Вода жиры белки углеводы: Вода — калорийность, полезные свойства, польза и вред, описание

Вода — калорийность, полезные свойства, польза и вред, описание

Калории, ккал: 

Углеводы, г: 

Вода – прозрачная жидкость, почти не имеющая цвета и запаха. Вода – это окись водорода, Н₂О, химическое соединение двух газов: очень лёгкого водорода и более тяжёлого – кислорода. В твёрдом состоянии воду называют льдом или снегом, а в газообразном – водяным паром.

Вода присутствует во всех оболочках Земли, она проникает во все места, где живет человек и все живые существа.

Питьевая вода – это вода, которая предназначена для потребления людьми и другими существами. Вода, которая не вредит здоровью человека, называется питьевой водой или незагрязнённой водой, чтобы вода соответствовала санитарно-эпидемиологическим нормам, её очищают или, как часто говорят, «подготавливают» с помощью установок водоподготовки.

Очистка воды – освобождение воды от взвешенных частиц, мутности, от несвойственных ей цвета, запаха и привкусов, от избыточного содержания солей и газов. Очистка и обеззараживание воды производится различными средствами, применяются фильтры из пористого вещества (уголь, обожженная глина), хлор и т.п.

Минеральная вода отличается от других типов бутилированной воды относительным количеством и постоянным уровнем элементов в источнике.

Калорийность воды

Калорийность воды составляет 0 ккал на 100 грамм продукта.

Состав и полезные свойства воды

В природных условиях вода всегда содержит растворённые вещества (газы, соли). Во всех растениях и животных есть вода, человек также состоит из воды на 70%.

Минеральная вода – питьевая вода с содержащимися в ней микроэлементами и минеральными солями (калоризатор). Свойства минеральных вод позволяют лечить некоторые болезни, поддерживать здоровье организма.

Вред воды

Хотя многие источники пресной воды пригодны для питья людьми, они могут служить распространению болезней или вызывать долгосрочные проблемы со здоровьем, если они не отвечают определённым стандартам качества воды.

калорийность и свойства. Польза и вред воды

Свойства воды

Пищевая ценность и состав | Витамины | Минеральные вещества

Сколько стоит вода ( средняя цена за 1 л.)?

Ключевое значение в создании и поддержании жизни на планете Земля по праву принадлежит воде. Она является одним из самых важных веществ для всех живых существ, отвечая за химическое строение организмов.

Эта прозрачная жидкость, не имеющая цвета, вкуса и запаха, в твердом состоянии называется снегом, льдом или инеем, а в газообразном виде именуется водяным паром. Известно, что около 71 процента поверхности нашей планеты покрыто водой.

Вся вода, которая существует на Земле, делится на водопроводную, колодезную и открытую. К последним двум относятся все известные источники. Важным показателем вредных или полезных свойств воды является ее состав. Так, например, зеленые или бурые подтеки, которые оставляет вода, свидетельствуют о наличии в ней соляной и серной кислоты.

Тело человека также напрямую связано с этой жидкостью, ведь оно от 55 до 78 процентов состоит из воды, в зависимости от возраста и веса. Потеря более 10 процентов этого вещества грозит человеку летальным исходом. Для нормального функционирования организма человеку необходимо потреблять около трех литров воды в сутки. И это происходит не за счет использования исключительно питьевой воды, а благодаря ее содержанию практически во всех видах пищевых продуктов. Фрукты, овощи, различные напитки в той или иной степени насыщены этим веществом, а употребляя их в пищу, мы избавляем себя от возможного обезвоживания.

Говоря о пищевой ценности и, в частности, о калорийности воды, следует отметить, что это вещество в чистом виде не представляет никакой угрозы для нашей фигуры. Единственными полезными элементами в ее составе являются минеральные вещества, а витамины, белки, углеводы и жиры в воде отсутствуют полностью.

Польза воды

Польза воды знакома еще нашим предкам, которые использовали ее целебные свойства для избавления от многих заболеваний, оставив нам в наследство такой действенный метод, как водолечение.

Общеизвестно, что вода, насыщенная железом, способна укреплять внутренние органы, способствуя прибавлению сил и помогая при некоторых заболеваниях. Доказана польза воды в охлажденном виде при головокружениях, обмороках, отравлениях и болезнях кровеносной системы.

Но самой замечательной и приносящей исключительно благо является вода, полученная из родников. Поэтому землю, на которой есть родник, можно с уверенностью считать экологически чистой.

Вред воды

В обменных процессах вода в организме человека играет первостепенную роль. В связи с этим, при ее регулярном употреблении в пищу, из-за невысокого качества этого продукта может произойти непредвиденный сбой во всех системах организма. Происходит это из-за того, что вместе с ней в организм попадают вредные химические вещества, нередко ядовитые, этим и обусловлен возможный вред воды. Кроме кипячения, для очищения воды применяются угольные фильтры, которые очищают данный продукт от тяжелых металлов, вредных канцерогенов, хлорных соединений и других веществ.

Калорийность воды 0.001 кКал

Энергетическая ценность воды (Соотношение белков, жиров, углеводов — бжу):

Белки: 0.001 г. (~0 кКал)
Жиры: 0.001 г. (~0 кКал)
Углеводы: 0.001 г. (~0 кКал)

Энергетическое соотношение (б|ж|у): 400%|900%|400%

Рецепты с водой

Пропорции продукта. Сколько грамм?

в 1 чайной ложке 5 граммов
в 1 столовой ложке 18 граммов
в 1 стакане 250 граммов

Минеральные вещества

Аналоги и похожие продукты

Химический состав клетки. Вода и минеральные соли. Липиды, углеводы, белки. Нуклеиновые кислоты

Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов, однако только в отношении 27 из них известна физиологическая роль.

Все элементы делят на три группы:

• макроэлементы, содержание которых в клетке составляет до 10 — 3%. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, натрий и магний, составляющие вместе свыше 99% массы клеток;
• микроэлементы, содержание которых колеблется от 10 — 3% до 10 — 12%. Это марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, бром, фтор; на их долю приходится менее 1,0 % массы клеток;
• мультрамикроэлементы, составляющие менее 10 — 12%. Это золото, серебро, уран, селен к др. — в сумме менее 0,01% массы клетки. Физиологическая роль большинства этих элементов не установлена.

Все перечисленные элементы входят в состав неорганических и органических веществ живых организмов или содержатся в виде ионов.

Неорганические соединения клеток представлены водой и минеральными солями.

Самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов — вода. Ее содержание в разных клетках колеблется от 10% в эмали зуба до 85% в нервных клетках и до 97 % в клетках развивающегося зародыша. Количество воды в клетках зависит от характера обменных процессов: чем они интенсивнее, тем выше содержание воды. В среднем в теле многоклеточных содержится около 80 % воды. Такое высокое содержание воды говорит о важной роли, обусловленной ее химической природой.

Дипольный характер молекулы воды позволяет ей формировать вокруг белков водную (сольватную) оболочку, препятствующую склеиванию их друг с другом. Это связанная вода, составляющая 4 — 5% от всего ее содержания. Остальную воду (около 95%) называют свободной. Свободная вода является универсальным растворителем для многих органических и неорганических соединений. Большинство химических реакций идет только в растворах. Проникновение веществ в клетку и выведение из нее продуктов диссимиляции в большинстве случаев возможно только в растворенном виде. Вода принимает и непосредственное участие в биохимических реакциях, протекающих в клетке (реакции гидролиза). С водой связана также регуляция теплового режима клеток, так как она обладает хорошей теплопроводностью и теплоемкостью.

Вода активно участвует в регуляции осмотического давления в клетках. Проникновение молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор вещества называется осмосом, а давление, с которым растворитель (вода) проникает через мембрану, — осмотическим. Величина осмотического давления возрастает с увеличением концентрации раствора. Осмотическое давление жидкостей организма человека и большинства млекопитающих равно давлению 0,85 % раствора хлорида натрия. Растворы с таким осмотическим давлением называются изотоническими, более концентрированные — гипертоническими, а менее концентрированные — гипотоническими. Явление осмоса лежит в основе напряжения стенок растительных клеток (тургор).

По отношению к воде все вещества делятся на гидрофильные (водорастворимые) — минеральные соли, кислоты, щелочи, моносахариды, белки и др. и гидрофобные (водонерастворимые) — жиры, полисахариды, некоторые соли и витамины и др. Кроме воды растворителями могут быть жиры и спирты.

Минеральные соли в определенных концентрациях необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток. Так, азот и сера входят в состав белков, фосфор — в состав ДНК, РНК и АТФ, магний — в состав многих ферментов и хлорофилла, железо — в состав гемоглобина, цинк — в состав гормона поджелудочной железы, йод — в состав гормонов щитовидной железы и т. д. Нерастворимые соли кальция и фосфора обеспечивают прочность костной ткани, катионы натрия, калия и кальция — раздражимость клеток. Ионы кальция принимают участие в свертывании крови.

Содержание катионов и анионов в клетке и окружающей ее среде (плазме крови, межклеточной жидкости, морской и пресной воде) различно благодаря полупроницаемости мембраны. Например, в цитоплазме клеток много калия и мало натрия, а в межклеточной жидкости — наоборот.

Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода (Н+) и гидроксила (ОН-), вследствие чего в клетках и межклеточной жидкости на постоянном уровне поддерживается слабощелочная реакция. Это явление называется буферностъю.

Органические соединения составляют около 20 — 30 % массы живых клеток. К ним относятся биологические полимеры — белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также жиры, гормоны, пигменты, АТФ и др.

Белки

Белки составляют 10 — 18 % от общей массы клетки (50 — 80 % от сухой массы). Молекулярная масса белков колеблется от десятков тысяч до многих миллионов единиц. Белки — это биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Все белки живых организмов построены из 20 аминокислот. Несмотря на это, разнообразие белковых молекул огромно. Они различаются по величине, структуре и функциям, которые определяются количеством и порядком расположения аминокислот. Помимо простых белков (альбумины, глобулины, гистоны) имеются и сложные, представляющие собой соединения белков с углеводами (гликопротеиды), жирами (липопротеиды) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды).

Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (-СООН), и аминогруппой (-Nh3), обладающей основными свойствами. Аминокислоты отличаются одна от другой только радикалами. Аминокислоты являются амфотерными соединениями, обладающими одновременно свойствами и кислот, и оснований. Это явление обусловливает возможность соединения кислот в длинные цепочки. При этом устанавливаются прочные ковалентные (пептидные) связи между углеродом кислотной и азотом основной групп (-CO-NH-) с выделением молекулы воды. Соединения, состоящие из двух аминокислотных остатков, называются дипептидами, из трех — трипептидами, из многих — полипептидами.

Белки живых организмов состоят из сотен и тысяч аминокислот, т. е. представляют собой макромолекулы. Различные свойства и функции белковых молекул определяются последовательностью соединения аминокислот, которая закодирована в ДНК. Эту последовательность называют первичной структурой молекулы белка, от которой, в свою очередь, зависят последующие уровни пространственной организации и биологические свойства белков. Первичная структура белковой молекулы обусловлена пептидными связями.

Вторичная структура белковой молекулы достигается ее спирализацией благодаря установлению между атомами соседних витков спирали водородных связей. Они слабее ковалентных, но, многократно повторенные, создают довольно прочное соединение. Функционирование в виде закрученной спирали характерно для некоторых фибриллярных белков (коллаген, фибриноген, миозин, актин и др.).

Многие белковые молекулы становятся функционально активными только после приобретения глобулярной (третичной) структуры. Она формируется путем многократного сворачивания спирали в трехмерное образование — глобулу. Эта структура сшивается, как правило, еще более слабыми дисульфидными связями. Глобулярную структуру имеет большинство белков (альбумины, глобулины и др.).

Для выполнения некоторых функций требуется участие белков с более высоким уровнем организации, при котором возникает объединение нескольких глобулярных белковых молекул в единую систему — четвертичную структуру (химические связи могут быть разные). Например, молекула гемоглобина состоит из четырех различных глобул и геминовой группы, содержащей ион железа.

Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется денатурацией. Причиной ее могут быть различные химические (кислоты, щелочи, спирт, соли тяжелых металлов и др.) и физические (высокие температура и давление, ионизирующие излучения и др.) факторы. Вначале разрушается очень слабая — четвертичная, затем третичная, вторичная, а при более жестких условиях и первичная структура. Если под действием денатурирующего фактора не затрагивается первичная структура, то при возвращении белковых молекул в нормальные условия среды их структура полностью восстанавливается, т. е. происходит ренатурация. Это свойство белковых молекул широко используется в медицине для приготовления вакцин и сывороток и в пищевой промышленности для получения пищевых концентратов. При необратимой денатурации (разрушении первичной структуры) белки теряют свои свойства.

Белки выполняют следующие функции: строительную, каталитическую, транспортную, двигательную, защитную, сигнальную, регуляторную и энергетическую.

Как строительный материал белки входят в состав всех клеточных мембран, гиалоплазмы, органоидов, ядерного сока, хромосом и ядрышек.

Каталитическую (ферментативную) функцию выполняют белки-ферменты, в десятки и сотни тысяч раз ускоряющие течение биохимических реакций в клетках при нормальном давлении и температуре около 37 °С. Каждый фермент может катализировать только одну реакцию, т. е. действие ферментов строго специфично. Специфичность ферментов обусловлена наличием одного или нескольких активных центров, в которых происходит тесный контакт между молекулами фермента и специфического вещества (субстрата). Некоторые ферменты применяются в медицинской практике и пищевой промышленности.

Транспортная функция белков заключается в переносе веществ, например кислорода (гемоглобин) и некоторых биологически активных веществ (гормонов).

Двигательная функция белков состоит в том, что все виды двигательных реакций клеток и организмов обеспечиваются специальными сократительными белками — актином и миозином. Они содержатся во всех мышцах, ресничках и жгутиках. Их нити способны сокращаться с использованием энергии АТФ.

Защитная функция белков связана с выработкой лейкоцитами особых белковых веществ — антител в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов. Антитела связывают, нейтрализуют и разрушают не свойственные организму соединения. Примером защитной функции белков может служить превращение фибриногена в фибрин при свертывании крови.

Сигнальная (рецепторная) функция осуществляется белками благодаря способности их молекул изменять свою структуру под влиянием многих химических и физических факторов, вследствие чего клетка или организм воспринимают эти изменения.

Регуляторная функция осуществляется гормонами, имеющими белковую природу (например, инсулин).

Энергетическая функция белков заключается в их способности быть источником энергии в клетке (как правило, при отсутствии других). При полном ферментативном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.

Углеводы

Углеводы — обязательный компонент как животных, так и растительных клеток. В растительных клетках их содержание достигает 90 % сухой массы (в клубнях картофеля), а в животных — 5 % (в клетках печени). В состав молекул углеводов входят углерод, водород и кислород, причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода.

Все углеводы подразделяются на моно-, ди- и полисахариды. Моносахариды чаще содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода (например, C6h22OH — глюкоза). Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (глюкоза и фруктоза) постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных. Дисахариды объединяют в одной молекуле два моносахарида. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу. Все моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус. Молекулы полисахаридов образуются в результате полимеризации моносахаридов. Мономером полисахаридов — крахмала, гликогена, целлюлозы (клетчатки) является глюкоза. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Основные полисахариды — крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений и служат запасными энергетическими веществами.

Углеводы образуются в зеленых растениях в процессе фотосинтеза и могут использоваться в дальнейшем для биосинтеза аминокислот, жирных кислот и других соединений.

Углеводы выполняют три основные функции: строительную (структурную), энергетическую и запасающую. Целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид — хитин — наружный скелет членистоногих. Углеводы в соединении с белками (гликопротеиды) входят в состав костей, хрящей, сухожилий и связок. Углеводы выполняют роль основного источника энергии в клетке: при окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Гликоген откладывается в мышцах и клетках печени в качестве запасного питательного вещества.

Липиды

Липиды (жиры) и липоиды являются обязательными компонентами всех клеток. Жиры представляют собой сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина, а липоиды — жирных кислот с другими спиртами. Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны). Липиды могут образовывать сложные комплексы с белками (липопротеиды), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды) и др. Содержание жиров в клетке колеблется от 5 до 15 % массы сухого вещества, а в клетках подкожной жировой клетчатки — до 90 %.

Жиры выполняют строительную, энергетическую, запасающую и защитную функции. Бимолекулярный слой липидов (преимущественно фосфолипиды) образует основу всех биологических мембран клеток. Липиды входят в состав оболочек нервных волокон. Жиры являются источником энергии: при полном расщеплении 1 г жира высвобождается 38,9 кДж энергии. Они служат источником воды, выделяющейся при их окислении. Жиры являются запасным источником энергии, накапливаясь в жировой ткани животных и в плодах и семенах растений. Они защищают органы от механических повреждений (например, почки окутаны мягким жировым «футляром»). Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке некоторых животных (киты, тюлени), жиры выполняют теплоизоляционную функцию.

Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное биологическое значение и представляют собой сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Они впервые были обнаружены в ядрах клеток, откуда и их название.

Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее количество содержится и в некоторых органоидах (митохондрии, пластиды). РНК содержится в ядрышках, рибосомах и в цитоплазме клетки.

Структура молекулы ДНК была впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Она представляет собой две полинуклеотидные цепи, соединенные друг с другом. Мономерами ДНК являются нуклеотиды, в состав которых входят: пятиуглеродный сахар — дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты и азотистое основание. Нуклеотиды отличаются один от другого только азотистыми основаниями. В состав нуклеотидов ДНК входят следующие азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты соседнего нуклеотида. Обе цепочки объединяются в одну молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями разных цепочек, причем в силу определенной пространственной конфигурации между аденином и тимином устанавливаются две связи, а между гуанином и цитозином — три. Вследствие этого нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А-Т, Г-Ц. Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется комплементарное. Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекулы ДНК, т. е. образования новой молекулы на основе исходной.

Репликация

Репликация происходит следующим образом. Под действием специального фермента (ДНК-полимеразы) разрываются водородные связи между нуклеотидами двух цепочек, и к освободившимся связям по принципу комплементарности присоединяются соответствующие нуклеотиды ДНК (А-Т, Г-Ц). Следовательно, порядок нуклеотидов в «старой» цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в «новой», т. е. «старая» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «новой». Такие реакции называются реакциями матричного синтеза, они характерны только для живого. Молекулы ДНК могут содержать от 200 до 2 x 108 нуклеотидов. Огромное разнообразие молекул ДНК достигается разными их размерами и различной последовательностью нуклеотидов.

Роль ДНК в клетке заключается в хранении, воспроизведении и передаче генетической информации. Благодаря матричному синтезу наследственная информация дочерних клеток точно соответствует материнской.

РНК

РНК, как и ДНК, представляет собой полимер, построенный из мономеров — нуклеотидов. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеются следующие отличия: вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит пятиуглеродный сахар — рибоза, а вместо азотистого основания тимина — урацил. Остальные три азотистых основания те же: аденин, гуанин и цитозин. По сравнению с ДНК в состав РНК входит меньше нуклеотидов и, следовательно, ее молекулярная масса меньше.

Известны двух- и одноцепочечные РНК. Двухцепочечные РНК содержатся в некоторых вирусах, выполняя (как и ДНК) роль хранителя и передатчика наследственной информации. В клетках других организмов встречаются одноцепочечные РНК, которые представляют собой копии соответствующих участков ДНК.

В клетках существуют три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомальная.

Информационная РНК (и-РНК) состоит из 300 — 30 000 нуклеотидов и составляет примерно 5 % от всей РНК, содержащейся в клетке. Она представляет собой копию определенного участка ДНК (гена). Молекулы и-РНК выполняют роль переносчиков генетической информации от ДНК к месту синтеза белка (в рибосомы) и непосредственно участвуют в сборке его молекул.

Транспортная РНК (т-РНК) составляет до 10 % от всей РНК клетки и состоит из 75-85 нуклеотидов. Молекулы т-РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.

Основную часть РНК цитоплазмы (около 85 %) составляет рибосомальная РНК (р-РНК). Она входит в состав рибосом. Молекулы р-РНК включают 3 — 5 тыс. нуклеотидов. Считают, что р-РНК обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК.

Органические вещества клетки: углеводы, белки, жиры и неорганические: вода, растворы солей. Запасание питательных веществ.

III. Актуализация знаний

Постановка цели урока. Мотивация изучения материала. По методу «ДЖИГСО» осуществляет усвоение нового материала.

изучают новый материал.

БЕЛКИ — основная составная часть любой живой клетки. На их долю приходится половина сухого вещества клетки (после удаления из нее волы). Белки выполняют в ней чрезвычайно разнообразные функции, из которых самая важная — каталитическая функция. Любая химическая реакция в клетке протекает при участии особых биологических катализаторов — ферментов. А любой фермент — белок. Следовательно, без белков-ферментов клетка не смогла бы осуществить ни одной химической реакции, а значит не смогла бы ни расти, ни размножаться, ни функционировать. Где нет белка, там нет жизни. Именно это и заставило Ф. Энгельса определить жизнь как форму cуществования белковых тел — такую форму, которая реализуется через постоянный обмен веществ.

Помимо каталитической, очень важна структурная (строительная) функции белков. Белки входят в состав всех мембран, окружающих и пронизывающих клетку. В соединении с ДНК белок составляет тело хромосом, а в соединении с РНК — тело рибосом. Растворы низкомолекулярных белков входят в состав жидких фракций клетки. Наконец, именно с белками связано осуществление таких функций, как перенос кислорода в теле организма (его осуществляет белок крови — гемоглобин), сокращение мускулатуры, передача раздражения по нервам и целый ряд других, т.е. двигательную, транспортную и защитную (антитела) функции.

Всего известно 20 различных аминокислот, входящих в состав белков. Молекулы белков имеют 4 структуры: первичную, вторичную, третичную и четвертичную.

УГЛЕВОДЫ — столь же необходимая составная часть любой клетки, как и белок. В растительных клетках их значительно больше, чем в животных. Углеводы — своеобразное «топливо» для живой клетки: окисляясь, они высвобождают химическую энергию, которая расходуется клеткой на все процессы жизнедеятельности. У растений углеводы выполняют и важные строительные функции: из них образуются оболочки как живых клеток, так и мертвых (древесина).

По химическому составу углеводы делятся на две большие группы: простые и сложные углеводы

Функции углеводов: строительная и энергетическая.

ЛИПИДЫ— также обязательная составная часть любой клетки. Как и углеводы, жиры используются клеткой как источник энергии: при расщеплении жиров освобождается энергия. Подкожный жир играет важную теплоизоляционную роль у многих животных (водные млекопитающие). У животных, впадающих зимой в спячку, жиры обеспечивают организм необходимой энергией, так как питательные вещества извне в это время не поступают. Жиры составляют запас питательных веществ и в семенах многих растений.

Функции липидов: энергетическая, строительная и транспотрная

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ впервые были обнаружены в ядрах клеток. Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые (сокращенно ДНК) и рибонуклеиновые (сокращенно РНК). ДНК содержится преимущественно в ядре клетки, РНК — в цитоплазме и в ядре. Значение нуклеиновых кислот состоит в том, что они обеспечивают синтез в клетке специфических для нее белков. Благодаря функции ДНК, связанной с синтезом белков-ферментов, осуществляется

Демонстрационные опыты, доказывающие наличие углеводов в клетке.

Определение крахмала.

А) На клубень картофеля капните йод. Что наблюдаете?

Проделаем еще один опыт.

Б) Для этого возьмите стаканчик, налейте в него немного воды, приблизительно треть и опустите туда комочек теста, завернутый в марлю. Поболтайте его в стаканчике.

Что вы наблюдаете? (Помутнение воды.)

Отлейте немного воды в стаканчик и накапайте туда раствор йода.

Что наблюдаете? (Раствор посинел.)

Какой вывод мы можем сделать? (В клетках растений содержится крахмал, который синеет при действии йода.)

В каких органах растений мы чаще всего обнаружим крахмал?

Как вы думаете из чего получают сахар? (Правильно, из сахарного тростника или свеклы.)

А что такое тростник и свекла? (Растения.)

Какой вывод мы можем сделать опираясь на эти знания? (Правильно, в клетках растений содержится сахар.)

Роль углеводов в клетке:

1. Крахмал и сахар являются основными запасными веществами для обеспечения энергией растения.

Кроме крахмала и сахара в состав клеток растений входит целлюлоза или клетчатка.

Где в клетке мы ее обнаружим? (Клеточная оболочка.)

Как вы думаете, а какую роль это вещество играет? (Придает прочность и упругость различным частям растений.)

Отставьте стаканчик в сторону не вынимая теста.

Демонстрационный опыт, доказывающий наличие жира в клетке.

Возьмите салфетку между листочками положите несколько семечек подсолнечника. Обратной стороной карандаша или ручки раздавите семена.

Что наблюдаете? (Появляется жирное пятно на бумаге.)

Какой можно сделать вывод? (В клетках растений содержится масло-жир.)

Человек с давних пор использует растения, в которых содержится в большом количестве жир. Эти растения называют масличными.

Какие масличные растения вам известны?

Как вы думаете, в каких частях растения чаще всего накапливается жир?

Почему именно в семенах наибольшее накапливание жира?

Роль жира в клетках: жир накапливается для питания зародыша семени при прорастании семя

Биологический диктант:

1. Какое вещество используют для определения содержания крахмала. (Йод.)

2. Одно из органических веществ, которое в клетке используется как вещество запаса. (Сахар.)

3. Химический элемент, содержание которого в клетке 17%. (Углерод.)

4. Вещество-углевод, можно обнаружить в клубнях картофеля. (Крахмал.)

5. Общее название солей, содержащихся в клетке. (Минеральные.)

6. Органические вещества, необходимые в клетке для получения энергии. (Жиры.)

7. Группа веществ, к которым относятся вода и минеральные соли. (Неорганические.)

8. Органические вещества, играющие большую роль во всех жизненных процессах клетки. (Белки.)

9. Что мы получим, добавив к размолотым зернам пшеницы воду? (Тесто.)

10. Растительный белок, оставшийся после промывания теста. (Клейковина.)

11. Цвет воды с крахмалом после добавления раствора йода. (Синий.)

12. Часть картофеля, в которой при проведении лабораторной работы мы обнаружили крахмал. (Клубень.)

Вода (100 мл) Калории и Пищевая Ценность

Обратите внимание, что некоторые продукты не могут быть пригодны для некоторых людей, и Вам настоятельно рекомендуется обратиться за консультацией к врачу перед началом любой потери веса или диетического режима. Хотя информация, представленная на этом сайте представлена ​​добросовестно и считается правильной, FatSecret не дает никаких заверений или гарантий относительно её полноты или точности, и вся информация, в том числе пищевая ценность, используется вами на свой риск. Все товарные знаки, авторское право и другие формы интеллектуальной собственности являются собственностью их соответствующих владельцев.

Как «работают» безуглеводные диеты? — Таня Рыбакова

К такому типу диет относятся и всем известные диеты — Дюкана, Кремлевская, белковая, безуглеводная. Принцип питания у всех этих диет один — ешьте больше белка и снизьте почти до нуля потребление углеводов.

Авторы этих диет жонглируют фактами и теориями так, чтобы подвести к выводу, что якобы в наборе веса виноваты только углеводы и если их не есть вообще, то калории считать не надо — все равно похудеешь.

Не важно сколько углеводов вы едите, важен только баланс калорий

Уверена, вы больше доверяете ученым, которые доказали с научной точки зрения, что если вы вообще не едите углеводы, но регулярно «перебираете» по калориям другими продуктами, то чуда не случится — вы не похудеете, а наберете вес.

И вот вам одно из доказательств. В 2009 году было представлено исследование, в котором приняло участие 811 человек с ожирением.

Испытуемых разделили на 4 группы, каждая из которых потребляла калории с различной долей углеводов:

1. Жиры – 20%, белок – 15%, углеводы – 65%,
2. Жиры – 20%, белок – 25%, углеводы – 55%,
3. Жиры – 40%, белок – 15%, углеводы – 45%,
4. Жиры – 40%, белок – 25%, углеводы – 35%.

Все испытуемые питались в соответствии со своим весом и одинаковым дефицитом калорий.

После 6 месяцев все испытуемые в среднем потеряли 6 кг веса независимо от пропорции потребляемых нутриентов.

Это лишь очередное из десятков научное доказательство того, что для похудения важнее сколько калорий вы в общем едите, а не какими именно продуктами набираете эти калории.

Конечно, это не индульгенция на питание одними лишь бедными на витамины и клетчатку обработанными продуктами. Подсчет калорий — лишь один из способов узнать свое тело лучше, научиться управлять своим аппетитом и настроением при помощи еды.

Углеводы задерживают воду, но не жир

Но есть тонкости. Небольшой оперативный запас углеводов (примерно 400-500 граммов в среднем человеке) задерживают в организме воду: каждые полкило углеводов задерживают около полутора литров жидкости.

При резком сокращении углеводов в рационе, ваши запасы оперативной энергии истощаются и вместе с ними вы теряете и связанную с ними воду, что ошибочно принимается за жиросжигание.

То есть если примерно 2 недели есть меньше 2 г углеводов на килограмм тела, да еще и пить мочегонные, то вы резко похудеете. Но это не жир «стопился», а ушла вода. Как только вы вернете рис, пасту, сахар и мучное в рацион — жидкость снова вернется в ваше тело. И это нормально.

А вот резкое сокращение углеводов — это совсем не нормально!

Углеводы и особенно медленные — жизненно необходимы нашему организму. Всемирная организация здравоохранения рекомендует около половины калорий в течение дня получать именно от углеводов. И желательно чтобы эта половина состояла из медленных углеводов, к которым относится паста из твердых сортов пшеницы, как паста Barilla.

Углеводы обеспечивают организм оперативной энергией, без них вы неминуемо станете апатичными, вялыми да еще и раздраженными. Кроме того, углеводы входят в состав иммунной системы и без их подпитки вы будете чаще болеть.

Не думаю, что вы будете радоваться своему похудению, если ради этого придется терпеть все эти побочные эффекты.

Поэтому вывод простой: не бывает продуктов, от которых обязательно набирают вес (или точно худеют) — это зависит лишь от того, сколько всего калорий вы едите.

Ссылка на исследование: http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa0804748#t=article)

Видео на эту тему:

Неорганические и органические вещества клетки, подготовка к ЕГЭ по биологии

Задумайтесь! Мы с вами состоит из миллиардов атомов. Все атомы находятся в круговороте, и все атомы, которыми мы обладаем, в ком-то и где-то находились те 4,5 млрд. лет, которые существует Земля. Они были частями животных, растений, грибов и бактерий — а сейчас принадлежат нам на короткое время.

С химической точки зрения ответ на вопрос «Жив ли изучаемый объект?» — не представляется возможным. Понятию «жизнь» дано колоссальное количество определений. Жизнь — это самовоспроизведение с изменением, способ существования белковых тел, постоянный обмен веществ с внешней средой.

Мы приступаем к изучению неорганических и органических веществ клетки. Начнем с неотъемлемого компонента клетки, благодаря которому жизнь на Земле в принципе стала возможна — вода.

Вода

Составляет 60-80% массы клетки. Молекула воды обладает уникальным свойством — полярностью, которое возникает из-за разницы в электроотрицательности (ЭО) между атомами кислорода и водорода (у кислорода ЭО больше).

Поскольку молекула воды полярна, ее называют диполь. Между молекулами воды возникают непрочные водородные связи: водородная связь начинается от отрицательно заряженного атома кислорода (2δ^—) одной молекулы воды и тянется до положительно заряженного атома водорода другой молекулы воды (δ⁺)

По отношению к воде все вещества можно подразделить на два типа:

• Гидрофильные (греч. hydro — вода и philéo — люблю) — вещества, которые хорошо растворяются в воде. Гидрофильными веществами являются сахара, соли, альдегиды, спирты, аминокислоты.
• Гидрофобные (греч. hydro — вода и phobos — страх) — вещества, которые не растворяются в воде. Гидрофобными веществами являются жиры.

Роль воды в клетке трудно переоценить. Ее функции и свойства крайне важны:

• Вода — универсальный растворитель

Большинство реакций, которые протекают в клетке, идут в растворе (водной среде). Полярность молекулы воды позволяет ей быть отличным растворителем для других гидрофильных (полярных) веществ.

• Вода — терморегулятор

Вода может поглощать теплоту при минимальном изменении температуры. Это настоящее «спасение» для клеток: чуть только температура меняется, вода начинает поглощать избыток тепла, защищая клетку от перегревания. Выделяясь на поверхность кожи с потом, вода испаряется, поверхность кожи при этом охлаждается.

• Вода — реагент

Она не только создает среду для реакций в клетке, но и сама активно участвует во многих из них. Расщепление питательных веществ, попавших в клетку, происходит за счет реакции гидролиза (греч. hydro — вода и lysis — расщепление).

• Транспортная функция

Питательные вещества, газы перемещаются по организму с током крови. Вода составляет 90-92% плазмы крови, является ее основным компонентом. С помощью воды происходит не только доставка веществ к клеткам, но и удаление из организма побочных продуктов обмена веществ.

• Структурная функция

Вода придает тканям тургор (лат. turgor — наполнение) — внутреннее осмотическое давление в живой клетке, создающее напряжение оболочек клеток. Вода составляет от 60 до 95% цитоплазмы, придает клеткам форму. Изменение тургора клеток растений приводит к перемещениям их частей, раскрытию устьиц, цветков.

Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделенный от чистого растворителя с помощью полупроницаемой мембраны.

Главное — понимать суть: если мы поместим живую клетку в гипертонический раствор, то вода (растворитель) устремится из клетки в раствор (в сторону большей концентрации соли) — это приведет к сморщиванию клеток.

Если же клетка окажется в гипотоническом растворе, то вода извне устремится внутрь клетки (опять-таки в сторону большей концентрации солей), приводя при этом к разбуханию (и возможному разрыву) клетки.

Элементы

Живая клетка — кладезь элементов таблицы Менделеева. Процент содержания различных элементов отличается, в связи с чем все они делятся на 3 группы:

• Биогенные (основные) — C, H, O, N. Входят в состав органических соединений, составляют основную часть клетки
• Макроэлементы (греч. makrós — большой) — составляют десятые и сотые доли в клетке: K, Na, Ca, Mg, Cl, P, S
• Микроэлементы (греч. mikrós — маленький) — составляют тысячные доли в клетке: Zn, Cu, I, Co, Mn, Fe

Процентное содержание элемента не коррелирует с его важностью и биологической значимостью. Так, к примеру, микроэлемент I играет важную роль в синтезе гормонов щитовидной железы: тироксина, трийодтиронина. За нормальные рост и развитие организмов отвечают Zn, Mn, Cu.

Благоприятно влияют на сперматозоиды Zn, Ca, Mg, защищая их от оксидативного стресса (окисления). Невозможным становится нормальное образование эритроцитов без должного уровня Fe и Cu.

Соли

В водной среде клетки соли диссоциируют (распадаются) на положительно заряженные ионы — катионы (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и отрицательно заряженные — анионы (Cl^—, SO₄^2-, HPO₄^2-, H₂PO₄^—).

Для процессов возбуждения клетки (нейрона, миоцита — мышечной клетки) внутри клетки должна поддерживаться низкая концентрация ионов Na⁺ и высокая концентрация ионов K⁺. В окружающей клетку среде все наоборот: много Na и мало K. В мембране существует специальный натрий-калиевый насос, который поддерживает необходимое равновесие. Если это соотношение нарушится, то нейрон не сможет сгенерировать нервный импульс, а клетка мышцы — сократиться.

Соли в клетке и организме выполняют ряд важных функций:

• Участвуют в активации ферментов
• Создают буферные системы (бикарбонтаную, фосфатную, белковую)
• Поддерживают кислотно-щелочное состояние (КЩС)
• Создают осмотическое давление клетки
• Создают мембранный потенциал клеток (натрий-калиевый насос)
• Являются основным минеральным составляющим скелета внутреннего и наружного (у моллюсков)

Мы переходим к органическим компонентам клетки, к которым относятся: жиры, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты.

Белки, или пептиды (греч. πεπτος — питательный)

Белки — полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки представляют линейную структуру, образованную из длинной цепи аминокислот, между которыми возникают пептидные связи. Пептидная связь образуется между карбоксильной группой (COOH) одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты (NH₂).

Между понятиями пептиды и белки существует определенная разница. Белки состоят из сотен тысяч аминокислот. Пептидами называют небольшие белки, содержащие до 10 аминокислот. Ими являются некоторые гормоны: окситоцин, вазопрессин, тиреолиберин — эти пептиды выполняют регуляторную функцию.

Выделяется несколько уровней пространственной организации белка:

• Первичная — полипептидная цепь, в которой аминокислоты расположены линейно
• Вторичная — полипептидная цепь закручивается в спираль, формируется α или β структура
• Третичная — спирали скручиваются в глобулу (лат. globulus — шарик)
• Четвертичная — образуется у сложных белков путем соединения нескольких глобул

При резком изменении оптимальных для белка условий он подвергается денатурации: при этом происходит переход от высших структур организации к низшим, или «раскручивание белка». Важно заметить, что аминокислотная последовательность (первичная структура белка) при этом не меняется, однако свойства белка меняются кардинально (теряется его гидрофильность).

Осмелюсь сделать заявление: вы часто начинаете свой день с денатурации белка. Простейший способ провести такой эксперимент — пожарить яичницу. Заметьте, что изначально яичный белок прозрачный и текучий, но по итогу жарки эти свойства утрачиваются: он становится непрозрачным и вязким.

Завершаем тему о белках изучением их функций:

• Каталитическая (греч. katalysis — разрушение)

Белки — природные катализаторы, ускоряющие реакции в организме в десятки и сотни тысяч раз. Эту роль главным образом выполняют белки-ферменты (энзимы).

Иногда в состав белков входят так называемые ко-факторы — небелковые соединения, которые необходимы ферменту для его биологической активности (в роли ко-факторов могут выступать Zn²⁺, Mg²⁺).

• Строительная

Белки входят в состав клеточных мембран. Сложные белки: коллаген, эластин — входят в состав соединительных тканей организма, придавая им некоторую прочность и эластичность.

• Регуляторная

Некоторые гормоны, регулирующие обменные процессы в организме, имеют белковое происхождение: инсулин, глюкагон, адренокортикотропный гормон (АКТГ).

• Защитная

Говоря об этой функции, прежде всего, стоит вспомнить об антителах — иммуноглобулинах, которые синтезируют B-лимфоциты. Антитела нейтрализуют чужеродные организму антигены (разрушают бактерии).

Помимо антител, защитную функцию выполняют также белки свертывающей системы крови (тромбин и фибриноген): они предохраняют организм от кровопотери.

• Энергетическая

При недостаточном питании в организме начинают окисляться молекулы белков. При расщеплении 1 г белков выделяется 17,6 кДж энергии.

• Транспортная

Некоторые белки крови способны присоединять к себе и переносить различные молекулы. Альбумины участвуют в транспорте жирных кислот, глобулины — гормонов и некоторых ионов (Fe, Cu). Основной белок эритроцитов — гемоглобин — способен переносить кислород, углекислый и угарный газы (угарный конечно нежелательно ему переносить, будет отравление)

• Сократительная

Двигательные белки, актин и миозин, на уровне саркомера обеспечивают сокращение мышц. При возбуждении мышечной ткани тонкие нити актина начинают тереться о толстые нити миозина, приводя к сокращению.

• Рецепторная

На поверхности мембраны белки образуют многочисленные рецепторы, которые, соединяясь с гормонами, приводят к изменению обмена веществ в клетке. Таким образом, гормоны реализуют воздействие на клетки органов-мишеней.

Жиры, или липиды (греч. lipos — жир)

С химической точки зрения жиры являются сложными эфирами, образованными трехатомным спиртом глицерином и высшими карбоновыми кислотами (жирными кислотами). Среди их свойств надо выделить то, что они практически нерастворимы в воде. Вспомните, как тяжело смыть жир с рук водой.

Почему именно мыло смывает жир с рук? Дело в том, что молекула мыла повторяет свойства жира: одна часть ее гидрофобна, а другая гидрофильна. Мыло соединяется с молекулой жира гидрофобной частью, и вместе они легко смываются водой.

Приступим к изучению функций жиров:

• Энергетическая

При окислении жиров выделяется много энергии: 1 г — 38,9 кДж. Это вдвое больше выделяющейся энергии при расщеплении 1г углеводов.

• Запасающая

Жиры имеют способность накапливаться в клетках, расположенных в подкожно-жировой клетчатке, внутренних органах. Эти запасы являются резервом организма на случай голодания или при недостаточном питании.

В жирах также запасается вода: в 100 г жира содержится 107 мл воды. Многим пустынным животным (верблюдам) жировые запасы помогают длительное время обходиться без воды.

• Структурная

Жиры входят в состав биологических мембран клеток человека вместе с белками. Из фосфолипидов построены мембраны всех клеток органов и тканей!

Так, к примеру, холестерин — обязательный компонент мембраны, придает ей определенную жесткость и совершенно необходим для нормальной жизнедеятельности (заболевания возникают только при нарушении липидного обмена).

• Терморегуляция

Жиры обладают плохой теплопроводностью. Располагаясь в подкожно-жировой клетчатке, они образуют термоизолирующий слой. Особенно хорошо он развит у ластоногих (моржи и тюлени), китов, защищает их от переохлаждения.

• Гормональная

Некоторые гормоны по строению относятся к жирам: половые (андрогены — мужские и эстрогены — женские), гормон беременности (прогестерон), кортикостероиды.

• Участие в обмене веществ (метаболизме)

Производное жира — витамин D — принимает важное участие в обмене кальция и фосфора в организме. Он образуется в коже под действием ультрафиолетового излучения (солнечного света). При недостатке витамина D возникает заболевание - рахит.

Углеводы

Представляют собой органические соединения, состоящие из одной или нескольких молекул простых сахаров. Выделяется три основных класса углеводов:

• Моносахариды (греч. monos — единственный)

Простые сахара, легко растворяющиеся в воде и имеющие сладкий вкус. Моносахариды подразделяются на гексозы (имеют 6 атомов углерода) — глюкоза, фруктоза, и пентозы (имеют 5 атомов углерода) — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот.

• Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий)

При гидролизе олигосахариды распадаются на моносахариды. В состав олигосахаридов может входить от 2 до 10 моносахаридных остатков. Если в состав олигосахарида входят 2 остатка моносахарида, то его называют дисахарид. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза, мальтоза. При гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу.

• Полисахариды

Это биополимеры, в состав которых входят сотни тысяч моносахаридов. Они обладают высокой молекулярной массой, нерастворимы в воде, на вкус несладкие.

Крахмал, целлюлоза, гликоген, хитин и муреин — все это биополимеры. Давайте вспомним, где они находятся.

Клеточная стенка образована: у растений — целлюлозой, у грибов — хитином, у бактерий — муреином. Запасным питательным веществом растений является крахмал, животных — гликоген.

Перечислим функции, которые выполняют углеводы:

• Энергетическая

В результате расщепления 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии.

• Запасающая

Запасным питательным веществом растений и животных соответственно являются крахмал и гликоген. Расщепление гликогена позволяет нам оставаться в сознании и быть активными между приемами пищи.

Гликоген представляет собой разветвленную молекулу, состоящую из остатков глюкозы. За счет больших размеров такая молекула хорошо удерживается в клетке, а ее разветвленность позволяет ферментам быстро отщеплять множество молекул глюкозы одновременно.

Существуют заболевания, при которых распад гликогена нарушается: в результате нейроны не получают глюкозы (источника энергии, соответственно не синтезируются и молекулы АТФ). Из-за этого становятся возможны частые потери сознания.

• Структурная (опорная)

Целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, придавая им необходимую твердость. Хитин образует клеточную стенку грибов и наружный скелет членистоногих.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро)

Высокомолекулярные органические соединения, представленные двумя видами: ДНК (дезоксирибонуклеиновые кислоты) и РНК (рибонуклеиновые кислоты). ДНК и РНК — биополимеры, мономером которых является нуклеотид. Запомните, что нуклеотид состоит из 3 компонентов:

• Азотистое основание

Для ДНК характерны следующие азотистые основания: аденин — тимин, гуанин — цитозин; для РНК: аденин — урацил, гуанин — цитозин. Исходя из принципа комплементарности, данные основания соответствуют друг другу, в результате чего между ними образуются связи.

Между аденином и тимином образуется 2 водородные связи, а между гуанином и цитозином — 3.

Именно по этой причине количество аденина в молекуле ДНК всегда совпадает с количеством тимина. К примеру, если в ДНК 20% аденина, то с уверенностью можно сказать, что в ней 20% тимина. Выходит на оставшиеся основания — цитозин и гуанин — остается 60%, значит, цитозин и гуанин составляют в ДНК 30% каждый. Таким нехитрым образом, зная процент содержания одного основания, можно подсчитать все остальные.

• Остаток сахара

В ДНК остаток сахара — дезоксирибоза, в РНК — рибоза.

• Остаток фосфорной кислоты — фосфат

Мы подробно изучили структуру ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) — двойной правозакрученной спиральной молекулы. Теперь настало время детально поговорить об РНК (рибонуклеиновой кислоте). Все виды РНК синтезируются на матрице — ДНК, различают три вида РНК:

• Рибосомальная РНК (рРНК)

Синтезируется в ядрышке. рРНК входит в состав малых и больших субъединиц рибосом. В процентном отношении рРНК составляет 80-90% всей РНК клетки.

• Информационная РНК (иРНК, син. — матричная РНК, мРНК)

Синтезируется в ядре в ходе процесса транскрипции (лат. transcriptio — переписывание). Фермент РНК-полимераза строит цепь иРНК по принципу комплементарности с ДНК. Исходя из данного принципа, гуанин (Г) в молекуле ДНК соединяется с цитозином (Ц) в РНК. Далее соответственно: цитозин (Ц) — гуанин (Г), аденин (А) — урацил (У), тимин (Т) — аденин (А).

• Транспортная РНК (тРНК)

Обеспечивает транспорт аминокислоты к рибосоме во время синтеза белка. Благодаря этому становится возможным соединение аминокислот друг с другом, образуется белок. тРНК имеет характерную форму клеверного листа.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Каковы функции белков, углеводов, липидов, воды, витаминов и минералов? | Женщина

i Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images

Углеводы, белки, жиры, вода, витамины и минералы — это шесть классов питательных веществ, которые необходимы вашему организму для выживания, роста и поддержания здоровья. Сбалансированная диета, включающая цельнозерновые, фрукты, овощи, мясо и молочные продукты, — лучший способ обеспечить получение всех этих питательных веществ. Поскольку каждое питательное вещество важно для определенных функций организма, длительное отсутствие каких-либо питательных веществ в рационе оказывает негативное влияние на здоровье.

Углеводы

Простые и сложные углеводы являются основным источником энергии в большинстве диет. Хотя углеводы используются всеми клетками, они особенно важны для нормального функционирования центральной нервной системы, мозга и красных кровяных телец. Клетчатка, неперевариваемая форма углеводов, содержащаяся в цельнозерновых продуктах, фруктах и ​​овощах, помогает поддерживать нормальное опорожнение кишечника, что снижает риск запора, геморроя, дивертикулеза и рака толстой кишки. Увеличивая выведение холестерина, клетчатка может снизить риск сердечных заболеваний и обеспечивать чувство сытости, что может помочь снизить риск ожирения.

Белки

Белки в вашем теле выполняют множество функций, от формирования тканей органов до выработки антител, которые борются с инфекцией. Они присутствуют в каждой клетке вашего тела, включая мышцы, кости, кожу, ногти и волосы, и имеют решающее значение для синтеза гормонов, ферментов, ДНК и РНК. Белки обеспечивают нормальный рост и развитие детей и подростков, а также плода во время беременности, а также являются вторичным источником энергии. Яйца, мясо, птица, рыба, соя, бобовые, молоко и молочные продукты — одни из лучших источников белка.

Жиры и липиды

Хотя потребление жиров часто связано с увеличением веса, ожирением и риском сердечных заболеваний, жир является важным питательным веществом, необходимым в небольших количествах для поддержания здоровья. Жиры имеют решающее значение для абсорбции и транспортировки жирорастворимых витаминов A, D, E и K. Они помогают формировать и поддерживать клеточные мембраны, изолируют и смягчают жизненно важные органы и являются концентрированным источником энергии. Выбирайте в своем рационе полезные для сердца ненасыщенные жиры, такие как оливковое, рапсовое и подсолнечное масла, вместо насыщенных жиров, таких как сливочное масло и сало, которые могут повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Вода

Вода, которую часто игнорируют как питательное вещество, жизненно важна для многих функций организма. Он составляет около 60 процентов веса тела и помогает поддерживать объем крови, кровяное давление и температуру тела. Он смазывает суставы, увлажняет ткани глаз, носа и рта, поддерживает работу нервов и мышц и предотвращает запоры. Еще одна важная функция воды — это транспортировка питательных веществ к различным клеткам и выведение отходов из организма. Хотя потребность в воде меняется с возрастом, взрослым нужно около восьми чашек воды каждый день.

Витамины

Из 13 витаминов, необходимых для здоровья, девять являются водорастворимыми, а четыре — жирорастворимыми. Водорастворимые витамины группы B тиамин, рибофлавин, ниацин, фолиевая кислота, витамин B-6, биотин, пантотеновая кислота и витамин B-12 помогают высвобождать энергию из пищи, предотвращают врожденные дефекты нервной трубки, необходимы для синтеза ДНК и РНК и играют важную роль в развитии нервной системы. Витамин С действует как антиоксидант и помогает укрепить десны, зубы и кости. Жирорастворимый витамин A необходим для зрения, витамин D помогает укрепить кости, витамин E действует как антиоксидант, а витамин K способствует свертыванию крови.

Минералы

Минералы, необходимые в количестве более 100 миллиграммов в день, такие как кальций, фосфор, магний, сера, натрий, хлорид и калий, называются основными минералами, а железо, цинк, медь, марганец, йод, селен, молибден, хром и кобальт являются микроэлементами, поскольку их суточная потребность составляет менее 15 миллиграммов. Однако все эти минералы жизненно важны для нормального функционирования организма, такого как создание и поддержание здоровья костей и зубов, образование клеток крови, транспортировка кислорода, заживление ран, свертывание крови, передача нервных сигналов, сокращение мышц и регулирование воды. остаток средств.

1.1: Введение в питание — Медицина LibreTexts

Питательные вещества — это вещества, необходимые организму для выполнения его основных функций. Большинство питательных веществ должно быть получено из нашего рациона, поскольку человеческий организм не синтезирует и не производит их. Питательные вещества выполняют одну или несколько из трех основных функций: они обеспечивают энергию, вносят вклад в структуру тела и / или регулируют химические процессы в организме. Эти основные функции позволяют нам обнаруживать окружающую среду и реагировать на нее, перемещаться, выделять отходы, дышать (дышать), расти и воспроизводиться.

Существует шесть классов питательных веществ, необходимых организму для функционирования и поддержания общего состояния здоровья. Это: углеводов, липидов, белков, воды, витаминов и минералов. Питательные продукты обеспечивают организм питательными веществами. Пища также может содержать множество непитательных веществ. Некоторые непитательные вещества, такие как антиоксиданты (содержатся во многих растительных продуктах), полезны для организма, тогда как другие, такие как естественные токсины (часто встречаются в некоторых растительных продуктах) или добавки (например, определенные красители и консерванты, содержащиеся в обработанных пищевых продуктах), потенциально вредны. .

Макроэлементы

Питательные вещества, которые необходимы в больших количествах, называются макроэлементами. Существует три класса макроэлементов: углеводов, липидов и белков. Макроэлементы — это соединения на основе углерода, которые могут метаболически превращаться в клеточную энергию за счет изменения их химических связей. Химическая энергия преобразуется в клеточную энергию, известную как ATP , которая используется организмом для выполнения работы и основных функций.

Количество энергии, которое человек потребляет ежедневно, в основном поступает из 3-х макроэлементов. Энергия пищи измеряется в килокалориях. Для простоты использования на этикетках продуктов питания указано количество энергии в пище в «калориях», что означает, что каждая калория фактически умножается на тысячу, чтобы получить килокалорию. (Примечание: используя научную терминологию, «калория» (с большой буквы «C») эквивалентна килокалории. Следовательно: 1 килокалория = 1 калория — 1000 калорий

Вода также является макроэлементом в том смысле, что она необходима организму в больших количествах, но, в отличие от других макроэлементов, она не содержит углерода и не дает энергии.

Примечание. Употребление алкоголя также вносит в рацион энергию (калории) из расчета 7 килокалорий на грамм, поэтому его следует учитывать при ежедневном потреблении энергии. Однако алкоголь не считается «питательным веществом», потому что он не способствует основным функциям организма и фактически содержит вещества, которые должны расщепляться и выводиться из организма, чтобы предотвратить токсические эффекты.

Углеводы

Углеводы — это молекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые обеспечивают организм энергией.Основными источниками углеводов в пище являются молоко, зерновые, фрукты и крахмалистые овощи, такие как картофель. Некрахмалистые овощи также содержат углеводы, но в меньшем количестве. Углеводы широко классифицируются на две формы в зависимости от их химической структуры: простые углеводы (часто называемые простыми сахарами) и сложные углеводы.

Простые углеводы состоят из одной или двух основных сахарных единиц, соединенных вместе. Их научные названия — «моносахариды» (1 сахарная единица) и дисахариды (2 сахарные единицы).Они очень быстро расщепляются и всасываются в пищеварительном тракте, обеспечивая быстрый прилив энергии в организме. Примеры простых сахаров включают дисахарид сахарозу, тип сахара, который вы могли бы иметь в миске на столе для завтрака, и моносахарид глюкозу, наиболее распространенный вид топлива для большинства организмов, включая человека. Глюкоза — это основной сахар, который циркулирует в крови, обеспечивая клетки энергией. Термины «сахар в крови» и «глюкоза в крови» можно заменять друг на друга.

Сложные углеводы — это длинные цепи из сахаров, которые могут соединяться в прямую или разветвленную цепь. Во время пищеварения организм расщепляет усваиваемые сложные углеводы на простые сахара, в основном глюкозу. Затем глюкоза всасывается в кровоток и транспортируется ко всем нашим клеткам, где она хранится, используется для производства энергии или используется для создания макромолекул. Клетчатка также является сложным углеводом, но не может расщепляться пищеварительными ферментами в кишечнике человека. В результате он проходит через пищеварительный тракт непереваренным, если бактерии, обитающие в толстой или толстой кишке, не разрушают его.

Один грамм усвояемых углеводов дает 4 килокалории энергии, необходимой клеткам тела для выполнения работы. Углеводы не только обеспечивают энергию и служат строительными блоками для более крупных макромолекул, но и необходимы для правильного функционирования нервной системы, сердца и почек. Как уже упоминалось, глюкоза может храниться в организме для использования в будущем. У людей запасающая молекула углеводов называется гликогеном, а у растений — крахмалом. Гликоген и крахмал — сложные углеводы.

Липиды

Липиды также представляют собой семейство молекул, состоящих из углерода, водорода и кислорода, но в отличие от углеводов они нерастворимы в воде. Липиды содержатся преимущественно в сливочном масле, масле, мясе, молочных продуктах, орехах и семенах, а также во многих обработанных пищевых продуктах. Три основных типа липидов — это триглицериды (триацилглицерины), фосфолипиды и стерины. Основная задача триацилглицеринов — обеспечивать или хранить энергию. Липиды обеспечивают больше энергии на грамм, чем углеводы (9 килокалорий на грамм липидов против 4 килокалорий на грамм углеводов).Помимо накопления энергии, липиды служат основным компонентом клеточных мембран, окружают и защищают органы (в тканях, накапливающих жир), обеспечивают изоляцию, чтобы помочь в регулировании температуры. Фосфолипды и стерины имеют несколько иную химическую структуру и используются для регулирования многих других функций организма.

Белки

Белки — это макромолекулы, состоящие из цепочек основных субъединиц, называемых аминокислотами. Аминокислоты состоят из углерода, кислорода, водорода и азота.Пищевые источники белков включают мясо, молочные продукты, морепродукты и различные растительные продукты, в первую очередь сою. Слово «белок» происходит от греческого слова, означающего «первостепенное значение», что хорошо описывает эти макроэлементы; в просторечии они также известны как «рабочие лошадки» жизни. Белки обеспечивают основную структуру костей, мышц и кожи, ферментов и гормонов и играют роль в проведении большинства химических реакций, происходящих в организме. По оценкам ученых, в человеческом теле существует более ста тысяч различных белков.Генетические коды в ДНК — это, по сути, рецепты белков, которые определяют порядок, в котором 20 различных аминокислот связываются вместе, чтобы образовать тысячи конкретных белков. Поскольку аминокислоты содержат углерод, они могут использоваться организмом для получения энергии и обеспечивать 4 килокалории энергии на грамм; однако обеспечение энергией — не самая важная функция белка.

Вода

Есть еще одно питательное вещество, которое нам необходимо иметь в больших количествах: вода. Вода не содержит углерода, но состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода на молекулу воды.Более 60 процентов вашего веса составляет вода. Без воды ничто не могло бы перемещаться в тело или из тела, не происходили бы химические реакции, не было бы мягких подушек для органов, а температура тела могла бы сильно колебаться. В среднем взрослый человек потребляет чуть более двух литров воды в день как после еды, так и после питья жидкости. Поскольку вода имеет решающее значение для основных жизненных процессов, общее потребление и выход воды чрезвычайно важны. Этот вопрос будет подробно рассмотрен в главе 4.

Микроэлементы

Микроэлементы также необходимы для выполнения функций организма, но они требуются организму в меньших количествах. Микроэлементы включают все основных минералов и витаминов . Существует шестнадцать основных минералов и тринадцать основных витаминов (полный список и их основные функции см. В Таблице \ (\ PageIndex {1} \) и Таблице \ (\ PageIndex {2} \)).

В отличие от углеводов, липидов и белков, микронутриенты не являются источником энергии (калорий) для организма. Вместо этого они играют роль кофакторов или компонентов ферментов (то есть коферментов), которые облегчают химические реакции в организме. Они участвуют во всех аспектах функций организма, от производства энергии до переваривания питательных веществ и создания макромолекул. Микроэлементы играют в организме множество важных ролей.

Минералы

Минералы — это твердые неорганические вещества, которые образуют кристаллы и классифицируются в зависимости от того, сколько их нам нужно. Микроэлементы, такие как молибден, селен, цинк, железо и йод , требуются всего в нескольких миллиграммах или меньше. Макроминералы, такие как кальций, магний, калий, натрий и фосфор , необходимы в сотнях миллиграммов. Многие минералы имеют решающее значение для функции ферментов, в то время как другие используются для поддержания баланса жидкости, наращивания костной ткани, синтеза гормонов, передачи нервных импульсов, сокращения и расслабления мышц и защиты от вредных свободных радикалов в организме, которые могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как рак. .

Витамины

Тринадцать витаминов делятся на водорастворимые и жирорастворимые.Водорастворимые витамины — это витамин С и все витамины группы В, , в том числе тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотеновая кислота, пиридоксин, биотин, фолиевая кислота и кобаламин. Жирорастворимые витамины: A, D, E и K . Витамины необходимы для выполнения многих функций в организме, таких как помощь в выработке энергии, выработка красных кровяных телец, синтез костной ткани и поддержка нормального зрения, функции нервной системы и функции иммунной системы.

Дефицит витаминов может вызвать серьезные проблемы со здоровьем и даже смерть.Например, дефицит ниацина вызывает болезнь под названием пеллагра, которая была распространена в начале двадцатого века в некоторых частях Америки. Общие признаки и симптомы пеллагры известны как «4D — диарея, дерматит, слабоумие и смерть». Пока ученые не обнаружили, что улучшение диеты облегчает симптомы пеллагры, многие люди с этой болезнью попадали в психиатрические больницы в ожидании смерти. Было также обнаружено, что другие витамины предотвращают определенные расстройства и заболевания, такие как цинга (витамин C), куриная слепота (витамин A) и рахит (витамин D).

Life Essentials: углеводы, жиры, белки, витамины и минералы, вода

Углеводы — это соединения, состоящие из разных видов сахара. Все углеводы обеспечивают организм топливом, необходимым для физической активности, но не все углеводы одинаковы. Узнайте, почему хорошие углеводы из цельного зерна полезнее плохих, таких как обогащенная белая мука. Понимание разницы между простыми и сложными углеводами, знание того, какие углеводы являются хорошими и плохими, позволит вам сделать лучший выбор в питании и, возможно, поможет вам избежать таких заболеваний, как диабет.

Мы также изучаем искусственные подсластители, роль сахаров и способы облегчения тяги к сахару в простой для понимания манере.

Белки выполняют множество функций в живых организмах, в том числе катализируют метаболические реакции, восстанавливают ДНК, реагируют на раздражители и транспортируют молекулы из одного места в другое. Они также играют роль в поддержании здоровья костей, мышц и органов. Организм использует белок для производства гемоглобина в красных кровяных тельцах (транспортном средстве, доставляющем кислород ко всем нашим тканям). Без достаточного количества белка легкие и иммунная система перестали бы нормально функционировать.

Есть 22 стандартные аминокислоты, которые являются строительными блоками белка, но мы используем только 20 из существующих 22. Мы синтезируем одиннадцать аминокислот, однако остальные девять аминокислот должны быть получены с пищей.

Вы узнаете об опасности слишком большого количества белка и его недостатка в вашем рационе. Роль белков в синтезе гормонов и подводные камни анаболических стероидов.

Пищевые жиры вместе с белками и углеводами обеспечивают организм необходимой энергией.Жиры должны быть частью диетического выбора, поскольку некоторые жирорастворимые витамины не могут всасываться, кроме как вместе с диетическими жирами; не все жиры плохие. Есть «хорошие жиры», необходимые для здоровья, а есть «плохие» и «уродливые» жиры, такие как жир на животе, которые вредны для вашего здоровья.

Эта книга освещает все, что вам нужно знать о жирах. Те, которые вам следует минимизировать или никогда не включать в свой рацион. Какие жиры лучше всего включать в пищу и как эти жиры влияют на ваше самочувствие, хорошие или плохие.

Вода чрезвычайно важна, поскольку биологические системы нуждаются в жидкости, жидкости, в которой могут растворяться молекулы и химические реакции. Вода используется для гидролиза многих веществ. Он разрывает связь между аминокислотами в белках. Вода легко растворяет другие субстраты, и этот атрибут используется для транспортировки веществ по телу. Вода является основным компонентом плазмы крови, тканевой жидкости и лимфы. Вода — это среда, которая используется организмом для переноса широкого спектра веществ, таких как красные кровяные тельца, переносящие кислород, тромбоциты, используемые для свертывания крови, а также минералы, которые затем могут легко транспортироваться и становиться доступными для клеток организма.

На Земле 96,5% воды планеты находится в океанах, а 71% поверхности Земли имеет жизненно важное значение для всех известных форм жизни. Мы сами на 65% состоим из воды. В этой книге рассматриваются различные категории воды, не только важность, но и необходимость воды для выживания нашего вида и экосистемы.

По разным причинам мы не всегда получаем необходимые питательные вещества в наш организм. Витамины, минералы и добавки сокращают разрыв с тем, что мы не получаем в пищу из продуктов, которые мы едим.К сожалению, многие из нас не знают, что делает этот витамин и как эта добавка поможет нам почувствовать себя лучше.

В этой книге представлены различные витамины, минералы, добавки (антиоксиданты) в простой и удобной для чтения форме: что такое витамин, как он действует в нашем организме и что конкретно делает каждый витамин, минерал или добавка; и какое количество рекомендуется каждый день.

Питательных веществ: 7 основных классов — Beef2Live

Питательные вещества: 7 основных классов

Существует семь основных классов питательных веществ:

1.Углеводы
2. Жиры
3. Пищевые волокна
4. Минералы
5. Белки
6. Витамины
7. Вода

Эти классы питательных веществ можно разделить на макроэлементов, (необходимы в относительно больших количествах) или микронутриенты (необходимы в меньших количествах). Макронутриенты — это углеводы, жиры, клетчатка, белки и вода. Микроэлементы — это минералы и витамины.

Макроэлементы (за исключением клетчатки и воды) обеспечивают структурный материал (аминокислоты, из которых построены белки, и липиды, из которых построены клеточные мембраны и некоторые сигнальные молекулы), энергию.Часть структурного материала может использоваться для внутреннего генерирования энергии, и в любом случае она измеряется в Джоулях или килокалориях (часто называемых «калориями» и пишется с заглавной буквы C, чтобы отличить их от маленьких калорий с буквой «c»). Углеводы и белки обеспечивают примерно 17 кДж (4 ккал) энергии на грамм, в то время как жиры обеспечивают 37 кДж (9 ккал) на грамм, хотя чистая энергия от любого из них зависит от таких факторов, как всасывание и пищеварительные усилия, которые существенно различаются от случая к случаю. пример.Витамины, минералы, клетчатка и вода не дают энергии, но необходимы по другим причинам. Третий класс диетического материала, клетчатка (то есть неперевариваемый материал, такой как целлюлоза), по-видимому, также необходим как по механическим, так и по биохимическим причинам, хотя точные причины остаются неясными.

Молекулы углеводов и жиров состоят из атомов углерода, водорода и кислорода . Углеводы варьируются от простых моносахаридов (глюкоза, фруктоза, галактоза) до сложных полисахаридов (крахмал).Жиры — это триглицериды, состоящие из различных мономеров жирных кислот, связанных с основной цепью глицерина. Некоторые жирные кислоты, но не все, необходимы в диете: они не могут синтезироваться в организме. Молекулы белков содержат атомы азота помимо углерода, кислорода и водорода. Основными компонентами белка являются азотсодержащие аминокислоты, некоторые из которых необходимы в том смысле, что люди не могут производить их внутренне. Некоторые аминокислоты превращаются (с расходом энергии) в глюкозу и могут использоваться для производства энергии так же, как обычная глюкоза.Расщепляя существующий белок, часть глюкозы может производиться внутри; оставшиеся аминокислоты выбрасываются, прежде всего в виде мочевины с мочой. Это происходит естественным образом при атрофии или во время голодания.

Другие питательные микроэлементы включают антиоксиданты и фитохимические вещества, которые, как считается, влияют (или защищают) некоторые системы организма. Их необходимость не так хорошо установлена, как, например, в витаминах.

Большинство пищевых продуктов содержат смесь некоторых или всех классов питательных веществ вместе с другими веществами .Некоторые питательные вещества могут храниться внутри (например, жирорастворимые витамины), тогда как другие требуются более или менее постоянно. Плохое здоровье может быть вызвано недостатком необходимых питательных веществ или, в крайних случаях, слишком большим количеством необходимых питательных веществ. Например, и соль, и вода (обе абсолютно необходимы) в слишком больших количествах могут вызвать болезнь или даже смерть.

Источники энергии в пищевых продуктах: углеводы, жиры и белки

Источники энергии в пищевых продуктах: углеводы, жиры и белки

Энергия: требования и функции

Углеводы (крахмал и сахар), жиры и белки в пище могут функционировать как источники энергии, когда они метаболизируются до углекислого газа и воды в процессах дыхания во всех клетках нашего тела.Эта энергия питает все, от выработки нейротрансмиттеров в нашем мозгу до мышечных сокращений, необходимых для игры в баскетбольный мяч или плетения корзины. Энергетическая ценность пищи выражается в «калориях» («калории» на самом деле означают ккал или килокалории, как определено в химии; 1 ккал нагревает один литр воды на один градус Цельсия). К высококалорийным продуктам с высокой калорийностью обычно относятся продукты с высоким содержанием углеводов, белков или жиров — например, макаронные изделия, хлеб, овсянка, крупы и другие приготовленные цельнозерновые продукты и каши, потребляемые во всем мире в качестве основных продуктов питания; растительные масла или животный жир, присутствующие в приготовленных продуктах, мясе и сыре.Интересно отметить, что грамм на грамм, жиры содержат более чем вдвое большую энергетическую плотность углеводов или белков: около 9 ккал на грамм для жиров по сравнению с всего лишь около 4 ккал на грамм для углеводов и белков. На следующей странице мы рассмотрим дальнейшую роль высококачественных жиров как питательного вещества, а не просто источника энергии.

Источники энергии: аспекты диеты и пищевой системы

Текущее министерство сельского хозяйства США (USDA) и другие основные рекомендации по питанию продвигают идею доступа к калориям за счет преобладания цельнозерновых продуктов (например,g .. цельнозерновые и овсяные хлопья и мука из них, коричневый рис), поскольку эти цельные зерна содержат смесь углеводов, белков и неперевариваемой клетчатки, а также витаминов. Этот некалорийный вклад в питание также важен, как обсуждается на страницах ниже, и хорошо сочетается с калорийностью пищи, чтобы улучшить результаты для здоровья. Калории являются фундаментальным фактором питания, потому что отрицательный баланс калорий (калорий, потребляемых за вычетом тех, которые затрачиваются на сидячую деятельность человека и упражнения) наряду с нехваткой других связанных компонентов пищи, описанных ниже, приводит к потере веса и замедлению роста у детей, включая задержку роста в детстве и постоянную задержку роста. вред потенциалу развития человека.Напротив, значительное превышение баланса калорий с течением времени приводит к увеличению веса, что на уровне популяции связано с увеличением частоты сердечных заболеваний и диабета. Эти связанные с питанием заболевания все чаще поражают население в промышленно развитых странах и городское население во всем мире, имеющее доступ к обильному, хотя часто менее здоровому, варианту питания. Заболевания, связанные с питанием, как часть продовольственных систем, будут снова рассмотрены в модуле 3.2.

углеводов, жиров, белков, витаминов, минералов, воды.

Презентация на тему: «Углеводы, жиры, белки, витамины, минералы, вода» — стенограмма презентации:

1 Углеводы, жиры, белки, витамины, минералы, вода

2 Питательные вещества Вещества в пище, которые обеспечивают энергию или помогают формировать ткани тела и необходимы для жизни и роста 6 классов: углеводы, жиры, белки, витамины, минералы, вода.

3 Слишком мало еды = потеря веса, замедленный рост, смерть. Слишком много еды = дополнительная энергия сохраняется в виде жира, избыток жира вызывает риск развития болезней. -term Употребляя разнообразную пищу, вы с большей вероятностью получите все питательные вещества, которые вам нужны в течение дня. Пищевая тарелка («Пищевая пирамида») — это руководство, которое поможет вам убедиться, что вы получаете все необходимое здоровым образом ( Не слишком мало, не слишком много)

4 Пища обеспечивает топливо, которое поддерживает ваше тело. Метаболизм: химический процесс, который происходит в вашем теле, чтобы поддерживать вашу жизнь; требует энергии и питательных веществ. Питательные вещества, обеспечивающие энергию: углеводы, жиры, белки. калорий / грамм

5 Класс питательных веществ, дающих энергию, который включает сахар, крахмал и клетчатку.Основной источник пищевой энергии.

6 Сахар Простейшая форма углеводов глюкоза: сахар, который циркулирует в вашей крови и обеспечивает энергию. Рафинированный сахар: обеспечивает энергию, но не содержит питательных веществ, содержащихся во фруктах, молоке, печенье, картофеле. углеводы, которые не нужны вашему организму, хранятся в виде этого быстрого запаса энергии Карбоновый комплекс, который содержит мало питательных веществ и НЕ может быть усвоен организмом, сохраняет ваш кишечник здоровым, предотвращает запоры, предотвращает рак толстой кишки и сердечные заболевания; растворимая клетчатка — растворяется в воде. нерастворимая клетчатка — НЕ растворяется в воде

7 Класс питательных веществ, состоящих из аминокислот, необходимых для построения и восстановления клеток Аминокислоты Белки Клетки Ткани Органы Системы Тело

8 Помогите построить новые клетки и восстановить существующие. Слишком много белка, и он будет храниться в виде жира. Состоит из аминокислот. Получен как из растительной, так и из животной пищи. Животное: яйца, мясо, молочные полные белки. Растение: бобовые, зерновые, овощи. продуктов, чтобы получить все ваши белки красное и белое мясо рыба молочные продукты бобовые орехи зерна

9 Класс энергии, дающий питательные вещества — также основная форма хранения энергии в организме. НАКОПЛЕННАЯ ЭНЕРГИЯ.

10 Основные питательные вещества 3 типа: насыщенные жиры, ненасыщенные жиры, холестерин, насыщенные жиры, большинство из которых являются твердыми при комнатной температуре, поступают из продуктов животного происхождения, держитесь подальше от слишком большого количества насыщенных жиров, приводит к ожирению, высокий холестерин. : хороший тип жира (полезен) Холестерин Липопротеины низкой плотности переносят холестерин в клетки организма (БАД) Липопротеины высокой плотности переносят холестерин обратно в печень для удаления (ХОРОШО)

11 Класс питательных веществ, содержащих углерод и необходимых в небольших количествах для поддержания здоровья и обеспечения роста 2 типа: жирорастворимые растворяются в жире Витамины A, D, E, K остаются в организме в течение длительного времени Растворимые в воде растворяются в воде 8 Витамины группы B, C плохо хранятся в организме

12 Класс питательных веществ, представляющих собой химические элементы, необходимые для определенных процессов в организме, например для образования костей.Какой минерал нужен для образования костей? Где мы его берем?

13 Натрий 1 1/4 чайной ложки соли в день слишком много = обработанные продукты с высоким кровяным давлением содержат много натрия, необработанные продукты содержат мало натрия Кальций подростки: 1300 миллиграммов / день (8 унций молока = 300 мг) немолочные источники зеленые листовые овощи, хлеб , OJ слишком мало = слабые кости (остеопороз). Слишком мало железа для переноса кислорода в красных кровяных тельцах = анемия, слишком много = ядовито !! источники: красное мясо, зеленые овощи

14 Для транспортировки и усвоения кальция организм использует витамин D.

15 Вода необходима для жизни и здорового питания. Вода составляет около 60 процентов тела в мышцах, жировых клетках, крови и даже костях. Сколько дней мы сможем прожить без воды? Сколько стаканов в день? Сколько за стакан?

Химическое разложение и абсорбция: более внимательный взгляд

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определите места и первичные выделения, участвующие в химическом переваривании углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот
• Сравните и сопоставьте абсорбцию гидрофильных и гидрофобных питательных веществ

Как вы уже знаете, процесс механического пищеварения относительно прост.Это связано с физическим расщеплением пищи, но не меняет ее химический состав. С другой стороны, химическое пищеварение — это сложный процесс, который превращает пищу в химические строительные блоки, которые затем поглощаются для питания клеток организма. В этом разделе вы более подробно рассмотрите процессы химического переваривания и абсорбции.

Рис. 1. Пищеварение начинается во рту и продолжается по мере прохождения пищи через тонкий кишечник. Большая часть всасывания происходит в тонком кишечнике.

Химическое разложение

Крупные молекулы пищи (например, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и крахмалы) должны быть разбиты на субъединицы, которые достаточно малы, чтобы быть поглощенными слизистой оболочкой пищеварительного тракта. Это достигается ферментами путем гидролиза. Многие ферменты, участвующие в химическом пищеварении, сведены в Таблицу 1.

Переваривание углеводов

Средняя американская диета состоит примерно на 50 процентов из углеводов, которые можно классифицировать по количеству содержащихся в них мономеров простых сахаров (моносахаридов и дисахаридов) и / или сложных сахаров (полисахаридов). Глюкоза, галактоза и фруктоза — три моносахарида, которые обычно потребляются и легко усваиваются. Ваша пищеварительная система также способна расщеплять дисахарид сахарозу (обычный столовый сахар: глюкоза + фруктоза), лактозу (молочный сахар: глюкоза + галактоза) и мальтозу (зерновой сахар: глюкоза + глюкоза), а также полисахариды гликоген и крахмал ( цепочки моносахаридов).Ваш организм не вырабатывает ферменты, которые могут расщеплять большинство волокнистых полисахаридов, таких как целлюлоза. Хотя неперевариваемые полисахариды не обладают какой-либо питательной ценностью, они содержат пищевые волокна, которые помогают продвигать пищу по пищеварительному тракту.

Химическое переваривание крахмала начинается во рту и было рассмотрено выше.

В тонком кишечнике панкреатическая амилаза выполняет «тяжелую работу» для переваривания крахмала и углеводов (рис. 2).После того, как амилазы расщепляют крахмал на более мелкие фрагменты, фермент щеточной каймы α-декстриназа начинает работать с α-декстрином , отщепляя по одной единице глюкозы за раз. Три фермента щеточной каймы гидролизуют сахарозу, лактозу и мальтозу до моносахаридов. Сахараза расщепляет сахарозу на одну молекулу фруктозы и одну молекулу глюкозы; мальтаза расщепляет мальтозу и мальтотриозу на две и три молекулы глюкозы соответственно; и лактаза расщепляет лактозу на одну молекулу глюкозы и одну молекулу галактозы.Недостаток лактазы может привести к непереносимости лактозы.

Рис. 2. Углеводы разбиваются на мономеры в несколько этапов.

Переваривание белков

Белки — это полимеры, состоящие из аминокислот, связанных пептидными связями с образованием длинных цепей. Пищеварение восстанавливает их до входящих в их состав аминокислот. Обычно вы потребляете от 15 до 20 процентов от общего количества потребляемых калорий в виде белка.

Переваривание белка начинается в желудке, где HCl и пепсин расщепляют белки на более мелкие полипептиды, которые затем попадают в тонкий кишечник.Химическое пищеварение в тонком кишечнике продолжается ферментами поджелудочной железы, включая химотрипсин и трипсин, каждый из которых действует на определенные связи в аминокислотных последовательностях. В то же время клетки щеточной каймы секретируют ферменты, такие как аминопептидаза и дипептидаза , которые дополнительно разрушают пептидные цепи. В результате молекулы достаточно малы, чтобы попасть в кровоток.

Рис. 3. Переваривание белка начинается в желудке и завершается в тонком кишечнике.

Рис. 4. Белки последовательно распадаются на свои аминокислотные компоненты.

Переваривание липидов

Здоровая диета ограничивает потребление липидов до 35 процентов от общего количества потребляемых калорий. Наиболее распространенными диетическими липидами являются триглицериды, которые состоят из молекулы глицерина, связанной с тремя цепями жирных кислот. Также потребляются небольшие количества диетического холестерина и фосфолипидов.

Три липазы, ответственные за переваривание липидов: лингвальная липаза, желудочная липаза и липаза поджелудочной железы .Однако, поскольку поджелудочная железа является единственным косвенным источником липазы, практически все переваривание липидов происходит в тонком кишечнике. Липаза поджелудочной железы расщепляет каждый триглицерид на две свободные жирные кислоты и моноглицерид. Жирные кислоты включают как короткоцепочечные (менее 10-12 атомов углерода), так и длинноцепочечные жирные кислоты.

Расщепление нуклеиновых кислот

ДНК и РНК нуклеиновых кислот содержатся в большинстве продуктов, которые вы едите. За их переваривание отвечают два типа нуклеазы поджелудочной железы : дезоксирибонуклеаза , которая расщепляет ДНК, и рибонуклеаза , которая расщепляет РНК.Нуклеотиды, полученные в результате этого переваривания, далее расщепляются двумя ферментами щеточной каймы кишечника ( нуклеозидаза и фосфатаза ) на пентозы, фосфаты и азотистые основания, которые могут абсорбироваться через стенку пищеварительного канала. Крупные пищевые молекулы, которые необходимо разбить на субъединицы, сведены в Таблицу 2.

Поглощение

Механические процессы и процессы пищеварения преследуют одну цель: преобразовать пищу в молекулы, достаточно мелкие, чтобы их могли абсорбировать эпителиальные клетки ворсинок кишечника.Всасывающая способность пищеварительного тракта практически безгранична. Каждый день пищеварительный канал обрабатывает до 10 литров пищи, жидкости и желудочно-кишечного тракта, но менее одного литра попадает в толстую кишку. Почти вся принятая пища, 80 процентов электролитов и 90 процентов воды всасываются в тонком кишечнике. Хотя весь тонкий кишечник участвует во всасывании воды и липидов, большая часть всасывания углеводов и белков происходит в тощей кишке. Примечательно, что соли желчных кислот и витамин B ₁₂ всасываются в терминальном отделе подвздошной кишки.К тому времени, когда химус переходит из подвздошной кишки в толстую кишку, он по существу представляет собой неперевариваемые остатки пищи (в основном растительные волокна, такие как целлюлоза), немного воды и миллионы бактерий.

Рис. 5. Абсорбция — это сложный процесс, в котором собираются питательные вещества из переваренной пищи.

Абсорбция может происходить посредством пяти механизмов: (1) активный транспорт, (2) пассивная диффузия, (3) облегченная диффузия, (4) совместный транспорт (или вторичный активный транспорт) и (5) эндоцитоз. Как вы помните из главы 3, активный транспорт относится к движению вещества через клеточную мембрану, идущему от области с более низкой концентрацией к области с более высокой концентрацией (вверх по градиенту концентрации).В этом типе транспорта белки внутри клеточной мембраны действуют как «насосы», используя клеточную энергию (АТФ) для перемещения вещества. Пассивная диффузия относится к перемещению веществ из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией, в то время как облегченная диффузия относится к перемещению веществ из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией с использованием белка-носителя в клеточной мембране. Ко-транспорт использует движение одной молекулы через мембрану от более высокой концентрации к более низкой, чтобы обеспечить движение другой молекулы от более низкой к более высокой.Наконец, эндоцитоз — это транспортный процесс, при котором клеточная мембрана поглощает материал. Он требует энергии, как правило, в форме АТФ.

Поскольку плазматическая мембрана клетки состоит из гидрофобных фосфолипидов, водорастворимые питательные вещества должны использовать транспортные молекулы, встроенные в мембрану, чтобы проникать в клетки. Более того, вещества не могут проходить между эпителиальными клетками слизистой оболочки кишечника, потому что эти клетки связаны между собой плотными контактами. Таким образом, вещества могут попадать в кровеносные капилляры только через апикальные поверхности эпителиальных клеток в интерстициальную жидкость.Водорастворимые питательные вещества попадают в капиллярную кровь ворсинок и попадают в печень через воротную вену печени.

В отличие от водорастворимых питательных веществ, жирорастворимые питательные вещества могут диффундировать через плазматическую мембрану. Попав внутрь клетки, они упаковываются для транспортировки через основание клетки, а затем попадают в млечные сосуды ворсинок и транспортируются лимфатическими сосудами в большой круг кровообращения через грудной проток. Всасывание большинства питательных веществ через слизистую оболочку кишечных ворсинок требует активного транспорта, подпитываемого АТФ.Пути абсорбции для каждой категории пищевых продуктов приведены в Таблице 3.

Поглощение углеводов

Все углеводы всасываются в виде моносахаридов.Тонкий кишечник очень эффективен в этом, поглощая моносахариды со скоростью около 120 граммов в час. Всасываются все нормально усваиваемые пищевые углеводы; неперевариваемые волокна выводятся с калом. Моносахариды глюкоза и галактоза транспортируются в эпителиальные клетки обычными белками-носителями посредством вторичного активного транспорта (то есть совместного транспорта с ионами натрия). Моносахариды покидают эти клетки посредством облегченной диффузии и попадают в капилляры через межклеточные щели.Моносахарид фруктоза (который находится во фруктах) абсорбируется и транспортируется только за счет облегченной диффузии. Моносахариды соединяются с транспортными белками сразу после расщепления дисахаридов.

Абсорбция белка

Активные транспортные механизмы, в первую очередь в двенадцатиперстной кишке и тощей кишке, поглощают большинство белков в виде продуктов их распада — аминокислот. Почти весь (от 95 до 98 процентов) белок переваривается и всасывается в тонком кишечнике. Тип носителя, который транспортирует аминокислоту, варьируется.Большинство переносчиков связаны с активным транспортом натрия. Также активно транспортируются короткие цепи из двух аминокислот (дипептиды) или трех аминокислот (трипептиды). Однако после того, как они попадают в абсорбирующие эпителиальные клетки, они расщепляются на свои аминокислоты, прежде чем покинуть клетку и попасть в капиллярную кровь посредством диффузии.

Абсорбция липидов

Около 95 процентов липидов всасывается в тонком кишечнике. Соли желчных кислот не только ускоряют переваривание липидов, они также необходимы для всасывания конечных продуктов переваривания липидов.Короткоцепочечные жирные кислоты относительно растворимы в воде и могут напрямую проникать в абсорбирующие клетки (энтероциты). Несмотря на то, что они гидрофобны, небольшой размер короткоцепочечных жирных кислот позволяет им абсорбироваться энтероцитами путем простой диффузии, а затем идти тем же путем, что и моносахариды и аминокислоты, в кровеносные капилляры ворсинок.

Крупные и гидрофобные длинноцепочечные жирные кислоты и моноацилглицериды не так легко суспендировать в водянистом кишечном химусе. Однако соли желчных кислот и лецитин решают эту проблему, заключая их в мицеллу , которая представляет собой крошечную сферу с полярными (гидрофильными) концами, обращенными к водной среде, а гидрофобные хвосты обращены внутрь, создавая восприимчивую среду для длинноцепочечных жирные кислоты.Ядро также включает холестерин и жирорастворимые витамины. Без мицелл липиды сидели бы на поверхности химуса и никогда не соприкасались бы с абсорбирующими поверхностями эпителиальных клеток. Мицеллы могут легко протискиваться между микроворсинками и попадать очень близко к поверхности люминальных клеток. В этот момент липидные вещества выходят из мицеллы и абсорбируются путем простой диффузии.

Свободные жирные кислоты и моноацилглицериды, попадающие в эпителиальные клетки, снова включаются в триглицериды.Триглицериды смешаны с фосфолипидами и холестерином и окружены белковой оболочкой. Этот новый комплекс, названный хиломикроном , представляет собой водорастворимый липопротеин. После обработки аппаратом Гольджи хиломикроны высвобождаются из клетки. Слишком большие для прохождения через базальные мембраны кровеносных капилляров, хиломикроны попадают в большие поры млечных сосудов. Млечные железы соединяются, образуя лимфатические сосуды. Хиломикроны транспортируются по лимфатическим сосудам и выводятся через грудной проток в подключичную вену кровеносной системы.Попадая в кровоток, фермент липопротеин липаза расщепляет триглицериды хиломикронов на свободные жирные кислоты и глицерин. Эти продукты распада затем проходят через стенки капилляров, чтобы использоваться клетками для получения энергии или накапливаться в жировой ткани в виде жира. Клетки печени объединяют оставшиеся остатки хиломикронов с белками, образуя липопротеины, которые переносят холестерин в кровь.

Рис. 6. В отличие от аминокислот и простых сахаров липиды трансформируются, поскольку они абсорбируются эпителиальными клетками.

Абсорбция нуклеиновых кислот

Продукты переваривания нуклеиновых кислот — пентозные сахара, азотистые основания и ионы фосфата — переносятся переносчиками через эпителий ворсинок посредством активного транспорта. Затем эти продукты попадают в кровоток.

Минеральное поглощение

Электролиты, абсорбируемые тонкой кишкой, поступают как из желудочно-кишечного тракта, так и из пищи. Поскольку в воде электролиты диссоциируют на ионы, большая их часть абсорбируется посредством активного транспорта по всему тонкому кишечнику.Во время абсорбции механизмы ко-транспорта приводят к накоплению ионов натрия внутри клеток, тогда как механизмы антипорта снижают концентрацию ионов калия внутри клеток. Чтобы восстановить натрий-калиевый градиент через клеточную мембрану, натрий-калиевый насос, требующий АТФ, выкачивает натрий и калий внутрь.

В целом, все минералы, попадающие в кишечник, всасываются, нужны они вам или нет. Железо и кальций — исключения; они всасываются в двенадцатиперстной кишке в количестве, соответствующем текущим потребностям организма, а именно:

Железо — Ионное железо, необходимое для производства гемоглобина, всасывается в клетки слизистой оболочки посредством активного транспорта.Попадая внутрь клеток слизистой оболочки, ионное железо связывается с ферритином белка, создавая комплексы железо-ферритин, которые хранят железо до тех пор, пока оно не понадобится. Когда в организме достаточно железа, большая часть накопленного железа теряется, когда изношенные эпителиальные клетки отслаиваются. Когда организму требуется железо, например, потому, что оно теряется во время острого или хронического кровотечения, происходит повышенное поглощение железа из кишечника и ускоренное высвобождение железа в кровоток. Поскольку женщины испытывают значительную потерю железа во время менструации, в эпителиальных клетках кишечника у них примерно в четыре раза больше белков, транспортирующих железо, чем у мужчин.

Кальций — Уровни ионного кальция в крови определяют усвоение кальция с пищей. Когда уровень ионного кальция в крови падает, паратироидный гормон (ПТГ), секретируемый паращитовидными железами, стимулирует высвобождение ионов кальция из костных матриксов и увеличивает реабсорбцию кальция почками. ПТГ также стимулирует активацию витамина D в почках, что затем способствует всасыванию ионов кальция в кишечнике.

Всасывание витаминов

Тонкая кишка поглощает витамины, которые естественным образом содержатся в пище и добавках.Жирорастворимые витамины (A, D, E и K) абсорбируются вместе с пищевыми липидами в мицеллах посредством простой диффузии. Вот почему вам рекомендуется употреблять жирную пищу, когда вы принимаете жирорастворимые витаминные добавки. Большинство водорастворимых витаминов (включая большинство витаминов группы B и витамин C) также всасываются путем простой диффузии. Исключение составляет витамин B ₁₂ , который представляет собой очень большую молекулу. Внутренний фактор, секретируемый в желудке, связывается с витамином B ₁₂ , предотвращая его переваривание и создавая комплекс, который связывается с рецепторами слизистой оболочки в терминальной части подвздошной кишки, где он поглощается эндоцитозом.

Водопоглощение

Ежедневно в тонкий кишечник попадает около девяти литров жидкости. Около 2,3 литра попадает в организм с продуктами питания и напитками, а остальное — с выделениями желудочно-кишечного тракта. Около 90 процентов этой воды всасывается в тонком кишечнике. Поглощение воды обусловлено градиентом концентрации воды: концентрация воды в химусе выше, чем в эпителиальных клетках. Таким образом, вода движется вниз по градиенту концентрации из химуса в клетки. Как отмечалось ранее, большая часть оставшейся воды всасывается в толстой кишке.

Обзор главы

Тонкий кишечник является местом большинства химических процессов пищеварения и почти полного всасывания. Химическое пищеварение расщепляет большие молекулы пищи на их химические строительные блоки, которые затем могут абсорбироваться через стенку кишечника и попадать в общий кровоток. Ферменты щеточной каймы кишечника и ферменты поджелудочной железы ответственны за большую часть химического пищеварения. Для расщепления жира также требуется желчь.

Большинство питательных веществ абсорбируется транспортными механизмами на апикальной поверхности энтероцитов.Исключение составляют липиды, жирорастворимые витамины и большинство водорастворимых витаминов. С помощью солей желчных кислот и лецитина пищевые жиры эмульгируются с образованием мицелл, которые могут переносить частицы жира на поверхность энтероцитов. Там мицеллы высвобождают жиры, которые диффундируют через клеточную мембрану. Затем жиры снова собираются в триглицериды и смешиваются с другими липидами и белками, образуя хиломикроны, которые могут переходить в молочные железы. Другие абсорбированные мономеры перемещаются из кровеносных капилляров ворсинок в печеночную воротную вену, а затем в печень.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

1. Объясните роль солей желчных кислот и лецитина в эмульгировании липидов (жиров).
2. Как усваивается витамин B ₁₂ ?