Каталитическая функция жиров связана с жирорастворимыми витаминами

Уроки биологии в классах естественно-научного профиля

Расширенное планирование, 10 класс

Охарактеризуем важнейшие биологические функции липидов.

1. Строительная (структурная) – липиды принимают участие в образовании клеточных мембран. В составе мембран находятся фосфолипиды, гликолипиды, липопротеиды. Липиды также принимают участие в образовании многих биологически важных соединений.

2. Энергетическая – липиды содержат в молекулах большое число связей типа >С=С С–С С–Н – при меньшем, чем в молекулах белков и углеводов, количестве связей >С=О; >С–О–Н. Благодаря этому при их окислении выделяется большее количество энергии. При расщеплении 1 г жира до СО₂ и Н₂О энергии выделяется 38,9 кДж (9,5 ккал), что примерно в два раза больше по сравнению с белками и углеводами. Липиды обеспечивают 25–30% энергии, необходимой организму.

3. Запасающая – высокая калорийность и нерастворимость в воде делают жиры и масла идеальными компонентами для накопления энергии. Это особенно важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные миграции через местность, где нет источников питания. Семена многих растений содержат жир, необходимый для обеспечения энергией прорастающего зародыша.

4. Терморегуляторная – жиры плохо проводят тепло, поэтому подкожный жировой слой теплокровных животных помогает им сохранять тепло. Например, у кита слой подкожного жира достигает 1 м.

5. Защитно-механическая – амортизирующие свойства подкожного жира защищают органы, например такие, как почки, от механического повреждения.

6. Каталитическая – связана с жирорастворимыми витаминами (А, D, Е, К), молекулы которых имеют липидную основу. Сами по себе витамины не обладают каталитической активностью, но они входят в состав ферментов, и без них последние не могут выполнять свои функции.

7. Источник метаболической влаги – одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая влага очень важна для обитателей пустынь. Так, жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды (при окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды). Поэтому некоторые животные способны не пить по 10–12 дней.*

8. Защита от обводнения и чрезмерных потерь воды – жировые выделения сальных желез помогают коже и шерсти быть водонепроницаемыми. Восковая кутикула насекомых и растений уменьшает испарение воды, т.к. вода не может пересечь нерастворимый липидный слой.

9. Привлечение опылителей – пахучими веществами растений являются производные жирных кислот, которые привлекают насекомых, опыляющих растения.

10. Регуляторная – важная группа гормонов (кортизон, эстроген, тестостерон) являются стероидами, т.е. имеют липидную основу.

11. Электрическая изоляция – миелин, выделяемый шванновскими клетками, изолирует некоторые нейроны таким образом, что передача импульсов происходит значительно быстрее.

12. Участие в процессах питания – желчные кислоты и витамин D (участвует в переваривании жиров и всасывании Са 2+ ) образуются из стероидов.

Таким образом, липиды выполняют многие жизненно важные функции в клетках и организмах.

Образование витамина D

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

Изучить параграф учебника (липиды, их содержание в организме, строение, свойства, классификация и биологическая роль).

Оборудование: таблицы по общей биологии, схемы строения липидов и их классификации, схемы и рисунки, иллюстрирующие строение различных углеводов.

Работа по карточкам

Карточка1. Какую роль могли сыграть молекулы липидов в появлении определенной автономности такой биологической структуры, как клетка?

Карточка 2. В клетках пойкилотермных (холоднокровных) животных содержание ненасыщенных жирных кислот обычно выше, чем в клетках гомойотермных (теплокровных) животных. Как вы это объясните?

Карточка 3. Какова роль жира, которым заполнен горб верблюда? А какую функцию выполняет «китовый жир»?

Карточка 4. Почему при сгорании жиров выделяется больше энергии, чем при сгорании углеводов и белков?

1. Содержание липидов в живом веществе.
2. Строение и свойства липидов.
3. Классификация липидов.
4. Характеристика биологических функций липидов (двое учащихся).

1. Биологические полимеры

Основу строения клеток и организмов составляют огромные молекулы, называемые полимерами. Полимеры (от греч. поли – много и мерос – часть) – гигантские молекулы, образованные многими повторяющимися частями, так называемыми мономерами (от греч. монос – один). Мономеры – это строительные блоки, способные соединяться друг с другом, образуя полимеры, известные также под названием макромолекул (от греч. макрос – большой).

К полимерам относятся основные составные элементы живых организмов – полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин), белки и нуклеиновые кислоты. Их называют биологическими полимерами. С начала XX в. химики стали изготовлять искусственные органические полимеры.

Молекулы биологических полимеров лежат в основе используемых людьми уже не одну тысячу лет шерсти и шелка (белки), хлопка (углевод целлюлоза), каучука (углеводород полиизопрен). Искусственные полимеры лежат в основе искусственного волокна, пластмасс и др.

Молекулярная масса искусственных полимеров имеет обычно неопределенную величину. Природные же полимеры имеют вполне определенную величину и массу – от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч (в исключительных случаях до 1 млн) молекул. Длина молекул доходит до нескольких сотен нанометров (1 нм равен 10 –9 м).

По особенностям строения полимеры делятся на два типа: регулярные и нерегулярные.

Регулярным, или периодическим, называется полимер, в молекуле которого группа мономеров периодически повторяется. Например: Б-А-А-Б-А-А-Б-А-А и т.д. (буквами А и Б обозначены разные мономерные звенья). К регулярным полимерам из биологических полимеров относятся многие полисахариды.

Нерегулярным, или непериодическим, называется полимер, в молекуле которого нет видимой закономерности в повторяемости мономеров. Например: А-Б-Б-Б-А-А-А-Б-А и т.д. Из биологических к нерегулярным полимерам относятся белки и нуклеиновые кислоты.

Итак, организм строит свои макромолекулы, соединяя друг с другом мономеры. Полимеры обладают многообразными свойствами. Это объясняется многочисленными вариантами соединения мономеров в цепь. За счет этого обеспечивается разнообразие жизни на нашей планете.

Углеводы – самые распространенные на Земле органические вещества. Они содержатся в клетках всех живых организмов. Название «углеводы» произошло потому, что первые известные вещества этого класса состояли как бы из углерода и воды. Общая их формула Сn(Н₂O)m. У большинства углеводов число атомов водорода в 2 раза превышает количество атомов кислорода. Позднее были найдены углеводы, не отвечающие этой общей формуле, но название «углеводы» сохранилось.

В животных клетках углеводов немного: 1–2, иногда до 5% (например, в клетках печени). Растительные клетки, напротив, богаты углеводами – там их содержание достигает 90% сухой массы.

Углеводы, или сахариды, по особенностям строения делятся на три группы.

1. Моносахариды (монозы, или простые сахара) – состоят из одной молекулы и представляют собой твердые кристаллические вещества, бесцветные и хорошо растворимые в воде. Почти все они обладают приятным сладким вкусом.

Моносахариды можно рассматривать как производные многоатомных спиртов (в простейшем случае – глицерина). При окислении глицерина получаются два простейших моносахарида – глицериновый альдегид и диоксиацетон, которые играют важную роль в обмене веществ в клетке.

Образование простейших моносахаридов

Глицериновый альдегид и диоксиацетон содержат по три углеродных атома и относятся к триозам (3С); тетрозы содержат четыре атома углерода (4С); пентозы – пять (5С); гексозы – шесть (6С); и гептозы – семь (7С).

Пентозы

В неразветвленном скелете моносахарида все атомы углерода, кроме одного, связаны с гидроксильными группами (–ОН) , а один – с карбонильным кислородом (=О). Если карбонильная группа находится в конце цепи, то моносахарид представляет собой альдегид (как, например, глицериновый) и называется альдозой, при любом другом положении этой группы он является кетоном (например, диоксиацетон) и называется кетозой.

Моносахариды существуют также и в виде замкнутых циклических форм, которые образуются в результате реакции спиртовой и альдегидной (или кетонной) групп внутри самой молекулы.

Из тетроз в процессах жизнедеятельности наиболее важна эритроза. Этот сахар в растениях является одним из промежуточных продуктов фотосинтеза.

Эритроза (структурная и циклическая формы)

Гексозы

Наиболее широко распространены в животном и растительном мире пентозы и гексозы. Пентозы представлены такими важными соединениями, как рибоза (С₅Н₁₀О₅) и дезоксирибоза (С₅Н₁₀О₄). В дезоксирибозе около одного из атомов углерода отсутствует кислород, отсюда и название этого углевода. Рибоза и дезоксирибоза входят в состав мономеров нуклеиновых кислот – ДНК и РНК, а также в состав АТФ.

Из гексоз наиболее широко распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Их общая формула С₆Н₁₂О₆. Глюкоза – виноградный сахар. Она входит в состав важнейших ди- и полисахаридов. Глюкоза – первичный и главный источник энергии для клеток. Фруктоза в большом количестве встречается в плодах, поэтому ее часто называют плодовым сахаром. Особенно много фруктозы в меде, фруктах, сахарной свекле. Галактоза – пространственный изомер глюкозы. Она входит в состав лактозы – молочного сахара, а также некоторых полисахаридов.

Схемы строения — и -глюкозы

Моносахариды могут быть представлены в форме — и -изомеров. Гидроксильная группа при первом атоме углерода может располагаться как под плоскостью цикла (-изомер), так и над ней (-изомер). Молекулы крахмала состоят из остатков -глюкозы, а молекулы целлюлозы – из остатков -глюкозы.

2. Олигосахариды (полисахариды первого порядка) составляют промежуточную группу между моносахаридами и высшими полисахаридами (полисахаридами второго порядка). Они содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков. В зависимости от количества остатков моносахаридов (количества мономерных звеньев), входящих в молекулы олигосахаров, различают дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее широко распространены в природе дисахариды, молекулы которых образованы двумя остатками моносахаридов. К ним относятся сахароза, лактоза и мальтоза.

Сахароза

Сахароза – хорошо знакомый нам тростниковый или свекловичный сахар; общая формула С₁₂Н₂₂О₁₁. Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы. Она чрезвычайно широко распространена в растениях (семена, ягоды, корни, клубни, плоды) и играет большую роль в питании многих животных и человека. Этот дисахарид легко растворим в воде. Главное сырье для получения сахарозы – сахарная свекла и сахарный тростник.

Лактоза

Лактоза – молочный сахар, имеет в составе глюкозу и галактозу. Этот дисахарид находится в молоке (от 2 до 8,5%) и является основным источником энергии для детенышей млекопитающих. Используется в микробиологической промышленности для приготовления питательных сред.

Мальтоза

Мальтоза – солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы. Мальтоза является основным структурным элементом крахмала и гликогена.

Схема строения крахмала и гликогена

Олигосахариды еще называют сахароподобными веществами.

Крахмальные зерна пшеницы (а), овса (б) и картофеля (в)

3. Полисахариды второго порядка, или несахароподобные сложные углеводы, в воде не растворяются, сладкого вкуса не имеют. Образуются в результате реакции поликонденсации и состоят из большого числа моносахаридов. Молекулярная масса велика и составляет от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Важнейшими полисахаридами являются крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, муреин.

Крахмал является смесью двух полимеров -глюкозы: амилозы и амилопектина. Амилоза состоит из остатков глюкозы, соединенных в неразветвленную цепь. В составе амилозы – от 60 до 300 остатков глюкозы. Молекулы амилозы свернуты в спирали. Амилоза способна растворяться в горячей воде и в присутствии йода окрашивается в синий цвет. Амилопектин состоит как из линейных, так и из разветвленных цепей, образованных примерно 1500 остатками глюкозы. Амилопектин окрашивается йодом в сине-фиолетовый цвет.

Количество остатков глюкозы в молекуле крахмала исчисляется несколькими тысячами. Его общая формула (С₆Н₁₀О₅)n. Крахмал содержится в большом количестве, например, в клубнях картофеля, в большинстве семян и во многих плодах. Запасается крахмал в виде крахмальных зерен, наиболее крупные они у картофеля, а самые мелкие – у риса и гречихи.

Гликоген – полисахарид, содержащийся в тканях тела животных и человека, а также грибах, дрожжах и зерне сахарной кукурузы. Гликоген играет важную роль в превращениях углеводов в животных организмах. Он в значительных количествах накапливается в печени, мышцах, сердце и других органах. Гликоген поставляет глюкозу в кровь. Он является полимером -глюкозы и по структуре напоминает амилопектин, но разветвлены его полимерные цепи сильнее. Молекула гликогена состоит примерно из 30 тыс. остатков глюкозы.

Конформация молекулы целлюлозы

Клетчатка (целлюлоза) – главный структурный полисахарид клеточных стенок растений. В ней аккумулировано около 50% всего углерода биосферы. Клетчатка нерастворима в воде. По своей структуре это линейный полимер. Ее молекула представляет собой неразветвленную вытянутую цепочку моносахаридов, представленных -глюкозой. Множество линейных молекул целлюлозы уложено параллельно и «связано в пучки» водородными связями. Поперечная связь между цепями препятствует проникновению воды, поэтому целлюлоза очень устойчива к гидролизу и, следовательно, является прекрасным строительным материалом, идеально подходящим для растений.

Хитин – это другой полимер, мономером которого является аминопроизводное -глюкозы – N—ацетилглюкозамин. Хитин является еще одним строительным материалом, которого особенно много в наружном скелете членистоногих и в клеточных стенках грибов.

Таким образом, углеводы – разнообразная по своему строению, а следовательно, и по физическим и химическим свойствам, группа веществ. Это многообразие позволяет им выполнять в клетках и организмах многочисленные функции.

Со многими функциями этих органических веществ мы уже познакомились выше, поэтому подчеркнем лишь главные функции углеводов.

1. Энергетическая – углеводы служат источником энергии для организма. При окислении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж (4,2 ккал) энергии. Следует отметить, что сахара являются главным источником быстро мобилизуемой энергии, так как в процессе пищеварения они легко переводятся в форму, пригодную для удовлетворения энергетических потребностей клеток.

2. Строительная – целлюлоза входит в состав клеточных стенок растений, хитин обнаруживается в клеточной стенке грибов и в наружном скелете членистоногих, гликопротеиды – соединения углеводов с белками входят в состав хрящевой и костной ткани животных.

3. Запасающая – выражается в том, что крахмал накапливается клетками растений, а гликоген – клетками животных. Эти вещества служат для клеток и организмов источником глюкозы, которая легко высвобождается по мере необходимости.

4. Защитная – гепарин – ингибитор свертывания крови; слизи, выделяемые различными железами и богатые углеводами, предохраняют пищевод, кишечник, желудок, бронхи от механических повреждений, препятствуют проникновению в организм бактерий и вирусов; камеди, выделяющиеся в местах повреждения стволов и ветвей, защищают деревья и кустарники от проникновения инфекций через раны.

5. Составная часть жизненно важных веществ – входят вместе с белками в состав ферментов, входят в состав ДНК, РНК, АТФ, участвуют в синтезе коферментов НАД + , НАДФ + , ФАД + .

Флавинадениндинуклеотид (ФАД)

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД)

6. Участие в фиксации углерода – рибулозобисфосфат является непосредственным акцептором углекислого газа в темновой фазе фотосинтеза.

Фиксация СО₂ в темновой фазе фотосинтеза

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

IV. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (углеводы, их содержание в организмах, строение, свойства и биологическая роль). Повторить материал по темам «Неорганические вещества» и «Липиды» для тестирования на следующем уроке.

Оборудование: таблицы по общей биологии, схемы и рисунки, иллюстрирующие строение углеводов и белков, схема классификации белков.

Работа по карточкам

Карточка 1. Почему промороженный картофель вскоре после оттаивания становится сладким? За счет чего сорванные незрелыми плоды растений (например, яблоки, груши, бананы) при хранении становятся мягкими и сладкими?

Карточка 2. Почему глюкоза в организме животных хранится в форме гликогена, хотя его синтез из глюкозы требует дополнительных затрат энергии? А для чего в организме растений из глюкозы образуется целлюлоза и крахмал?

Карточка 3. Почему в тканях растений количество углеводов значительно больше, чем у животных?

Карточка 4. Каково значение углеводов в жизнедеятельности человека? Какие виды патологий может вызывать нарушение превращений углеводов в организме?

Карточка 5. Почему наши клетки обычно запасают глюкозу в виде полимера гликогена, а не в виде собственно глюкозы?

Карточка 6. Желудочно-кишечный тракт большинства животных и человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы, тогда как крахмал и гликоген расщепляются до глюкозы и усваиваются организмом. Объясните причину такого явления, учитывая, что все перечисленные полисахариды состоят из остатков глюкозы. За счет чего происходит переваривание клетчатки в организме травоядных животных?

1. Полимеры (привести примеры), деление полимеров на регулярные и нерегулярные.
2. Содержание углеводов в органическом веществе.
3. Строение и свойства углеводов (три учащихся).
4. Биологические функции углеводов.

Выбрать правильные ответы.

а) жиры относятся к гидрофильным веществам;
б) вода обладает большой теплоемкостью и теплопроводностью;
в) щелочная среда формируется в клетке при избытке водородных ионов;
г) вода принимает участие в образовании структуры молекул растворенных веществ.

2. К моносахаридам относятся:

а) крахмал;
б) гликоген;
в) глюкоза;
г) дезоксирибоза;
д) сахароза;
е) мальтоза;
ж) лактоза;
з) целлюлоза.

3. Липиды выполняют в организме следующие функции:

а) структурную;
б) энергетическую;
в) теплоизолирующую;
г) регуляторную;
д) каталитическую;
е) источник эндогенной воды;
ж) запасающую;
з) входят в виде витаминов в состав некоторых ферментов.

4. В состав молекулы ДНК входят остатки моносахарида:

5. Основу клеточных мембран образуют:

6. Вода имеет максимальную плотность при температуре:

7. Верны следующие суждения:

а) молекулы воды удерживаются друг около друга за счет ковалентных связей;
б) молекулы воды удерживаются друг около друга за счет водородных связей
в) ковалентные связи в 15–20 раз прочнее водородных;
г) водородные связи в 15–20 раз прочнее ковалентных.

1. Каково соотношение ионов натрия и калия по обе стороны наружной клеточной мембраны:

а) снаружи клетки больше калия и меньше натрия, чем внутри;
б) снаружи клетки больше натрия и меньше калия, чем внутри;
в) и натрия, и калия снаружи клетки больше, чем внутри;
г) и натрия, и калия внутри клетки больше, чем снаружи.

2. К полисахаридам относятся:

а) крахмал;
б) гликоген;
в) глюкоза;
г) дезоксирибоза;
д) хитин;
е) мальтоза;
ж) лактоза;
з) целлюлоза.

3. Утверждение: «Фосфолипиды – сложные эфиры глицерина и жирных кислот»:

4. Углеводы выполняют следующие функции:

а) структурную;
б) энергетическую;
в) каталитическую;
г) регуляторную;
д) источник эндогенной воды;
е) запасающую.

5. Молекула крахмала состоит из остатков:

а) рибозы;
б) -глюкозы;
в) -глюкозы;
г) дезоксирибозы.

* Весьма распространенное заблуждение, часто встречающееся даже в учебниках. При окислении жира действительно выделяется значительно больше воды, чем при окислении белков и углеводов. Но для окисления эквивалентного количества жира необходимо и значительно большее количество кислорода, а значит, усиленная вентиляция легких. Каждая порция воздуха согревается в легких до температуры тела и полностью насыщается водяным паром, который при очередном выдохе теряется из организма. Это сводит преимущества жира, как источника метаболической воды, на нет. Для пустынных животных, в т.ч. верблюда, жир является в первую очередь именно источником энергии, а способность долгое время обходится без воды связана с рядом физиологических приспособлений. – Прим.ред.

источник

Классификация липидов:

Простые липиды представляют собой спиртовые эфиры жирных кислот. К ним относятся природные жиры и воски. Жиры входят в состав организма человека, животных, растений, микробов, некоторых вирусов. Содержание жиров в биологических объектах, тканях и органах может достигать 90%. Воски выполняют преимущественно защитные функции. У растений они покрывают тонким слоем листья, стебли и плоды, предохраняя от смачивания водой и проникновения микроорганизмов. Под покровом пчелиного воска хранится мед, и развиваются личинки. Животный воск – ланолин – предохраняет волосы и кожу от действия воды.

Сложные липиды. При гидролизе этих липидов образуются помимо спирта и кислот также и другие соединения. К ним относятся фосфолипиды (лецитины, кефалины и др.), гликолипиды и сфинголипиды (обнаруживаются в миелиновых оболочках нервов и выполняют рецепторную функцию в клеточных мембранах).

жироподобные вещества Стероиды характеризуются наличием циклопентанпергидрофенантренового ядра. К стероидам принадлежат: гормоны коры надпочечников и половых желез (эстрадиол — женский и тестостерон — мужской половой гормон), витамин D, желчные кислоты, холестерин, терпены (эфирные масла, от которых зависит запах растений), гиббереллины (ростовые вещества растений).

Пигменты. Каротиноиды (животные и растительные пигменты). Порфирины, к которым относятся биологически важные пигменты гемоглобин, хлорофилл, билирубин; флавины (важнейшие вещества – лактофлавин молока и рибофлавин = витамин В₂.).

Функции липидов.

Энергетическая функция – основная функция липидов. 1 грамм жиров дает 38,9 кДж. Единственной пищей новорожденных млекопитающих является молоко, энергоемкость которого определяется содержанием в нем жира.

Строительная функция. Жиры принимают участие в образовании клеточных мембран. В составе мембран находятся в виде фосфолипидов, гликолипидов, липопротеидов.

Запасающая функция. Жиры являются запасным веществом животных и растений. Особенно важно для пойкилотермных животных, или обитающих в аридных зонах. Семена многих растений содержат жир, как источник энергии развивающегося растения.

Терморегуляторная функция. Жиры являются хорошими термоизоляторами, откладываются под кожей, образуя жировые прослойки.

Защитно-механическая функция. Слои подкожной жировой клетчатки не только предотвращают потери тепла, но и защищают организм от механических воздействий. Жировые капсулы внутренних органов обеспечивают фиксацию анатомического положения внутренних органов, защищают их от сотрясения, травмирования при внешних воздействиях.

Каталитическая функция связана с жирорастворимыми витаминами (A, D, E, K) которые также относят к липидам и являющихся кофакторами ферментов.

Источник метаболической воды. Вода – один из продуктов окисления жиров. Жир, составляющий горб верблюда, является источником воды. Окисление 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды.

Повышение плавучести у водных животных.

Регуляторная – стероидные гормоны регулируют некоторые процессы обмена веществ и размножения.

Органические вещества, в состав которых входит углерод, кислород и водород. В животных клетках углеводы составляют от 1% до 5%, в растительных – до 90% сухой массы.

источник

Подготовка к олимпиаде

Задания школьного этапа Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2010-2011 учебный год

Часть I. Выберите на каждый вопрос один верный ответ из предложенных

1. Живое содержимое часто отсутствует в клетках ткани

1) образовательной 3) основной

2) механической 4) запасающей

2. Одну семядолю содержат семена

1) томата 2) лука 3) дуба 4) яблони

3. Главным называется корень

1) самый толстый 3) самый длинный

2) самый разветвленный 4) развивающийся из зародышевого корешка

1) усиливают рост стебля 3) усиливают рост корня

2) ускоряют созревание плодов 4) ускоряют раскрытие листьев

5. Клетки-спутницы входят в состав

1) луба 2) сердцевины 3) древесины 4) камбия

6. Формула цветка Ч(5)Л(5)Т5П1 характерна для растений семейства

1) розоцветных 3) мотыльковых

2) пасленовых 4) сложноцветных

7. Соболь относится к семейству

1) кошачьих 2) волчьих 3) куньих 4) беличьих

8. Хелицеры и педипальпы имеет.

1) речной рак 2) саранча 3) слепень 4) сенокосец

9. Двойное дыхание у птиц — это.

1) газообмен в легких и воздушных мешках на вдохе

2) газообмен в воздушных мешках на вдохе и выдохе

3) газообмен в легких на вдохе

4) газообмен в легких на вдохе и выдохе

10. Органами выделения высших раков служат:

1) метанефридии 3) коксальные железы

1) за счёт трения передних крыльев

2) за счёт трения переднего крыла о заднюю ногу

3) при помощи особого органа на нижней части заднегруди

4) выпуская накопленный воздух через стигмы

12. К группе анамний принадлежат:

1) голубь, саламандра, кенгуру 3) лосось, жаба, скат

2) дельфин, морской конёк, тюлень 4) ворон, тигр, тритон

13. Во время фазы общего расслабления сердца его клапаны:

1) полулунные – открыты, створчатые – закрыты

2) полулунные – открыты, створчатые – открыты

3) полулунные – закрыты, створчатые – открыты

4) полулунные – закрыты, створчатые — закрыты

14. При активации симпатической нервной системы НЕ наблюдается:

2) сужение кровеносных сосудов

4) подавление функции пищеварения

15. Какие клеточные факторы отвечают за свёртывание крови:

1) тромбоциты, выделяющие тромбопластин

2) протромбин и тромбин плазмы крови

3) протромбин, тромбопластин и ионы кальция

16. Когда голосовые связки расходятся наиболее широко:

1) когда человек молчит 3) когда человек говорит громко

2) когда человек говорит шёпотом 4) когда человек кричит

17. Какую роль в пищеварении играет желчь:

1) гидролизует жиры 3) расщепляет углеводы

2) эмульгирует жиры 4) секретирует белки

18. Сколько клубочкового фильтрата образуется в сутки у человека:

1) около 1,5 литра 3) около 30 литров

2) около 10 литров 4) около 170 литров

19. Комнатная муха может быстрее, чем человек приспособиться к изменяющимся условиям внешней среды, потому что

1) имеет меньшие размеры 3) имеет быструю смену поколений

2) хорошо летает 4) имеет личиночную стадию

20. При полном гидролизе крахмала образуется

1) амилоза 2) глюкоза 3) фруктоза 4) рибоза

21. НЕ являются примерами гомологичных органов:

1) колючки кактуса и усики гороха

2) колючки барбариса и колючки боярышника

3) ловчие листья росянки и сочные чешуи лука

4) корневище ландыша и клубни картофеля

22. Впервые в ходе эволюции начали выделять кислород как побочный продукт фотосинтеза:

23. Грибы-сапрофиты в биогеоценозах являются:

1) продуцентами 3) консументами второго порядка

2) консументами первого порядка 4) редуцентами

1) совокупность всех видов микроорганизмов

2) древняя группа бактерий

3) группа близкородственных видов микроорганизмов

4) клоновая по происхождению культура микроорганизмов

25. Какой из нижеперечисленных факторов НЕ относится к движущим силам эволюции:

1) расширение ареала 3) борьба за существование

Часть II. Выберите на каждый вопрос несколько верных ответов и зашифруйте их

1. У человека белки перевариваются ферментами, которые секретируются: 1- в желудке, 2- слюнными железами, 3- поджелудочной железой, 4- печенью, 5- в тонком кишечнике.

2. При голоде или во время зимней спячки запасы энергетических субстратов (1- белки, 2- жиры, 3- углеводы) расходуются в следующем порядке:

3. Из эктодермы (первого зародышевого листка) формируются: 1- кожа, 2- лёгкие, 3- мышцы, 4- нервная система, 5- почки.

4. К половому размножению относятся: 1) митоз, 2) гермафродитизм, 3) почкование, 4) партеногенез, 5) оплодотворение, 6) спорообразование

5. Для отряда Чешуекрылые характерны признаки.

1) две пары крыльев 5) колюще-сосущий ротовой аппарат

2) одна пара крыльев 6) развитие прямое

3) грызущий ротовой аппарат 7) развитие с метаморфозом

4) лижущий ротовой аппарат

6. К покровным тканям растений относятся: 1- склеренхима, 2- пробка, 3- ситовидные трубки, 4- паренхима, 5- эпидермис, 6- ксилема, 7- флоэма, 8- корка

7. Из указанных животных (1- жаба, 2- кролик, 3- варан, 4- акула) составьте правильную последовательность усложнения в процессе эволюции их кровеносной системы

8. Обязательной частью всех клеток являются: 1- ядро, 2- цитоплазма, 3- митохондрии, 4- пластиды, 5- рибосомы, 6- мембрана, 7- клеточный центр, 8- клеточная стенка

9. Выберите названия зернистых лейкоцитов (гранулоцитов): 1- нейтрофилы, 2- лимфоциты, 3- эозинофилы, 4- базофилы, 5- моноциты

10. К железам, выполняющим функцию только внутренней секреции относятся: 1- гипофиз, 2- эпифиз, 3- поджелудочная железа, 4- печень, 5- половые железы, 6- щитовидная железа.

Часть III. Отметьте, какие из предложенных суждений являются верными, а какие нет.

1) Между лёгочной и пристеночной плеврой имеется плевральная полость, общая для обоих лёгких.

2) Не являются аналогичными органами ласты ихтиозавра и дельфина

3) Кожные железы хорошо развиты у земноводных, но отсутствуют у всех пресмыкающихся.

4) Диафрагма образована гладкой мышечной тканью.

5) Желчный пузырь не относится к железам, так как не секретирует ферментов.

6) Фагоцитоз является одним из проявлений хищничества у прокариот.

7) В результате мейоза всегда образуются гаметы.

Сыворотка – плазма крови, не содержащая фибриногена.

9) Головной мозг у позвоночных возникает из того же слоя клеток зародыша, что и эпидермис.

10) У однодольных растений между древесиной и лубом находится камбий.

11) Гаплоидные клетки не могут делиться митозом.

12) У птиц и рептилий на эмбриональной стадии развития местом накопления мочевины и мочевой кислоты является амнион.

13) По строению черепа можно определить была ли змея ядовитой или нет.

14) Каталитическая функция жиров связана с жирорастворимыми витаминами: А. Д, Е, К.

15 ) Споры мукора созревают в мелких кисточках — сумках

Часть IV. Дайте развёрнутые ответы на вопросы.

У человека отсутствие зубов приводит к серьёзным нарушениям в организме, а у птиц – нет. Почему?

Решение заданий школьного этапа Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2010-2011 учебный год

Часть 1. За каждый правильный ответ по 1 баллу

источник

Жирорастворимые витамины: роль в организме, свойства и источники витаминов А, D, К, Е

Водорастворимые и жирорастворимые витамины по-разному усваиваются. Водорастворимые витамины — это весь ряд витаминов В-группы и аскорбинка. Наша сегодняшняя тема — это рассмотрение с разных сторон жирорастворимых витаминов. Известно, что витамины А, D, К, Е причислены к жирорастворимым, они скапливаются в жировой ткани, и тканях печени. Водорастворимые витамины отличаются от них тем, что не имеют свойство откладываться, быстро вымываются водой. Из-за этой особенности чаще встречается перенасыщение жирорастворимыми витаминами и дефицит водорастворимых витаминов.

Список жирорастворимых витаминов

Современная наука считает, что к жирорастворимым витаминам относятся следующие вещества:

• витамин А (сюда входит провитамин А, то есть каротиноиды и каротины, а также
• витамин А в форме ретинола);
• витамин D;
• витамин Е;
• витамин К.

Надо заметить, что существуют водо и жирорастворимые витамины. Водорастворимые:

• витамин В1;
• витамин В2;
• витамин В5;
• витамин В6;
• витамин В12;
• ниацин;
• фолат;
• биотин;
• витамин С.

Роль жирорастворимых витаминов

Кратко опишем значение жирорастворимых витаминов для человеческого организма:

• ретинол — поддерживает нормальное зрение, рост, омолаживает;
• токоферол — биологический антиоксидант;
• витамин Д — способствует усвоению кальция;
• витамин К — защищает от остеопороза, поддерживает в норме свертываемость крови.

А далее расскажем про основные функции жирорастворимых витаминов подробнее.

Характеристика жирорастворимых витаминов

Жирорастворимый витамин Д

Вещества из этой группы обозначаются как кальциферолы. Из витамина Д в почках и печени появляется гормон кальцитриол. Действуя вкупе с паратирином, кальцитриол работает в направлении нормального метаболизма кальция.

Вещество 7-дегидрохолестерин образует в коже под действием ультрафиолета витамин D. В случае дефицита контакта с УФ излучением либо бедного на источники витамина Д питания, формируются различные расстройства. На фоне недостатка витамина могут размягчаться кости. Это явление называют остеомаляция.

Также известно заболевание детский рахит, его причина также недостаток витамина Д. Дегенеративные процессы происходят на основе недостаточной минерализации костной ткани. То есть, проще говоря, в костях образуется дефицит кальция и они понемногу разрушаются. Прием витамина Д — это значимое направление в профилактике рахита и проблем с костями.

Известно, что витамин Д усиливает усвоение фосфора, кальция в ЖКТ. Кальций и фосфор лучше передается костной ткани и закрепляется в ней. Укрепляются не только кости, но и зубы взрослых и детей.

Витамин Д помогает усвоению магния, участвует в росте и развитии тканей на клеточном уровне. Если в организме нормальная концентрация кальцитриола, то у него больше шансов противостоять онкологии кожи, кишечника, груди.

Препараты с витамином Д применяются наружно при лечении псориаза, так как средства помогают сгладить чешуйки на коже.

Концентрация витамина Д в организме действует на костный мозг, который отвечает за выработку моноцитов, то есть иммунных клеток. Другими словами, кальциферол способствует повышению иммунитета.

Благодаря витамину Д регулируется процесс выработки инсулина в поджелудочной железе, а значит, воздействует на процент глюкозы в составе крови.

Также известно о благотворном влиянии витамина Д на нервную систему. За счет поддержания нормальной концентрации кальция в крови, нервные импульсы передаются корректно, мышцы правильно сокращаются.

Витамин Д обеспечивает максимальное усвоение кальция и магния и вместе с этим укрепляют защитные оболочки нервной ткани, по этой причине вещество помогает успешнее лечить рассеянный склероз.

• пророщенные злаки;
• сливочное масло;
• рыбий жир;
• зелень;
• яйца;
• пивные дрожжи;
• белокочанная капуста;
• молоко;
• немного содержится в моркови.

Выше приведена общая характеристика кальциферола, но надо учитывать, что у людей разных возрастов отличается потребность нем. В профилактических целях допускается использование витаминных комплексов строго по инструкции. В больших дозах витамин токсичен, поэтому при наличии серьезных заболеваний препараты следует принимать после консультации врача.

Витамин Е

Как известно, токоферол или витамин Е — жирорастворимый. Витамин Е является сильным природным антиоксидантом, поддерживает правильную работу многих органов и систем, спасает от раннего старения. Дефицит любого важного витамина опасен, но на фоне нехватки токоферола, организм может всесторонне пострадать.

Ежедневно каждому из нас требуется 12 мкг токоферола. Если регион проживания экологически неблагоприятный, то нужно больше витамина Е. Также в усиленных дозах токоферола нуждаются женщины при беременности и ГВ. При нормальной концентрации в организме витамина Е человек получает меньше негативных последствий из-за дефицита отдельных важных витаминов.

Благодаря токоферолу улучшается работа репродуктивной системы женщин и мужчин. Вещество применяют для улучшения состояния при диабете и астме. Также налаживается работа нервной, сердечнососудистой и эндокринной систем.

Благодаря очищению кровеносных сосудов, не формируются тромбы. Токоферол защищает от онкологии, спасает нас от разрушительной активности свободных радикалов, снижает холестерин, оздоравливает кожу за счет усиленного питания коллагеном, предупреждает гиперпигментацию и сухость кожи.

Прием препаратов токоферола показан при заболеваниях нервной системы, нарушениях в гормональной системе, расстройствах поджелудочной, печени и желчного пузыря. Витамин Е может несколько повысить качество жизни курильщиков и любителей алкоголя, предохраняет от инфаркта, помогает быстрее восстанавливаться после физических нагрузок.

Токоферол противопоказан при гиперчувствительности к этому витамину, кожной аллергии, тромбоэмболии, кардиосклерозе, инфаркте. Витамин Е несовместим с антикоагулянтами и препаратами железа.

Симптомами передозировки выступают: рвота, тошнота, внутренние кровотечения, нарушения свертываемости крови, увеличение печени, различные проявления аллергии.

Лучшие пищевые источники витамина Е:

• тыквенное, пшеничное, кукурузное, льняное, оливковое, подсолнечное масла;
• сливочное масло;
• орехи;
• злаки;
• молоко.

Витамин К

Каждому человеку требуется постоянная подпитка витамином К, так как он контролирует свертываемость крови, задействуется в построении костной ткани. При дефиците витамина К проявляется склонность к переломам, данный фактор больше всего заметен на пожилых людях.

Дневная мужская норма витамина К — 120 мкг, женская — 90 мкг. Источники:

• первый вид витамина К — филлохинон (витамин К1) — в основном вещество получают из растительной пищи, например, листовая зелень;
• второй подвид витамина К — менахинон (витамин К2) — находится в бактериях и животной пище.

Витамин А

Жирорастворимое вещество витамин А — это антиоксидантный витамин. Он находится преимущественно в животной пище. Человеческий организм вырабатывает витамин А на основе пигмента из овощей и фруктов — бета-каротина.

Интересно, что продукты питания красного окраса более насыщены витамином А, нежели зеленого, желтого. Ретинол скапливается в тканях печени. Если витамин А принимать слишком долго, то можно вызвать отравление. Норма потребления ретинола для мужчин — до 1000 мкг в день, женщин — до 800 мкг в день. При беременности — до 900 мкг, при лактации — до 1200 мкг. Ребенку необходимо до 1000 мкг витамина А.

Когда диагностирован дефицит токоферола, то нужны ударные дозы — до 3000 мкг в сутки. Усвоение витамина А происходит лучше, если его употреблять с жирами, например, есть продукты вместе с маслом. Витамин не может растворяться в воде.

Витамин А полезен для иммунитета, поддерживает здоровье волос, кожи, зубов, костей, оздоравливает мочевыводящие пути, легкие, улучшает зрение, помогает гармонично развиваться в детском возрасте.

Витамин N

Оказывается, есть и другие виды жирорастворимых веществ, близких к витаминам. Таковым является витамин N, за этим названием скрыта тиоктовая и липоевая кислота. Вещества реализуют ряд важных задач в человеческом теле, но с научной точки зрения не относятся к витаминам, ведь организм производит значительные дозы этих веществ.

Витаминами принято называть такие вещества, которые в организме не могут быть выработаны в достаточных объемах, их получение с пищей и препаратами чрезвычайно важно для здоровья. В общем, липоевая и тиоктовая кислоты тоже жирораствоимые, они похожи на витамины, но все же витаминами не являются, это витаминоподобные вещества.

Недостаток жирорастворимых витаминов

Вот чем грозит дефицит витамина D:

• легкий дефицит вызывает бессонницу, нарушение зрения, плохой аппетит;
• в тяжелых случаях развивается у взрослых остеопороз, у детей рахит.

При недостатке витамина А беспокоят недомогания:

• нарушение зрения в затемненной среде, в худшем случае куриная слепота;
• замедление роста и развития у детей;

Дефицит витамина К может обернуться следующими расстройствами:

• деформация костей;
• внутренние кровотечения;
• скопление солей в сосудах;
• чрезмерная минерализация хрящевой ткани.

Недостаточное потребление витамина Е грозит этими обстоятельствами:

• бесплодие;
• истощение запасов жира и мышечной ткани.

Принимая витамины и употребляя продукты с витаминами, важно знать меру. Наиболее опасна для организма передозировка витаминами А, D.

Продукты с жирорастворимыми витаминами

Богатейшие источники жирорастворимых витаминов скрываются в нашей пище. Это животная и растительная пища. Получение вместе с едой полезных веществ избавляет от необходимости принимать добавки из аптеки. Вот примеры полезных продуктов, которые следует употреблять для профилактики витаминодефицита:

Особое внимание следует обратить на жирорастворимые витамины растительных масел. Тыквенное, рапсовое, подсолнечное, оливковое, облепиховое, черного тмина, льняное, кунжутное, кукурузное, кедровое, горчичное и виноградное масла следует употреблять регулярно в небольших количествах. Масла поставляют полезные жиры и содержат много жирорастворимых витаминов.

Препараты жирорастворимых витаминов

Чтобы нормализовать в организме концентрацию жирорастворимых витаминов, принимают аптечные препараты, например:

• Ретинола ацетат;
• Аевит;
• Токоферола ацетат;
• Ретинола пальмитат;
• Викасол;
• Аквадетрим.

В аптеке можно купить моно витаминные препараты — с единственным витамином в составе, и комплексные — с целым набором витаминов.

Некоторые люди принимают аптечные добавки с профилактической целью для общего укрепления организма, такое допустимо, но нужно действовать строго по инструкции. Если же есть хронические или острые заболевания, то необходимо выбирать витамины вместе с лечащим врачом.

источник