącznej otaczającej narządy wewnętrzne. Zarówno tłuszcz podskórny, jak i wewnętrzny stanowią główną rezerwę energetyczną (tłuszcz zapasowy) i są wykorzystywane przez organizm podczas intensywnej pracy fizycznej. Podskórna warstwa tłuszczu chroni organizm przed wychłodzeniem, a tłuszcz wewnętrzny chroni narządy wewnętrzne przed wstrząsami, wstrząsami i przemieszczeniami. Przy braku tłuszczu w diecie obserwuje się szereg zaburzeń ze strony ośrodkowego układu nerwowego, osłabia mechanizmy obronne organizmu, zmniejsza się synteza białek, zwiększa się przepuszczalność naczyń włosowatych, spowalnia wzrost itp.

Tłuszcz ludzki powstaje z glicerolu i kwasów tłuszczowych, które dostają się do limfy i krwi z jelit w wyniku trawienia tłuszczów spożywczych. Do syntezy tego tłuszczu potrzebne są tłuszcze dietetyczne zawierające różnorodne kwasy tłuszczowe, których obecnie znanych jest 60. Kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone lub nasycone (tj. skrajnie nasycone wodorem) oraz nienasycone i nienasycone.

Nasycony kwasy tłuszczowe (stearynowy, palmitynowy, kapronowy, masłowy itp.) mają niskie właściwości biologiczne, są łatwo syntetyzowane w organizmie, niekorzystnie wpływają na metabolizm tłuszczów, pracę wątroby, przyczyniają się do rozwoju miażdżycy, gdyż zwiększają poziom cholesterolu w organizmie krew. Te kwasy tłuszczowe występują w dużych ilościach w tłuszczach zwierzęcych (jagnięcina, wołowina) i niektórych olejach roślinnych (kokos), co powoduje ich wysoką temperaturę topnienia (40-50°C) i stosunkowo niską strawność (86-88%).

Nienasycone kwasy tłuszczowe (oleinowy, linolowy, linolenowy, arachidonowy itp.) są związkami biologicznie aktywnymi, zdolnymi do utleniania i dodawania wodoru i innych substancji. Najbardziej aktywne z nich to: kwas linolowy, linolenowy i arachidonowy, zwane wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi. Ze względu na swoje właściwości biologiczne zaliczane są do substancji witalnych i nazywane są witaminą F. Biorą czynny udział w metabolizmie tłuszczów i cholesterolu, zwiększają elastyczność i zmniejszają przepuszczalność naczyń krwionośnych oraz zapobiegają tworzeniu się skrzepów krwi. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe nie są syntetyzowane w organizmie człowieka i muszą być wprowadzane wraz z tłuszczami z pożywienia. Występują w tłuszczu wieprzowym, oleju słonecznikowym i kukurydzianym oraz oleju rybnym. Tłuszcze te charakteryzują się niską temperaturą topnienia i wysoką strawnością (98%).

Wartość biologiczna tłuszczu zależy również od zawartości różnych rozpuszczalnych w tłuszczach witamin A i D (olej rybny, masło), witaminy E (oleje roślinne) oraz substancji tłuszczopodobnych: fosfatydów i steroli.

Fosfatydy są substancjami najbardziej biologicznie czynnymi. Należą do nich lecytyna, cefalina itp. Wpływają na przepuszczalność błon komórkowych, metabolizm, wydzielanie hormonów i krzepnięcie krwi. Fosfatydy znajdują się w mięsie, żółtku jaja, wątrobie, tłuszczach dietetycznych i kwaśnej śmietanie.

Sterole są składnikiem tłuszczów. W tłuszczach roślinnych występują one w postaci beta sterolu i ergosterolu, które wpływają na profilaktykę miażdżycy.

Tłuszcze zwierzęce zawierają sterole w postaci cholesterolu, który zapewnia prawidłowy stan komórek, uczestniczy w tworzeniu komórek rozrodczych, kwasów żółciowych, witaminy D 3 itp.

Ponadto cholesterol powstaje w organizmie człowieka. Przy prawidłowym metabolizmie cholesterolu ilość cholesterolu przyjmowanego z pożywienia i syntetyzowanego w organizmie jest równa ilości cholesterolu, który rozkłada się i jest wydalany z organizmu. Na starość, a także przy przeciążeniu układu nerwowego, nadwadze i siedzącym trybie życia, metabolizm cholesterolu zostaje zakłócony. W tym przypadku cholesterol zawarty w diecie zwiększa jego zawartość we krwi, co prowadzi do zmian w naczyniach krwionośnych i rozwoju miażdżycy.

Dzienna stawka spożycia tłuszczu dla osób pracujących wynosi zaledwie 60-154 g, w zależności od wieku, płci, rodzaju piersi i warunków klimatycznych obszaru; Spośród nich tłuszcze pochodzenia zwierzęcego powinny stanowić 70%, a tłuszcze roślinne - 30%.

Węglowodany

Są to związki organiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu, syntetyzowane w roślinach z dwutlenku węgla i wody pod wpływem energii słonecznej.

Węglowodany, posiadające zdolność utleniania, stanowią główne źródło energii wykorzystywanej w procesie pracy mięśni człowieka. Wartość energetyczna 1 g węglowodanów wynosi 4 kcal. Pokrywają 58% całkowitego zapotrzebowania energetycznego organizmu. Ponadto węglowodany są częścią komórek i tkanek, zawarte we krwi oraz w postaci glikogenu (skrobi zwierzęcej) w wątrobie. W organizmie jest niewiele węglowodanów (do 1% masy ciała człowieka). Dlatego, aby pokryć koszty energii, należy je stale uzupełniać pożywieniem.

Jeżeli w diecie brakuje węglowodanów podczas intensywnego wysiłku fizycznego, energia powstaje z tłuszczu zmagazynowanego, a następnie z białka znajdującego się w organizmie. Gdy w diecie występuje nadmiar węglowodanów, rezerwa tłuszczu jest uzupełniana w wyniku konwersji węglowodanów w tłuszcz, co prowadzi do wzrostu masy ciała człowieka. Źródłem węglowodanów dla organizmu są produkty roślinne, w których występują one w postaci monosacharydów, disacharydów i polisacharydów.

Monosacharydy to najprostsze węglowodany, słodkie w smaku, rozpuszczalne w wodzie. Należą do nich glukoza, fruktoza i galaktoza. Szybko wchłaniają się z jelit do krwi i są wykorzystywane przez organizm jako źródło energii, do tworzenia glikogenu w wątrobie, odżywiania tkanki mózgowej, mięśni oraz utrzymywania wymaganego poziomu cukru we krwi.

Disacharydy (sacharoza, laktoza i maltoza) to węglowodany o słodkim smaku, rozpuszczalne w wodzie, które w organizmie człowieka rozkładają się na dwie cząsteczki monosacharydów, tworząc glukozę i fruktozę z sacharozy, glukozę i galaktozę z laktozy oraz dwie cząsteczki glukozy z maltozy..

Mono- i disacharydy są łatwo wchłaniane przez organizm i szybko pokrywają koszty energii podczas intensywnego wysiłku fizycznego. Nadmierne spożycie węglowodanów prostych może prowadzić do wzrostu poziomu cukru we krwi, a w konsekwencji do negatywnego wpływu na pracę trzustki, rozwoju miażdżycy i otyłości.

Polisacharydy to węglowodany złożone, składające się z wielu cząsteczek glukozy, nierozpuszczalne w wodzie i posiadające niesłodzony smak. Należą do nich skrobia, glikogen i błonnik.

Skrobia w organizmie człowieka pod wpływem enzymów znajdujących się w sokach trawiennych ulega rozkładowi do glukozy, stopniowo zaspokajając zapotrzebowanie organizmu na energię przez długi czas. Dzięki skrobi wiele produktów ją zawierających (chleb, płatki zbożowe, makarony, ziemniaki) powoduje uczucie sytości.

Glikogen dostaje się do organizmu ludzkiego w małych dawkach, ponieważ jest zawarty w małych ilościach w żywności pochodzenia zwierzęcego (wątroba, mięso).

Celuloza w organizmie człowieka nie ulega trawieniu ze względu na brak enzymu celulozowego w sokach trawiennych, ale przechodząc przez narządy trawienne pobudza motorykę jelit, usuwa cholesterol z organizmu, stwarza warunki do rozwoju pożytecznych bakterii, tym samym promowanie lepszego trawienia i wchłaniania pokarmu. Wszystkie produkty roślinne zawierają błonnik (od 0,5 do 3%).

Pektyna substancje (węglowopodobne), dostające się do organizmu człowieka wraz z warzywami i owocami, stymulują proces trawienia i sprzyjają usuwaniu szkodliwych substancji z organizmu. Należą do nich protopektyna – występująca w błonach komórkowych świeżych warzyw i owoców, nadająca im sztywność; pektyna jest substancją galaretowatą występującą w soku komórkowym warzyw i owoców; kwasy pektynowe i pektynowe, które nadają owocom i warzywom kwaśny smak. Dużo substancji pektynowych jest w jabłkach, śliwkach, agrescie i żurawinie.

Dzienna norma spożycia węglowodanów dla osób pracujących wynosi zaledwie 257-586 g, w zależności od wieku, płci i charakteru pracy.

Witaminy

Są to niskocząsteczkowe substancje organiczne o różnym charakterze chemicznym, które pełnią funkcję biologicznych regulatorów procesów życiowych w organizmie człowieka.

Witaminy uczestniczą w normalizacji metabolizmu, w tworzeniu enzymów i hormonów, stymulują wzrost, rozwój i gojenie organizmu.

Mają ogromne znaczenie w tworzeniu tkanki kostnej (wit. D), skóry (wit. A), tkanki łącznej (wit. C), w rozwoju płodu (wit. E), w procesie hematopoezy ( wit. B | 2, B 9 ) itp.

Witaminy zostały po raz pierwszy odkryte w produktach spożywczych w 1880 roku przez rosyjskiego naukowca N.I. Łunina. Obecnie odkryto ponad 30 rodzajów witamin, z których każdy ma nazwę chemiczną, a wiele z nich ma oznaczenie literowe alfabetu łacińskiego (C - kwas askorbinowy, B - tiamina itp.). Niektóre witaminy nie są syntetyzowane w organizmie i nie są magazynowane, dlatego należy je podawać z pożywieniem (C, B, P). Niektóre witaminy można syntetyzować

korpus (B 2, B 6, B 9, PP, K).

Brak witamin w diecie powoduje chorobę zwaną niedobory witamin. Przyczyną może być niedostateczna podaż witamin z pożywienia hipowitaminoza, które objawiają się drażliwością, bezsennością, osłabieniem, obniżoną zdolnością do pracy i odpornością na choroby zakaźne. Nadmierne spożycie witamin A i D prowadzi do zatrucia organizmu, tzw hiperwitaminoza.

W zależności od rozpuszczalności wszystkie witaminy dzielą się na: 1) rozpuszczalne w wodzie C, P, B1, B2, B6, B9, PP itp.; 2) rozpuszczalne w tłuszczach - A, D, E, K; 3) substancje witaminopodobne - U, F, B 4 (cholina), B 15 (kwas pangamowy) itp.

Witamina C (kwas askorbinowy) odgrywa ważną rolę w procesach redoks organizmu i wpływa na metabolizm. Brak tej witaminy zmniejsza odporność organizmu na różne choroby. Jej brak prowadzi do szkorbutu. Dzienne spożycie witaminy C wynosi 70-100 mg. Występuje we wszystkich produktach roślinnych, zwłaszcza w owocach róży, czarnych porzeczkach, czerwonej papryce, pietruszce i koperku.

Witamina P (bioflawonoid) wzmacnia naczynia włosowate i zmniejsza przepuszczalność naczyń krwionośnych. Występuje w tych samych produktach spożywczych, co witamina C. Dzienne spożycie wynosi 35-50 mg.

Witamina B (tiamina) reguluje pracę układu nerwowego oraz bierze udział w metabolizmie, szczególnie węglowodanów. W przypadku niedoboru tej witaminy obserwuje się zaburzenie układu nerwowego. Zapotrzebowanie na witaminę B wynosi 1,1-2,1 mg dziennie. Witaminę tę można znaleźć w żywności pochodzenia zwierzęcego i roślinnego, zwłaszcza w produktach zbożowych, drożdżach, wątrobie i wieprzowinie.

Witamina B2 (ryboflawina) bierze udział w metabolizmie, wpływa na wzrost i wzrok. Przy braku witaminy pogarsza się funkcja wydzielania żołądka, wzrok i stan skóry. Dzienne spożycie wynosi 1,3-2,4 mg. Witaminę tę można znaleźć w drożdżach, pieczywie, kaszy gryczanej, mleku, mięsie, rybach, warzywach i owocach.

Witamina PP (kwas nikotynowy) wchodzi w skład niektórych enzymów i bierze udział w metabolizmie. Brak tej witaminy powoduje zmęczenie, osłabienie i drażliwość. W przypadku jego braku rozwija się choroba pelagra („szorstka skóra”). Dzienna dawka spożycia wynosi 14-28 mg. Witamina PP występuje w wielu produktach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego i może być syntetyzowana w organizmie człowieka z aminokwasu tryptofanu.

Witamina B 6 (pirydoksyna) bierze udział w metabolizmie. Przy braku tej witaminy w pożywieniu obserwuje się zaburzenia układu nerwowego, zmiany w stanie skóry i naczyń krwionośnych. Dzienna dawka witaminy B6 wynosi 1,8-2 mg. Występuje w wielu produktach spożywczych. Dzięki zbilansowanej diecie organizm otrzymuje wystarczającą ilość tej witaminy.

Witamina B 9 (kwas foliowy) bierze udział w hematopoezie i metabolizmie w organizmie człowieka. Przy braku tej witaminy rozwija się anemia. Jego wskaźnik spożycia wynosi 0,2 mg dziennie. Występuje w sałacie, szpinaku, pietruszce i zielonej cebuli.

Witamina B12 (kobalamina) ma ogromne znaczenie w hematopoezie i metabolizmie. Z braku tej witaminy u ludzi rozwija się niedokrwistość złośliwa. Jego wskaźnik spożycia wynosi 0,003 mg dziennie. Występuje wyłącznie w żywności pochodzenia zwierzęcego: mięsie, wątrobie, mleku, jajach.

Witamina B 15 (kwas pangamowy) wpływa na funkcjonowanie układu sercowo-naczyniowego i procesy oksydacyjne w organizmie. Dzienne zapotrzebowanie na tę witaminę wynosi 2 mg. Występuje w drożdżach, wątrobie i otrębach ryżowych.

Cholina bierze udział w metabolizmie białek i tłuszczów w organizmie. Brak choliny przyczynia się do uszkodzenia nerek i wątroby. Jego wskaźnik spożycia wynosi 500 - 1000 mg dziennie. Występuje w wątrobie, mięsie, jajach, mleku i zbożach.

Witamina A (retinol) wspomaga wzrost i rozwój układu kostnego, wpływa na wzrok, skórę i błony śluzowe, zwiększa odporność organizmu na choroby zakaźne. Jeśli jest jej niedobór, wzrost spowalnia, wzrok słabnie, a włosy wypadają. Występuje w produktach pochodzenia zwierzęcego: oleju rybnym, wątrobie, jajach, mleku, mięsie. Żółto-pomarańczowe pokarmy roślinne (marchew, pomidory, dynia) zawierają prowitaminę A – karoten, który w organizmie człowieka pod wpływem tłuszczu spożywczego przekształca się w witaminę A.

Witamina D (kalcyferol) bierze udział w tworzeniu tkanki kostnej, działa pobudzająco

wysokość. Z braku tej witaminy u dzieci rozwija się krzywica, a u dorosłych zmiany w tkance kostnej. Witamina D syntetyzowana jest z prowitaminy obecnej w skórze pod wpływem promieni ultrafioletowych. Występuje w rybach, wątrobie wołowej, maśle, mleku, jajach. Dzienne spożycie witaminy wynosi 0,0025 mg.

Witamina E (tokoferol) bierze udział w funkcjonowaniu gruczołów dokrewnych, wpływa na procesy rozrodcze i układ nerwowy. Wskaźnik spożycia wynosi 8-10 mg dziennie. Dużo go jest w olejach roślinnych i zbożach. Witamina E chroni tłuszcze roślinne przed utlenianiem.

Witamina K (filochinon) wpływa na krzepliwość krwi. Jego dzienne zapotrzebowanie wynosi 0,2-0,3 mg. Zawarty w zielonych liściach sałaty, szpinaku, pokrzywy. Witamina ta jest syntetyzowana w jelicie człowieka.

Witamina F (kwasy tłuszczowe linolowy, linolenowy, arichidonowy) bierze udział w metabolizmie tłuszczów i cholesterolu. Wskaźnik spożycia wynosi 5-8 g dziennie. Zawarty w smalcu i oleju roślinnym.

Witamina U wpływa na pracę gruczołów trawiennych i wspomaga gojenie wrzodów żołądka. Zawarty w soku ze świeżej kapusty.

Zachowanie witamin podczas gotowania. Podczas przechowywania i obróbki kulinarnej produktów spożywczych ulegają zniszczeniu niektóre witaminy, zwłaszcza witamina C. Do negatywnych czynników zmniejszających aktywność witaminy C w warzywach i owocach zalicza się: światło słoneczne, tlen z powietrza, wysoka temperatura, środowisko zasadowe, wysoka wilgotność powietrza i woda , który zawiera witaminę, dobrze się rozpuszcza. Enzymy zawarte w produktach spożywczych przyspieszają proces jego niszczenia.

Witamina C ulega znacznemu zniszczeniu podczas przygotowywania przecierów warzywnych, kotletów, zapiekanek, gulaszy i tylko nieznacznie podczas smażenia warzyw na tłuszczu. Wtórne podgrzewanie potraw warzywnych i ich kontakt z utleniającymi się częściami urządzeń technologicznych prowadzi do całkowitego zniszczenia tej witaminy. Witaminy z grupy B w dużej mierze zachowują się podczas gotowania. Należy jednak pamiętać, że środowisko zasadowe niszczy te witaminy, dlatego nie należy dodawać sody oczyszczonej podczas gotowania roślin strączkowych.

Aby poprawić wchłanianie karotenu, należy spożywać wszystkie pomarańczowo-czerwone warzywa (marchew, pomidory) z tłuszczem (śmietana, olej roślinny, sos mleczny) i dodawać je podsmażone do zup i innych potraw.

Wzmocnienie żywności.

Obecnie w placówkach gastronomicznych dość powszechnie stosuje się metodę sztucznego wzbogacania gotowej żywności.

Gotowe pierwsze i trzecie danie przed podaniem wzbogaca się kwasem askorbinowym. Kwas askorbinowy wprowadza się do naczyń w postaci proszku lub tabletek, uprzednio rozpuszczonych w niewielkiej ilości pożywienia. W stołówkach dla pracowników niektórych zakładów chemicznych organizuje się wzbogacanie żywności w witaminy C, B, PP w celu zapobiegania chorobom związanym z zagrożeniami produkcyjnymi. Wodny roztwór tych witamin, 4 ml na porcję, dodaje się codziennie do przygotowanej żywności.

Przemysł spożywczy produkuje produkty wzbogacane: mleko i kefir wzbogacane witaminą C; margaryna i mąka dla dzieci wzbogacona witaminami A i D, masło wzbogacone karotenem; chleb, mąka premium, wzbogacona witaminami B r B 2, PP itp.

Minerały

Substancje mineralne lub nieorganiczne uważane są za niezbędne, uczestniczą w procesach życiowych zachodzących w organizmie człowieka: budowie kości, utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej, składzie krwi, normalizacji gospodarki wodno-solnej, działaniu układu nerwowego.

W zależności od ich zawartości w organizmie minerały dzielą się na:

makroelementy, występują w znacznych ilościach (99% całkowitej ilości minerałów zawartych w organizmie): wapń, fosfor, magnez, żelazo, potas, sód, chlor, siarka.

Mikroelementy, zawarte w organizmie człowieka w małych dawkach: jod, fluor, miedź, kobalt, mangan;

ultramikroelementy, zawarte w organizmie w śladowych ilościach: złoto, rtęć, rad itp.

Wapń bierze udział w budowie kości, zębów i jest niezbędny do normalnej aktywności nerwowej.

układ, serce, wpływa na wzrost. Produkty mleczne, jaja, kapusta i buraki są bogate w sole wapnia. Dzienne zapotrzebowanie organizmu na wapń wynosi 0,8 g.

Fosfor bierze udział w metabolizmie białek i tłuszczów, w tworzeniu tkanki kostnej, wpływa na centralny układ nerwowy. Zawarty w produktach mlecznych, jajach, mięsie, rybach, pieczywie, roślinach strączkowych. Zapotrzebowanie na fosfor wynosi 1,2 g dziennie.

Magnez wpływa na czynność nerwową, mięśniową i sercową oraz ma właściwości rozszerzające naczynia krwionośne. Zawarty w pieczywie, zbożach, roślinach strączkowych, orzechach, kakao w proszku. Dzienne spożycie magnezu wynosi 0,4 g.

Żelazo normalizuje skład krwi (wchodząc do hemoglobiny) i jest aktywnym uczestnikiem procesów oksydacyjnych w organizmie. Zawarty w wątrobie, nerkach, jajach, płatkach owsianych i gryczanych, pieczywie żytnim, jabłkach. Dzienne zapotrzebowanie na żelazo wynosi 0,018 g.

Potas uczestniczy w metabolizmie wody w organizmie człowieka, zwiększając wydalanie płynów i poprawiając pracę serca. Zawarty w suszonych owocach (suszone morele, morele, suszone śliwki, rodzynki), grochu, fasoli, ziemniakach, mięsie, rybach. Człowiek potrzebuje do 3 g potasu dziennie.

Sód wraz z potasem reguluje gospodarkę wodną, ​​zatrzymując wilgoć w organizmie, utrzymując prawidłowe ciśnienie osmotyczne w tkankach. Produkty spożywcze zawierają mało sodu, dlatego wprowadza się go wraz z solą kuchenną (NaCl). Dzienne zapotrzebowanie to 4-6 g sodu lub 10-15 g soli kuchennej.

Chlor bierze udział w regulacji ciśnienia osmotycznego w tkankach oraz w tworzeniu kwasu solnego (HC1) w żołądku. Chlor pochodzi z gotowanej soli. Dzienne zapotrzebowanie 5-7g.

Siarka jest częścią niektórych aminokwasów, witaminy B i hormonu insuliny. Zawarty w grochu, płatkach owsianych, serze, jajach, mięsie, rybach. Dzienne zapotrzebowanie 1 g.”

Jod bierze udział w budowie i funkcjonowaniu tarczycy. Najwięcej jodu znajduje się w wodzie morskiej, wodorostach i rybach morskich. Dzienne zapotrzebowanie wynosi 0,15 mg.

Fluor bierze udział w tworzeniu zębów i kości, występuje w wodzie pitnej. Dzienne zapotrzebowanie wynosi 0,7-1,2 mg.

Miedź i kobalt biorą udział w hematopoezie. Zawarty w małych ilościach w żywności pochodzenia zwierzęcego i roślinnego.

Całkowite dzienne zapotrzebowanie dorosłego człowieka na składniki mineralne wynosi 20-25 g, przy czym istotny jest bilans poszczególnych pierwiastków. Zatem proporcja wapnia, fosforu i magnezu w diecie powinna wynosić 1:1,3:0,5, od czego zależy stopień wchłaniania tych minerałów w organizmie.

Aby zachować równowagę kwasowo-zasadową w organizmie, należy prawidłowo łączyć w diecie pokarmy zawierające minerały zasadowe (Ca, Mg, K, Na), bogate w mleko, warzywa, owoce, ziemniaki i substancje kwaśne (P , S, Cl, który występuje w mięsie, rybach, jajach, pieczywie, płatkach śniadaniowych.

Woda

Woda odgrywa ważną rolę w życiu organizmu człowieka. Jest najważniejszym pod względem ilościowym składnikiem wszystkich komórek (2/3 masy ciała człowieka). Woda jest środowiskiem, w którym żyją komórki i utrzymuje się między nimi komunikacja, jest podstawą wszystkich płynów w organizmie (krew, limfa, soki trawienne). Metabolizm, termoregulacja i inne procesy biologiczne zachodzą przy udziale wody. Codziennie człowiek wydala wodę poprzez pot (500 g), wydychane powietrze (350 g), mocz (1500 g) i kał (150 g), usuwając z organizmu szkodliwe produkty przemiany materii. Aby przywrócić utraconą wodę, należy ją wprowadzić do organizmu. W zależności od wieku, aktywności fizycznej i warunków klimatycznych dzienne zapotrzebowanie człowieka na wodę wynosi 2-2,5 litra, w tym 1 litr pochodzi z picia, 1,2 litra z pożywienia i 0,3 litra powstaje w procesie metabolizmu. W sezonie gorącym, podczas pracy w gorących sklepach, podczas intensywnego wysiłku fizycznego, obserwuje się duże straty wody w organizmie wraz z potem, dlatego jej spożycie zwiększa się do 5-6 litrów dziennie. W takich przypadkach do wody pitnej dodaje się sól, ponieważ wraz z potem traci się dużo soli sodowych. Nadmierne spożycie wody dodatkowo obciąża układ sercowo-naczyniowy i nerki oraz jest szkodliwe dla zdrowia. W przypadku zaburzeń pracy jelit (biegunki) woda nie wchłania się do krwi, lecz jest wydalana z organizmu człowieka, co powoduje poważne odwodnienie i zagrożenie życia. Bez wody człowiek nie może przeżyć dłużej niż 6 dni.

Pod koniec XIX wieku ukształtowała się gałąź biologii zwana biochemią. Bada skład chemiczny żywej komórki. Głównym zadaniem nauki jest poznanie cech metabolizmu i energii regulujących życie komórek roślinnych i zwierzęcych.

Pojęcie składu chemicznego komórki

W wyniku dokładnych badań naukowcy zbadali chemiczną organizację komórek i odkryli, że żywe istoty zawierają ponad 85 pierwiastków chemicznych. Co więcej, niektóre z nich są obowiązkowe dla prawie wszystkich organizmów, inne zaś są specyficzne i występują u określonych gatunków biologicznych. Trzecia grupa pierwiastków chemicznych występuje w komórkach mikroorganizmów, roślin i zwierząt w dość małych ilościach. Pierwiastki chemiczne najczęściej wchodzą do składu komórek w postaci kationów i anionów, z których powstają sole mineralne i woda oraz syntetyzuje się związki organiczne zawierające węgiel: węglowodany, białka, lipidy.

Elementy organogeniczne

W biochemii obejmują one węgiel, wodór, tlen i azot. Ich całość stanowi od 88 do 97% pozostałych pierwiastków chemicznych w komórce. Węgiel jest szczególnie ważny. Wszystkie substancje organiczne w komórce składają się z cząsteczek zawierających atomy węgla. Potrafią się ze sobą łączyć, tworząc łańcuchy (rozgałęzione i nierozgałęzione), a także cykle. Ta zdolność atomów węgla leży u podstaw niesamowitej różnorodności substancji organicznych tworzących cytoplazmę i organelle komórkowe.

Na przykład wewnętrzna zawartość komórki składa się z rozpuszczalnych oligosacharydów, białek hydrofilowych, lipidów, różnych rodzajów kwasów rybonukleinowych: transferowego RNA, rybosomalnego RNA i informacyjnego RNA, a także wolnych monomerów - nukleotydów. Ma również podobny skład chemiczny.Zawiera także cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego wchodzące w skład chromosomów. Wszystkie powyższe związki zawierają atomy azotu, węgla, tlenu i wodoru. Świadczy to o ich szczególnie istotnym znaczeniu, gdyż organizacja chemiczna komórek uzależniona jest od zawartości pierwiastków organogennych tworzących struktury komórkowe: hialoplazmy i organelli.

Makroskładniki i ich znaczenie

Pierwiastki chemiczne, które również bardzo często występują w komórkach różnego typu organizmów, w biochemii nazywane są makroelementami. Ich zawartość w komórce wynosi 1,2% - 1,9%. Do makroelementów komórkowych zaliczamy: fosfor, potas, chlor, siarkę, magnez, wapń, żelazo i sód. Wszystkie pełnią ważne funkcje i są częścią różnych organelli komórkowych. Zatem jon żelazawy jest obecny w białku krwi - hemoglobinie, która transportuje tlen (w tym przypadku nazywany jest oksyhemoglobiną), dwutlenek węgla (karbohemoglobina) lub tlenek węgla (karboksyhemoglobina).

Jony sodu zapewniają najważniejszy rodzaj transportu międzykomórkowego: tzw. pompę sodowo-potasową. Wchodzą także w skład płynu śródmiąższowego i osocza krwi. Jony magnezu występują w cząsteczkach chlorofilu (fotopigmentu roślin wyższych) i uczestniczą w procesie fotosyntezy, tworząc centra reakcji wychwytujące fotony energii świetlnej.

Jony wapnia zapewniają przewodzenie impulsów nerwowych wzdłuż włókien, a także są głównym składnikiem osteocytów – komórek kostnych. Związki wapnia są szeroko rozpowszechnione w świecie bezkręgowców, których muszle zbudowane są z węglanu wapnia.

Jony chloru biorą udział w ładowaniu błon komórkowych i zapewniają powstawanie impulsów elektrycznych, które leżą u podstaw pobudzenia nerwowego.

Atomy siarki są częścią natywnych białek i determinują ich trzeciorzędową strukturę, „sieciując” łańcuch polipeptydowy, w wyniku czego powstaje globularna cząsteczka białka.

Jony potasu biorą udział w transporcie substancji przez błony komórkowe. Atomy fosforu są częścią tak ważnej energochłonnej substancji, jak kwas adenozynotrifosforowy, a także są ważnym składnikiem cząsteczek kwasu dezoksyrybonukleinowego i rybonukleinowego, które są głównymi substancjami dziedziczności komórkowej.

Funkcje mikroelementów w metabolizmie komórkowym

Około 50 pierwiastków chemicznych, które stanowią mniej niż 0,1% komórek, nazywa się mikroelementami. Należą do nich cynk, molibden, jod, miedź, kobalt, fluor. Przy niskiej zawartości spełniają bardzo ważne funkcje, gdyż wchodzą w skład wielu substancji biologicznie czynnych.

Przykładowo atomy cynku znajdują się w cząsteczkach insuliny (hormonu trzustki regulującego poziom glukozy we krwi), jod jest integralną częścią hormonów tarczycy – tyroksyny i trójjodotyroniny, które kontrolują poziom metabolizmu w organizmie. Miedź wraz z jonami żelaza bierze udział w hematopoezie (tworzeniu czerwonych krwinek, płytek krwi i leukocytów w czerwonym szpiku kostnym kręgowców). Jony miedzi są częścią pigmentu hemocyjaniny, który jest obecny we krwi zwierząt bezkręgowych, takich jak mięczaki. Dlatego kolor ich hemolimfy jest niebieski.

Zawartość pierwiastków chemicznych, takich jak ołów, złoto, brom i srebro w ogniwie jest jeszcze niższa. Nazywa się je ultramikroelementami i można je znaleźć w komórkach roślinnych i zwierzęcych. Na przykład analiza chemiczna ujawniła jony złota w ziarnach kukurydzy. Atomy bromu występują w dużych ilościach w komórkach plechy brunatnic i czerwonych alg, takich jak sargassum, wodorosty i śluz.

Wszystkie podane wcześniej przykłady i fakty wyjaśniają, w jaki sposób skład chemiczny, funkcje i struktura komórki są ze sobą powiązane. Poniższa tabela przedstawia zawartość różnych pierwiastków chemicznych w komórkach organizmów żywych.

Ogólna charakterystyka substancji organicznych

Właściwości chemiczne komórek różnych grup organizmów zależą w pewien sposób od atomów węgla, których udział stanowi ponad 50% masy komórki. Prawie cała sucha masa komórki jest reprezentowana przez węglowodany, białka, kwasy nukleinowe i lipidy, które mają złożoną strukturę i wysoką masę cząsteczkową. Takie cząsteczki nazywane są makrocząsteczkami (polimerami) i składają się z prostszych elementów - monomerów. Substancje białkowe odgrywają niezwykle ważną rolę i spełniają wiele funkcji, które zostaną omówione poniżej.

Rola białek w komórce

O związkach zawartych w żywej komórce świadczy wysoka zawartość substancji organicznych, takich jak białka. Istnieje logiczne wyjaśnienie tego faktu: białka pełnią różne funkcje i uczestniczą we wszystkich przejawach aktywności komórkowej.

Polega na przykładowo na tworzeniu przeciwciał – immunoglobulin wytwarzanych przez limfocyty. Białka ochronne, takie jak trombina, fibryna i tromboblastyna, zapewniają krzepnięcie krwi i zapobiegają utracie krwi podczas urazów i ran. Komórka zawiera złożone białka błon komórkowych, które mają zdolność rozpoznawania obcych związków - antygenów. Zmieniają swoją konfigurację i informują komórkę o potencjalnym niebezpieczeństwie (funkcja sygnalizacyjna).

Niektóre białka pełnią funkcję regulacyjną i są hormonami, na przykład oksytocyna wytwarzana przez podwzgórze jest rezerwowana przez przysadkę mózgową. Dostając się do krwioobiegu, oksytocyna działa na mięśniowe ściany macicy, powodując jej skurcz. Białko wazopresyna pełni również funkcję regulacyjną, kontrolując ciśnienie krwi.

Komórki mięśniowe zawierają aktynę i miozynę, które mogą się kurczyć, co determinuje funkcję motoryczną tkanki mięśniowej. Charakterystyczną cechą białek jest na przykład to, że albumina jest wykorzystywana przez zarodek jako składnik pokarmowy niezbędny do jego rozwoju. Białka krwi różnych organizmów, np. hemoglobina i hemocyjanina, przenoszą cząsteczki tlenu – pełnią funkcję transportową. Jeśli całkowicie zużyte zostaną substancje bardziej energochłonne, takie jak węglowodany i lipidy, komórka zaczyna rozkładać białka. Jeden gram tej substancji dostarcza 17,2 kJ energii. Jedną z najważniejszych funkcji białek jest funkcja katalityczna (białka enzymatyczne przyspieszają reakcje chemiczne zachodzące w przedziałach cytoplazmatycznych). Na podstawie powyższego jesteśmy przekonani, że białka pełnią wiele bardzo ważnych funkcji i koniecznie są częścią komórki zwierzęcej.

Biosynteza białek

Rozważmy proces syntezy białek w komórce, który zachodzi w cytoplazmie za pomocą organelli, takich jak rybosomy. Dzięki działaniu specjalnych enzymów, przy udziale jonów wapnia, rybosomy łączą się w polisomy. Główną funkcją rybosomów w komórce jest synteza cząsteczek białka, która rozpoczyna się od procesu transkrypcji. W efekcie syntetyzowane są cząsteczki mRNA, do których przyłączane są polisomy. Następnie rozpoczyna się drugi proces - nadawanie. Transferowe RNA łączą się z dwudziestoma różnymi rodzajami aminokwasów i przenoszą je do polisomów, a ponieważ funkcją rybosomów w komórce jest synteza polipeptydów, te organelle tworzą kompleksy z tRNA, a cząsteczki aminokwasów są połączone ze sobą wiązaniami peptydowymi , tworząc makrocząsteczkę białka.

Rola wody w procesach metabolicznych

Badania cytologiczne potwierdziły fakt, że komórka, której budowę i skład badamy, składa się średnio z 70% wody, a u wielu zwierząt prowadzących wodny tryb życia (np. koelenteraty) jej zawartość sięga 97-98%. Biorąc to pod uwagę, organizacja chemiczna komórek obejmuje hydrofilową (zdolną do rozpuszczania) i. Będąc uniwersalnym rozpuszczalnikiem polarnym, woda odgrywa wyjątkową rolę i bezpośrednio wpływa nie tylko na funkcje, ale także na samą strukturę komórki. Poniższa tabela przedstawia zawartość wody w komórkach różnych typów organizmów żywych.

Funkcja węglowodanów w komórce

Jak dowiedzieliśmy się wcześniej, do ważnych substancji organicznych – polimerów – zaliczają się także węglowodany. Należą do nich polisacharydy, oligosacharydy i monosacharydy. Węglowodany wchodzą w skład bardziej złożonych kompleksów – glikolipidów i glikoprotein, z których zbudowane są błony komórkowe i struktury ponadbłonowe, takie jak glikokaliks.

Oprócz węgla węglowodany zawierają atomy tlenu i wodoru, a niektóre polisacharydy zawierają także azot, siarkę i fosfor. Węglowodanów w komórkach roślinnych jest bardzo dużo: bulwy ziemniaka zawierają do 90% skrobi, nasiona i owoce aż do 70% węglowodanów, a w komórkach zwierzęcych występują w postaci związków takich jak glikogen, chityna i trehaloza.

Cukry proste (monosacharydy) mają ogólny wzór CnH2nOn i dzielą się na tetrozy, triozy, pentozy i heksozy. Te dwie ostatnie występują najczęściej w komórkach organizmów żywych, na przykład ryboza i dezoksyryboza wchodzą w skład kwasów nukleinowych, a glukoza i fruktoza biorą udział w reakcjach asymilacji i dysymilacji. Oligosacharydy często występują w komórkach roślinnych: sacharoza jest magazynowana w komórkach buraków cukrowych i trzciny cukrowej, maltoza występuje w kiełkach ziaren żyta i jęczmienia.

Disacharydy mają słodkawy smak i są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Polisacharydy, będące biopolimerami, reprezentowane są głównie przez skrobię, celulozę, glikogen i laminarynę. Chityna jest jedną z form strukturalnych polisacharydów. Główną funkcją węglowodanów w komórce jest energia. W wyniku reakcji hydrolizy i metabolizmu energetycznego polisacharydy rozkładają się na glukozę, która następnie utlenia się do dwutlenku węgla i wody. W rezultacie jeden gram glukozy uwalnia 17,6 kJ energii, a rezerwy skrobi i glikogenu stanowią w rzeczywistości rezerwuar energii komórkowej.

Glikogen odkłada się głównie w tkance mięśniowej i komórkach wątroby, skrobi roślinnej – w bulwach, cebulach, korzeniach, nasionach oraz u stawonogów, takich jak pająki, owady i skorupiaki, główną rolę w dostarczaniu energii odgrywa oligosacharyd trehaloza.

Węglowodany w komórce pełnią jeszcze inną funkcję - konstrukcyjną (strukturalną). Polega to na tym, że substancje te stanowią struktury nośne komórek. Na przykład celuloza jest częścią ścian komórkowych roślin, chityna tworzy zewnętrzny szkielet wielu bezkręgowców i występuje w komórkach grzybów, olisacharydy wraz z cząsteczkami lipidów i białek tworzą glikokaliks - kompleks ponadbłonowy. Zapewnia adhezję – sklejanie się komórek zwierzęcych, co prowadzi do powstania tkanki.

Lipidy: budowa i funkcje

Te substancje organiczne, które są hydrofobowe (nierozpuszczalne w wodzie), można ekstrahować z komórek przy użyciu niepolarnych rozpuszczalników, takich jak aceton lub chloroform. Funkcje lipidów w komórce zależą od tego, do której z trzech grup należą: tłuszcze, woski czy steroidy. Tłuszcze są najbardziej rozpowszechnione we wszystkich typach komórek.

Zwierzęta gromadzą je w podskórnej tkance tłuszczowej, tkanka nerwowa zawiera tłuszcz w postaci nerwów. Gromadzi się także w nerkach, wątrobie, a u owadów – w organizmie tłuszczowym. Tłuszcze płynne – oleje – występują w nasionach wielu roślin: cedru, orzeszków ziemnych, słonecznika, oliwek. Zawartość lipidów w komórkach waha się od 5 do 90% (w tkance tłuszczowej).

Steroidy i woski różnią się od tłuszczów tym, że nie zawierają w swoich cząsteczkach reszt kwasów tłuszczowych. Zatem sterydy są hormonami kory nadnerczy, które wpływają na okres dojrzewania i są składnikami testosteronu. Występują także w witaminach (takich jak witamina D).

Główne funkcje lipidów w komórce to energia, budownictwo i ochrona. Pierwsza wynika z faktu, że 1 gram tłuszczu po rozłożeniu dostarcza 38,9 kJ energii – znacznie więcej niż inne substancje organiczne – białka i węglowodany. Ponadto podczas utleniania 1 g tłuszczu uwalnia się prawie 1,1 g. woda. Dlatego też niektóre zwierzęta posiadające zapas tłuszczu w organizmie mogą przez długi czas obywać się bez wody. Na przykład susły mogą hibernować przez ponad dwa miesiące bez potrzeby wody, a wielbłąd nie pije wody podczas przemierzania pustyni przez 10-12 dni.

Funkcja konstrukcyjna lipidów polega na tym, że stanowią one integralną część błon komórkowych, a także wchodzą w skład nerwów. Ochronna funkcja lipidów polega na tym, że warstwa tłuszczu znajdująca się pod skórą wokół nerek i innych narządów wewnętrznych chroni je przed uszkodzeniami mechanicznymi. Specyficzna funkcja termoizolacyjna jest nieodłączną cechą zwierząt spędzających długi czas w wodzie: wielorybów, fok, fok. Gruba podskórna warstwa tłuszczu, na przykład u płetwala błękitnego, wynosi 0,5 m, chroni zwierzę przed hipotermią.

Znaczenie tlenu w metabolizmie komórkowym

Organizmy tlenowe, do których zalicza się zdecydowana większość zwierząt, roślin i ludzi, wykorzystują tlen atmosferyczny do reakcji metabolizmu energetycznego, prowadząc do rozkładu substancji organicznych i uwolnienia określonej ilości energii, zgromadzonej w postaci cząsteczek kwasu adenozynotrójfosforowego.

Zatem przy całkowitym utlenieniu jednego mola glukozy, które zachodzi na cristae mitochondriów, uwalniane jest 2800 kJ energii, z czego 1596 kJ (55%) magazynowane jest w postaci cząsteczek ATP zawierających wiązania wysokoenergetyczne. Zatem główną funkcją tlenu w komórce jest realizacja której opiera się na grupie reakcji enzymatycznych tzw. zachodzących w organellach komórkowych – mitochondriach. U organizmów prokariotycznych – bakterii fototroficznych i cyjanobakterii – utlenianie składników odżywczych następuje pod wpływem tlenu dyfundującego do komórek na wewnętrzne wyrostki błon plazmatycznych.

Badaliśmy organizację chemiczną komórek, a także badaliśmy procesy biosyntezy białek i funkcję tlenu w komórkowym metabolizmie energetycznym.

Pożywienie człowieka zawiera podstawowe składniki odżywcze: białka, tłuszcze, węglowodany; witaminy, mikroelementy, makroelementy. Ponieważ całe nasze życie ma charakter metabolizmu, to do normalnego życia dorosły musi jeść trzy razy dziennie, uzupełniając swoje „rezerwy” składników odżywczych.

W organizmie żywego człowieka nieustannie zachodzą procesy utleniania (łączenia się z tlenem) różnych składników odżywczych. Reakcjom utleniania towarzyszy powstawanie i uwalnianie ciepła niezbędnego do utrzymania procesów życiowych organizmu. Energia cieplna zapewnia aktywność układu mięśniowego. Zatem im cięższa praca fizyczna, tym więcej pożywienia potrzebuje organizm.

Wartość energetyczną żywności wyraża się zazwyczaj w kaloriach. Kaloria to ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1 litra wody o temperaturze 15°C o jeden stopień. Zawartość kalorii w żywności to ilość energii powstająca w organizmie w wyniku trawienia pokarmu.

1 gram białka po utlenieniu w organizmie wydziela ilość ciepła równą 4 kcal; 1 gram węglowodanów = 4 kcal; 1 gram tłuszczu = 9 kcal.

Wiewiórki

Białka wspierają podstawowe przejawy życia: metabolizm, skurcze mięśni, drażliwość nerwów, zdolność wzrostu, mięknięcia i myślenia. Białka występują we wszystkich tkankach i płynach organizmu, stanowiąc ich główną część. Białka zawierają różnorodne aminokwasy, które określają biologiczne znaczenie konkretnego białka.

Aminokwasy nieistotne powstają w organizmie człowieka. Aminokwasy dostają się do organizmu człowieka wyłącznie z pożywieniem. Dlatego dla fizjologicznego funkcjonowania organizmu obecność wszystkich niezbędnych aminokwasów w pożywieniu jest obowiązkowa. Brak choćby jednego aminokwasu egzogennego w pożywieniu prowadzi do obniżenia wartości biologicznej białek i może skutkować niedoborami białka, pomimo wystarczającej ilości białka w diecie. Główny dostawca niezbędnych aminokwasów: mięsa, mleka, ryb, jajek, twarogu.

Organizm ludzki potrzebuje także białek pochodzenia roślinnego, które znajdują się w pieczywie, płatkach śniadaniowych i warzywach – zawierają one aminokwasy egzogenne. Produkty zawierające białka zwierzęce i roślinne dostarczają organizmowi substancji niezbędnych do jego rozwoju i funkcjonowania.

Dorosły organizm powinien otrzymywać około 1 gram białka na 1 kg całkowitej masy ciała. Wynika z tego, że „przeciętna” osoba dorosła ważąca 70 kg powinna otrzymywać dziennie co najmniej 70 g białka (55% białka powinno być pochodzenia zwierzęcego). Przy dużej aktywności fizycznej wzrasta zapotrzebowanie organizmu na białko.

Białka w diecie nie można zastąpić żadną inną substancją.

Tłuszcze

Tłuszcze przewyższają energię wszystkich innych substancji, biorą udział w procesach odbudowy, będąc częścią strukturalną komórek i ich układów błonowych, służą jako rozpuszczalniki witamin A, E, D i sprzyjają ich wchłanianiu. Tłuszcze przyczyniają się również do rozwoju odporności i pomagają organizmowi zatrzymać ciepło.

Brak tłuszczu prowadzi do zaburzeń centralnego układu nerwowego, zmian w skórze, nerkach i narządach wzroku.

Tłuszcze zawierają wielonienasycone kwasy tłuszczowe, lecytynę, witaminy A, E. Przeciętne zapotrzebowanie dorosłego człowieka na tłuszcze wynosi 80-100 g dziennie, w tym roślinnego – 25..30 g.

Tłuszcz w żywności dostarcza jedną trzecią dziennej wartości energetycznej diety; Na 1000 kcal przypada 37 g tłuszczu.

Tłuszcze występują w wystarczających ilościach w mózgach, sercach, jajach, wątrobie, maśle, serze, mięsie, smalcu, drobiu, rybach i mleku. Szczególnie cenne są tłuszcze roślinne, które nie zawierają cholesterolu.

Węglowodany

Węglowodany są głównym źródłem energii. Węglowodany stanowią 50-70% dziennego spożycia kalorii. Zapotrzebowanie na węglowodany zależy od wydatku energetycznego organizmu.

Dzienne zapotrzebowanie na węglowodany dla osoby dorosłej wykonującej pracę umysłową lub lekką pracę fizyczną wynosi 300-500 g/dzień. Osoby wykonujące ciężką pracę fizyczną mają znacznie większe zapotrzebowanie na węglowodany. U osób otyłych zawartość energetyczną diety można zmniejszyć o ilość węglowodanów bez szkody dla zdrowia.

Chleb, płatki zbożowe, makarony, ziemniaki, cukier (węglowodany netto) są bogate w węglowodany. Nadmiar węglowodanów w organizmie zaburza prawidłowe proporcje głównych części pożywienia, zaburzając w ten sposób metabolizm.

Witaminy

Witaminy nie są dostawcami energii. Są jednak niezbędne w niewielkich ilościach do utrzymania prawidłowego funkcjonowania organizmu, regulując, kierując i przyspieszając procesy metaboliczne. Zdecydowana większość witamin nie jest wytwarzana w organizmie, lecz pochodzi z zewnątrz wraz z pożywieniem.

Przy braku witamin w pożywieniu rozwija się hipowitaminoza (częściej zimą i wiosną) - zwiększa się zmęczenie, osłabienie, apatia, spada wydajność i zmniejsza się odporność organizmu.

Działanie witamin w organizmie jest ze sobą powiązane - brak jednej z witamin prowadzi do zakłócenia metabolizmu innych substancji.

Wszystkie witaminy są podzielone na dwie grupy: witaminy rozpuszczalne w wodzie I witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach- witaminy A, D, E, K.

Witamina A- wpływa na rozwój organizmu, jego odporność na infekcje, jest niezbędny do utrzymania prawidłowego widzenia, stanu skóry i błon śluzowych. Witamina A jest bogata w olej rybny, śmietanę, masło, żółtko jaja, wątrobę, marchew, sałatę, szpinak, pomidory, zielony groszek, morele, pomarańcze.

Witamina D- wspomaga tworzenie tkanki kostnej, stymuluje wzrost organizmu. Brak witaminy D w organizmie prowadzi do zakłócenia prawidłowego wchłaniania wapnia i fosforu, co powoduje rozwój krzywicy. Olej rybny, żółtko jaja, wątroba i ikra rybia są bogate w witaminę D. Mleko i masło zawierają niewiele witaminy D.

Witamina K- uczestniczy w oddychaniu tkankowym i krzepnięciu krwi. Witamina K jest syntetyzowana w organizmie przez bakterie jelitowe. Niedobory witaminy K spowodowane są chorobami układu pokarmowego lub przyjmowaniem leków przeciwbakteryjnych. Pomidory, zielone części roślin, szpinak, kapusta i pokrzywa są bogate w witaminę K.

Witamina E(tokoferol) wpływa na czynność gruczołów dokrewnych, metabolizm białek i węglowodanów oraz zapewnia metabolizm wewnątrzkomórkowy. Witamina E korzystnie wpływa na przebieg ciąży i rozwój płodu. Witamina E jest bogata w kukurydzę, marchew, kapustę, zielony groszek, jaja, mięso, ryby, oliwę z oliwek.

Witaminy rozpuszczalne w wodzie- witamina C, witaminy z grupy B.

Witamina C(kwas askorbinowy) – aktywnie uczestniczy w procesach redoks, wpływa na metabolizm węglowodanów i białek, zwiększa odporność organizmu na infekcje. Owoce dzikiej róży, czarnej porzeczki, aronii, rokitnika zwyczajnego, agrestu, owoców cytrusowych, kapusty, ziemniaków i warzyw liściastych są bogate w witaminę C.

Do grupy witaminy B zawiera 15 niezależnych witamin rozpuszczalnych w wodzie, które biorą udział w procesach metabolicznych zachodzących w organizmie, procesie hematopoezy oraz odgrywają ważną rolę w metabolizmie węglowodanów, tłuszczów i wody. Witaminy z grupy B są stymulatorami wzrostu. Drożdże piwne, kasza gryczana, płatki owsiane, chleb żytni, mleko, mięso, wątroba, żółtko jaja i zielone części roślin są bogate w witaminy z grupy B.

Mikroelementy i makroelementy

Minerały są częścią komórek i tkanek organizmu i biorą udział w różnych procesach metabolicznych. Organizm potrzebuje makroelementów w stosunkowo dużych ilościach: wapnia, potasu, magnezu, fosforu, chloru, soli sodowych. Mikroelementy potrzebne są w bardzo małych ilościach: żelazo, cynk, mangan, chrom, jod, fluor.

Jod występuje w owocach morza, zbożach, drożdżach, roślinach strączkowych i wątrobie są bogate w cynk; miedź i kobalt znajdują się w wątrobie wołowej, nerkach, żółtku jaja kurzego i miodzie. Jagody i owoce zawierają dużo potasu, żelaza, miedzi i fosforu.

UWAGA! Informacje prezentowane na tej stronie służą wyłącznie celom informacyjnym. Nie odpowiadamy za ewentualne negatywne skutki samoleczenia!

Organizmy składają się z komórek. Komórki różnych organizmów mają podobny skład chemiczny. W tabeli 1 przedstawiono główne pierwiastki chemiczne występujące w komórkach organizmów żywych.

Tabela 1. Zawartość pierwiastków chemicznych w komórce

Na podstawie zawartości komórki można wyróżnić trzy grupy elementów. Do pierwszej grupy zalicza się tlen, węgiel, wodór i azot. Stanowią prawie 98% całkowitego składu komórki. Druga grupa obejmuje potas, sód, wapń, siarkę, fosfor, magnez, żelazo, chlor. Ich zawartość w komórce to dziesiąte i setne procenta. Elementy z tych dwóch grup są klasyfikowane jako makroelementy(z greckiego makro- duży).

Pozostałe elementy, reprezentowane w komórce przez setne i tysięczne procenta, zaliczają się do trzeciej grupy. Ten mikroelementy(z greckiego mikro- mały).

W komórce nie znaleziono żadnych elementów charakterystycznych dla żywej przyrody. Wszystkie wymienione pierwiastki chemiczne są również częścią przyrody nieożywionej. Wskazuje to na jedność natury żywej i nieożywionej.

Niedobór któregokolwiek pierwiastka może prowadzić do choroby, a nawet śmierci organizmu, gdyż każdy pierwiastek pełni określoną rolę. Makroelementy pierwszej grupy stanowią podstawę biopolimerów - białek, węglowodanów, kwasów nukleinowych, a także lipidów, bez których życie nie jest możliwe. Siarka jest częścią niektórych białek, fosfor jest częścią kwasów nukleinowych, żelazo jest częścią hemoglobiny, a magnez jest częścią chlorofilu. Wapń odgrywa ważną rolę w metabolizmie.

Część pierwiastków chemicznych zawartych w komórce wchodzi w skład substancji nieorganicznych – soli mineralnych i wody.

Sole mineralne występują w komórce z reguły w postaci kationów (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) i anionów (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3), którego stosunek określa kwasowość środowiska, która jest ważna dla życia komórek.

(W wielu komórkach środowisko jest lekko zasadowe, a jego pH prawie się nie zmienia, ponieważ stale utrzymuje się w nim pewien stosunek kationów i anionów.)

Spośród substancji nieorganicznych w przyrodzie żywej odgrywa ogromną rolę woda.

Bez wody życie jest niemożliwe. Stanowi znaczną masę większości komórek. Komórki mózgu i embriony ludzkie zawierają dużo wody: ponad 80% wody; w komórkach tkanki tłuszczowej – tylko 40,%. Z wiekiem zawartość wody w komórkach maleje. Osoba, która straciła 20% wody, umiera.

Unikalne właściwości wody decydują o jej roli w organizmie. Bierze udział w termoregulacji, co wynika z dużej pojemności cieplnej wody – zużycia dużej ilości energii podczas ogrzewania. Co decyduje o dużej pojemności cieplnej wody?

W cząsteczce wody atom tlenu jest kowalencyjnie związany z dwoma atomami wodoru. Cząsteczka wody jest polarna, ponieważ atom tlenu ma częściowo ładunek ujemny, podobnie jak każdy z dwóch atomów wodoru

Częściowo ładunek dodatni. Wiązanie wodorowe powstaje pomiędzy atomem tlenu jednej cząsteczki wody i atomem wodoru drugiej cząsteczki. Wiązania wodorowe zapewniają połączenie dużej liczby cząsteczek wody. Podczas podgrzewania wody znaczna część energii jest zużywana na rozrywanie wiązań wodorowych, co decyduje o jej dużej pojemności cieplnej.

Woda - dobry rozpuszczalnik. Ze względu na swoją polarność jego cząsteczki oddziałują z jonami naładowanymi dodatnio i ujemnie, sprzyjając w ten sposób rozpuszczaniu substancji. W odniesieniu do wody wszystkie substancje komórkowe dzielą się na hydrofilowe i hydrofobowe.

Hydrofilowy(z greckiego hydro- woda i fillo- miłość) nazywane są substancjami rozpuszczającymi się w wodzie. Należą do nich związki jonowe (na przykład sole) i niektóre związki niejonowe (na przykład cukry).

Hydrofobowy(z greckiego hydro- woda i Fobos- strach) to substancje nierozpuszczalne w wodzie. Należą do nich na przykład lipidy.

Woda odgrywa ważną rolę w reakcjach chemicznych zachodzących w komórce w roztworach wodnych. Rozpuszcza produkty przemiany materii, których organizm nie potrzebuje, i tym samym wspomaga ich usuwanie z organizmu. Zapewnia to wysoka zawartość wody w ogniwie elastyczność. Woda ułatwia przepływ różnych substancji w komórce lub z komórki do komórki.

Ciała przyrody żywej i nieożywionej składają się z tych samych pierwiastków chemicznych. Organizmy żywe zawierają substancje nieorganiczne – wodę i sole mineralne. O niezwykle ważnych licznych funkcjach wody w komórce decydują cechy jej cząsteczek: ich polarność, zdolność do tworzenia wiązań wodorowych.

NIEORGANICZNE SKŁADNIKI KOMÓRKI

W komórkach organizmów żywych znajduje się około 90 pierwiastków, a około 25 z nich znajduje się w prawie wszystkich komórkach. Ze względu na zawartość w komórce pierwiastki chemiczne dzieli się na trzy duże grupy: makroelementy (99%), mikroelementy (1%), ultramikroelementy (poniżej 0,001%).

Do makroelementów zaliczamy tlen, węgiel, wodór, fosfor, potas, siarkę, chlor, wapń, magnez, sód, żelazo.
Do mikroelementów zaliczamy mangan, miedź, cynk, jod, fluor.
Ultramikroelementy obejmują srebro, złoto, brom i selen.

ORGANICZNE SKŁADNIKI KOMÓREK

Enzymy.

Najważniejszą funkcją białek jest funkcja katalityczna. Nazywa się cząsteczki białka, które zwiększają szybkość reakcji chemicznych w komórce o kilka rzędów wielkości enzymy. Żaden proces biochemiczny w organizmie nie zachodzi bez udziału enzymów.

Obecnie odkryto ponad 2000 enzymów. Ich skuteczność jest wielokrotnie wyższa od wydajności katalizatorów nieorganicznych stosowanych w produkcji. Zatem 1 mg żelaza w enzymie katalazie zastępuje 10 ton żelaza nieorganicznego. Katalaza zwiększa szybkość rozkładu nadtlenku wodoru (H 2 O 2) 10 11 razy. Enzym katalizujący reakcję tworzenia kwasu węglowego (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) przyspiesza reakcję 10 7 razy.

Ważną właściwością enzymów jest specyficzność ich działania, każdy enzym katalizuje tylko jedną lub niewielką grupę podobnych reakcji.

Substancja, na którą działa enzym, nazywa się podłoże. Struktury cząsteczek enzymu i substratu muszą dokładnie do siebie pasować. To wyjaśnia specyfikę działania enzymów. Kiedy substrat łączy się z enzymem, zmienia się struktura przestrzenna enzymu.

Sekwencję interakcji enzymu i substratu można przedstawić schematycznie:

Substrat+Enzym - Kompleks enzym-substrat - Enzym+Produkt.

Diagram pokazuje, że substrat łączy się z enzymem, tworząc kompleks enzym-substrat. W tym przypadku substrat przekształca się w nową substancję – produkt. W końcowym etapie enzym jest uwalniany z produktu i ponownie oddziałuje z inną cząsteczką substratu.

Enzymy działają tylko w określonej temperaturze, stężeniu substancji i kwasowości środowiska. Zmieniające się warunki prowadzą do zmian w trzeciorzędowej i czwartorzędowej strukturze cząsteczki białka, a w konsekwencji do tłumienia aktywności enzymu. Jak to się stało? Tylko pewna część cząsteczki enzymu, tzw aktywny ośrodek. Centrum aktywne zawiera od 3 do 12 reszt aminokwasowych i powstaje w wyniku zgięcia łańcucha polipeptydowego.

Pod wpływem różnych czynników zmienia się struktura cząsteczki enzymu. W tym przypadku konfiguracja przestrzenna centrum aktywnego zostaje zakłócona, a enzym traci swoją aktywność.

Enzymy to białka pełniące rolę katalizatorów biologicznych. Dzięki enzymom szybkość reakcji chemicznych w komórkach wzrasta o kilka rzędów wielkości. Ważną właściwością enzymów jest ich specyfika działania w określonych warunkach.

Kwasy nukleinowe.

Kwasy nukleinowe odkryto w drugiej połowie XIX wieku. Szwajcarski biochemik F. Miescher, który wyizolował z jąder komórkowych substancję o dużej zawartości azotu i fosforu i nazwał ją „nukleiną” (od łac. rdzeń- rdzeń).

Kwasy nukleinowe przechowują dziedziczną informację o budowie i funkcjonowaniu każdej komórki i wszystkich żywych istot na Ziemi. Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych – DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) i RNA (kwas rybonukleinowy). Kwasy nukleinowe, podobnie jak białka, są specyficzne gatunkowo, to znaczy organizmy każdego gatunku mają swój własny typ DNA. Aby poznać przyczyny specyficzności gatunkowej, należy rozważyć strukturę kwasów nukleinowych.

Cząsteczki kwasu nukleinowego to bardzo długie łańcuchy składające się z wielu setek, a nawet milionów nukleotydów. Każdy kwas nukleinowy zawiera tylko cztery rodzaje nukleotydów. Funkcje cząsteczek kwasu nukleinowego zależą od ich budowy, zawartych w nich nukleotydów, ich liczby w łańcuchu i sekwencji związku w cząsteczce.

Każdy nukleotyd składa się z trzech składników: zasady azotowej, węglowodanu i kwasu fosforowego. Każdy nukleotyd DNA zawiera jeden z czterech rodzajów zasad azotowych (adenina – A, tymina – T, guanina – G lub cytozyna – C), a także węgiel dezoksyrybozy i resztę kwasu fosforowego.

Zatem nukleotydy DNA różnią się jedynie rodzajem zasady azotowej.

Cząsteczka DNA składa się z ogromnej liczby nukleotydów połączonych w łańcuch w określonej kolejności. Każdy typ cząsteczki DNA ma swoją własną liczbę i sekwencję nukleotydów.

Cząsteczki DNA są bardzo długie. Na przykład spisanie literami sekwencji nukleotydów w cząsteczkach DNA z jednej komórki ludzkiej (46 chromosomów) wymagałoby książki liczącej około 820 000 stron. Naprzemienność czterech typów nukleotydów może stworzyć nieskończoną liczbę wariantów cząsteczek DNA. Te cechy strukturalne cząsteczek DNA pozwalają im przechowywać ogromną ilość informacji o wszystkich cechach organizmów.

W 1953 roku amerykański biolog J. Watson i angielski fizyk F. Crick stworzyli model struktury cząsteczki DNA. Naukowcy odkryli, że każda cząsteczka DNA składa się z dwóch połączonych ze sobą i spiralnie skręconych łańcuchów. Wygląda jak podwójna helisa. W każdym łańcuchu cztery typy nukleotydów występują naprzemiennie w określonej kolejności.

Skład nukleotydów DNA jest różny u różnych typów bakterii, grzybów, roślin i zwierząt. Nie zmienia się to jednak z wiekiem i w niewielkim stopniu zależy od zmian środowiskowych. Nukleotydy są sparowane, to znaczy liczba nukleotydów adeninowych w dowolnej cząsteczce DNA jest równa liczbie nukleotydów tymidynowych (A-T), a liczba nukleotydów cytozynowych jest równa liczbie nukleotydów guaninowych (C-G). Wynika to z faktu, że połączenie dwóch łańcuchów ze sobą w cząsteczce DNA podlega pewnej zasadzie, a mianowicie: adenina jednego łańcucha jest zawsze połączona dwoma wiązaniami wodorowymi tylko z tyminą drugiego łańcucha, a guanina - przez trzy wiązania wodorowe z cytozyną, to znaczy łańcuchy nukleotydowe jednej cząsteczki DNA są komplementarne, uzupełniając się.

Cząsteczki kwasu nukleinowego – DNA i RNA – zbudowane są z nukleotydów. Nukleotydy DNA obejmują zasadę azotową (A, T, G, C), deoksyrybozę węglowodanową i resztę cząsteczki kwasu fosforowego. Cząsteczka DNA jest podwójną helisą, składającą się z dwóch łańcuchów połączonych wiązaniami wodorowymi zgodnie z zasadą komplementarności. Funkcją DNA jest przechowywanie informacji dziedzicznych.

Komórki wszystkich organizmów zawierają cząsteczki ATP – kwasu adenozynotrójfosforowego. ATP jest uniwersalną substancją komórkową, której cząsteczka ma wiązania bogate w energię. Cząsteczka ATP to jeden unikalny nukleotyd, który podobnie jak inne nukleotydy składa się z trzech składników: zasady azotowej – adeniny, węglowodanu – rybozy, ale zamiast jednej zawiera trzy reszty cząsteczek kwasu fosforowego (ryc. 12). Połączenia wskazane na rysunku ikoną są bogate w energię i nazywane są makroergiczny. Każda cząsteczka ATP zawiera dwa wiązania wysokoenergetyczne.

Kiedy wiązanie wysokoenergetyczne zostanie zerwane i jedna cząsteczka kwasu fosforowego zostanie usunięta za pomocą enzymów, uwalniana jest energia 40 kJ/mol, a ATP przekształca się w ADP – kwas adenozynodifosforowy. Po usunięciu kolejnej cząsteczki kwasu fosforowego uwalniane jest kolejne 40 kJ/mol; Powstaje AMP – kwas adenozynomonofosforowy. Reakcje te są odwracalne, to znaczy AMP można przekształcić w ADP, ADP w ATP.

Cząsteczki ATP są nie tylko rozkładane, ale także syntetyzowane, dzięki czemu ich zawartość w komórce jest stosunkowo stała. Znaczenie ATP w życiu komórki jest ogromne. Cząsteczki te odgrywają wiodącą rolę w metabolizmie energetycznym niezbędnym do zapewnienia życia komórki i organizmu jako całości.

Cząsteczka RNA to zazwyczaj pojedynczy łańcuch, składający się z czterech rodzajów nukleotydów - A, U, G, C. Znane są trzy główne typy RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Zawartość cząsteczek RNA w komórce nie jest stała, biorą one udział w biosyntezie białek. ATP jest uniwersalną substancją energetyczną komórki, zawierającą wiązania bogate w energię. ATP odgrywa kluczową rolę w komórkowym metabolizmie energetycznym. RNA i ATP znajdują się zarówno w jądrze, jak i cytoplazmie komórki.

Zadania i testy na temat „Temat 4. „Skład chemiczny komórki”.

• polimer, monomer;
• węglowodan, monosacharyd, disacharyd, polisacharyd;
• lipidy, kwasy tłuszczowe, glicerol;
• aminokwas, wiązanie peptydowe, białko;
• katalizator, enzym, miejsce aktywne;
• kwas nukleinowy, nukleotyd.

Algorytm rozwiązywania problemów.

Typ 1. Samokopiowanie DNA.

Jeden z łańcuchów DNA ma następującą sekwencję nukleotydów:
AGTACCGATACCGATTTACCG...
Jaką sekwencję nukleotydów ma drugi łańcuch tej samej cząsteczki?

Aby zapisać sekwencję nukleotydową drugiej nici cząsteczki DNA, gdy znana jest sekwencja pierwszej nici, wystarczy zastąpić tyminę adeniną, adeninę tyminą, guaninę cytozyną i cytozynę guaniną. Po dokonaniu tej zamiany otrzymujemy sekwencję:
TATTGGGCTATGAGCTAAAATG...

Typ 2. Kodowanie białek.

Łańcuch aminokwasów białka rybonukleazy ma następujący początek: lizyna-glutamina-treonina-alanina-alanina-alanina-lizyna...
Od jakiej sekwencji nukleotydowej zaczyna się gen odpowiadający temu białku?

Aby to zrobić, skorzystaj z tabeli kodów genetycznych. Dla każdego aminokwasu znajdujemy jego oznaczenie kodowe w postaci odpowiedniej trójki nukleotydów i zapisujemy je. Układając te triplety jedna po drugiej w tej samej kolejności, co odpowiadające im aminokwasy, otrzymujemy wzór na strukturę odcinka informacyjnego RNA. Z reguły takich trojaczków jest kilka, wybór następuje według twojej decyzji (ale wybierana jest tylko jedna z trojaczków). W związku z tym może być kilka rozwiązań.
ААААААААЦУГЦГГЦУГЦГАAG

Od jakiej sekwencji aminokwasów zaczyna się białko, jeśli jest kodowane przez następującą sekwencję nukleotydów:
ACCTTCCATGGCCGGT...

Korzystając z zasady komplementarności, znajdujemy strukturę odcinka informacyjnego RNA utworzonego na danym segmencie cząsteczki DNA:
UGCGGGGUACCGGCCCA...

Następnie zwracamy się do tabeli kodu genetycznego i dla każdej trójki nukleotydów, zaczynając od pierwszego, znajdujemy i zapisujemy odpowiedni aminokwas:
Cysteina-glicyna-tyrozyna-arginina-prolina-...

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. „Biologia ogólna”. Moskwa, „Oświecenie”, 2000

• Temat 4. „Skład chemiczny komórki”. §2-§7 s. 7-21
• Temat 5. „Fotosynteza”. §16-17 s. 44-48
• Temat 6. „Oddychanie komórkowe”. §12-13 s. 34-38
• Temat 7. „Informacja genetyczna”. §14-15 s. 39-44

Składniki odżywcze - węglowodany, białka, witaminy, tłuszcze, mikroelementy, makroelementy- Zawarte w produktach spożywczych. Wszystkie te składniki odżywcze są niezbędne człowiekowi do przeprowadzenia wszystkich procesów życiowych. Zawartość składników odżywczych w diecie jest najważniejszym czynnikiem przy tworzeniu jadłospisów dietetycznych.

W ciele żywej osoby wszelkiego rodzaju procesy utleniania nigdy się nie kończą. składniki odżywcze. Reakcje utleniania zachodzą wraz z powstawaniem i uwalnianiem ciepła, które człowiek potrzebuje do utrzymania procesów życiowych. Energia cieplna pozwala na pracę układu mięśniowego, co prowadzi do wniosku, że im cięższa praca fizyczna, tym więcej pożywienia potrzebuje organizm.

Wartość energetyczną żywności określa się na podstawie kalorii. Zawartość kalorii w żywności określa ilość energii otrzymanej przez organizm w procesie przyswajania pożywienia.

1 gram białka w procesie utleniania wytwarza ilość ciepła 4 kcal; 1 gram węglowodanów = 4 kcal; 1 gram tłuszczu = 9 kcal.

Składniki odżywcze - białka.

Białko jako składnik odżywczy niezbędne dla organizmu do utrzymania metabolizmu, skurczu mięśni, drażliwości nerwów, zdolności wzrostu, reprodukcji i myślenia. Białko występuje we wszystkich tkankach i płynach organizmu i jest jego najważniejszym elementem. Białko składa się z aminokwasów, które określają biologiczne znaczenie konkretnego białka.

Aminokwasy nieistotne powstają w organizmie człowieka. Aminokwasy człowiek otrzymuje go z zewnątrz wraz z pożywieniem, co wskazuje na konieczność kontrolowania ilości aminokwasów w pożywieniu. Brak choćby jednego aminokwasu egzogennego w pożywieniu prowadzi do obniżenia wartości biologicznej białek i może skutkować niedoborami białka, pomimo wystarczającej ilości białka w diecie. Głównymi źródłami niezbędnych aminokwasów są ryby, mięso, mleko, twarożek i jaja.

Ponadto organizm potrzebuje białek roślinnych zawartych w pieczywie, płatkach zbożowych i warzywach – dostarczają one niezbędnych aminokwasów.

Organizm osoby dorosłej powinien otrzymywać dziennie około 1 g białka na 1 kilogram masy ciała. Oznacza to, że zwykła osoba ważąca 70 kg potrzebuje co najmniej 70 g białka dziennie, a 55% całego białka powinno być pochodzenia zwierzęcego. Jeśli ćwiczysz, ilość białka powinna zostać zwiększona do 2 gramów na kilogram dziennie.

Białka w prawidłowej diecie są niezbędne każdemu innemu elementowi.

Składniki odżywcze - tłuszcze.

Tłuszcze jako substancje odżywcze, są jednym z głównych źródeł energii dla organizmu, biorą udział w procesach odnowy biologicznej, gdyż stanowią część strukturalną komórek i ich układów błonowych, rozpuszczają i pomagają w wchłanianiu witamin A, E, D. Ponadto tłuszcze pomagają w tworzenie odporności i zachowanie ciepła w organizmie .

Niedostateczna ilość tłuszczu w organizmie powoduje zaburzenia pracy centralnego układu nerwowego, zmiany w skórze, nerkach i narządzie wzroku.

Tłuszcz składa się z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, lecytyny, witamin A, E. Przeciętny człowiek potrzebuje dziennie około 80-100 gramów tłuszczów, z czego co najmniej 25-30 gramów powinno być pochodzenia roślinnego.

Tłuszcz pochodzący z pożywienia dostarcza organizmowi 1/3 dziennej wartości energetycznej diety; Na 1000 kcal przypada 37 g tłuszczu.

Wymagana ilość tłuszczu w: sercu, drobiu, rybach, jajach, wątrobie, maśle, serze, mięsie, smalcu, mózgach, mleku. Ważniejsze dla organizmu są tłuszcze roślinne, które zawierają mniej cholesterolu.

Składniki odżywcze - węglowodany.

Węglowodany,odżywka, są głównym źródłem energii, które dostarcza 50-70% kalorii z całej diety. Wymaganą ilość węglowodanów dla osoby określa się na podstawie jej aktywności i zużycia energii.

Przeciętna osoba wykonująca pracę umysłową lub lekką pracę fizyczną potrzebuje około 300-500 gramów węglowodanów dziennie. Wraz ze wzrostem aktywności fizycznej wzrasta również dzienne spożycie węglowodanów i kalorii. W przypadku osób z nadwagą energochłonność codziennego jadłospisu można zmniejszyć o ilość węglowodanów bez szkody dla zdrowia.

Dużo węglowodanów znajduje się w pieczywie, płatkach śniadaniowych, makaronach, ziemniakach, cukrze (węglowodany netto). Nadmiar węglowodanów w organizmie zaburza prawidłowe proporcje głównych części pożywienia, zaburzając w ten sposób metabolizm.

Składniki odżywcze - witaminy.

Witaminy,jako składniki odżywcze, nie dostarczają organizmowi energii, ale mimo to są niezbędnymi składnikami odżywczymi potrzebnymi organizmowi. Witaminy są potrzebne do utrzymania funkcji życiowych organizmu, regulując, kierując i przyspieszając procesy metaboliczne. Organizm otrzymuje prawie wszystkie witaminy z pożywienia i tylko niektóre są w stanie samodzielnie je wyprodukować.

Zimą i wiosną w organizmie może wystąpić hipowitaminoza z powodu braku witamin w pożywieniu - zmęczenie, osłabienie, wzrost apatii, spadek wydajności i odporności organizmu.

Wszystkie witaminy pod względem wpływu na organizm są ze sobą powiązane – niedobór jednej z witamin prowadzi do zaburzenia metabolizmu innych substancji.

Wszystkie witaminy są podzielone na 2 grupy: witaminy rozpuszczalne w wodzie I witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach - witaminy A, D, E, K.

Witamina A- potrzebne do wzrostu organizmu, poprawy jego odporności na infekcje, utrzymania dobrego wzroku, kondycji skóry i błon śluzowych. Witamina A pochodzi z oleju rybnego, śmietanki, masła, żółtka jaja, wątroby, marchwi, sałaty, szpinaku, pomidorów, zielonego groszku, moreli, pomarańczy.

Witamina D- potrzebne do tworzenia tkanki kostnej i wzrostu ciała. Brak witaminy D prowadzi do słabego wchłaniania Ca i P, co prowadzi do krzywicy. Witaminę D można uzyskać z oleju rybnego, żółtka jaja, wątroby i ikry rybiej. W mleku i maśle nadal znajduje się witamina D, ale tylko trochę.

Witamina K- potrzebne do oddychania tkanek i prawidłowego krzepnięcia krwi. Witamina K jest syntetyzowana w organizmie przez bakterie jelitowe. Niedobór witaminy K występuje na skutek chorób układu pokarmowego lub przyjmowania leków przeciwbakteryjnych. Witaminę K można pozyskać z pomidorów, zielonych części roślin, szpinaku, kapusty i pokrzywy.

Witamina E (tokoferol) jest potrzebny do funkcjonowania gruczołów dokrewnych, metabolizmu białek, węglowodanów i zapewnienia metabolizmu wewnątrzkomórkowego. Witamina E korzystnie wpływa na przebieg ciąży i rozwój płodu. Witaminę E pozyskujemy z kukurydzy, marchwi, kapusty, zielonego groszku, jaj, mięsa, ryb, oliwy z oliwek.

Witaminy rozpuszczalne w wodzie – witamina C, witaminy z grupy B.

Witamina C (kwas askorbinowy kwas) - niezbędna w procesach redoks organizmu, metabolizmie węglowodanów i białek oraz w zwiększeniu odporności organizmu na infekcje. Owoce dzikiej róży, czarnej porzeczki, aronii, rokitnika zwyczajnego, agrestu, owoców cytrusowych, kapusty, ziemniaków i warzyw liściastych są bogate w witaminę C.

Grupa witamin B zawiera 15 witamin rozpuszczalnych w wodzie, które biorą udział w procesach metabolicznych zachodzących w organizmie, procesie hematopoezy oraz odgrywają ważną rolę w metabolizmie węglowodanów, tłuszczów i wody. Witaminy z grupy B stymulują wzrost. Witaminy z grupy B można pozyskać z drożdży piwnych, kaszy gryczanej, płatków owsianych, chleba żytniego, mleka, mięsa, wątroby, żółtka jaj i zielonych części roślin.

Składniki odżywcze - mikroelementy i makroelementy.

Minerały odżywcze Są częścią komórek i tkanek organizmu i biorą udział w różnych procesach metabolicznych. Makroelementy są potrzebne człowiekowi w stosunkowo dużych ilościach: sole Ca, K, Mg, P, Cl, Na. Mikroelementy potrzebne są w małych ilościach: Fe, Zn, mangan, Cr, I, F.

Jod można uzyskać z owoców morza; cynk ze zbóż, drożdży, roślin strączkowych, wątroby; Miedź i kobalt pozyskujemy z wątroby wołowej, nerek, żółtka jaja kurzego i miodu. Jagody i owoce zawierają dużo potasu, żelaza, miedzi i fosforu.