ответы 50-99. 50. Окислювальне фосфорилювання
 Скачать 370.05 Kb.
|
|
89.Біологічне значення води та її обмін. Вода як розчинник. Вода – чудовий розчинник для полярних речовин. До них відносяться іонні з'єднання, такі як солі, у яких заряджені частинки (іони) дисоціюють у воді, коли речовина розчиняється, а також деякі неіонні з'єднання, наприклад цукру і прості спирти, в молекулі яких присутні заряджені (полярні) групи (-OH). Результати численних досліджень будови розчинів електролітів свідчать, що при гідратації іонів у водних розчинах основну роль грає ближня гідратація – взаємодія іонів з найближчими до них молекулами води. Великий інтерес представляє з'ясування індивідуальних характеристик ближньої гідратації різних іонів, як ступеня скріплення молекул води в гідратних оболонках, так і ступеня спотворення в цих оболонках тетраедричної льодоподібної структури чистої води – зв'язки в молекулі змінюються на неповний кут. Величина кута залежить від іона. Коли речовина розчиняється, його молекули або іони дістають можливість рухатися вільніше і, відповідно, його реакційна здатність зростає. З цієї причини в клітці велика частина хімічних реакцій протікає у водних розчинах. Неполярні речовини, наприклад ліпіди, не змішуються з водою і тому можуть розділяти водні розчини на окремі компартаменти, подібно тому, як їх розділяють мембрани. Неполярні частини молекул відштовхуються водою і в її присутності притягуються один до одного, як це буває, наприклад, коли крапельки масла зливаються в більш крупні краплі; інакше кажучи, неполярні молекули гідрофобні. Подібні гідрофобні взаємодії грають важливу роль в забезпеченні стабільності мембран, а також багатьох білкових молекул, нуклеїнових кислот і інших субклітинних структур. Властиві воді властивості розчинника означають також, що вода служить середовищем для транспорту різних речовин. Цю роль вона виконує в крові, в лімфатичній і екскреторних системах, в травному тракті і у флоемі і ксилемі рослин. Велика теплоємність. Питомою теплоємністю води називають кількість теплоти в джоулях, яке необхідне, щоб підняти температуру 1 кг води на 1° З. Вода володіє великою теплоємністю (4,184 Дж/г). Це значить, що істотне збільшення теплової енергії викликає лише порівняно невелике підвищення її температури. Пояснюється таке явище тим, що значна частина цієї енергії витрачається на розрив водневих зв'язків, що обмежують рухливість молекул води. Велика теплоємність води зводить до мінімуму що відбуваються в ній температурні зміни. Завдяки цьому біохімічні процеси протікають в меншому інтервалі температур, з більш постійною швидкістю і небезпека порушення цих процесів від різких відхилень температури загрожує їм не так сильно. Вода служить для багатьох кліток і організмів середовищем незаселеного, для якого характерний досить значна постійність умов. Велика теплота випаровування. Прихована теплота випаровування є міра кількості теплової енергії, яку необхідно повідомити рідини для її переходу в пару, тобто для подолання сил молекулярного зчеплення в рідині. Випаровування води вимагає досить значних кількостей енергії (2494 Дж/г). Це пояснюється існуванням водневих зв'язків між молекулами води. Саме через це температура кипіння води – речовини з такими малими молекулами – незвичайно висока. Енергія, необхідна молекулам води для випаровування, черпається з їх оточення. Таким чином, випаровування супроводжується охолоджуванням. Це явище використовується у тварин при випоті, при тепловій задишці у ссавців або у деяких рептилій (наприклад, у крокодилів), які на пригріві сидять з відкритим ротом; можливо, воно грає помітну роль і в охолоджуванні листя, що транспірує. Велика теплота плавлення. Прихована теплота плавлення є міра теплової енергії, необхідної для розплавлення твердої речовини (льоду). Воді для плавлення (танення) необхідна порівняно велика кількість енергії. Справедливо і зворотне: при замерзанні вода повинна віддати велику кількість тепловій енергії. Це зменшує вірогідність замерзання вмісту кліток і оточуючої їх рідини. Кристали льоду особливо згубні для живого, коли вони утворюються усередині кліток. Густина і поведінка води поблизу точки замерзання. Густина води (максимальна при +4° З) від +4 до 0° Із знижується, тому лід легше за воду і у воді не тоне. Вода – єдина речовина, що володіє в рідкому стані більшою густиною, ніж в твердому, оскільки структура льоду більш рихла, ніж структура рідкої води. Оскільки лід плаває у воді, він утворюється при замерзанні спочатку на її поверхні і лише під кінець в придонних шарах. Якби замерзання ставків йшло в зворотному порядку, від низу до верху, то в областях з помірним або холодним кліматом життя в прісноводих водоймищах взагалі не могло б існувати. Та обставина, що шари води, температура яких впала нижче 4 °С, підіймаються вгору, обумовлює перемішування води у великих водоймищах. Разом з водою циркулюють і що знаходяться в ній живильні речовини, завдяки чому водоймища заселяються живими організмами на велику глибину. Після проведення ряду експериментів було встановлено, що зв'язана вода при температурі нижче за точку замерзання не переходить в кристалічні грати льоду. Це енергетично невигідно, оскільки вода достатньо міцно пов'язана з гідрофільними ділянками розчинених молекул. Це знаходить застосування в кріомедицині. Велике поверхневе натягнення і когезія. Когезія – це зчеплення молекул фізичного тіла один з одним під дією сил тяжіння. На поверхні рідини існує поверхневе натягнення – результат діючих між молекулами сил когезії, направлених всередину. Завдяки поверхневому натягненню рідина прагне прийняти таку форму, щоб площа її поверхні була мінімальною (в ідеалі – форму кулі). Зі всіх рідин найбільше поверхневе натягнення у води (7,6 – 10,4 Н/м). Значна когезія, характерна для молекул води, грає важливу роль в живих клітках, а також при русі води по судинах ксилеми в рослинах. Багато дрібних організмів отримують для себе користь з поверхневого натягнення: воно дозволяє їм утримуватися на воді або ковзати по її поверхні. Вода як реагент. Біологічне значення води визначається і тим, що вона є одним з необхідних метаболітів, тобто бере участь в метаболічних реакціях. Вода використовується, наприклад, як джерело водню в процесі фотосинтезу, а також бере участь в реакціях гідролізу. 90.Біологічне значення мінеральних солей та їх обмін. Усім відомо, що наш організм в основному складається з води (її близько 65% у дорослих і 85% у дітей), але мало кому відомо, що є іншими «будівельними» компонентами. Це неорганічні речовини, а саме мікроелементи та мінеральні солі. Але, незважаючи на те, що відсоток їх змісту всього лише 4-5%, вони грають величезну роль в нашій життєдіяльності. Більше того вони є необхідні для виконання безлічі функцій. Наприклад, вони є певним будівельним матеріалом нашого скелета, зубів. Деякі з мінеральних солей регулюють водно-сольовий баланс, інші грають свою значну роль при виділенні, накопиченні та використанні енергії. Вони входять до складу крові і забезпечують процес кровотворення. Ці мінеральні солі в організмі людини необхідні при регенерації його тканин. Іони розчинних солей K +, Na +, Mg2 +, Cl-, SO4 2 – виконують ряд функцій: регулюють мембранну проникність; * організовують умови для передачі нервових імпульсів; тримають в нормі осмотичний тиск крові і регулюють водний баланс; * беруть участь у скороченнях м’язів; * посилюють вплив соків шлунку, беруть участь у формуванні лужних і кислих ферментів. * врівноважують pH баланс; Отже, їх недолік завдає шкоди організму. Але все добре в міру, так наприклад надлишок солей призводить до скупчення зайвої води в організмі, порушується кров’яний тиск. До того ж їх накопичення в органах і тканинах може спровокувати безліч малоприємних захворювань. Сучасні фахівці стверджують, що людині для нормального життя необхідно 20 мінеральних речовин. Потрапити в організм вони можуть з їжею, але й не тільки. Також їх надходження відбувається під час дихання і куріння, адже вони містяться в листі тютюну. На жаль, до цих пір жодна організація, в тому числі і ВООЗ (Всесвітня Організація Здоров’я), не змогли точно визначити норму мінеральних солей в організмі людини, розроблені лише рекомендації. Точно з’ясовано лише, що необхідна кількість залежить від умов і способу життя конкретного індивідуума. У будь-якому випадку, щоб тримати в нормі їх зміст необхідно дотримуватися правильне харчування, а саме щодня вживати їжу рослинного і тваринного походження, а також норму води. До всього іншого, мінеральні солі у вигляді іонів, а також різних з’єднань з іншими речовинами, вже присутні в клітинах нашого тіла. Одними з найважливіших речовинами для життєдіяльності вважаються натрій, магній, калій і кальцій. Варто відзначити і роль хлору, фосфору укупі з сіркою. За добу нам потрібні лише їх міліграми. Також вони міститися в різних біологічних рідин нашого організму. Такі малоприємні явища як блювота або пронос змушують нас втрачати в значних кількостях мінеральні речовини та солі. Допомогою в цих ситуаціях може послужити введення в організм фізіологічного розчину. В іншому випадку ви ризикуєте отримати ниркову недостатність. Варто бути обережними з деякими продуктами харчування, так як вони здатні часом неправильно концентрувати в собі окремі мінеральні солі, для людини ж це неприпустимо. До них відносяться злаки, морські водорості, морепродукти. Також ми з редакцією сайту попереджаємо вас, що порушивши баланс мінеральних солей в організмі ми ризикуємо збити кислотно-лужну рівновагу. А це веде до таких захворювань як атеросклероз. В результаті нестачі магнію, може виникнути глухота. При дефіциті заліза виникає залізодефіцитна анемія. Більше інших мінеральних солей ми вживаємо хлорид натрію. Натрій регулює кількість води в організмі, а хлор, з’єднавшись з воднем, утворює ту саму соляну кислоту соку шлунку, яка так важлива для перетравлення їжі. Брак кухонної солі веде до посиленого висновку води з організму і поганого перетравлювання їжі. Її надлишок створює затримки води в організмі і набряки. Так що значення солі для людини велике! І не менш важливо дотримуватися норм її споживання – не більше 1-2 г в добу. Така ж приблизна норма є і в інших солей. Щоб цього уникнути, треба запам’ятати, що кислі мінеральні речовини, а з ними і солі міститися в м’ясі, рибі, хлібі, яйцях. А лужні виробляються при перетравленні овочів і фруктів. Літнім людям необхідно посилити споживання саме останньої категорії продуктів. Так вони заповнять недолік калію, магнію, заліза і кальцію в організмі. Це важливо, тому що наприклад солі кальцію складають нашу кров, соки клітин і тканин. Вони забезпечують роботу захисних механізмів організму, а також підтримують м’язи і нерви в потрібній формі. Недолік цього мінеральної речовини веде до ослаблення серцевого м’яза. Найкраще організм засвоює кальцій з молочних продуктів і сиру. А ось з хлібних продуктів його засвоїти важко. Думаю, у вас немає сумнівів – чи потрібні мінеральні солі людині. Важливо ще знати, що вони при надходженні в організм можуть бути не засвоєні ім. Для правильної засвоюваності мінеральних речовин необхідно робити перерву у вживанні продуктів багатих одними і тими ж солями на 7:00. В іншому випадку вони стають малодоступними для засвоєння і врешті-решт це призводить до розладу роботи шлунку. Дуже важливо вживати їжу кожен день в один і той же час. Це виробляє певний рефлекс, і їжа краще засвоюється, а відповідно і солі, і мінеральні речовини. Якщо ви відступили від цього правила, то в організмі відбувається збій, який призводить до різних захворювань. Таким як гастрити, виразки. Шкідливо багато їсти перед сном. Так ви не даєте організму відпочити. Робота шлунково-кишкового тракту повинна робити перерву як мінімум на 6:00, а наїдаючись ввечері ви позбавляєте її цього законного права. Найкраще, щоб останній прийом їжі був за 3:00 до відходу до сну, і щоб складався він з кисломолочних продуктів та фруктів. 91.Загальна характеристика крові. Кров — рідка сполучна тканина організму тварин, що виконує важливі функції в забезпеченні його життєдіяльності. Кров складається з рідкої частини плазми та різноманітних клітин. Вона циркулює системою судин (хребетні та частина безхребетних тварин) під дією сили ритмічних скорочень серця або судини, що його заміщує. Кров людини складається з рідкої частини плазми, клітин лейкоцитів та постклітинних структур: еритроцитів, тромбоцитів. Вона циркулює системою судин під дією сили ритмічних скорочень серця і безпосередньо з іншими тканинами тіла не контактує через наявність гематопаренхіматозних бар'єрів. У всіх хребетних кров має зазвичай червоний колір (від блідо- до темно-червоного), яким вона зобов'язана гемоглобіну, що міститься в еритроцитах. У деяких молюсків і членистоногих кров має блакитний колір завдяки гемоціаніну. Разом з лімфою і тканинною рідиною кров є внутрішнім середовищем організму. Вона виконує в організмі багато важливих функцій. Основною з них є перенесення газів, тобто кисню, від органів дихання до тканин і вуглекислого газу (CO2) — від тканин до органів дихання. Кров, що збагатилась в органах дихання на O2, називається артеріальною, а кров, що віддала O2 тканинам і забрала з них CO2 — венозною (див. Газообмін, Дихання). Здатність крові зв'язувати O2 і віддавати його тканинам зумовлена наявністю в ній пігментів (гемоглобіну, хлорокруорину, гемеритрину). Крім того кров переносить поживні речовини від шлунково-кишкового тракту до тканин; вимиває кінцеві продукти обміну речовин із тканин і переносить їх до органів виділення (нирки, шкіра); переносить біологічно активні речовини (гормони, вітаміни, ферменти тощо); у теплокровних тварин і людини бере участь у терморегуляції; захищає організм від мікроорганізмів і чужорідних тіл (див. Фагоцитоз, Імунітет). Кров бере участь у регуляції водно-сольового обміну та кислотно-лужної рівноваги. Важливою властивістю крові є здатність до її згортання, що забезпечує швидке припинення кровотечі. Функції крові Транспортна Поживна — кров розносить по тілу поживні речовини від кишечника або з місць їх накопичення (глюкозу з печінки). Завдяки цій функції кров відносять до трофічних тканин. Видільна (екскреторна) полягає у видаленні з клітин та тканин організму кінцевих продуктів обміну речовин. Дихальна — гемоглобін еритроцитів, приєднуючи кисень, розносить його до усіх органів і тканин, забираючи вуглекислий газ; Регуляторна — кров розносить по організмові фізіологічно активні речовини, які регулюють та об'єднують діяльність різних органів та систем, тобто здійснює гуморальну регуляцію функцій організму. Терморегуляторна, тобто збереження сталості температури тіла. Ця функція здійснюється за рахунок фізичних властивостей води плазми крові. Кров, рівномірно розподіляючись в організмі, створює умови або для тепловіддачі (посилюючи рух крові в капілярах шкіри), або для збереження тепла (розширюючи судини внутрішніх органів). Захисна — лейкоцити крові забезпечують фагоцитоз, а також виділення антитіл проти антигенів; здатність крові до згортання, внаслідок чого припиняється кровотеча (тромбоцит). Гомеостатична (підтримання динамічної сталості внутрішнього середовища організму, гомеостазу) досягається завдяки тому, що кров, омиваючи усі органи і тканини, здатна нормалізувати склад внутрішнього середовища під контролем нервової системи. Трофічна Кров складається з плазми крові і формених елементів (клітин), яких у хребетних тварин і людини є 3 групи: Червоні кров'яні тільця (еритроцити) — найчисленніші з формених елементів. Зрілі еритроцити не містять ядра і мають форму двоввігнутих дисків. Циркулюють 120 днів і руйнуються в печінці й селезінці. В еритроцитах міститься білок із іонами заліза — гемоглобін, який забезпечує головну функцію еритроцитів — транспорт газів, у першу чергу — кисню. Саме гемоглобін надає крові червоне забарвлення. У легенях гемоглобін зв'язує кисень, перетворюючись на оксигемоглобін, він має світло-червоний колір. У тканинах кисень звільняється із зв'язку, знову утворюється гемоглобін, і кров темніє. Крім кисню, гемоглобін у формі карбогемоглобіну переносить з тканин у легені і невелику кількість вуглекислого газу. Кров'яні пластинки (тромбоцити) є обмежені клітинною мембраною фрагменти цитоплазми гігантських клітин кісткового мозку мегакаріоцитів. Спільно з білками плазми крові (наприклад, фібриногеном) вони забезпечують згортання крові, яка витікає з пошкодженої судини, приводячи до зупинки кровотечі, і тим самим захищають організм від небезпечної для життя крововтрати. Білі клітини крові (лейкоцити) є частиною імунної системи організму. Всі вони здатні до виходу за межі кров'яного русла в тканини. Головна функція лейкоцитів — захист. Вони беруть участь в імунних реакціях, виділяючи при цьому Т-клітини, які розпізнають віруси та різноманітні шкідливі речовини, В-клітини, що виробляють антитіла, макрофаги, які знищують ці речовини. За норми лейкоцитів у крові набагато менше, ніж інших формених елементів. Еритроцити в кров'яному руслі є носіями групових властивостей. Формені елементи звичайно становлять 40-45% об'єму крові, плазма — 55-60%. Відносна сталість кількості формених елементів крові регулюється нейрогуморальними механізмами. До складу крові входять білки, вуглеводи, ліпіди, мінеральні речовини, вода. Хімічний склад, реакція середовища (pH) та інші хіміко-фізичні параметри крові відносно сталі. Це забезпечується механізмами гомеостазу. Кількість крові у безхребетних тварин у відношенні до маси тіла коливається від 20 до 60%, у хребетних — від 1,7 до 10%, у людини — близько 7%. При різних патологічних станах організму можуть виникати зміни в крові, дослідження яких має велике діагностичне значення. Вивченням крові займається гематологія. Кров відноситься до швидко оновлюваних тканин. Фізіологічна регенерація формених елементів крові здійснюється за рахунок руйнування старих клітин і утворення нових органами кровотворення. Головним з них у людини та інших ссавців є кістковий мозок. У людини червоний або кровотворний кістковий мозок розташований в основному в тазових кістках і в довгих трубчастих кістках. Основним фільтром крові є селезінка (червона пульпа), що здійснює в тому числі і імунологічний її контроль (біла пульпа). |