Химическая основа процессов жизнедеятельности

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

«Южно-Уральский  государственный университет»

Факультет «Экономика и управление»

Кафедра «Экономика, управление и инвестиции»

 

 

 

 

 

Химическая  основа процессов жизнедеятельности

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Концепции современного естествознания»

 

 

 

Руководитель  работы

Доцент  кафедры «Физическая химия»,

кандидат  химических наук

_________А.В.  Сенин 

____________ 201__г.

 

Автор работы

студентка группы ЭиУ-233

______ К.В.Тихонова 

____________ 201__г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск 2010

 

      АННОТАЦИЯ

Данный реферат  состоит из четырех глав. Общий  объем –  21 страниц.

Данный реферат был создан на основе четырех источников – двух энциклопедий и двух интернет-сайтов. Автор реферата – студентка группы ЭиУ-233 Тихонова К.В.

Цель реферата – изучить, как происходит дыхание, питание, рост и размножение на клеточном уровне человека.

Данный реферат  содержит информацию об общих свойствах клеток, о том, как происходит питание и дыхание на клеточном уровне, как происходит процесс роста, зачатия и внутриутробного развития.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ДЫХАНИЕ……………………………………………………………………….. 5

1. Воздухоносные пути………………………………………………..……..……..5
2. Легочное дыхание………………………………………………………..…...….5
3. Транспорт дыхательных газов……………………………………………..……6
4. Насыщение тканей кислородом………………………………………..………..6

Выводы по разделу один……………………………………………………….….. ..7

2 ПИЩЕВАРЕНИЕ……………………………………………………………..……7

2.1 Пищеварение в ротовой полости………………………………………………..7

2.2  Пищеварение в желудке………………………………………………………...8

2.3 Пищеварение в кишечнике……………………………………………………...8

Выводы по разделу два……………………………………………………………. ..9

3 ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ……………………………………………………10

3.1 Мужские половые органы……………………………………………………...11

3.2 Женские половые органы………………………………………………………12

3.3 Зачатие…………………………………………………………………………..12

3.4 Внутриутробное развитие………………………………………………….…..13

Выводы по разделу три…………………………………………………………….14

4 РОСТ ЧЕЛОВЕКА………………………………………………………………..14

4.1 Общие свойства клеток………………………………………………………...15

4.2 Процесс роста…………………………………………………………………...17

Выводы по разделу четыре……………………………………………………….. 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….. 20

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………….. 21

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Биологическая химия, или биохимия, называемая также  физиологической химией, изучает  химический состав организмов и химические превращения, происходящие в процессе жизнедеятельности человека, животных, растений и микроорганизмов.

В древности  и Средневековье сведения о составе  организмов и о происходящих в  них процессах были весьма ограничены. В Средние века начинается применение химических методов к изучению растений, животных и человека. Со второй половины ХV в., с эпохи Возрождения, на основе развития экспериментальной химии начинается изучение химического состава организмов и происходящих в них превращений веществ.

Человек – продукт развития живой природы. Все процессы нашей жизнедеятельности  подобны тем, которые происходят в природе.

 

 

1 ДЫХАНИЕ

 

1.1 Воздухоносные пути

 

Дыхательная система человека — совокупность органов, обеспечивающих внешнее дыхание (газообмен между вдыхаемым атмосферным воздухом и кровью). Газообмен выполняется лёгкими, и в норме направлен на поглощение из вдыхаемого воздуха кислорода и выделение во внешнюю среду образованного в организме углекислого газа. Кроме того, дыхательная система участвует в таких важных функциях, как терморегуляция, голосообразование, обоняние, увлажнение вдыхаемого воздуха. Лёгочная ткань также играет важную роль в таких процессах как: синтез гормонов, водно-солевой и липидный обмен. В обильно развитой сосудистой системе лёгких происходит депонирование крови. Дыхательная система также обеспечивает механическую и иммунную защиту от факторов внешней среды.

Главными  органами дыхательной системы являются лёгкие. Легкие расположены в грудной  полости в окружении костей и  мышц грудной клетки. Легкие обеспечивают поступление кислорода в организм и удаление из него газообразного  продукта жизнедеятельности — углекислого  газа. Атмосферный воздух поступает  в легкие и выводится из них  благодаря системе трубок, называемых дыхательными путями. Выделяют верхние  и нижние дыхательные пути. Переход  верхних дыхательных путей в  нижние осуществляется в месте пересечения  пищеварительной и дыхательной  систем в верхней части гортани.

Система верхних дыхательных путей состоит  из носа, носоглотки и ротоглотки, а  также частично ротовой полости, так как она тоже может быть использована для дыхания. Система  нижних дыхательных путей состоит  из гортани, трахей, бронхов. Установлено, что взрослый человек делает 15-17 вдохов-выдохов в минуту, а новорождённый  ребёнок делает 1 вдох в секунду. Дыхание не перестаёт работать от рождения человека до его смерти, ведь без дыхания наш организм существовать не может. Доказано, что взрослый человек  выдыхает 4 стакана воды в сутки (≈800 мл), а ребёнок — около двух (≈ 400 мл).

 

1.2 Легочное  дыхание

 

Содержание  газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе неодинаково. Во вдыхаемом  воздухе содержится почти 21% кислорода, около 79% азота, примерно 0,03% углекислого  газа, небольшое количество водяных  паров и инертных газов.

Процентный  состав выдыхаемого воздуха иной. Кислорода в нем остается около 16%, количество углекислого газа возрастает до 4%. Увеличивается и содержание водяных паров. Азот и инертные газы остаются в том же количестве, что  и во вдыхаемом. Разное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе объясняется обменом газов в легочных пузырьках. Концентрация углекислого газа в венозных капиллярах легочных пузырьков гораздо выше, чем в воздухе, заполняющем легочные пузырьки. Углекислый газ из венозной крови поступает в легочные  пузырьки и во время выдоха выводится из организма.

Газ является таким состоянием вещества, при котором  оно равномерно распределяется по ограниченному  объему. В газовой фазе взаимодействие молекул между собой незначительно.

Когда они  сталкиваются со стенками замкнутого пространства, их движение создает  определенную силу; эта сила, приложенная  к единице площади, называется давлением  газа и выражается в миллиметрах  ртутного столба, или торрах; давление газа пропорционально числу молекул и их средней скорости.

Газообмен в легких между альвеолами и кровью происходит путем диффузии. Диффузия возникает в силу постоянного движения молекул газа и обеспечивает перенос молекул из области более высокой их концентрации в область, где их концентрация ниже.

Кислород  из легочных пузырьков проникает  в кровь и вступает в химическое соединение с гемоглобином. Кровь  из венозной превращается в артериальную. По легочным венам артериальная кровь поступает в левое предсердие, затем - в левый желудочек и в большой круг кровообращения.

 

1.3 Транспорт дыхательных газов.

 

Около 0,3% О₂, содержащегося в артериальной крови большого круга при нормальном Ро₂, растворено в плазме. Все остальное количество находится в непрочном химическом соединении с гемоглобином эритроцитов. Гемоглобин представляет собой белок с присоединенной к нему железосодержащей группой. Fе + каждой молекулы гемоглобина соединяется непрочно и обратимо с одной молекулой О₂. Полностью насыщенный кислородом гемоглобин содержит 1,39 мл. О₂ на 1 г Нb (в некоторых источниках указывается 1,34 мл).

Полностью насыщенный кислородом гемоглобин (НbО₂) обладает более сильными кислотными свойствами, чем восстановленный гемоглобин (Нb). В результате в растворе, имеющем рН 7,25, освобождение 1мМ О₂ из НbО₂ делает возможным усвоение 0,7 мМ Н+ без изменения рН; таким образом, выделение О₂ оказывает буферное действие.

 

1.4 Насыщение  тканей  кислородом.

 

Из капилляров большого круга кровообращения кислород поступает в ткани. В артериальной крови кислорода больше, чем в  клетках, поэтому он легко диффундирует в них и используется в окислительных  процессах.

Поскольку  кислород  используется  главным  образом  в  митохондриях,  расстояния,  на  которые  происходит  диффузия в тканях,  представляются  большими  по  сравнению  с  обменом  в  легких.  В  мышечной  ткани  присутствие  миоглобина,  как  полагают,  облегчает  диффузию  O₂. 

Углекислый  газ из клеток поступает в кровь. Таким образом, в тканях органов  происходит превращение артериальной крови в венозную. Венозная кровь по венам большого круга кровообращения поступает в правое предсердие, затем в правый желудочек сердца, а оттуда - в легкие.

 

Выводы  по разделу один

 

Таким образом, дыхательная   система   человека  предназначена для "засасывания" в организм газообразного кислорода и  вывода  наружу отработанного воздуха с "выхлопным" углекислым газом.

Из  дыхательной   системы  кислород передается в кровеносную  систему, которая разносит и распределяет его по всем органам. От   процесса дыхания зависят все  процессы жизнедеятельности организма.

 

2 ПИЩЕВАРЕНИЕ

 

Пищеварение — сложный процесс, обеспечивающий переваривание пищи и её усвоение клетками. В ходе пищеварения происходит превращение макромолекул пищи в  более мелкие молекулы, в частности, расщепление биополимеров пищи на мономеры. Этот процесс осуществляется с помощью  пищеварительных (гидролитических) ферментов.

К пищеварительной  системе относятся органы, осуществляющие механическую и химическую обработку  пищевых продуктов, всасывание питательных  веществ и воды в кровь или  лимфу, формирование и удаление непереваренных остатков пищи.

2.1 Пищеварение в ротовой полости

 

В ротовой  полости начинается первичная механическая и химическая обработка пищи: размельчение при жевании, смачивание слюной и формирование ее в пищевой комок, который затем в результате глотания поступает в пищевод и далее — в желудок. Слюна, секретируемая слюнными железами, представляет собой слабощелочную жидкость, содержащую ферменты, неорганические соли, белок и муцин. Пищеварение в ротовой полости связано, главным образом, с расщеплением углеводов. Фермент амилаза гидролизует крахмал до мальтозы, которую затем мальтаза превращает в глюкозу. В незначительных количествах в слюне содержатся и протеолитические ферменты, расщепляющие белки. Переваривание углеводов под влиянием ферментов слюны продолжается внутри пищевого комка и в желудке, до тех пор, пока соляная кислота желудочного сока не дезактивирует эти ферменты. Пищевод, отдел пищеварительной системы животных и человека, расположенный между глоткой и желудком. У человека пищевод — мышечная трубка длиной около 25 см. Сокращаясь рефлекторно, стенки пищевода проталкивают пищевой ком в желудок. У птиц образует зоб.

 

2.2 Пищеварение  в желудке

 

Желудок играет роль резервуара, где пищевые  массы перемешиваются с желудочным соком. Пищевые массы, смешанные  с желудочным соком, называются химусом. Хорошо развитая система гладкомышечных элементов желудка и кишечника, обусловливающая разнообразные  формы его моторики, в том числе  и перистальтику, способствует как  продолжению механической обработки  пищи, так и ее транспорту. В желудке  по мере действия пищеварительного сока начинается расщепление белков до пептонов. Основным ферментом, гидролизующим белки в желудке, является пепсин, который образуется из предшественника — пепсиногена, секретируемого главными клетками фундальных желез. Превращение пепсиногена в пепсин происходит под влиянием соляной кислоты, секретируемой париетальными клетками фундальных желез. Оптимум протеолитической активности пепсина находится при рН 1,5-2. Соляной кислоте принадлежит значительная роль в желудочном пищеварении, так как она не только активирует ферменты, но и способствует перевариванию белков, вызывая их набухание и разрыхление. В желудочном соке находится также химозин, или сычужный фермент, створаживающий молоко в присутствии солей кальция. Фермент, гидролизующий жиры, — липаза — играет небольшую роль в желудочном пищеварении, так как он способен расщеплять только эмульгированный жир молока. В желудке пища в зависимости от ее состава и количества находится 4-10 часов, причем плохо пережеванная пища задерживается в желудке дольше, чем жидкая или кашицеобразная. Быстрее всего из желудка удаляются углеводы, несколько медленнее — белки. В последнюю очередь происходит эвакуация жирной пищи. Скорость опорожнения желудка зависит также и от скорости гидролиза пищи и поступления в двенадцатиперстную кишку жиров и соляной кислоты.

 

2.3 Пищеварение  в кишечнике

 

Из желудка  кислый химус небольшими порциями поступает  в верхний отдел кишечника  — двенадцатиперстную кишку. В тонком кишечнике он перемешивается с щелочными секретами поджелудочной железы, печени и кишечных желез. Переваривание пищи в двенадцатиперстной кишке осуществляется главным образом за счет ферментов панкреатического сока при участии желчи. Протеолитические ферменты поджелудочной железы (трипсин, химотрипсин и эластаза) синтезируются в виде неактивных предшественников. Их активация происходит в нейтральной или слабощелочной среде под влиянием энтерокиназы — эндопептидазы, секретируемой слизистой двенадцатиперстной кишки. Кроме протеаз, в панкреатическом соке присутствуют ферменты, расщепляющие жиры (панкреатическая липаза, фосфолипаза А и лецитиназа), углеводы (панкреатическая альфа-амилаза) и нуклеиновые кислоты (нуклеазы).