그들은 보편적인 생물학적 에너지 축적기입니다. 보편적인 형태의 세포 에너지. 지식 입력 제어

29.09.2019

물질의 생화학 적 변형 과정에서 화학 결합이 끊어지고 에너지가 방출됩니다. 이것은 살아있는 유기체가 직접 사용할 수 없는 무료 잠재적 에너지입니다. 변환해야 합니다. 세포에서 다양한 종류의 작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 두 가지 보편적인 형태의 에너지가 있습니다.

1) 화학 에너지, 화합물의 거대 결합 에너지. 화학 결합이 끊어질 때 많은 양의 자유 에너지가 방출되는 경우 화학 결합을 거대 에너지라고 합니다. 그러한 결합을 갖는 화합물은 거대화됩니다. ATP 분자는 거대 에너지 결합을 가지고 있으며 세포의 에너지 대사에서 중요한 역할을 결정하는 특정 특성을 가지고 있습니다.

· 열역학적 불안정성;

· 높은 화학적 안정성. 열 형태의 에너지 소산을 방지하므로 효율적인 에너지 보존을 제공합니다.

· ATP 분자의 크기가 작기 때문에 세포의 다양한 부분으로 쉽게 확산될 수 있으며, 여기서 화학, 삼투 또는 화학 작업을 수행하기 위해 외부에서 에너지가 필요합니다.

· ATP 가수분해 중 자유 에너지의 변화는 평균값을 가지므로 에너지 기능, 즉 고에너지에서 저에너지 화합물로 에너지를 전달하는 에너지 기능을 가장 잘 수행할 수 있습니다.

ATP는 모든 살아있는 유기체의 보편적인 에너지 축적기이며 에너지는 매우 짧은 시간 동안 ATP 분자에 저장됩니다(ATP 수명은 1/3초). 진행 중인 모든 과정에 에너지를 제공하는 데 즉시 사용됩니다. ATP 분자에 포함된 에너지는 세포질(대부분의 생합성 및 일부 막 종속 과정)에서 일어나는 반응에 사용될 수 있습니다.

2) 전기화학적 에너지(수소 막횡단 위치 에너지)Δ. 전자가 산화환원 사슬을 따라 전달될 때 에너지 형성 또는 접합이라고 하는 특정 유형의 국부적인 막에서, 막의 양쪽 공간에 양성자의 고르지 않은 분포가 있습니다. 즉, 가로 방향 또는 막 횡단 수소 구배 Δ가 발생합니다. 멤브레인에서 볼트로 측정 결과 Δ는 ATP 분자의 합성으로 이어집니다. Δ 형태의 에너지는 멤브레인에 국한된 다양한 에너지 종속 프로세스에서 사용할 수 있습니다.

유전자 변형 과정에서 DNA의 흡수를 위해;

막을 가로지르는 단백질의 전달을 위해;

많은 원핵생물의 움직임을 보장하기 위해;

· 세포질 막을 통한 분자와 이온의 능동 수송을 보장합니다.

물질의 산화 동안 얻은 모든 자유 에너지가 세포에 접근 가능한 형태로 변환되어 ATP에 축적되는 것은 아닙니다. 생성된 자유 에너지의 일부는 열, 덜 자주 빛 및 전기 에너지의 형태로 소산됩니다. 세포가 모든 에너지 소비 과정에 소비할 수 있는 것보다 더 많은 에너지를 저장하면 다량의 고분자 비축 물질(지질)을 합성합니다. 필요한 경우 이러한 물질은 생화학적 변형을 거쳐 세포에 에너지를 공급합니다.

ATP는 세포의 보편적인 에너지 "통화"입니다.자연의 가장 놀라운 "발명품" 중 하나는 화학 구조에 에너지 저장 장치 역할을 하는 하나 이상의 결합이 있는 소위 "거시적" 물질의 분자입니다. 자연계에서 유사한 분자가 여러 개 발견되었지만 그 중 단 하나인 ATP(아데노신 삼인산)만 인체에서 발견됩니다. 이것은 무기 인산 PO의 음으로 하전 된 3 개의 잔기가 부착 된 다소 복잡한 유기 분자입니다. 다양한 세포 내 반응 중에 쉽게 파괴되는 "거대"결합에 의해 분자의 유기 부분과 연결된 것은 이러한 인 잔기입니다. 그러나 이러한 결합의 에너지는 공간에서 열의 형태로 소산되지 않고 다른 분자의 이동이나 화학적 상호 작용에 사용됩니다. ATP가 보편적 인 "통화"뿐만 아니라 세포의 보편적 인 에너지 저장 (축적기) 기능을 수행하는 것은이 속성 덕분입니다. 결국 세포에서 일어나는 거의 모든 화학적 변형은 에너지를 흡수하거나 방출합니다. 에너지 보존 법칙에 따르면, 산화 반응의 결과로 생성되고 ATP 형태로 저장된 에너지의 총량은 세포가 합성 과정과 모든 기능의 수행에 사용할 수 있는 에너지의 양과 같습니다. . 이 또는 그 행동을 수행할 기회에 대한 "지불"로서 세포는 ATP 공급을 소비하도록 강요받습니다. 이 경우 ATP 분자가 너무 커서 세포막을 통과할 수 없다는 점을 강조해야 합니다. 따라서 한 세포에서 생성된 ATP는 다른 세포에서 사용할 수 없습니다. 신체의 각 세포는 기능을 수행하는 데 필요한 양만큼 자체적으로 필요에 따라 ATP를 합성해야 합니다.

인체 세포에서 ATP 재합성의 세 가지 원천.분명히 인체 세포의 먼 조상은 수백만 년 전에 식물 세포로 둘러싸여 있었고 탄수화물을 과도하게 공급했으며 산소가 충분하지 않거나 전혀 없었습니다. 탄수화물은 신체에서 에너지 생성을 위한 영양소의 가장 많이 사용되는 구성 요소입니다. 그리고 인체의 대부분의 세포는 단백질과 지방을 에너지원으로 사용하는 능력을 갖추었지만 일부(예를 들면 신경, 적혈구, 남성) 세포는 탄수화물의 산화에 의해서만 에너지를 생산할 수 있다. .

탄수화물의 일차 산화 과정 - 실제로 세포에서 산화의 주요 기질을 구성하는 포도당 -은 세포질에서 직접 발생합니다. 포도당 분자가 부분적으로 있기 때문에 효소 복합체가 위치합니다. 파괴되고 방출된 에너지는 ATP의 형태로 저장됩니다. 이 과정을 해당과정이라고 하며 예외 없이 인체의 모든 세포에서 일어날 수 있습니다. 이 반응의 결과, 6탄소 포도당 1분자로부터 3탄소 2분자의 피루브산과 2분자의 ATP가 형성됩니다.

해당 과정은 매우 빠르지만 상대적으로 비효율적인 과정입니다. 해당 반응이 완료된 후 세포에서 형성된 피루브산은 거의 즉시 젖산으로 변하고 때로는 (예 : 무거운 근육 작업 중에) 자유롭게 통과 할 수있는 작은 분자이기 때문에 매우 많은 양으로 혈액에 들어갑니다. 세포막. 산성 대사 산물이 혈액으로 대량 방출되면 항상성이 교란되고 신체는 근육 활동이나 기타 활성 활동의 결과에 대처하기 위해 특별한 항상성 메커니즘을 켜야 합니다.

해당과정의 결과로 형성된 피루브산은 여전히 많은 잠재적인 화학 에너지를 포함하고 있으며 추가 산화를 위한 기질 역할을 할 수 있지만 이를 위해서는 특별한 효소와 산소가 필요합니다. 이 과정은 미토콘드리아라는 특별한 세포 소기관을 포함하는 많은 세포에서 발생합니다. 미토콘드리아 막의 내부 표면은 많은 수의 산화 효소를 포함하는 큰 지질 및 단백질 분자로 구성됩니다. 미토콘드리아 내부에서 세포질에 형성된 3-탄소 분자가 침투합니다. 일반적으로 아세트산(아세트산)입니다. 거기에서 그들은 탄소와 수소 원자가 산소와 결합할 때 이산화탄소와 물로 변하는 유기 분자에서 교대로 분리되는 지속적으로 진행되는 반응 주기에 포함됩니다. 이러한 반응에서 많은 양의 에너지가 방출되어 ATP 형태로 저장됩니다. 미토콘드리아에서 완전한 산화 주기를 거친 피루브산의 각 분자는 세포가 17개의 ATP 분자를 얻도록 합니다. 따라서 1개의 포도당 분자가 완전히 산화되면 2+17x2 = 36개의 ATP 분자가 세포에 제공됩니다. 지방산과 아미노산, 즉 지방과 단백질의 구성 요소가 미토콘드리아 산화 과정에 포함될 수 있다는 것도 마찬가지로 중요합니다. 이 능력 덕분에 미토콘드리아는 세포를 신체가 먹는 음식에 상대적으로 독립적으로 만듭니다. 어쨌든 필요한 양의 에너지를 얻을 수 있습니다.

에너지의 일부는 ATP보다 작고 이동성이 뛰어난 인산 크레아틴(CrP) 분자의 형태로 세포에 저장됩니다. 세포의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 빠르게 이동할 수 있는 것은 이 작은 분자입니다. 현재 에너지가 가장 필요한 곳입니다. CrF 자체는 합성, 근육 수축 또는 신경 자극의 전도 과정에 에너지를 줄 수 없습니다. 여기에는 ATP가 필요합니다. 그러나 반면에 CRF는 손실 없이 쉽고 실질적으로 그 안에 포함된 모든 에너지를 ADP(아데나진 이인산) 분자에 제공할 수 있습니다. 이 분자는 즉시 ATP로 바뀌고 추가 생화학적 변형을 준비합니다.

따라서 세포가 기능하는 동안 소비되는 에너지, 즉 ATP는 혐기성(무산소) 해당과정, 호기성(산소 참여) 미토콘드리아 산화, CrF에서 ADP로 인산염 그룹의 이동 등 세 가지 주요 과정으로 인해 재생될 수 있습니다.

CrF와 ADP의 반응이 매우 빠르기 때문에 크레아틴 인산염 공급원이 가장 강력합니다. 그러나 세포에서 CrF의 공급은 일반적으로 적습니다. 예를 들어 근육은 6-7초 동안 CrF로 인해 최대 노력으로 작동할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 두 번째로 강력한 해당 작용 에너지원을 시작하기에 충분합니다. 이 경우 영양소의 자원은 몇 배나 더 많으나 작업이 진행될수록 젖산의 형성으로 인해 항상성에 대한 긴장이 증가하고, 이러한 작업을 큰 근육으로 하게 되면 1.5- 2분. 그러나이 시간 동안 미토콘드리아는 거의 완전히 활성화되어 포도당뿐만 아니라 체내 공급이 거의 고갈되지 않는 지방산도 태울 수 있습니다. 따라서 호기성 미토콘드리아 공급원은 해당 작용 공급원보다 2-3배, 크레아틴 인산염 공급원보다 5배 적은 전력으로 상대적으로 낮지만 매우 오랫동안 작동할 수 있습니다.

신체의 다양한 조직에서 에너지 생산 조직의 특징.조직마다 미토콘드리아의 포화도가 다릅니다. 그들은 뼈와 백색 지방이 가장 적으며 갈색 지방, 간 및 신장이 가장 많습니다. 신경 세포에는 상당히 많은 미토콘드리아가 있습니다. 근육은 미토콘드리아의 농도가 높지 않지만 골격근이 신체의 가장 큰 조직(성인 체중의 약 40%)이라는 사실 때문에 근육 세포의 필요가 크게 결정됩니다. 모든 에너지 대사 과정의 강도와 방향. I.A. Arshavsky는 이것을 "골격근의 에너지 법칙"이라고 불렀습니다.

나이가 들어감에 따라 에너지 대사의 두 가지 중요한 구성 요소가 한 번에 변경됩니다. 즉, 대사 활동이 다른 조직의 질량 비율과 이러한 조직에서 가장 중요한 산화 효소의 함량이 바뀝니다. 결과적으로 에너지 대사는 상당히 복잡한 변화를 겪지만 일반적으로 그 강도는 나이가 들면서 상당히 감소합니다.

에너지 교환

에너지 교환신체의 가장 필수적인 기능입니다. 모든 합성, 모든 기관의 활동, 모든 기능적 활동은 필연적으로 에너지 대사에 영향을 미칩니다. 예외가없는 보존 법칙에 따르면 물질의 변형과 관련된 모든 행위에는 에너지 소비가 수반되기 때문입니다.

에너지 비용유기체는 기초 대사, 기능의 에너지 공급, 성장, 발달 및 적응 과정을 위한 에너지 소비의 세 가지 불평등한 부분으로 구성됩니다. 이 부분의 비율은 개인의 발달 단계와 특정 조건에 따라 결정됩니다(표 2).

기초 대사- 이것은 장기 및 시스템의 기능적 활동에 관계없이 항상 존재하는 에너지 생산의 최소 수준이며 결코 0이 아닙니다. 기초 대사는 세 가지 주요 유형의 에너지 소비, 즉 최소 기능 수준, 무익한 순환 및 회복 과정으로 구성됩니다.

신체의 최소 에너지 요구량.최소한의 기능 수준에 대한 질문은 매우 분명합니다. 완전한 휴식 조건(예: 편안한 수면)에서도 활성화 요인이 신체에 작용하지 않을 때 뇌와 내분비선의 특정 활동을 유지해야 합니다. 간 및 위장관, 심장 및 혈관, 호흡기 근육 및 폐 조직, 강장제 및 평활근 등

무익한 주기.덜 알려진 사실은 신체의 모든 세포에서 수백만 개의 순환 생화학 반응이 지속적으로 일어나기 때문에 아무 것도 생성되지 않지만 이를 수행하려면 일정량의 에너지가 필요하다는 것입니다. 이들은 소위 헛된 주기, 즉 실제 기능 작업이 없는 상태에서 세포 구조의 "전투 능력"을 보존하는 과정입니다. 팽이처럼 헛된 순환은 세포와 모든 구조에 안정성을 부여합니다. 각각의 헛된 주기를 유지하기 위한 에너지 소비는 적지만, 그 수가 많기 때문에 기초 에너지 소비에서 상당한 비중을 차지합니다.

복구 프로세스.신진대사 과정에 관여하는 복잡하게 조직된 수많은 분자가 조만간 손상되기 시작하여 기능적 특성을 잃거나 독성을 획득하기까지 합니다. 세포에서 손상된 분자를 제거하고 이전 분자와 동일한 위치에 새로운 분자를 합성하는 지속적인 "수리 및 복원 작업"이 필요합니다. 단백질 분자의 수명은 일반적으로 1-2주를 초과하지 않고 모든 세포에는 수억 개의 분자가 있기 때문에 이러한 복구 과정은 모든 세포에서 지속적으로 발생합니다. 불리한 온도, 증가된 배경 방사선, 독성 물질에 대한 노출 등 환경 요인은 복잡한 분자의 수명을 크게 단축시키고 결과적으로 복구 프로세스의 스트레스를 증가시킬 수 있습니다.

다세포 유기체의 조직 기능의 최소 수준.세포의 기능은 항상 일부 외부 작업. 근육 세포의 경우 수축, 신경 세포의 경우 전기 충격의 생성 및 전도, 선 세포의 경우 비밀 생성 및 분비 작용, 상피 세포의 경우 주변 조직 및 생물학적 체액과의 상호작용의 또 다른 형태인 음세포증(pinocytosis)입니다. 당연히 구현을 위한 에너지 소비 없이는 모든 작업을 수행할 수 없습니다. 그러나 활성 세포의 폐기물이 다른 세포 및 조직에 무관심하지 않을 수 있기 때문에 모든 작업은 또한 신체의 내부 환경을 변화시킵니다. 따라서 기능 수행 중 에너지 소비의 두 번째 단계는 항상성 유지의 적극적인 유지와 관련이 있으며, 이는 때때로 에너지의 매우 많은 부분을 소비합니다. 한편, 기능적 임무를 수행하는 과정에서 내부 환경의 구성이 변할 뿐만 아니라 구조가 자주 변하고 파괴의 방향으로 변하는 경우가 많다. 따라서 골격근이 수축하면(작은 강도라도) 근육 섬유의 파열이 항상 발생합니다. 형식의 무결성이 깨졌습니다. 신체에는 손상되거나 변경된 구조의 신속한 복구를 보장하는 형태 불변성(동종 형태)을 유지하기 위한 특별한 메커니즘이 있지만 이 역시 에너지를 소모합니다. 그리고 마지막으로, 특정 조건에 노출된 결과 활성화되어야 하는 기능에 관계없이 발달 중인 유기체가 발달의 주요 경향을 유지하는 것이 매우 중요합니다. 발달 방향과 채널의 불변성을 유지하는 것(항상성)은 기능 활성화 동안 에너지 소비의 또 다른 형태입니다.

발달하는 유기체에게 에너지 소비의 중요한 항목은 실제 성장과 발달입니다. 그러나 성숙한 유기체를 포함하여 모든 사람에게 적응 재배열 과정은 부피 측면에서 에너지 소모가 적고 본질적으로 매우 유사합니다. 여기에서 에너지 소비는 게놈을 활성화하고 쓸모없는 구조를 파괴하고(이화작용) 합성( 동화작용)을 목표로 합니다.

기초대사량과 성장발달에 소요되는 비용은 나이가 들수록 현저히 감소하며, 기능 수행에 드는 비용은 질적으로 차이가 난다. 기초 에너지 소비와 에너지 소비를 성장과 발달 과정으로 분리하는 것은 방법론적으로 극히 어렵기 때문에 일반적으로 이름으로 함께 고려됩니다. "BX".

기초 대사의 연령 역학. M. Rubner(1861) 이후로 포유동물의 경우 체중이 증가하면 단위 질량당 열 생산 강도가 감소한다는 사실이 잘 알려져 있습니다. 단위 면적당 계산된 교환 금액은 일정하게 유지됩니다("표면 법칙"). 이러한 사실은 아직까지 이론적인 설명이 충분하지 않아 신체 사이즈와 대사율의 관계를 실험식으로 표현하고 있다. 인간을 포함한 포유동물의 경우 M. Kleiber 공식이 현재 가장 많이 사용됩니다.

M \u003d 67.7 P 0 75 kcal / 일,

여기서 M은 전체 유기체의 열 생산이고 P는 체중입니다.

그러나 연령과 관련된 기초 대사의 변화를 항상 이 방정식으로 설명할 수는 없습니다. 생후 첫 해 동안 열 생산은 Klaiber 방정식에서 요구하는 것처럼 감소하지 않지만 동일한 수준을 유지하거나 약간이라도 증가합니다. 1 세의 나이에만 대략 10kg의 유기체에 대한 Klaiber 방정식에 따라 "필수"인 신진 대사 강도 (55kcal / kg day)에 도달합니다. 3 세부터 기초 대사의 강도가 점차 감소하기 시작하여 사춘기 기간에만 성인 수준 (하루 25kcal / kg)에 도달합니다.

성장 및 개발 프로세스의 에너지 비용.종종 어린이의 기초 대사율 증가는 성장 비용과 관련이 있습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 수행된 정확한 측정 및 계산에 따르면 생후 첫 3개월 동안 가장 집중적인 성장 과정도 일일 에너지 섭취량의 7-8% 이상을 필요로 하지 않으며 12개월 후에는 초과하지 않는 것으로 나타났습니다. 1%. 또한 성장 속도가 6 개월보다 10 배 낮아지는 1 세에 어린이 신체의 가장 높은 에너지 소비 수준이 나타났습니다. 훨씬 더 "에너지 집약적"인 개체 발생 단계는 성장률이 감소하고 세포 분화 과정으로 인해 장기와 조직에서 상당한 질적 변화가 발생합니다. 생화학자들의 특별 연구에 따르면 분화 과정의 단계에 들어가는 조직(예: 뇌)에서 미토콘드리아의 함량이 급격히 증가하고 결과적으로 산화 대사 및 열 생산이 증가합니다. 이 현상의 생물학적 의미는 세포 분화 과정에서 세포가 이전에 생산할 수 없었던 새로운 구조, 새로운 단백질 및 기타 큰 분자가 형성된다는 것입니다. 모든 새로운 사업과 마찬가지로 이것은 특별한 에너지 비용을 필요로 하는 반면, 성장 과정은 세포에서 단백질 및 기타 거대분자의 확립된 "일괄 생산"입니다.

추가 개인 발달 과정에서 기초 신진 대사의 강도 감소가 관찰됩니다. 기초 대사에 대한 다양한 기관의 기여도가 나이에 따라 변한다는 것이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 신생아의 뇌(주요 신진대사에 상당한 기여를 함)는 체중의 12%이고 성인의 경우 2%에 불과합니다. 내부 장기는 뇌와 마찬가지로 휴식시에도 매우 높은 수준의 에너지 대사를 가지고 고르지 않게 성장합니다. 하루 300kcal / kg입니다. 동시에, 근육 조직은 상대적 양이 출생 후 발달 동안 거의 두 배로 증가하며 휴식 시 대사율이 매우 낮은 것이 특징입니다(18kcal/kg day). 성인의 경우 기초대사량의 약 24%는 뇌, 20%는 간, 10%는 심장, 28%는 골격근이 차지한다. 1세 아동의 경우 뇌는 기초 대사의 53%, 간은 약 18%, 골격근은 8%만 차지합니다.

취학 연령 아동의 휴식 교환.클리닉에서만 기초 신진 대사를 측정하는 것이 가능합니다. 여기에는 특별한 조건이 필요합니다. 그러나 휴식 교환은 각 사람마다 측정 할 수 있습니다. 수십 분 동안 단식하고 근육 휴식을 취할 수 있으면 충분합니다. 안정환율은 기준환율보다 약간 높지만 이 차이가 근본적인 것은 아니다. 휴식기 대사에서 연령 관련 변화의 역학은 단순한 대사 강도 감소로 축소되지 않습니다. 대사 강도의 급격한 감소를 특징으로 하는 기간은 휴식 중인 대사가 안정화되는 연령 간격으로 대체됩니다.

동시에 대사강도 변화의 성질과 성장률 사이에는 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다(p. 57의 그림 8 참조). 그림의 막대는 상대적인 연간 체중 증가를 보여줍니다. 상대 성장률이 높을수록 이 기간 동안 휴식기 대사율의 감소가 더 크다는 것이 밝혀졌습니다.

이 그림은 또 다른 특징 - 뚜렷한 성별 차이를 보여줍니다. 연구된 연령대의 여아는 성장률과 신진대사 강도의 변화 측면에서 남아보다 약 1년 앞서 있습니다. 동시에, 4세에서 7세 사이의 반성장 점프 동안 휴식 중인 신진대사의 강도와 어린이의 성장률 사이에는 밀접한 관계가 있습니다. 같은 기간에 젖니가 영구치로 바뀌기 시작하여 형태 기능적 성숙의 지표 중 하나가 될 수도 있습니다.

추가 발달 과정에서 기초 신진 대사의 강도 감소가 계속되며 이제는 사춘기 과정과 밀접한 관련이 있습니다. 사춘기 초기에 청소년의 대사율은 성인보다 약 30% 더 높습니다. 지표의 급격한 감소는 생식선이 활성화되는 III 단계에서 시작되어 사춘기까지 계속됩니다. 알려진 바와 같이, 사춘기의 급격한 성장은 또한 사춘기 III기의 달성과 일치합니다. 이 경우 가장 집중적 인 성장 기간 동안 신진 대사 강도 감소의 규칙 성이 유지됩니다.

이 기간 동안 발달하는 소년은 소녀보다 약 1년 뒤쳐집니다. 이 사실에 따라 소년의 신진 대사 과정의 강도는 항상 같은 연령의 소녀보다 높습니다. 이러한 차이는 작지만(5-10%) 사춘기 전체 기간 동안 안정적입니다.

체온 조절

체온 조절, 즉 신체 중심부의 일정한 온도를 유지하는 것은 열 생성과 열 전달의 두 가지 주요 과정에 의해 결정됩니다. 열 생성(열 생성)은 주로 대사 과정의 강도에 따라 달라지지만 열 전달은 단열 및 혈관 운동 반응, 외부 호흡 활동 및 발한을 비롯한 다소 복잡한 생리학적 메커니즘의 전체 복합체에 의해 결정됩니다. 이와 관련하여 열 발생은 화학적 온도 조절 메커니즘에 기인하며 열 전달을 변경하는 방법을 물리적 온도 조절 메커니즘이라고 합니다. 나이가 들어감에 따라 이러한 메커니즘과 기타 메커니즘이 모두 변화하고 안정적인 체온을 유지하는 데 있어 그 중요성이 변합니다.

체온 조절 메커니즘의 연령 발달.순수한 물리적 법칙은 신체의 질량과 절대 치수가 증가함에 따라 화학적 온도 조절의 기여도가 감소한다는 사실로 이어집니다. 따라서 신생아의 체온 조절 열 생산 값은 약 0.5kcal/kg h deg이고 성인의 경우 0.15kcal/kg h deg입니다.

신생아는 환경 온도가 떨어지면 최대 4kcal/kgh까지 성인과 거의 같은 값으로 열 생산을 증가시킬 수 있지만 낮은 보온성(0.15deg m 2 h/kcal)으로 인해, 신생아의 화학적 온도 조절 범위는 5 ° 이하로 매우 작습니다. 임계 온도( 일), 열 발생이 활성화되는 온도는 만삭 아기의 경우 +33 °C이며, 성인 상태에서는 +27 ... +23 °C로 떨어집니다. 그러나 단열재가 일반적으로 2.5 KLO 또는 0.45 deg-m 2 h / kcal 인 옷의 경우 임계 온도 값이 +20 ° C로 감소하므로 상온에서 평소 옷을 입은 어린이는 열중립 상태입니다. 환경, 즉 체온을 유지하기 위해 추가 비용이 필요하지 않은 조건에서.

냉각을 방지하기 위해 옷을 갈아 입는 절차 중에만 생후 첫 달의 어린이는 충분히 강력한 열 생성 메커니즘을 포함해야 합니다. 더욱이 이 연령대의 어린이는 성인에게는 없는 특수하고 특정한 열 발생 메커니즘을 가지고 있습니다. 냉각에 대한 반응으로 성인은 소위 "수축성" 열발생, 즉 골격근에서 추가적인 열 생성을 포함하여 몸을 떨기 시작합니다(한랭 떨림). 어린이 신체의 디자인 특징은 이러한 열 생성 메커니즘을 비효율적으로 만들기 때문에 소위 "비 수축성"열 발생이 어린이에게서 활성화되고 골격근이 아니라 완전히 다른 기관에 국한됩니다.

이들은 내부 장기(우선 간)와 미토콘드리아로 포화된 특수 갈색 지방 조직(그래서 갈색)과 높은 에너지 기능을 가지고 있습니다. 건강한 어린이의 갈색 지방 열 생성 활성화는 갈색 지방이 더 표면적으로 위치하는 신체 부위인 견갑골과 목의 피부 온도 상승으로 볼 수 있습니다. 이 영역의 온도를 변경하면 어린이의 체온 조절 메커니즘 상태, 경화 정도를 판단 할 수 있습니다. 생후 첫 달에 어린이의 소위 "뜨거운 목덜미"는 갈색 지방의 활동과 정확하게 관련이 있습니다.

생후 1년 동안 화학적 온도 조절 활동이 감소합니다. 5-6 개월의 어린이에게는 신체 온도 조절의 역할이 현저하게 증가합니다. 나이가 들면서 갈색지방의 대부분이 사라지지만 3세 이전에도 갈색지방의 가장 큰 부분인 견갑간지방의 반응이 남습니다. 북부에서 일하는 성인들에게서 야외에서 갈색지방조직이 계속해서 활발하게 활동한다는 보고가 있다. 정상적인 조건하에서 3세 이상의 소아에서는 비수축성 열발생의 활동이 제한되고 골격근의 비수축성 활동인 근긴장도 및 근육 떨림이 화학적 체온 조절이 이루어지면 열 생산 증가에 주도적인 역할을 하기 시작합니다. 활성화됩니다. 그러한 아이가 반바지와 티셔츠를 입고 정상적인 실내 온도(+20 ° C)에서 자신을 발견하면 100개 중 80개의 경우에서 열 생성이 활성화됩니다.

반 성장 점프 (5-6 년) 동안 성장 과정을 강화하면 팔다리의 길이와 표면적이 증가하여 신체와 환경의 조절 된 열 교환을 보장합니다. 이것은 차례로 5.5-6 세 (특히 소녀의 경우 분명히)의 나이부터 체온 조절 기능에 상당한 변화가 있다는 사실로 이어집니다. 신체의 단열이 증가하고 화학적 온도 조절의 활동이 크게 감소합니다. 이 체온 조절 방법은 더 경제적이며 더 많은 연령 발달 과정에서 우세해지는 사람입니다. 이 온도 조절 개발 기간은 경화 절차에 민감합니다.

사춘기가 시작되면 체온 조절 발달의 다음 단계가 시작되며 이는 발달 중인 기능 시스템의 붕괴로 나타납니다. 11-12세 소녀와 13세 소년에서 휴식기 대사 강도의 지속적인 감소에도 불구하고 해당하는 혈관 조절 조정은 발생하지 않습니다. 청소년기에만 사춘기가 끝난 후 체온 조절의 가능성이 결정적인 발달 수준에 도달합니다. 자신의 신체 조직의 단열을 높이면 주변 온도가 10-15 ° C 떨어지는 경우에도 화학적 온도 조절 (즉, 추가 열 생성)을 포함하지 않고 할 수 있습니다. 물론 신체의 이러한 반응은 더 경제적이고 효율적입니다.

영양물 섭취

에너지를 생산하고 자신의 몸을 만드는 데 사용되는 인체에 필요한 모든 물질은 환경에서 나옵니다. 아이가 자라면서 생후 1년이 끝나갈 무렵에는 자립영양으로 전환하는 경우가 많아지고, 3세가 지나면 아이의 영양상태는 어른의 영양상태와 크게 다르지 않습니다.

식품 물질의 구조적 구성 요소.인간의 음식은 식물과 동물의 기원이지만 이것에 관계없이 단백질, 지방 및 탄수화물과 같은 동일한 부류의 유기 화합물로 구성됩니다. 실제로, 이러한 동일한 종류의 화합물은 기본적으로 사람 자신의 신체를 구성합니다. 동시에 동물성 식품과 식물성 식품에는 차이점이 있으며 매우 중요한 식품입니다.

탄수화물. 식물성 식품의 가장 방대한 구성 요소는 인체의 에너지 공급의 기초를 형성하는 탄수화물(대부분 전분 형태)입니다. 성인의 경우 탄수화물, 지방 및 단백질을 4:1:1 비율로 섭취해야 합니다. 어린이의 신진 대사 과정이 더 강렬하고 주로 탄수화물을 거의 독점적으로 섭취하는 뇌의 신진 대사 활동으로 인해 어린이는 5:1:1의 비율로 더 많은 탄수화물 식품을 섭취해야 합니다. 생후 첫 달에 아이는 식물성 식품을 섭취하지 않지만 여성의 우유에는 상대적으로 많은 탄수화물이 있습니다. 우유와 거의 같은 지방이고 단백질은 2배 적지만 탄수화물은 2배 많습니다. 모유의 탄수화물, 지방 및 단백질 비율은 약 5:2:1입니다. 생후 첫 달에 어린이에게 먹이를주기위한 인공 혼합물은 과당, 포도당 및 기타 탄수화물이 첨가 된 약 2 배 희석 된 우유를 기준으로 준비됩니다.

지방.식물성 식품은 지방이 풍부한 경우는 거의 없지만 식물성 지방에 함유된 성분은 인체에 필수적입니다. 동물성 지방과 달리 식물성 지방에는 이른바 고도불포화지방산이 많이 포함되어 있습니다. 이들은 구조에 이중 결합이 있는 장쇄 지방산입니다. 이러한 분자는 인간 세포에서 세포막을 구축하는 데 사용되며, 여기에서 안정화 역할을 하여 공격적인 분자와 자유 라디칼의 침입으로부터 세포를 보호합니다. 이러한 특성으로 인해 식물성 지방은 항암, 항산화 및 항라디칼 활성이 있습니다. 또한 많은 양의 귀중한 비타민 A와 E는 일반적으로 식물성 지방에 용해되어 있으며 식물성 지방의 또 다른 장점은 콜레스테롤이 없기 때문에 인간의 혈관에 침착되어 경화 변화를 일으킬 수 있다는 것입니다. 반대로 동물성 지방에는 상당한 양의 콜레스테롤이 포함되어 있지만 실질적으로 비타민과 고도 불포화 지방산은 포함되어 있지 않습니다. 그러나 동물성 지방도 에너지 공급의 중요한 구성 요소이기 때문에 인체에 필수적이며, 또한 리포키닌(lipokinin)을 함유하고 있어 신체가 자체 지방을 흡수하고 처리하는 데 도움을 줍니다.

다람쥐.식물 및 동물성 단백질도 구성이 크게 다릅니다. 모든 단백질은 아미노산으로 구성되어 있지만 이러한 필수 구성 요소 중 일부는 인간 세포에서 합성할 수 있지만 나머지는 합성할 수 없습니다. 이들 중 후자는 4~5종 정도밖에 없으며, 무엇으로도 대체할 수 없기 때문에 필수 아미노산이라고 합니다. 식물성 식품에는 필수 아미노산이 거의 포함되어 있지 않습니다. 콩과 식물에만 소량 함유되어 있습니다. 한편 육류, 생선 및 기타 동물성 제품에서는 이러한 물질이 널리 나타납니다. 일부 필수 아미노산의 결핍은 성장 과정의 역동성과 많은 기능의 발달에 예리한 부정적인 영향을 미치며, 특히 어린이의 두뇌와 지능의 발달에 가장 중요합니다. 이러한 이유로 어린 나이에 장기간 영양실조에 시달리는 어린이들은 종종 평생 정신적 장애를 갖게 됩니다. 그렇기 때문에 어린이는 어떤 경우에도 동물성 식품의 사용을 제한해서는 안 됩니다. 최소한 우유와 계란, 물고기. 분명히 같은 상황이 기독교 전통에 따라 7 세 미만의 어린이가 금식하지 않아야한다는 사실, 즉 동물성 음식을 거부해야한다는 사실과 관련이 있습니다.

거시 및 미량 요소.식품에는 방사성 및 중금속, 불활성 가스를 제외하고 과학에 알려진 거의 모든 화학 원소가 포함되어 있습니다. 탄소, 수소, 질소, 산소, 인, 칼슘, 칼륨, 나트륨 및 기타 요소와 같은 일부 요소는 모든 식품의 일부이며 매우 많은 양(하루에 수십 및 수백 그램)으로 체내에 들어갑니다. 이러한 물질은 일반적으로 다량 영양소.다른 것들은 식품에서 미세한 양으로 발견되는데, 이것이 미량 원소라고 불리는 이유입니다. 이들은 요오드, 불소, 구리, 코발트, 은 및 기타 여러 요소입니다. 철분은 체내에서 산소를 운반하는 데 중요한 역할을 하기 때문에 체내에서 그 양이 상당히 많지만 종종 미량원소라고 합니다. 미량 원소가 부족하면 심각한 질병을 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 요오드 결핍은 심각한 갑상선 질환(소위 갑상선종)의 발병으로 이어집니다. 철분 결핍은 철 결핍성 빈혈로 이어집니다. 이는 아동의 수행, 성장 및 발달에 부정적인 영향을 미치는 빈혈의 한 형태입니다. 이러한 모든 경우에 영양 교정이 필요하며, 누락된 요소가 포함된 제품의 식단에 포함됩니다. 따라서 요오드는 해초 - 다시마에서 다량으로 발견되며 요오드 처리 된 식염은 상점에서 판매됩니다. 철분은 약국에서 판매되는 Hematogen 어린이 토피뿐만 아니라 쇠고기 간, 사과 및 기타 과일에서 발견됩니다.

비타민, 각기병, 대사성 질환.비타민은 일반적으로 인체 세포에서 생성되지 않는 중간 크기의 복잡한 유기 분자입니다. 우리는 신체의 생화학 적 과정을 조절하는 많은 효소의 작업에 필요하기 때문에 음식에서 비타민을 섭취해야합니다. 비타민은 매우 불안정한 물질이므로 불에 요리하면 거기에 포함 된 비타민이 거의 완전히 파괴됩니다. 날 음식에만 눈에 띄는 양의 비타민이 포함되어 있으므로 야채와 과일은 우리에게 주요 비타민 공급원입니다. 육식 동물과 거의 독점적으로 고기와 생선을 먹는 북부의 원주민은 날 동물성 제품에서 충분한 비타민을 섭취합니다. 튀긴 고기와 삶은 고기와 생선에는 비타민이 거의 없습니다.

비타민 결핍은 각기 다른 이름으로 결합되는 다양한 대사 질환에서 나타납니다. 현재 약 50가지의 비타민이 발견되었으며, 각각의 비타민은 대사 과정의 자체 "부위"를 담당하며, 각기병으로 인한 수십 가지 질병이 있습니다. 괴혈병, 각기병, 펠라그라 및 이러한 종류의 기타 질병은 널리 알려져 있습니다.

비타민은 지용성과 수용성의 두 가지 큰 그룹으로 나뉩니다. 수용성 비타민은 야채와 과일에서 다량으로 발견되는 반면 지용성 비타민은 씨앗과 견과류에서 더 자주 발견됩니다. 올리브, 해바라기, 옥수수 및 기타 식물성 기름은 많은 지용성 비타민의 중요한 공급원입니다. 그러나 비타민 D(항충혈)는 주로 어유에서 발견되며, 이는 대구와 일부 다른 해양 물고기의 간에서 추출됩니다.

중위도 및 북부 위도에서는 봄까지 가을부터 보존 된 식물성 식품에서 비타민 양이 급격히 감소하고 북부 국가 거주자 많은 사람들이 각기를 경험합니다. 많은 비타민이 함유된 소금에 절인 신 음식(양배추, 오이 및 기타 음식)은 이러한 상태를 극복하는 데 도움이 됩니다. 또한 비타민은 장내 미생물총에 의해 생성되므로 정상적인 소화로 사람에게 가장 중요한 비타민 B를 충분한 양으로 공급합니다. 생후 첫 해의 어린이는 장내 미생물총이 아직 형성되지 않았으므로 비타민 공급원으로 충분한 양의 모유와 과일 및 야채 주스를 섭취해야합니다.

에너지, 단백질, 비타민에 대한 일일 요구 사항.음식은 모든 기능에 소비되는 에너지를 완전히 보상해야 하기 때문에 하루에 섭취하는 음식의 양은 대사 과정의 속도에 직접적으로 의존합니다(그림 13). 대사 과정의 강도는 1세 이상 아동의 나이에 따라 감소하지만 체중이 증가하면 총(총) 에너지 소비가 증가합니다. 따라서 필수 영양소의 필요성도 증가합니다. 아래는 어린이를 위한 영양소, 비타민 및 필수 미네랄의 대략적인 일일 섭취량을 보여주는 참고표(표 3-6)입니다. 표는 단백질, 지방 및 탄수화물과 관련이없는 유기 물질 (예 : 벌크를 구성하는 셀룰로오스)뿐만 아니라 식품에 포함 된 물을 고려하지 않고 순수한 물질의 질량을 제공한다는 점을 강조해야합니다. 야채).

대사(대사)신체에서 일어나는 모든 화학 반응의 총체입니다. 이 모든 반응은 2개의 그룹으로 나뉩니다

1. 플라스틱 교환(동화, 동화 작용, 생합성) - 이것은 에너지 소비가 있는 단순 물질에서 발생하는 경우입니다. 형성 (합성)더 복잡한. 예시:

광합성 동안 포도당은 이산화탄소와 물에서 합성됩니다.

2. 에너지 교환(dissimilation, catabolism, respiration)은 복합 물질일 때 분해(산화)더 간단한 것들로, 그리고 동시에 에너지가 방출된다생활에 필요한. 예시:

미토콘드리아에서는 포도당, 아미노산, 지방산이 산소에 의해 산화되어 이산화탄소와 물로 에너지가 생성됩니다. (세포 호흡)

플라스틱과 에너지 대사의 관계

플라스틱 대사는 에너지 대사를 위한 효소 단백질을 포함하여 복잡한 유기 물질(단백질, 지방, 탄수화물, 핵산)을 세포에 제공합니다.
에너지 대사는 세포에 에너지를 제공합니다. 일(정신적, 근육질 등)을 할 때 에너지 대사가 증가합니다.

ATP- 세포의 보편적 에너지 물질(범용 에너지 축적기). 그것은 에너지 대사 (유기 물질의 산화) 과정에서 형성됩니다.

에너지 대사 과정에서 모든 물질이 분해되고 ATP가 합성됩니다. 이 경우 붕괴된 복합물질의 화학결합 에너지는 ATP 에너지로 전환되고, 에너지는 ATP에 저장.
플라스틱 교환 동안 모든 물질이 합성되고 ATP가 분해됩니다. 어디에서 ATP 에너지가 소모된다(ATP의 에너지는 이러한 물질에 저장된 복잡한 물질의 화학 결합 에너지로 변환됩니다).

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱 교환 과정에서
1) 더 복잡한 탄수화물은 덜 복잡한 것에서 합성됩니다.
2) 지방은 글리세롤과 지방산으로 전환됩니다.
3) 단백질은 이산화탄소, 물, 질소 함유 물질의 형성으로 산화됩니다.
4) 에너지가 방출되고 ATP가 합성된다

답변

세 가지 옵션을 선택합니다. 플라스틱 교환은 에너지 교환과 어떻게 다릅니까?
1) 에너지는 ATP 분자에 저장됩니다.
2) ATP 분자에 저장된 에너지가 소모된다
3) 유기물 합성
4) 유기물의 분해가 있다
5) 대사의 최종 산물 - 이산화탄소와 물
6) 대사 반응의 결과로 단백질이 형성됩니다.

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 소성 대사 과정에서 분자는 세포에서 합성됩니다.
1) 단백질
2) 물
3) ATP
4) 무기물

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱과 에너지 대사의 관계는 무엇입니까
1) 플라스틱 교환은 에너지를 위한 유기 물질을 공급합니다.
2) 에너지 교환은 플라스틱에 산소를 공급합니다.
3) 가소성 대사는 에너지를 위한 미네랄을 공급한다
4) 플라스틱 교환은 에너지용 ATP 분자를 공급합니다.

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 에너지 대사 과정에서 플라스틱과 달리
1) ATP 분자에 포함된 에너지 소비
2) ATP 분자의 거대 결합에서의 에너지 저장
3) 세포에 단백질과 지질 제공
4) 세포에 탄수화물과 핵산 제공

답변

1. 교환 유형과 1) 플라스틱, 2) 에너지 유형 간의 대응 관계를 설정합니다. 1과 2를 순서대로 쓰시오.
가) 유기물의 산화
B) 단량체로부터 중합체의 형성
B) ATP의 분해
D) 세포의 에너지 저장
D) DNA 복제
E) 산화적 인산화

답변

2. 세포의 신진 대사 특성과 1) 에너지, 2) 플라스틱 유형 간의 대응 관계를 설정하십시오. 숫자 1과 2를 문자에 해당하는 순서대로 쓰세요.
A) 포도당의 무산소 분해가 발생합니다.
B) 리보솜, 엽록체에서 발생
C) 대사의 최종 산물 - 이산화탄소와 물
D) 유기 물질이 합성된다
D) ATP 분자에 저장된 에너지가 사용됩니다.
E) 에너지가 방출되어 ATP 분자에 저장됩니다.

답변

3. 인간의 신진 대사 징후와 그 유형 사이의 일치를 설정하십시오 : 1) 플라스틱 대사, 2) 에너지 대사. 1과 2를 순서대로 쓰시오.
A) 물질이 산화된다
B) 물질이 합성된다
C) 에너지는 ATP 분자에 저장됩니다.
D) 에너지 소비
D) 리보솜이 이 과정에 관여합니다.
E) 미토콘드리아가 이 과정에 관여

답변

4. 1) 에너지, 2) 플라스틱과 같은 신진 대사의 특성과 그 유형 사이의 대응 관계를 설정하십시오. 숫자 1과 2를 문자에 해당하는 순서대로 쓰세요.
A) DNA 복제
B) 단백질 생합성
B) 유기 물질의 산화
D) 전사
라) ATP 합성
마) 화학합성

답변

5. 1) 플라스틱, 2) 에너지와 같은 교환 유형과 특성 간의 대응 관계를 설정합니다. 숫자 1과 2를 문자에 해당하는 순서대로 쓰세요.
A) 에너지는 ATP 분자에 저장됩니다.
B) 바이오폴리머 합성
B) 이산화탄소와 물이 생성된다
D) 산화적 인산화가 일어난다
D) DNA 복제가 일어난다

답변

에너지 대사와 관련된 세 가지 과정을 선택하십시오.
1) 대기 중으로의 산소 방출
2) 이산화탄소, 물, 요소의 형성
3) 산화적 인산화
4) 포도당 합성
5) 해당과정
6) 물 광분해

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 근육 수축에 필요한 에너지는 다음과 같은 경우에 방출됩니다.
1) 소화기관의 유기물 분해
2) 신경 자극에 의한 근육 자극
3) 근육 내 유기물 산화
4) ATP 합성

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 세포에서 지질 합성이 일어나는 과정은 무엇입니까?
1) 동화
2) 생물학적 산화
3) 플라스틱 교환
4) 해당과정

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱 대사의 가치 - 신체의 공급
1) 미네랄 염
2) 산소
3) 바이오폴리머
4) 에너지

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 인체의 유기물 산화는 다음에서 일어난다.
1) 호흡시 폐포
2) 플라스틱 교환 과정에서 체세포
3) 소화관에서 음식물이 소화되는 과정
4) 에너지 대사 과정에서 체세포

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 에너지 비용이 수반되는 세포의 대사 반응은 무엇입니까?
1) 에너지 대사의 준비 단계
2) 젖산 발효
3) 유기물의 산화
4) 플라스틱 교환

답변

1. 대사 과정과 구성 부분 간의 일치를 설정합니다. 1) 동화 작용(동화), 2) 이화 작용(비화). 1과 2를 순서대로 쓰시오.
가) 발효
B) 해당과정
나) 호흡
D) 단백질 합성
라) 광합성
마) 화학합성

답변

2. 특성과 대사 과정 사이의 대응 관계를 설정합니다. 1) 동화(신진대사), 2) 동화(이화). 숫자 1과 2를 문자에 해당하는 순서대로 쓰세요.
A) 신체의 유기 물질 합성
B) 준비 단계, 해당과정 및 산화적 인산화 포함
C) 방출된 에너지는 ATP에 저장됩니다.
D) 물과 이산화탄소가 형성된다
D) 에너지 비용이 필요합니다
E) 엽록체와 리보솜에서 발생

답변

5개 중 2개의 정답을 선택하고 표시된 번호를 적어 두십시오. 신진 대사는 살아있는 시스템의 주요 속성 중 하나이며 다음과 같은 특징이 있습니다.
1) 외부 환경 영향에 대한 선택적 대응
2) 진동 주기가 다른 생리적 과정 및 기능의 강도 변화
3) 기능 및 속성의 세대 간 전달
4) 필요한 물질의 흡수 및 노폐물의 배설
5) 내부 환경의 상대적으로 일정한 물리적, 화학적 조성을 유지

답변

1. 플라스틱 교환을 설명하기 위해 아래의 두 가지를 제외한 모든 용어가 사용됩니다. 일반 목록에서 "떨어지는" 두 가지 용어를 식별하고 해당 용어가 표시된 숫자를 적어 두십시오.
1) 복제
2) 복제
3) 방송
4) 전좌
5) 전사

답변

2. 두 가지를 제외하고 아래 나열된 모든 개념은 세포의 소성 대사를 설명하는 데 사용됩니다. 일반 목록에서 "탈락"하는 두 가지 개념을 식별하고 해당 개념이 표시된 숫자를 적어 두십시오.
1) 동화
2) 동화
3) 해당과정
4) 전사
5) 방송

답변

3. 아래의 2개를 제외하고는 플라스틱 교환을 특징짓는 용어를 사용한다. 일반 목록에서 제외되는 두 가지 용어를 식별하고 해당 용어가 표시된 번호를 기록하십시오.
1) 분할
2) 산화
3) 복제
4) 전사
5) 화학합성

답변

가장 정확한 옵션 중 하나를 선택하십시오. 질소 염기 아데닌, 리보스 및 3개의 인산 잔기는
1) DNA
2) RNA
3) ATP
4) 다람쥐

답변

두 가지를 제외한 아래의 모든 기호는 세포의 에너지 대사를 특성화하는 데 사용할 수 있습니다. 일반 목록에서 "떨어지는" 두 가지 기능을 식별하고 해당 기능이 표시된 숫자를 그에 대한 응답으로 적어 두십시오.
1) 에너지 흡수와 함께 제공
2) 미토콘드리아에서 끝남
3) 리보솜으로 끝남
4) ATP 분자의 합성을 동반한다
5) 이산화탄소 형성으로 끝남

답변

주어진 텍스트에서 세 가지 오류를 찾으십시오. 제안서의 수를 지정하십시오.(1) 대사 또는 대사는 에너지의 방출 또는 흡수와 관련된 세포 및 유기체 물질의 합성 및 붕괴 반응의 집합입니다. (2) 저분자량 화합물로부터 고분자량 유기 화합물을 합성하는 일련의 반응을 소성 교환이라고 한다. (3) ATP 분자는 플라스틱 교환 반응에서 합성됩니다. (4) 광합성을 에너지 대사라고 합니다. (5) 화학합성의 결과, 유기물은 태양의 에너지에 의해 무기물로부터 합성된다.

답변

산화적 인산화 과정에 대한 현대적 이해는 Belitzer와 Kalkar의 선구적인 연구로 거슬러 올라갑니다. Kalkar는 호기성 인산화가 호흡과 관련되어 있음을 발견했습니다. Belitzer는 공액 인산염 결합과 산소 흡수 사이의 화학량론적 관계를 자세히 연구하여 흡수된 산소 원자 수에 대한 무기 인산염 분자 수의 비율이

호흡이 적어도 2와 같을 때. 그는 또한 기질에서 산소로 전자의 이동이 흡수된 산소 원자당 2개 이상의 ATP 분자를 형성하는 에너지원이라고 지적했습니다.

NADH 분자는 전자 공여체 역할을 하며 인산화 반응은

간략하게 이 반응은 다음과 같이 작성됩니다.

반응(15.11)에서 3개의 ATP 분자의 합성은 NADH 분자의 2개 전자가 전자 수송 사슬을 따라 산소 분자로 이동하기 때문에 발생합니다. 이 경우 각 전자의 에너지는 1.14 eV 감소합니다.

수중 환경에서 특수 효소의 참여로 ATP 분자가 가수 분해됩니다.

반응 (15.12)와 (15.13)에 관련된 분자의 구조식은 그림 1에 나와 있습니다. 31.

생리학적 조건에서 반응(15.12)과 (15.13)에 관련된 분자는 서로 다른 이온화 단계(ATP, )에 있습니다. 따라서 이러한 공식의 화학 기호는 이온화의 다른 단계에 있는 분자 간의 반응에 대한 조건부 기록으로 이해되어야 합니다. 이와 관련하여 반응(15.12)에서 자유 에너지 AG의 증가와 반응(15.13)의 감소는 온도, 이온 농도 및 매질의 pH 값에 따라 다릅니다. 표준 조건에서 eV kcal/mol). 생리학적 pH 값과 세포 내부의 이온 농도, 세포의 세포질에 있는 ATP 및 ADP 분자 및 무기 인산염 농도의 일반적인 값을 고려하여 적절한 보정을 도입하면, ATP 분자의 가수분해 자유 에너지에 대해 -0.54 eV(-12.5 kcal/mol) 값을 얻습니다. ATP 분자의 가수분해 자유 에너지는 일정한 값이 아닙니다. 같은 세포의 다른 장소에서도 농도가 다르면 동일하지 않을 수 있습니다.

Lipman(1941)의 선구적인 연구의 출현 이후, 세포의 ATP 분자는 대부분의 생명 과정에서 사용되는 화학 에너지의 보편적인 단기 저장 및 운반체 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다.

ATP 분자의 가수분해 동안 에너지 방출은 분자의 변형을 동반한다

이 경우 기호로 표시된 결합이 끊어지면 인산 잔기가 제거됩니다. Lipman의 제안으로 그러한 결합은 "에너지가 풍부한 인산염 결합" 또는 "거대 결합"으로 알려지게 되었습니다. 이 제목은 매우 불행합니다. 가수분해 동안 발생하는 과정의 에너지를 전혀 반영하지 않습니다. 자유 에너지의 방출은 한 결합의 파열로 인한 것이 아니라(이러한 파열은 항상 에너지 소비를 필요로 함) 반응에 관여하는 모든 분자의 재배열, 새로운 결합의 형성 및 용매화물 껍질의 재배열로 인한 것입니다. 반응.

NaCl 분자가 물에 용해되면 수화된 이온이 형성되며 수화 동안의 에너지 증가는 NaCl 분자에서 결합이 끊어질 때 손실되는 에너지를 덮습니다. 이 에너지 획득을 NaCl 분자의 "고에너지 결합"으로 돌리는 것은 이상할 것입니다.

알려진 바와 같이 무거운 원자핵이 분열하는 동안 많은 양의 에너지가 방출되는데, 이는 고에너지 결합의 끊어짐과 관련이 없지만 핵분열 파편의 재배열과 에너지 감소로 인한 것입니다. 각 조각의 핵자 간의 쿨롭 반발.

"거시적 유대"의 개념에 대한 공정한 비판은 두 번 이상 표현되었습니다. 그럼에도 불구하고 이 아이디어는 과학 문헌에 널리 소개되었습니다. 크기가 큰

표 8

인산화 화합물의 구조식: a - phosphoenollyruvate; b - 1,3-디포스포글리세레이트; c - 크레아틴 포스페이트; - 글루코스-I-포스페이트; - 포도당-6-인산.

다른 이온, pH 등이 적절하게 존재하는 수용액에서 발생하는 변환의 전체 사이클에 대한 간략한 설명으로 "고에너지 인산염 결합"이라는 표현을 조건부로 사용하면 여기에 문제가 없습니다.

따라서 생화학자가 사용하는 인산염 결합 에너지의 개념은 출발 물질의 자유 에너지와 인산염 그룹이 분리되는 가수 분해 반응 생성물의 자유 에너지 사이의 차이를 조건부로 특성화합니다. 이 개념은 자유 분자의 두 원자 그룹 사이의 화학 결합 에너지 개념과 혼동되어서는 안 됩니다. 후자는 연결을 끊는 데 필요한 에너지를 나타냅니다.

세포에는 많은 인산화 화합물이 포함되어 있으며, 그 가수분해는 세포질에서 자유 에너지의 방출과 관련이 있습니다. 이러한 화합물 중 일부의 가수분해의 표준 자유 에너지 값이 표에 나와 있습니다. 8. 이러한 화합물의 구조식은 그림 1에 나와 있습니다. 31과 35.

가수분해의 표준 자유 에너지의 큰 음수 값은 음으로 하전된 가수분해 생성물의 수화 에너지와 전자 껍질의 재배열 때문입니다. 테이블에서. 8 ATP 분자의 가수분해의 표준 자유 에너지 값은 "고에너지"(포스포에놀피루네이트)와 "저에너지"(포도당-6-인산염) 화합물 사이의 중간 위치를 차지합니다. 이것이 ATP 분자가 인산염 그룹의 편리한 보편적인 운반체인 이유 중 하나입니다.

특수 효소의 도움으로 ATP와 ADP 분자는 고에너지와 저에너지 사이에서 통신합니다.

인산염 화합물. 예를 들어, 효소 pyruvate kinase는 phosphoenolpyruvate에서 ADP로 인산염을 전달합니다. 반응의 결과로 피루브산과 ATP 분자가 형성됩니다. 또한, 효소 hexokinase의 도움으로 ATP 분자는 인산기를 D-포도당으로 옮겨 포도당-6-인산으로 바꿀 수 있습니다. 이 두 반응의 총 곱은 변환으로 축소됩니다.

이러한 유형의 반응은 ATP와 ADP 분자가 반드시 관여하는 중간 단계를 통해서만 통과할 수 있다는 것이 매우 중요합니다.

1부. 진핵생물의 미토콘드리아.

성경은 사람이호모 사피엔스 ) 신들이 그들 자신의 형상과 모양으로 창조하였다. 그들은 대체로 제한적이었지만 그들의 창의성을 박탈하지는 않았습니다. 이미 지금 한 사람은 자신과 같이 영원하지 않은 다양한 기계와 장치, 작업을 용이하게하기 위해 로봇을 만들고 있습니다. 이 기계의 에너지 원은 충전기, 축전지, 배터리이며 이제 장치가 우리에게 잘 알려져 있습니다. 그러나 우리의 충전기인 휴먼 에너지 스테이션이 어떻게 작동하는지 알고 있습니까?

그래서, 진핵 세포의 미토콘드리아와 인체에서의 역할.
미토콘드리아가 세포의 에너지 스테이션이자 전체 인체 전체라는 사실부터 시작해야 합니다. 우리는 세포에 관심이 있습니다. 진핵생물, 핵, 핵을 포함하는 세포. 세포핵이 없는 단세포 생물은 전핵인 원핵생물이다. 원핵세포의 후손은 소기관, 존재에 필수적인 세포의 영구 구성 요소는 내부 부분 인 세포질에 있습니다. 원핵생물에는 박테리아와 고세균이 포함됩니다. 가장 일반적인 가설에 따르면 진핵생물은 15억~20억 년 전에 나타났습니다.
미토콘드리아 약 0.5 µm 두께의 두 개의 막으로 된 입상 또는 사상 소기관입니다. 대부분의 진핵 세포(광합성 식물, 균류, 동물)의 특징입니다. 진핵생물의 진화에 중요한 역할을 했다 공생. 미토콘드리아는 한 때 조상의 진핵 세포에 정착하여 공생자로 "배운" 호기성 박테리아(원핵생물)의 후손입니다. 이제 거의 모든 진핵 세포에는 미토콘드리아가 있으며 더 이상 세포 외부에서 증식할 수 없습니다. 사진

미토콘드리아는 1850년 근육 세포에서 과립으로 처음 발견되었습니다. 세포의 미토콘드리아 수는 일정하지 않습니다. 그들은 특히 다음과 같은 세포에 풍부합니다. 산소 요구량이 높다. 그들의 구조에서, 그들은 수백에서 1-2,000의 양으로 진핵 세포에서 발견되고 내부 부피의 10-20%를 차지하는 원통형 소기관입니다. 미토콘드리아의 크기(1~70μm)와 모양은 매우 다양합니다. 이 소기관의 너비는 비교적 일정합니다(0.5-1 μm). 모양을 변경할 수 있습니다. 각 특정 순간에 증가된 에너지 소비가 있는 세포의 부분에 따라 미토콘드리아는 이동을 위한 진핵 세포의 세포 골격 구조를 사용하여 세포질을 통해 에너지 소비가 가장 높은 영역으로 이동할 수 있습니다.
DNA 거대분자( 데옥시로보핵산) 생물체의 발달 및 기능을 위한 유전 프로그램의 저장, 세대 간 전달 및 구현을 제공하는 )은 염색체의 일부로 세포 핵에 위치합니다. 핵 DNA와 달리 미토콘드리아에는 자체 DNA가 있습니다. 에 암호화된 유전자 미토콘드리아 DNA, 핵 외부(염색체 외부)에 위치한 플라스마젠 그룹에 속합니다. 세포의 세포질에 집중된 이러한 유전 요인의 총체는 주어진 유형의 유기체의 플라즈몬을 구성합니다(게놈과 대조적으로).
매트릭스에 위치한 미토콘드리아 DNA는 닫힌 원형 이중 가닥 분자로, 인간 세포에서는 핵에 국한된 DNA보다 약 105배 작은 16569개 뉴클레오티드 쌍의 크기를 가지고 있습니다.
미토콘드리아 DNA는 핵에서 DNA 복제와 부분적으로 동기화되는 간기에서 복제합니다. 세포 주기 동안 미토콘드리아는 수축에 의해 둘로 나뉘며, 그 형성은 미토콘드리아 내부 막의 환상 홈에서 시작됩니다. 자체 유전 장치를 가지고 있는 미토콘드리아는 자체 단백질 합성 시스템을 갖고 있는데, 그 특징은 동물과 균류의 세포에서 매우 작은 리보솜입니다.사진

미토콘드리아 기능과 에너지 생산.
미토콘드리아의 주요 기능은 ATP 합성(아데노신 삼인산) - 모든 살아있는 세포에서 보편적인 형태의 화학 에너지.
신체에서 ATP의 주요 역할은 수많은 생화학 반응에 에너지를 제공하는 것과 관련이 있습니다. ATP는 많은 에너지 집약적인 생화학적 및 생리학적 과정을 위한 직접적인 에너지원 역할을 합니다. 이 모든 것은 신체의 복잡한 물질 합성의 반응입니다. 막 횡단 전위 생성을 포함하여 생물학적 막을 통한 분자의 능동적 전달 구현; 근육 수축의 구현.또한 ATP의 시냅스 매개체 및 기타 세포간 상호작용(다양한 조직 및 기관의 세포 사이의 퓨린성 신호 전달 및 그 위반은 다양한 질병과 관련됨)에서 신호 전달 물질로서의 역할도 알려져 있습니다.

ATP는 살아있는 자연의 보편적인 에너지 축적기입니다.
ATP 분자(아데노신 삼인산)는 보편적인 에너지원으로 근육의 작용뿐만 아니라 근육량의 성장(동화 대사)을 포함한 다른 많은 생물학적 과정의 흐름을 제공합니다.
ATP 분자는 아데닌, 리보오스 및 3개의 인산염으로 구성됩니다. ATP 합성 과정은 별도의 주제이며 다음 부분에서 설명하겠습니다. 다음을 이해하는 것이 중요합니다. 3개의 인산염 중 하나가 분자에서 분리되고 ATP가 ADP(아데노신 2인산)로 전환될 때 에너지가 방출됩니다. 필요한 경우 다른 인 잔류물을 분리하여 재에너지 방출과 함께 AMP(아데노신 모노포스페이트)를 얻을 수 있습니다.

가장 중요한 품질은 ADP가 완전히 충전된 ATP로 빠르게 감소할 수 있다는 것입니다. ATP 분자의 수명은 평균 1분 미만이며 하루에 이 분자로 최대 3000번의 재충전 주기가 발생할 수 있습니다.

학술 과학은 에너지 발현 과정을 명확하게 설명하지 않기 때문에 미토콘드리아에서 어떤 일이 일어나는지 알아 봅시다.
미토콘드리아에서는 전위차가 생성됩니다 - 전압.
위키피디아는 말한다 미토콘드리아의 주요 기능은 내막 단백질의 전자 수송 사슬을 따라 전자의 이동으로 인해 발생하는 ATP 분자 합성에서 유기 화합물의 산화와 붕괴 중에 방출되는 에너지의 사용입니다 ...
그런데 전자 자체는 전위차로 인해 움직이는데 어디서 오는 걸까요?
또한 다음과 같이 쓰여 있습니다. 미토콘드리아의 내막은 크리스태라고 불리는 수많은 깊은 주름을 형성합니다. 전자가 호흡 사슬을 따라 이동할 때 방출되는 에너지의 전환은 미토콘드리아의 내막이 이온에 대해 불투과성인 경우에만 가능합니다. 이것은 에너지가 양성자의 농도(기울기)의 차이 형태로 저장된다는 사실 때문입니다 ... 매트릭스에서 미토콘드리아의 막간 공간으로의 양성자의 이동은 의 기능으로 인해 수행됩니다. 호흡 사슬은 미토콘드리아 기질이 알칼리화되고 막간 공간이 산성화된다는 사실로 이어집니다.
과학자들은 어디에서나 전자와 양성자만을 봅니다.여기서 양성자는 양전하이고 전자는 음전하임을 이해하는 것이 중요합니다. 미토콘드리아에서는 양의 수소와 두 개의 막이 전위차를 담당합니다. 막간 공간은 양전하를 띠고 결과적으로 산성화되고 매트릭스는 음전하로 알칼리화됩니다. 명확한 전위차. 텐션이 생성됩니다. 하지만 더 이상의 명료함은 없었습니다. 어떻게 된 건가요?!
옴의 법칙에서 명확하게 추적되는 세 가지 힘의 개념을 사용하여 이 프로세스에 접근하면 전위차를 생성하기 위해 돌입 전류가 필요하다는 것이 분명해집니다.유 = 나 x R (나는 = 유 / R ). ATP 합성 과정과 관련하여 우리는 관찰합니다. 저항미토콘드리아의 내막과 전위차매트릭스와 막간 공간에서. 어디에 시작 전류 , 에너지 포텐셜을 부여하고 그 악명 높은 전자를 움직이게 하는 긍정적이고 기본적인 힘은 무엇입니까? 출처가 어디인가요?
하나님을 기억하는 시간이지만 헛되지 않습니다. 그리고 누가 모든 생물에 생명을 불어넣었습니까? 결국 사람은 갈바니 배터리가 아니며 그 안에 있는 프로세스는 순수하게 전기적인 것이 아닙니다. 사람의 과정은 발달, 성장, 번영이 아닌 반 엔트로피적이며 퇴화, 부패 및 죽어가는 것이 아닙니다.
계속됩니다.