Қоректену

Тақырыпты талдау

Қоректену түрлері

Автотрофтар фототрофтарға (өсімдіктер, цианобактериялар) және хемотрофтарға (күкірт бактериялары, темір бактериялары, нитрификациялаушы бактериялар; хемосинтезді С. Н. Виноградский ашқан) бөлінеді.

Гетеротрофтар: жануарлар, саңырауқұлақтар, бактериялардың көпшілігі. Сапротрофтар өлі қалдықтарды ыдыратады, паразиттер иесінің есебінен тіршілік етеді, симбионттар пайда келтіру арқылы қорек алады (микориза — саңырауқұлақ пен ағаш тамыры).

Фотосинтез: жарық фазасы

Хлоропласт тилакоидтарының жарғақшаларында және тек жарықта жүреді.

Хлорофилл жарықты сіңіреді (негізінен қызыл және көк, жасылды шағылыстырады), электрондар қозып, тасымалдаушылар тізбегі бойымен беріледі.

Судың фотолизі: су молекулалары ыдырап, қосалқы өнім ретінде оттек бөлінеді.

Жарық фазасының нәтижесі: АТФ синтезі және НАДФ⁺-тің НАДФ·H₂-ге дейін тотықсыздануы; O₂ бөлінуі.

Фотосинтез: қараңғы фаза (Кальвин циклі)

Хлоропласт стромасында жүреді, жарық тікелей қажет емес, бірақ жарық фазасынан АТФ пен НАДФ·H₂ керек.

CO₂ бес көміртекті қант — рибулозобисфосфатқа қосылады (Рубиско ферменті), содан кейін глюкозаға дейін тотықсызданады.

Фотосинтез жылдамдығына әсер ететін факторлар: жарық қарқындылығы, CO₂ концентрациясы, температура, су. Жетіспейтіні — шектеуші фактор.

Маңызы: органикалық зат пен оттектің түзілуі, озон қабатының пайда болуы, энергияның қоректік тізбектерде және қазба отында жинақталуы.

Өсімдіктердің минералдық қоректенуі

Тамыр суды және минералдық тұздарды сіңіру аймағының тамыр түктерімен сіңіреді.

Макроэлементтер: азот (N — жапырақтың өсуі, ақуыздар), фосфор (P — АТФ, нуклеин қышқылдары, тамыр, гүлдеу), калий (K — су теңгерімі, төзімділік), сондай-ақ Ca, Mg (хлорофилл құрамында), S.

Микроэлементтер аз мөлшерде қажет: Fe, Cu, Zn, Mn, B. Азот жетіспесе — жапырақтары бозғылт әрі ұсақ, магний немесе темір жетіспесе — хлороз (сарғаю).

Тыңайтқыштар: органикалық (көң, компост) және минералдық (азотты, фосфорлы, калийлі).

Адамның ас қорыту жүйесі

Қоректің жолы: ауыз қуысы → жұтқыншақ → өңеш → асқазан → аш ішек (он екі елі, аш, мықын ішек) → тоқ ішек → тік ішек. Ас қорыту бездері: сілекей бездері, бауыр, ұйқы безі.

Ауыз қуысы: тістер қоректі ұсақтайды, сілекей амилазасы крахмалды ыдырата бастайды (орта әлсіз сілтілік).

Асқазан: тұз қышқылы (pH 1,5–2) микробтарды жояды және ақуыздарды ыдырататын пепсинді белсендіреді.

Он екі елі ішек: мұнда ұйқы безінің сөлі (трипсин — ақуыздар, липаза — майлар, амилаза — көмірсулар) және бауырдан өт келеді (майларды эмульсиялайды, ферменті жоқ).

Аш ішек: ас қорытудың аяқталуы және түктер арқылы сіңірілу — амин қышқылдары мен глюкоза қанға, майлардың ыдырау өнімдері лимфаға өтеді.

Тоқ ішек: судың сіңірілуі, микрофлораның жұмысы (K және B тобының дәрумендерін синтездейді), нәжістің түзілуі.

Бауыр: өт түзеді, улы заттарды залалсыздандырады (тосқауылдық қызмет), гликоген жинайды. Бездердің жұмысын И. П. Павлов (фистула әдісі) зерттеді.

Дәрумендер және дұрыс тамақтану

Дәрумендер — аз мөлшерде қажет органикалық заттар; көбі ферменттердің құрамына кіреді. Майда еритіндер: A, D, E, K; суда еритіндер: C, B тобы.

Авитаминоздар: A — тауық соқырлық; D — мешел; C — құрқұлақ (цинга); B₁ — бери-бери; B₁₂ — анемия; K — қанның ұюының бұзылуы.

Дұрыс тамақтану: ақуыз, май және көмірсу теңгерімі (массасы бойынша шамамен 1 : 1 : 4), энергия шығынына сай калориялылық, тұрақтылық.

Жапырақтың құрылысы 7 сынып

Лептесіктері бар қабық (эпидерма) — олар арқылы газ алмасу және судың булануы жүреді. Бағаналы ұлпа (хлоропласты көп) — фотосинтездің негізгі орны, борпылдақ ұлпа — газдарға арналған жасушааралық кеңістіктермен. Жүйкелер (өткізгіш шоқтар) — ксилема және флоэма.

Фотосинтездің шектеуші факторлары және хемосинтез 11 сынып

Фотосинтез жылдамдығын жетіспейтін фактор шектейді: жарық қарқындылығы, $CO_2$ концентрациясы немесе температура. Жылыжайлар осылай жұмыс істейді: жарық, $CO_2$ және жылу қосады.

Хемосинтез — бейорганикалық заттардың тотығу энергиясы есебінен (жарықсыз) органикалық заттардың түзілуі: нитрификациялаушы, күкірт бактериялары, темір бактериялары. С. Н. Виноградский ашқан.

Жануарлардың қоректенуі және адам тістері 8 сынып

Ас қорыту жүйесі күрделене түседі: гидрада — бір тесігі бар ішек қуысы, құрттарда тесіп өтетін ішек пайда болады, омыртқалыларда — мамандандырылған бөлімдер мен бездер.

Адамда 20 сүт тісі және 32 тұрақты тіс бар: күрек тістер, сүйір тістер, кіші және үлкен азу тістер. Тіс: кіреуке, дентин, жүйкелер мен тамырлары бар пульпа. Тісжегіні кіреукені қышқылдармен бұзатын бактериялар тудырады.

Өт және сіңіру 9 сынып

Өт (бауыр түзеді, өт қабында сақталады) фермент емес: ол майларды эмульгирлейді — ұсақ тамшыларға бөліп, липазаға арналған бетті ұлғайтады.

Аш ішекте сіңіру: түктер бетті ұлғайтады; глюкоза мен аминқышқылдары — қанға, майлардың ыдырау өнімдері — лимфаға. Тоқ ішекте су сіңіріледі, бактериялар K және B тобындағы дәрумендерді түзеді.

Ас қорыту аурулары және авитаминоздар 8 сынып

Гастрит, ойық жара (Helicobacter pylori бактериясы), тағамнан улану (сальмонеллез, ботулизм), гельминттер. Алдын алу — гигиена және тағамды дұрыс сақтау.

Құрқұлақ — C дәруменінің жетіспеушілігі; мешел — D; тауық соқырлығы — A; бери-бери — B₁; анемия — B₁₂. Гипервитаминоз — артықтығы (майда еритін A мен D үшін қауіпті). C дәруменін йодпен реакция арқылы анықтайды: ерітінді түссізденеді.

Омыртқасыздар мен күйіс қайыратындардың ас қорытуы 8 сынып

Гидрада ас қорыту қуыстық (ферменттер ішек қуысына бөлінеді) және жасушаішілік (ұсақ бөлшектерді ішкі қабат жасушалары қармайды) болып жүреді; қорытылмаған қалдықтар жалғыз тесік — ауыз арқылы шығады. Планарияның ішегі тармақталған және тұйық. Жұмыр және буылтық құрттарда ішек тесіп өтетін болады; жауын құртында: ауыз → жұтқыншақ → өңеш → жемсау (қоректі жинау) → бұлшықетті қарын (құм түйірлерімен бірге үгіту) → ішек → аналь тесігі.

Күйіс қайыратындар (сиыр, қой, ешкі, ақбөкен) целлюлозаға бай дөрекі өсімдік қорегімен қоректенеді, бірақ оны ыдырататын өз ферменті жоқ. Олардың қарны төрт бөлімді: мес қарын → жұмыр қарын → қатпаршақ қарын (кітапша) → ұлтабар. Мес қарында целлюлозаны ашытатын симбионт бактериялар мен кірпікшелілер тіршілік етеді. Мес қарын мен жұмыр қарыннан қорек кесегі (күйіс) ауызға қайта шығып, қайта шайналады да, қайтадан жұтылады, содан кейін қатпаршақ қарынға (мұнда суы сығылады) және ұлтабарға — қарын сөлі бар нағыз асқазанға түседі. Ұлтабар мен ішекте қорытылған микробтардың өзі жануар үшін маңызды ақуыз көзі болып табылады.

Өсімдікқоректілердің ішегі ұзын (қойда дене ұзындығынан шамамен 25–30 есе ұзын), ал жылқы мен үй қоянында целлюлозаны үлкен соқыр ішектегі бактериялар қорытады. Жыртқыштарда ішек қысқа, асқазан бір камералы, сүйір тістері жақсы дамыған; өсімдікқоректілерде сүйір тістер жиі болмайды, ал азу тістерінің шайнау беті кең әрі тегіс.

Ферменттер: нені, қай жерде және неге дейін ыдыратады 9 сынып

Әр фермент өз субстратына әсер етеді. Крахмалды амилаза мальтозаға дейін ыдыратады — ауыз қуысында (сілекей амилазасы) және он екі елі ішекте (ұйқы безі сөлінің амилазасы); ішек сөлінің мальтазасы мальтозаны глюкозаға дейін ыдыратады. Ақуыздарды ыдыратуды асқазан пепсині бастайды (пептидтерге дейін), ұйқы безі сөлінің трипсині жалғастырады, ал ішек сөлінің пептидазалары оларды амин қышқылдарына дейін жеткізеді. Өтпен эмульгирленген майларды ұйқы безі сөлінің липазасы глицерин мен май қышқылдарына дейін ыдыратады.

Әр ферменттің өз оңтайлы pH-ы бар. Сілекей амилазасы бейтарапқа жақын, әлсіз сілтілі ортада (pH ≈ 7) жұмыс істеп, асқазанның қышқыл ортасында тоқтайды. Пепсин тек күшті қышқыл ортада (pH 1,5–2) белсенді: ол белсенді емес түрде — пепсиноген күйінде бөлінеді, оны тұз қышқылы белсендіреді. Трипсин мен липаза ішектің әлсіз сілтілі ортасында (pH ≈ 8) жұмыс істейді. Соңғы өнімдер — глюкоза, амин қышқылдары, глицерин және май қышқылдары — сіңіруге қабілетті ұсақ молекулалар.

Сөлдердің бөлінуі жүйкелік және гуморальдық жолмен реттеледі. И. П. Павлов қарын сөлі тағам асқазанға түспей тұрып-ақ бөліне бастайтынын көрсетті: тағамды көргенде және иісін сезгенде (шартты рефлекс) және ауыз рецепторлары тітіркенгенде (шартсыз рефлекс) — бұл «тәбет» сөлі. Содан кейін қорыту өнімдері мен гормондар (асқазандағы гастрин, он екі елі ішектегі секретин) қарын және ұйқы безі сөлінің бөлінуін күшейтеді.

Хлоропласт және фотосинтез пигменттері 11 сынып

Хлоропласт екі жарғақшамен қапталған. Ішінде — строма (Кальвин циклі ферменттері, сақиналы ДНҚ, рибосомалар және крахмал дәндері бар сұйық орта) және тилакоидтар жүйесі — граналар деп аталатын бумаларға жиналған жалпақ жарғақшалы қапшықтар. Тилакоид жарғақшаларында пигменттер, электрон тасымалдаушылары және АТФ-синтаза орналасқан; бұл жарғақшалардың орасан зор ауданы жарықты көп сіңіруге мүмкіндік береді.

Негізгі пигмент — хлорофилл a (көкшіл-жасыл): тек ол ғана реакциялық орталықтарда орналасып, қозған электрондарды береді. Қосалқы пигменттер — хлорофилл b (сарғыш-жасыл) және каротиноидтар (қызғылт сары каротиндер мен сары ксантофиллдер) — басқа толқын ұзындығындағы жарықты сіңіріп, энергияны хлорофилл a-ға береді және оны артық жарықтан қорғайды. Хлорофиллдер қызыл және көк-күлгін жарықты сіңіріп, жасылды шағылыстырады; күзде хлорофилл ыдырап, сары және қызғылт сары каротиноидтар көріне бастайды. Фотосинтездің әсер ету спектрі хлорофиллдің сіңіру спектріне жақын (К. А. Тимирязев пен Т. Энгельманның тәжірибелері).

Пигменттерді қағаз хроматографиясымен бөледі: жапырақ сығындысын (спиртте немесе ацетонда) жолақтың шетіне нүкте етіп тамызып, шетін еріткішке батырады. Еріткіш жоғары көтеріліп, пигменттерді әртүрлі жылдамдықпен ала жүреді: ең жоғары каротиндер, одан кейін ксантофиллдер, хлорофилл a, ең төменде хлорофилл b орналасады. Әр пигмент үшін $R_f=\dfrac{\text{пигменттің жүрген жолы}}{\text{еріткіштің жүрген жолы}}$ есептеледі; Rf әрқашан 1-ден кіші және бірдей жағдайда тұрақты, сондықтан ол арқылы пигментті анықтауға болады.

Фотожүйелер және фотофосфорлану 11 сынып

Тилакоид жарғақшасында екі фотожүйе жұмыс істейді. Циклдік емес фотофосфорлануда жарық II фотожүйе хлорофиллінің электрондарын қоздырады; олар тасымалдаушылар тізбегі арқылы I фотожүйеге, одан әрі НАДФ⁺-ке өтіп, НАДФ·H₂ түзеді. Жоғалтқан электрондарын II фотожүйе судан алады: фотолиз жүріп ($2H_2O\to4H^++4e^-+O_2$), оттек бөлінеді. Нәтижесі: АТФ, НАДФ·H₂ және O₂.

Циклдік фотофосфорлануда тек I фотожүйе жұмыс істейді: электрондар шеңбер бойымен сол хлорофиллге қайта оралады. Тек АТФ түзіледі — НАДФ·H₂ де, оттек те түзілмейді; жасуша осылайша Кальвин цикліне жетпейтін АТФ-ны толықтырады.

АТФ қалай синтезделеді (хемиосмос, П. Митчелл): электрондар тасымалданғанда және фотолиз кезінде H⁺ иондары тилакоид ішінде жиналады; олар АТФ-синтаза ферментінің арнасы арқылы стромаға қайта шығады, ал осы ағынның энергиясы АДФ-ке фосфат қосуға жұмсалады. Кальвин циклінде бір молекула CO₂-ні бекітуге 3 АТФ және 2 НАДФ·H₂ жұмсалады, демек, бір молекула глюкозаға (6 CO₂) — 18 АТФ және 12 НАДФ·H₂.