A biokémiai reakciók energiája

Az emberi test vagy bármely élő szervezet kémiája nagyon összetett. Ennek ellenére az emberi testben található kémiai reakciók ugyanazokat az energiaelveket követik, mint más kémiai reakciók.

Honnan származik a testünket működtető energia? A részletek összetettek, de a sejtaktivitás középpontjában néhány egyszerű folyamatot tekinthetünk meg.

Fontos reakció, amely energiát szolgáltat testünk számára, a glükóz (C 6H 12O 6) oxidációja:

C 6H 12O 6 (s) + 6O 2 (g) → 6CO 2 (g) + 6H 2O (ℓ) + 670 kcal

Figyelembe véve, hogy 1 mol C 6H 12O 6 térfogata körülbelül 115 ml, láthatjuk, hogy a glükóz kompakt energiaforrás.

A glükóz és más cukrok példák a szénhidrátokra. Az egyik legfontosabb étrendi összetevő, például a glükóz és más cukrok, amelyek energiát szolgáltatnak a test számára., amelyek az emberi étrend három fő étrendi összetevőjének egyike. Az összes szénhidrát hozzávetőlegesen 4 kcal/g mennyiséget biztosít. Ezt ellenőrizheti úgy, hogy felveszi a reakcióhőt a glükóz oxidációjához, és elosztja moláris tömegével. Fehérjék A szerkezeti szövetek építőkövei, mint az izom és a bőr., a szerkezeti szövetek építőkövei, mint az izom és a bőr, szintén körülbelül 4 kcal/g mennyiséget tartalmaznak. A test további fontos energiaforrásai a zsírok. A testet energiával ellátó vegyület, amely nagyrészt szénhidrogénláncokból áll., amelyek nagyrészt szénhidrogénláncok. A zsírok még több energiát szolgáltatnak grammonként, körülbelül 9 kcal/g. A szénhidrátok és zsírok, valamint azok kémiai összetételének részletes ismertetése a 16. fejezetben található (Szénhidrátok) és a 17. fejezetben.

Egy másik fontos reakció az adenozin-trifoszfát (ATP) átalakulása adenozin-difoszfáttá (ADP), amelyet a 7.5. Ábra "ATP-ből ADP-be" mutat. Fiziológiai körülmények között az O – P kötés megszakadása, valamint egy O – P és két O – H kötés kialakulása körülbelül 7,5 kcal/mol ATP-t eredményez. Ez nem tűnhet sok energiának, különösen a glükóz reakciója során leadott energia mennyiségéhez képest. Elegendő energia azonban más biokémiailag fontos kémiai reakciók táplálására sejtjeinkben.

7.5. Ábra ATP-ADP

Az ATP (felső) átalakulása ADP -vé (alsó) energiát biztosít a test sejtjeihez.

Még a bonyolult biológiai reakcióknak is be kell tartaniuk a kémia alapszabályait.

Karrier fókusz: Dietetikus

A dietetikus táplálkozási szakértő, aki étellel kapcsolatos információkat közöl a nagyközönséggel. Ennek során a dietetikusok elősegítik a lakosság általános jólétét, és segítik az egyéneket a táplálkozással összefüggő betegségek gyógyulásában.

Az étrendünk nemcsak energiával lát el bennünket. Vitaminokat, ásványi anyagokat, sőt vizet is kapunk abból, amit megeszünk. A túl sok, túl kevés vagy a megfelelő ételek elfogyasztása különféle problémákhoz vezethet. A dietetikusokat speciális étrendi ajánlások megtételére készítik az egészséggel kapcsolatos konkrét kérdések kezelésére. Például egy dietetikus együttműködhet egy személlyel egy olyan általános étrend kidolgozásában, amely elősegíti a fogyást vagy a cukorbetegség kezelését. A kórházak dietetikusokat alkalmaznak a betegek étlapjának megtervezésében, és sok dietetikus közösségi szervezetekkel dolgozik nagy emberek csoportjainak étkezési szokásainak javításán.

Koncepció felülvizsgálati gyakorlat

Mennyi az energiatartalom egy gramm fehérje, szénhidrát és zsír esetében?

Válasz

fehérjék és szénhidrátok: 4 kcal/g; zsírok: 9 kcal/g

Kulcs elvihető

Az emberi test energiája kémiai reakciókból származik.

Feladatok

Egy 8 oz teljes tejben 8,0 g zsír, 8,0 g fehérje és 13 g szénhidrát van. Körülbelül hány kilokalóriát tartalmaz?

Egy adag burgonya chips 160 kcal. Ha a chipsekben 15 g szénhidrát és 2,0 g fehérje van, körülbelül hány gramm zsír van egy adag burgonya chipsben?

Az ember átlagos testhőmérséklete 37 ° C, míg az átlagos környezeti hőmérséklet 22 ° C. Az emberi anyagcsere összességében exoterm vagy endoterm?

A hidegvérű állatok a túléléshez szükséges energia egy részét elnyelik a környezet hőjéből. Ez exoterm vagy endoterm folyamat?

Ha az ATP → ADP reakció 7,5 kcal/mol-t bocsát ki, akkor az ADP → ATP fordított folyamatához 7,5 kcal/mol szükséges a folytatáshoz. Hány mol ADP-t lehet átalakítani ATP -vé 1 adag burgonya chips energiájának felhasználásával (lásd a 2. gyakorlatot)?

Ha a glükóz oxidációja 670 kcal energiát eredményez egy mol oxidált glükózonként, hány adag burgonya chipsre van szükség (lásd a 2. gyakorlatot) ugyanolyan mennyiségű energia biztosításához?