Харчування та виробництво енергії BIO 101
До кінця цього розділу ви виконаєте такі завдання:
- Поясніть, чому раціон тварини повинен бути збалансованим і відповідати потребам організму
- Визначте первинні компоненти їжі
- Опишіть основні поживні речовини, необхідні для клітинної функції, які не можуть бути синтезовані організмом тварини
- Поясніть, як енергія виробляється за допомогою дієти та травлення
- Опишіть, як надлишки вуглеводів та енергії накопичуються в організмі
З огляду на різноманітність тваринного життя на нашій планеті, не дивно, що раціон тварин також буде суттєво відрізнятися. Харчування тварин є джерелом матеріалів, необхідних для побудови ДНК та інших складних молекул, необхідних для росту, підтримання та розмноження; в сукупності ці процеси називаються біосинтезом. Дієта також є джерелом матеріалів для виробництва АТФ у клітинах. Дієта повинна бути збалансованою, щоб забезпечити мінерали та вітаміни, необхідні для функціонування клітин.
Вимоги до їжі
Які основні вимоги до раціону тварин? Раціон тварин повинен бути добре збалансованим і забезпечувати поживні речовини, необхідні для функціонування організму, а також мінерали та вітаміни, необхідні для підтримки структури та регуляції, необхідних для міцного здоров'я та репродуктивної здатності. Ці вимоги до людини графічно проілюстровані на рисунку 1.
Рисунок 1. Для людини збалансоване харчування включає фрукти, овочі, зернові та білки. (кредит: USDA)
Посилання на навчання
Першим кроком у забезпеченні задоволення харчових потреб вашого організму є обізнаність про групи продуктів харчування та поживні речовини, які вони забезпечують. Щоб дізнатись більше про кожну групу продуктів харчування та рекомендовані добові кількості, вивчіть цей інтерактивний сайт Міністерства сільського господарства США.
Щоденне підключення
Давай рухатись! Кампанія
Ожиріння - це зростаюча епідемія, і рівень ожиріння серед дітей стрімко зростає в США. Для боротьби з ожирінням серед дітей та забезпечення здорового старту дітей у житті перша леді Мішель Обама запустила програму «Рухаймось!» кампанії. Мета цієї кампанії - навчити батьків та вихователів щодо забезпечення здорового харчування та заохочення активного способу життя майбутніх поколінь. Ця програма спрямована на залучення всієї громади, включаючи батьків, вчителів та медичних працівників, щоб забезпечити дітям доступ до здорової їжі - більше фруктів, овочів та цільних зерен - і споживати менше калорій з оброблених продуктів. Інша мета - забезпечити фізичну активність дітей. Зі збільшенням кількості телевізійних переглядів та стаціонарних занять, таких як відеоігри, сидячий спосіб життя став нормою. Дізнайтеся більше на www.letsmove.gov.
Органічні попередники
Органічні молекули, необхідні для побудови клітинного матеріалу та тканин, повинні надходити з їжею. Вуглеводи або цукру є основним джерелом органічних вуглеводів в організмі тварини. Під час травлення засвоювані вуглеводи в кінцевому підсумку розщеплюються на глюкозу і використовуються для забезпечення енергією через метаболічні шляхи. Складні вуглеводи, включаючи полісахариди, можуть розщеплюватися до глюкози шляхом біохімічної модифікації; однак люди не виробляють фермент целюлазу і не мають можливості отримувати глюкозу з полісахаридної целюлози. У людини ці молекули забезпечують клітковину, необхідну для переміщення відходів через товсту кишку та здорову товсту кишку. Кишкова флора в кишечнику людини здатна витягувати деяку кількість живлення з цих рослинних волокон. Надлишок цукру в організмі перетворюється на глікоген і зберігається в печінці та м’язах для подальшого використання. Запаси глікогену використовуються для підживлення тривалих навантажень, таких як біг на великі відстані, та для забезпечення енергією під час нестачі їжі. Надлишок глікогену може перетворюватися на жири, які зберігаються в нижньому шарі шкіри ссавців для ізоляції та накопичення енергії. Надлишки засвоюваних вуглеводів зберігаються ссавцями, щоб пережити голод і допомогти у рухливості.
Іншою важливою вимогою є азот. Білковий катаболізм забезпечує джерело органічного азоту. Амінокислоти - це будівельні блоки білків, і розпад білка забезпечує амінокислоти, які використовуються для клітинної функції. Похідні з них вуглець і азот стають будівельним матеріалом для нуклеотидів, нуклеїнових кислот, білків, клітин і тканин. Надлишок азоту повинен виводитися, оскільки він токсичний. Жири додають смаку їжі та сприяють відчуттю ситості або повноти. Жирна їжа також є важливим джерелом енергії, оскільки один грам жиру містить дев'ять калорій. У раціоні потрібні жири, які сприяють засвоєнню жиророзчинних вітамінів та виробленню жиророзчинних гормонів.