Презентация на тему: Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1

Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Основные типы химических реакций
Активные переносчики в метаболизме
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Регуляция метаболизма необходима по 3 причинам:
Регуляция обмена веществ
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Основные механизмы регуляции метаболизма (лежат в основе действия гормонов)
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Сопряжение экзергонических процессов с эндергоническими
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Аккумуляторы энергии
Стандартная свободная энергия гидролиза некоторых фосфорилированных соединений
АТФ – основной источник энергии
Источники АТФ в процессе физической нагрузки (Berg J. М, Tymoczko J. L, Stryer L, с изм.).
В клетках теплокровных АТФ как универсальный аккумулятор энергии возникает двумя путями:
Энергетический заряд клетки
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Фазы извлечения энергии из питательных веществ
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Макроэргические молекулы
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1
Формула сбалансированного питания (по А. А. Покровскому).
1/41
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 24)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1902 Кб)
1

Первый слайд презентации

Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1

Изображение слайда
2

Слайд 2

2 Организм человека неразрывно связан с внешней средой. В течение всей жизни из внешней среды поступают питательные вещества (белки, жиры, углеводы), а также другие органические и минеральные вещества, в том числе вода и кислород. Используются они либо для построения собственных веществ организма, либо для извлечения энергии. Продукты обмена веществ и часть энергии, в основном в виде тепла выделяются из организма в окружающую среды (слайд 3)

Изображение слайда
3

Слайд 3

3 Обмен веществ — необходимое условие существования живого организма Метаболизм (от греч. изменение, превращение) – это совокупность процессов превращения веществ и энергии в организме, происходящих с участием ферментов. Это строго упорядоченная система биохимических и физиологических процессов, которые обеспечивают поступление питательных и других веществ в организм, их усвоение, превращение внутри клеток, а также выведение образовавшихся продуктов обмена во внешнюю среду.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Внешний обмен – внеклеточное переваривание веществ на путях их поступления и выделения из организма. Промежуточный обмен (метаболизм) – превращение веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов. В обмене веществ выделяют внешний и промежуточный обмен: 4

Изображение слайда
5

Слайд 5

1) снабжение химической энергией, которая добывается путем расщепления богатых энергией пищевых веществ, поступающих в организм из среды, или путем преобразования улавливаемой энергии солнечного света; 2) превращение молекул пищевых веществ в предшественники, участвующие в построении собственных макромолекул; 3) сборку макромолекулярных (белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов) и надмолекулярных (мембран, рибосом, органоидов и т.д.) структур живого организма, т.е. пластическое и энергетическое поддержание его структуры; 4) синтез и разрушение тех биомолекул, выполняющих специфические функции в организме (мембранные липиды, внутриклеточные посредники, пигменты, актин и миозин - мышечные белки и т.д.). Функции метаболизма 5

Изображение слайда
6

Слайд 6: Основные типы химических реакций

6

Изображение слайда
7

Слайд 7: Активные переносчики в метаболизме

7

Изображение слайда
8

Слайд 8

Вещества, которые образуются в ходе метаболических реакций ( B, C, D, P ), называются метаболитами Метаболический ответ организма - совокупность биохимический реакций организма, скорости и направленности их протекания при воздействии какого-либо фактора. Метаболический путь — это последовательность химических реакций, в ходе которых происходит постепенное превращение веществ с участием многих ферментов (Е) до соответствующих конечных продуктов (Р). Различают линейные и циклические метаболические пути: 8

Изображение слайда
9

Слайд 9: Регуляция метаболизма необходима по 3 причинам:

1. Регуляция каждого метаболического пути обеспечивает синтез веществ, необходимых для сохранения структуры и функции клеток, в оптимальных количествах. 2. Регуляция процессов образования энергии в клетке обеспечивает контроль количества поступающих питательных веществ, необходимых для ее продукции. 3. В результате увеличения или уменьшения скорости специфических реакций, клетка относительно быстро реагирует на изменение условий окружающей среды (температуру, рН, ионный состав, концентрацию питательных веществ). 9

Изображение слайда
10

Слайд 10: Регуляция обмена веществ

10 Благодаря обмену веществ клетки в организме функционируют с наименьшей затратой энергии и веществ. Это осуществляется в результате сбалансированной работы регуляторных систем внутриклеточного метаболизма, таких как внутриклеточная, гормональная и нервная регуляции.

Изображение слайда
11

Слайд 11

Внутриклеточные регуляторные механизмы влияют на активность ферментов и их синтез (количество). Регуляторное воздействие могут оказывать конечные продукты реакции, отдельные метаболиты и энергетические субстраты. Они либо активируют, либо подавляют активность ферментов, что изменяет скорость отдельных биохимических реакций или всего метаболического пути. Так, например, скорость образования АТФ в митохондриях регулируется уровнем ее концентрации в клетке. Гормональная регуляция обмена веществ осуществляется специфическими веществами - гормонами. Гормоны регулируют внутриклеточный обмен через вторичные посредники, такие как циклические нуклеотиды, ионы кальция, а также белками-рецепторами и др. Изменение их содержания в клетке также влияет на скорость метаболизма. Нервная система координирует и объединяет все звенья обмена веществ, воздействуя на указанные выше системы регуляции. При адаптации организма к мышечной деятельности совершенствуются регуляторные механизмы обмена веществ, что лежит в основе повышения экономичности выполнения работы. 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Основные механизмы регуляции метаболизма (лежат в основе действия гормонов)

Изменение активности ферментов («ключевых» из полиферментных комплексов). Изменение количества ферментов (в основном на индуцибельные или адаптивные ферменты), конституитивные присутствуют всегда. Изменение проницаемости мембран – изменение комплекса функций мембран (изменение скоростей потоков метаболитов, газов в клетку и из клетки; компартментализация метаболических процессов, изменение электрохимического потенциала, передача нервных импульсов, функционирование рецепторов). 12

Изображение слайда
13

Слайд 13

Метаболизм складывается из 2-х фаз: Катаболизм – это фаза, в которой происходит расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов; Анаболизм, называемый также биосинтезом, – это та фаза метаболизма, в которой из малых молекул-предшественников, или «строительных блоков», синтезируются белки, нуклеиновые кислоты и другие макромолекулярные компоненты клеток; Общую стадию катаболических и анаболических путей называют иногда амфиболической стадией метаболизма (от греч. amfi – оба). 13

Изображение слайда
14

Слайд 14

Энергетические взаимосвязи между катаболическим и анаболическим путями. Катаболические пути поставляют химическую энергию в форме АТФ и НАДФН 2. Эта энергия используется на анаболических путях для биосинтеза макромолекул из небольших молекул предшественников. 14

Изображение слайда
15

Слайд 15

Большие молекулы Строительные блоки Общие продукты распада (ПР) Конечные ПР 15

Изображение слайда
16

Слайд 16

Катаболизм включает 3 основных этапа: крупные пищевые молекулы расщепляются на составляющие их строительные блоки (аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты и др.); продукты, образовавшиеся на 1-й стадии, превращаются в более простые молекулы, число которых невелико – ацетил-КоА и др.; эти продукты окисляются до СО 2 и воды. 16

Изображение слайда
17

Слайд 17

Анаболические пути – это ферментативный синтез сравнительно крупных клеточных компонентов из простых предшественников. Процессы связаны с потреблением свободной энергии, которая поставляется в форме энергии фосфатных связей АТФ. Анаболизм включает в себя также 3 стадии, в результате чего образуются биополимеры. 17

Изображение слайда
18

Слайд 18

Амфиболические пути – двойственные (это III этап катаболизма и I этап анаболизма). Расположены в точках переключения метаболизма связывают катаболические и анаболические пути. ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ 18

Изображение слайда
19

Слайд 19

Метаболический статус ( status – состояние на какой-либо момент времени) – взаимоотношение анаболических и катаболических процессов в организме на определенный момент времени 19

Изображение слайда
20

Слайд 20

20

Изображение слайда
21

Слайд 21

21

Изображение слайда
22

Слайд 22

22

Изображение слайда
23

Слайд 23

Введение в биоэнергетику 23

Изображение слайда
24

Слайд 24

Биоэнергетика, или биохимическая термодинамика, занимается изучением энергетических превращений, сопровождающих биохимические реакции. Изменение свободной энергии (ДО) — это та часть изменения внутренней энергии системы, которая может превращаться в работу. Иначе говоря, это полезная энергия и выражается уравнением: <0 самопроизвольно >0 c затратой энергии АТФ 24

Изображение слайда
25

Слайд 25: Сопряжение экзергонических процессов с эндергоническими

Жизненно важные процессы в организме — реакции синтеза, мышечное сокращение, проведение нервного импульса, транспорт через мембраны и т.д. - получают энергию путем химического сопряжения с окислительными реакциями, в результате которых происходит высвобождение энергии. 25

Изображение слайда
26

Слайд 26

Организм человека получает энергию из внешней среды с растительной и животной пищей в виде углеводов, жиров и белков. Первичным источником энергии для всех живых организмов является энергия солнца. 26

Изображение слайда
27

Слайд 27

Роль АТФ-АДФ в обмене энергии клетками 27

Изображение слайда
28

Слайд 28

Использование энергии АТФ 28

Изображение слайда
29

Слайд 29: Аккумуляторы энергии

1. Внутренняя мембрана митохондрий - это промежуточный аккумулятор энергии при получении АТФ. За счет энергии окисления веществ происходит «выталкивание» протонов из матрикса в межмембраннос пространство митохондрий. В результате создается электрохимический потенциал (ЭХП) на внутренней мембране митохондрий. При разрядке мембраны энергия электрохимического потенциала трансформируется в энергию АТФ: Е окисл. → Е эхп → Е АТФ. 2. АТФ и другие макроэргические соединения. Материальным носителем свободной энергии в органических веществах являются химические связи между атомами. Обычным энергетическим уровнем возникновения или распада химической связи является 12,5 кДж/моль. Однако имеется ряд молекул, при гидролизе связей которых выделяется более 21 кДж/моль энергии (слайд 29). 3. НАДФ+Н+ - никатинамидадениндинуклеотидфосфат восстановлнный. Специальный аккумулятор с высокой энергией, который используется в клетке для биосинтезов. 29

Изображение слайда
30

Слайд 30: Стандартная свободная энергия гидролиза некоторых фосфорилированных соединений

30

Изображение слайда
31

Слайд 31: АТФ – основной источник энергии

Строение АТФ – универсального источника энергии АТФ – основной источник энергии 31

Изображение слайда
32

Слайд 32: Источники АТФ в процессе физической нагрузки (Berg J. М, Tymoczko J. L, Stryer L, с изм.)

32

Изображение слайда
33

Слайд 33: В клетках теплокровных АТФ как универсальный аккумулятор энергии возникает двумя путями:

аккумулирует энергию более энергоемких соединений, стоящих выше АТФ в термодинамической шкале без участия О 2 — субстратное фосфорилирование: S~P + АДФ→ S + АТФ; аккумулирует энергию электрохимического потенциала при разрядке внутренней мембраны митохондрии - окислительное фосфорилирование. 33

Изображение слайда
34

Слайд 34: Энергетический заряд клетки

Для количественной оценки энергетического состояния клетки используют показатель — энергетический заряд. Многие реакции метаболизма контролируются энергетическим обеспечением клеток, который контролируется энергетическим зарядом клетки. 34

Изображение слайда
35

Слайд 35

Энергетический заряд может колебаться от 0 (все АМФ) до 1 (все АТФ). Согласно Д. Аткинсону, образующие АТФ катаболические пути ингибируются высоким энергетическим зарядом клетки, а утилизирующие АТФ анаболические пути стимулируются высоким энергетическим зарядом клетки. Оба пути функционируют одинаково при энергетическом заряде, близком к 0,9 (точка перекреста на рис. 8.4). Следовательно, энергетический заряд, подобно рН, является буферным регулятором метаболизма (соотношения катаболизма и анаболизма). В большинстве клеток энергетический заряд колеблется в пределах 0,80-0,95. 35

Изображение слайда
36

Слайд 36: Фазы извлечения энергии из питательных веществ

Первая фаза - подготовительная. На этой стадии происходит распад полимеров до мономеров в желудочно-кишечном тракте или внутри клеток. Освобождается до 1% энергии субстратов, которая рассеивается в виде тепла. Вторая фаза - распад мономеров до общих промежуточных продуктов. Для нее характерно частичное (до 20 %) освобождение энергии, заключенной в исходных субстратах. Часть этой энергии аккумулируется в фосфатных связях АТФ, а часть рассеивается в виде тепла. Третья фаза - распад веществ до СО 2 и Н 2 О с участием кислорода. Примерно 80 % всей энергии химических связей веществ освобождается в данной фазе, которая сосредотачивается в фосфатных связях АТФ. 36

Изображение слайда
37

Слайд 37

37

Изображение слайда
38

Слайд 38: Макроэргические молекулы

38 1. Нуклеозидтрифосфаты 2. Аргининфосфаты и креатинфосфат 3. Ацилфосфаты 4. Тиоэфиры 5. Восстановленные формы НАДН2 и ФАДН2

Изображение слайда
39

Слайд 39

Введение в биохимию питания и пищеварения 39

Изображение слайда
40

Слайд 40

40

Изображение слайда
41

Последний слайд презентации: Динамическая биохимия Введение в обмен веществ и энергии 1: Формула сбалансированного питания (по А. А. Покровскому)

41

Изображение слайда