Учебник по Биологии. 8 класс. Соболь - Новая программа

Тема 1. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Живые системы - это системы, через которые непрерывно осуществляется триединый поток веществ, энергии и информации.

Одно из определений жизни

§ 5. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА - ОСНОВНОЕ СВОЙСТВО ЖИВОГО

Основные понятия и ключевые термины: ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ. Ассимиляция. Диссимиляция.

Вспомните! Что такое биологическая система?

Интересно знать

101 - десять

10

102 - сто

100

103 - тысяча

1 000

106 - миллион

1 000 000

109 - миллиард (биллион)

1 000 000 000

1012 - триллион

1 000 000 000 000

1015 - квадриллион

1 000 000 000 000 000

1018 - квинтиллион

1 000 000 000 000 000 000

1021 - секстиллион

1 000 000 000 000 000 000 000

1024 - септильйон

1 000 000 000 000 000 000 000 000

1027 - октильйон

1 000 000 000 000 000 000 000 000 000

1030 - нонильйон

1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

1033 - децильйон

1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

10100 - гугол

сто нулей после единицы

Часы сделаны из нескольких десятков деталей, автомобиль - из нескольких сотен, современный компьютер - из нескольких десятков тысяч. А человек? Трудно поверить, но это факт: в организме новорождённого ребёнка содержится около 2 триллионов клеток, а организм каждого взрослого человек состоит более чем из 60-100 триллионов клеток. Какое основное свойство организма человека обеспечит их жизнедеятельность?

СОДЕРЖАНИЕ

В чём заключается суть обмена веществ и превращения энергии в организме человека?

Организм человека является открытой биологической системой, поскольку между организмом и окружающей средой постоянно происходит обмен веществ и энергии.

Обмен веществ и энергии в организме осуществляется благодаря совокупности физиологических функций - взаимосвязанных процессов дыхания, пищеварения, выделения, транспорта веществ. С обменом веществ и энергии связаны и все другие свойства организма: раздражительность, рост, развитие, адаптивность и др.

Основа любых физиологических функций - преобразование веществ и энергии, происходящих в клетках. Питательные вещества, поступающие в организм, попадают в клетки и вступают в химические реакции разложения, обмена, замещения, соединения, окисления, восстановления. Эти химические превращения веществ сопровождаются физическими процессами преобразования энергии. Химическая энергия соединений после их разложения может превращаться в механическую энергию сокращения мышц, электрическую энергию для деятельности нервной системы, лучевую энергию теплового излучения. Часть освобождённой энергии используется клетками для образования собственных веществ, необходимых для размножения, роста, регенерации тканей и т. д. Другая часть энергии превращается в теплоту, которую организм выделяет в окружающую среду.

При обмене веществ и превращении энергии в организме человека осуществляется ряд функций, а именно: 1) пластическая (обеспечение потребностей организма в веществах); 2) энергетическая (обеспечение потребностей организма в энергии); 3) гомеостатическая (поддержание постоянства внутренних условий для жизнедеятельности организма).

Итак, ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ - совокупность физиологических, химических и физических превращений веществ и энергии в организме от момента их поступления из окружающей среды до выделения продуктов распада и тепла.

Какие этапы обмена веществ и энергии выделяют в организме?

Химические вещества и энергия их химических связей попадают в организм человека через пищеварительную систему. Простые соединения и малые по размерам молекулы всасываются и сразу попадают в кровь. А сложные органические вещества подвергаются физическим и химическим превращениям, в результате которых распадаются на простые соединения: белки расщепляются на аминокислоты, жиры - на жирные кислоты и спирты, углеводы - на моносахариды. Эти вещества всасываются в кровь или лимфу и переносятся к клеткам.

Внутри клеток происходит второй этап обмена веществ и энергии - внутриклеточный, или промежуточный. Основа этого этапа - две группы процессов:

• процессы синтеза - образование сложных органических соединений из простых, на которое затрачивается энергия (ассимиляция)

• процессы распада - образование простых органических соединений из сложных, при котором энергия выделяется (диссимиляция).

Ассимиляция и диссимиляция происходят одновременно и взаимосвязаны между собой. В результате расщепления веществ освобождается энергия, которая затрачивается на синтез соединений.

Процессы синтеза не всегда уравновешены с процессами распада. Так, в растущем организме, преобладают процессы синтеза, благодаря чему обеспечивается рост организма. При интенсивной физической работе и в старости преобладают процессы распада.

Продукты обмена веществ выделяются в тканевую жидкость и затем в кровь и лимфу, которые и транспортируют их к определённым органам для удаления из организма.

Итак, в организме человека происходят три основных этапа обмена веществ и превращения энергии: 1) поступление веществ и энергии в организм; 2) внутриклеточный обмен; 3) выделение веществ и энергии из организма.

От чего зависит интенсивность обмена веществ и превращения энергии?

Обмен веществ и превращение энергии в организме человека происходят не всегда одинаково. У здорового человека это связано с возрастом, физическим состоянием организма, полом, массой тела и т. п. Так, с возрастом интенсивность обмена снижается на 7 - 10% каждые десять лет, достигая в старости своего минимума, а простуда или травмы активизируют обменные процессы. Интенсивность обмена веществ в организме человека определяется пищевыми и энергетическими потребностями, которые зависят от таких факторов.

1. Суточные и сезонные изменения в природе, обусловливающие ритмичность процессов обмена. Так, утром интенсивность обмена веществ возрастает, а ночью снижается, весной и ранним летом обмен веществ повышается.

2. Физическое и умственное напряжение. Интенсивность обмена веществ и превращения энергии растут в условиях нагрузки потому, что изменяются активность и количество клеток, которые реагируют на эти изменения. Наибольший уровень обмена наблюдается в головном мозгу, печени и скелетных мышцах.

3. Потребление еды. Во время приёма пищи интенсивность обмена веществ возрастает, что связано с пищеварительной активностью клеток и органов. Этот эффект в физиологии называют специфическим динамическим воздействием пищи.

4. Температура окружающей среды. Интенсивность обмена веществ и превращения энергии растёт в случае отклонений от температурной нормы. Заметен рост интенсивности с понижением температуры.

Итак, обмен веществ и превращения энергии в различных клетках, тканях, органах и организмах может происходить с разной интенсивностью, что определяется потребностями организма и условиями среды.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Исследовательский практикум

САМОНАБЛЮДЕНИЕ ЗА СООТНОШЕНИЕМ МАССЫ И РОСТА ТЕЛА

Цель: исследовать соответствие между массой тела и ростом человека и уметь оценивать степень этого соответствия с использованием метода показателей.

Оборудование: весы, ростомер.

Ход работы

I. Определение роста и массы своего тела. Измерьте рост и массу, сравните свои показатели со стандартными показателями таблиц для юношей и девушек.

II. Определение индекса массы тела (ИМТ) (индекс Кетеле).

Определяем индекс: ИМТ = М (кг)/Р2 (м) (равен массе тела в килограммах, делённой на рост в квадрате в метрах). Идеальная масса тела взрослого человека колеблется в пределах ИМТ от 20 до 25 кг/м2. Если

показатели меньше, то можно говорить о недостаточной массе, если больше - об избыточной массе.

Примечание. ИМТ для взрослых и для детей вычисляют по-разному. Дополнительными параметрами при определении индекса становятся возраст и пол ребёнка. Нормальный ИМТ у детей меньше, чем у взрослых - от 15 до 18,5 лет в зависимости от возраста. Это связано с различными пропорциями тела у детей и взрослых.

Биология + Химия

Закон сохранения массы вещества Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) связывал с законом сохранения энергии и рассматривал их как общий закон природы - закон сохранения массы и энергии. По сути, это - универсальный закон, но, как правило, его разделяют на две части. Химия имеет дело с законом сохранения массы, а физика - законом сохранения энергии. Как формулируются эти законы? Приведите доказательства, что эти законы действуют и в организме человека.

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Что такое обмен веществ и превращение энергии? 2. Какое значение имеют обмен веществ и превращение энергии? 3. Что такое ассимиляция? 4. Что такое диссимиляция? 5. Приведите примеры факторов, влияющих на обмен веществ и превращение энергии. 6. Назовите органы человека с наибольшей интенсивностью обменных процессов.

7-9

7. В чём заключается суть обмена веществ и превращения энергии в организме человека? 8. Назовите этапы обмена веществ и энергии в организме. 9. От чего зависит интенсивность обмена веществ и превращения энергии?

10-12

10. Докажите, что такое свойство живого, как обмен веществ и превращение энергии характерно и для организма человека.