STRUCTURA ȘI FUNCȚIILE FUNDAMENTALE ALE ORGANISMELOR
FUNCȚII DE NUTRIȚIE
NUTRIȚIA AUTOTROFĂ
FOTOSINTEZA
* Definiție: fotosinteza este procesul prin care se sintetizează substanțe organice din substanțe anorganice (CO2, H2O, săruri minerale) cu ajutorul luminii captată de pigmenții asimilatori și cu eliberare de O2
*Ecuația fotosintezei:
CO2 + H2O + săruri minerale → substanțe organice + O2↑
Organul vegetal specializat în fotosinteză este frunza
* Etapele fotosintezei:
1. faza de lumină
- necesită prezența luminii
- cea mai importantă reacție este fotoliza apei (descompunerea apei în H2 și O2)
- O2 este eliberat în atmosferă și provine din apă
- H2 va fi utilizat pentru sinteza unei substanțe numite NADP care va îngloba energie; de asemenea se sintetizează și ATP care va îngloba energie
2. faza de întuneric
- nu necesită prezența luminii, energia este dată de ATP și NADP
- constă într-o serie de reacții ciclice în care H2 și CO2 sunt fixați până la substanțe organice
* Pigmenții asimilatori:
- sunt localizați în grana cloroplastului
- tipuri: clorofilă a și b ( verde), caroten (portocaliu) și xantofilă (galben)
* Importanța fotosintezei:
- este sursă principală de substanțe organice
- menținerea constantă a atmosferei
- sursă de materii prime, hrană și energie
- a dus la formarea combustibililor fosili
- stă la baza producției agricole și silvice
* Evidențierea procesului de fotosinteză:
1. procedee bazate pe evidențierea producerii O2
2. procedee bazate pe evidențierea consumului de CO2
3. procedee bazate pe evidențieea substanțelor organice sintetizate
NUTRIȚIA HETEROTROFĂ
Nutriția saprofită: este caracteristică organismelor care trăiesc pe seama altor organisme intrate în descompunere
- este întălnită la ciuperci care absorb diferite substanțe organice dizolvate în apă sau descompun substanțe organice
Importanța organismelor saprofite:
- descompun resturi organice în minerale care sunt redate mediului (circuitul elementelor în natură și igenizarea mediului)
- unele saprofite descompun poluanți cum ar fi petrolul și masele plastice
- unele produc antibiotice: de exemplu penicilina produsă de mucegaiul verde - albăstrui
Nutriția parazită: este caracteristică organismelor care trăiesc pe seama altor organisme vii , producându-le anumite modificări datorită toxinelor eliberate
- bolile produse de ciuperci se numesc micoze (de ex: tricofița - boală de piele)
- plantele parazite își pierd clorofila, devin albicioase și își extrag substanțele organice din alte plante cu ajutorul haustorilor (de ex: cuscuta = torțelul, lupoaia, muma pădurii)
NUTRIȚIA SIMBIONTĂ
Lichenii= simbioză dintre o algă verde unicelulară și o ciupercă; alga face fotosinteză și furnizează substanțe organice, iar ciuperca absoarbe din sol apă și săruri minerale
DIGESTIA LA ANIMALE
Digestia = cuprinde transformarea alimentelor în nutrimente (absorbite în sânge și transportate la celule și țesuturi)
Digestia poate fi:
1. intracelulară
- se formează la nivelul vacuolelor digestive care se formează prin fagocitoză (înglobarea unor substanțe solide) și pinocitoză (substanțe lichide)
- se întălnește la protozoare, spongieri și celenterate, iar la animalele superioare se menține ca funcție de apărare prin leucocite
2. extracelulară - se realizează la nivelul tubului digestiv
SISTEMUL DIGESTIV LA MAMIFERE
Este format din tubul digestiv (cavitate bucală, faringe, esofag, stomac, intestin subțire, intestin gros) și glande anexe (salivare, ficat, pancreas)
1. Cavitatea bucală:
- este zona de recepție a hranei
- aici se află dinții (incisivi, canini, premolari și molari) și limba (organ muscular cu rol de masticație și deglutiție)
Digestia bucală= totalitatea transformărilor mecanice, fizice și chimice care duc la formarea bolului alimentar (alimentele sunt mărunțite cu ajutorul dinților și îmbibate cu salivă)
- saliva conține apă, mucus, ioni minerali, lizozim (substanță bactericidă) și amilază salivară = ptialina ( enzimă care hidrolizează amidonul preparat până la dextrine și maltoză)
- bolul alimentar este înghițit prin fenomenul de deglutiție
2. Faringe = este componentă comună a sistemului digestiv și respirator
3. Esofag = este un tub care leagă faringele de stomac, se deschide în stomac prin orificiul cardia
4. Stomac
- e localizat în partea superioară a cavității abdominale sub diafragmă și comunică cu esofagul prin orificiul cardia și cu intestinul subțire (duoden) prin orificiul piloric
- majoritatea mamiferelor au stomac unicameral, excepție rumegătoarele care au stomac tetracameral (ierbar, ciur, foios, cheag = stomac propriu-zis)
Digestia gastrică: bolul alimentar ajuns în stomac este supus acțiunii sucului gastric (apă, mucus, ioni minerali, HCl, enzime)
Tipuri de enzime:
a. pepsina (hidrolizează proteinele în albumoze și peptone), pepsina este activată de HCl
pepsinogen → pepsină
(inactiv) (activă)
b. labferment (coagulează laptele în prezența ionilor de Ca2+)
c. lipază gastrică (hidrolizează grăsimile în acizi grași și glicerol)
HCl - activează pepsinogenul și impiedică dezvoltarea germenilor din stomac
În stomac se formează chimul gastric care trece fracționat prin orificul piloric în intestinul subțire.
5. Intestinul subțire
- este cel mai lung segment al tubului digestiv (este scurt la carnivore, mediu la omnivore și lung la erbivore)
- este format din duoden (porțiune fixă în care se află pancreasul) și jejun și ileon (intestin liber care prezintă anse duodenale)
- mucoasa intestinului prezintă vilozități intestinale (în formă de deget care au o bogată rețea de capilare și un vas limfatic central pentru preluarea substanțelor absorbite)
Digestia intestinală
- în intestinul subțire se varsă bila (secretată de ficat), sucul pancreatic (secretat de pancreas) și sucul intestinal (secretat de mucoasa intestinală)
Bila :
1. săruri biliare - emulsionează grăsimile
2. pigmenți biliari - dau culoare fecalelor și urinei
3. colesterol și lecitină - asigură absorbția grăsimilor
- nu conține enzime
Sucul pancreatic:
1. enzime proteolitice (tripsină, chemotripsină, carboxipeptidază, elastază, colagenază) - hidrolizează proteinele până la oligopeptide chiar aminoacizi
2. lipază pancreatică - hidrolizează grăsimile în acizi grași și glicerol
3. amilază pancreatică - transformă amidonul crud până la maltoză
Sucul intestinal:
1. enzime proteolitice (oligopeptidaze) - hidrolizează oligopeptidele până la aminoacizi
2. enzime lipolitice (lipază intestinală) - hidrolizează lipidele până la acizi grași și glicerol
3. enzime glicolitice (dizaharidaze): maltază, lactază, zaharază - degradează dizaharidele (maltoză, lactoză, zaharoză) până la monozaharide (glucoză, fructoză, galactoză)
Produșii finali ai digestiei (nutrimente) sunt:
1. aminoacizi - rezultate din proteine
2. monozaharide (glucoză, fructoză, galactoză) - rezultate din glucide
3. acizi grași și glicerol - rezultate din lipide
În final se formează chilul intestinal
Absorbția intestinală: reprezintă trecerea produșilor finali, a apei, ionilor minerali și vitaminelor din intestin în sânge
Adaptări ale mucoasei intestinale:
- suprafață mare de absorbție datorită unor cute ale mucoasei : valvule conivente (pliuri mari), vilozități intestinale și microvili la polul apical al celulelor intestinale
- grosimea mică a mucoasei
- vascularizația bogată
Resturile nedigerate + apă + ioni trec prin valvula ileo-cecală în intestinul gros
6. Intestinul gros:
- comunică cu cel subțire prin orificiul ileo- cecal
a) cecum - cu apendice
b) colon (ascendent, transvers, descendent, sigmoid)
c) rect - cu orificiul anal
-intestinele sunt suspendate de peretele abdominal prin peritoneu
La nivelul lui se formează materiile fecale în urma unor procese de fermentație, putrefacție, a absorbției apei
Glandele anexe:
a) glande salivare
b) ficatul (cea mai mare glandă din corp, localizat în dreapta stomacului sub diafragm, secretă sucul biliar care se varsă în duoden)
c) pancreasul (situat sub stomac, secretă sucul pancreatic care se varsă în duoden)
RESPIRAȚIA
Definiție: este procesul prin care substanțele organice sunt degradate prin oxidare (ardere) la nivel celular cu producere de energie.
Tipuri de respirație: aerobă și anaerobă
1. Respirația aerobă: în prezența O2
- constă în oxidarea substanțelor organice (ardere) până la CO2, H2O și energie (în cantitate mare)
Ecuația:
substanțe organice + O2 → CO2 + H2O + energie
- energia este înmagazinată în molecule de ATP
- respirația aerobă este opusul fotosintezei și se desfășoară în mitocondrii
2. Respirația anaerobă: în lipsa O2
- constă în oxidarea parțială a subsranțelor organice rezultând un produs intermediar, CO2 și energie (în cantitate mai mică)
Ecuație:
substanța organică A → substanța organică B + CO2 + energie
- este întâlnită la ciuperci, bacterii și în țesutul plantelor superioare
- la microorganisme respirația anaerobă se numește fermentație
Tipuri de fermentații:
1. Fermentația alcoolică - constă în transformarea glucozei în alcool etilic și CO2 în prezența unor ciuperci (drojdii), de ex: drojdia de bere, drojdia vinului
Aplicații : fabricarea pâinii și obținerea alcoolului
2. Fermentația acetică: (în prezența O2) - constă în transformarea alcoolului etilic în acid acetic cu ajutorul unor bacterii de genul Acetobacter, Mycoderma aceti
Aplicații : are rol în obținerea oțetului,murături
3. Fermentația lactică: - constă în transformarea 1 moleculă de glucoză în 2 molecule de acid lactic în prezența unor bacterii de genul Lactobacillus sau Streptoccocus lactis
Aplicații : obținerea brânzeturilor, iaurturilor, a laptelui acru
RESPIRAȚIA LA PLANTE
Procedee de evidențiere a respirației celulare:
1. Procedee bazate pe consumul de O2
2. Procedee bazate pe eliminarea de CO2
3. Procedee bazate pe consumul de substanțe organice
SISTEMUL RESPIRATOR LA MAMIFERE
Sistemul respirator este format din:
A. căi respiratorii extrapulmonare (cavități nazale, faringe, laringe, trahee, bronhii)
B. plămâni
A. Căi respiratorii:
1. Cavițăți nazale - sunt căptușite cu mucoasa nazală ( produce mucus, umezește aerul, are fire de păr ce rețin particulele străine și are o rețea de vase cu rol în încălzirea aerului)
2. Faringele: aici se întretaie calea digestivă și calea respiratorie
3. Laringele : are un cartilaj în formă de frunză (epiglotă) care acoperă glota; are coarde vocale
4. Traheea: are inele cartilaginoase suprapuse care o mențin deschisă
5. Bronhii : provin din ramificarea traheei, pătrund în plămâni unde se ramifică, ultimele ramificații se numesc bronhiole care se termină cu sacii alveolari
B. Plămâni:
- sunt așezați în cavitatea toracică
- sunt acoperiți cu 2 pleure între care se află o peliculă de lichid (pleura externă aderă la cutia toracică iar cea internă la plămâni)
- sunt formați din lobi, segmente lobuli
- sacii alveolari conțin alveolele pulmonare
Alveola pulmonară = reprezintă unitatea de structură și funcție a plămânului
- epiteliul alveolei + epiteliul capilarului = peretele alveolo- capilar (permite schimburile gazoase: O2 spre sânge, CO2 spre alveolă)
Ventilația pulmonară: inspirația + expirația
Inspirația:
- volumul cutiei toracice crește, presiunea aerului din plămâni scade, aerul pătrunde în plămâni
- se contractă 2 mușchi: diafragmul și mușchii intercostali externi
Expirația:
- volumul cutiei toracice scade, presiunea aerului din plămâni crește, aerul este eliminat din plămâni
- mușchii inspiratori se relaxează
În inspirația forțată:
- acționează mușchii inspiratori suplimentari și se contractă mușchii expiratori
VC = volum curent
VIR = volum inspirator de rezervă
VER = volum expirator de rezervă
VR = volum rezidual
CV = capacitate vitală
CPT = capacitate pulmonară totală
CV= VC + VIR + VER
CPT= CV + VR
La om VC = 500 ml
VIR = 1300 - 1500ml
VER = 1300 - 1500ml
VR = 1000 - 1500ml
CV - poate fi măsurată cu spirometru
Boli ale sistemului respirator: bronșită, laringită, astmul bronșic, pneumonia, TBC (manual pag 48)