Состав организма
Организм человека состоит из химических веществ, клеток, тканей, органов и систем органов. На каждом уровне организации появляются новые свойства, поэтому тело нельзя рассматривать только как простую сумму отдельных частей.
Химический состав организма
В состав организма входят неорганические и органические вещества. К неорганическим относят воду и минеральные соли; к органическим — белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Кроме того, в клетках присутствуют газы, например кислород и углекислый газ, а также ионы химических элементов.
| Группа веществ | Примеры | Основные функции |
|---|---|---|
| Вода | H₂O | Растворитель, среда химических реакций, перенос веществ, терморегуляция |
| Минеральные соли | Ионы Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻ | Поддержание осмотического давления, работы нервов и мышц, прочности костей |
| Белки | Гемоглобин, ферменты, антитела | Строительная, ферментативная, транспортная, защитная и двигательная функции |
| Жиры | Триглицериды, фосфолипиды | Запас энергии, теплоизоляция, компонент клеточных мембран |
| Углеводы | Глюкоза, гликоген | Быстрый источник энергии и запас питательных веществ |
| Нуклеиновые кислоты | ДНК, РНК | Хранение, передача и реализация наследственной информации |
Органические вещества — соединения, основу которых обычно составляет углерод. В организме к ним относят белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Их молекулы участвуют в построении клеток, обмене веществ и хранении наследственной информации.
Вода составляет значительную часть массы тела. Она входит в состав клеток и межклеточной жидкости, растворяет многие вещества, обеспечивает их транспорт и участвует в химических реакциях. Из-за высокой теплоёмкости вода помогает поддерживать относительно постоянную температуру тела. Водно-солевой обмен тесно связан с работой почек и регулируется нервными и гуморальными механизмами; подробнее см. водно-солевой обмен.
Минеральные соли могут находиться в растворённом состоянии в виде ионов или входить в состав твёрдых структур. Ионы кальция и фосфата участвуют в формировании костей и зубов, ионы натрия и калия необходимы для возникновения нервного импульса и сокращения мышц. Об особенностях этих веществ см. минеральные соли.
Нельзя считать, что все минеральные соли служат только для построения костей. Растворённые ионы регулируют водный баланс, кислотность внутренней среды, возбуждение нервных клеток и работу мышц.
Функции органических веществ
Белки состоят из аминокислот. Они образуют структурные элементы клеток, ускоряют реакции в качестве ферментов, переносят вещества и участвуют в иммунной защите. Например, гемоглобин переносит кислород, а антитела связывают чужеродные вещества. При расщеплении белков образуются аминокислоты, которые могут использоваться для построения собственных белков или окисляться с выделением энергии. С белковым обменом связана страница белковый обмен.
Жиры входят в состав клеточных мембран, защищают органы от механических воздействий, уменьшают потери тепла и служат запасом энергии. Углеводы используются прежде всего как источник энергии. В крови переносится глюкоза, а в клетках и печени часть углеводов запасается в виде гликогена.
Нуклеиновые кислоты представлены ДНК и РНК. ДНК хранит наследственную информацию. РНК участвует в передаче этой информации и синтезе белка. Витамины не являются основным строительным материалом или источником энергии, но в небольших количествах необходимы для нормальной работы ферментов и обмена веществ; их роль рассматривается в теме витамины.
Если в задании спрашивают о строительной и ферментативной функциях, чаще всего речь идёт о белках; о запасе энергии и теплоизоляции — о жирах; о быстром источнике энергии — об углеводах; о хранении наследственной информации — о ДНК.
Какое вещество непосредственно хранит наследственную информацию?
Уровни организации организма
Уровни организации показывают, как из более простых компонентов формируется целостный организм. Сначала рассматривают химический уровень, затем клеточный, тканевый, органный и системный. Общую последовательность и признаки уровней удобно повторить на странице уровни организации организма, которую изучают перед этой темой.
- Химический уровень — атомы и молекулы химических веществ: воды, солей, белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
- Клеточный уровень — клетки и их органоиды. Клетка является наименьшей структурно-функциональной единицей организма.
- Тканевый уровень — ткани, то есть группы клеток и межклеточного вещества, сходных по строению, происхождению и функциям.
- Органный уровень — органы, образованные несколькими тканями и выполняющие определённую работу.
- Системный уровень — системы органов, совместно обеспечивающие крупные процессы: пищеварение, дыхание, кровообращение, выделение и другие.
- Организменный уровень — целостный организм, в котором все органы и системы взаимосвязаны и регулируются.
Ткань — совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, сходное строение и выполняющих общую функцию.
В организме человека выделяют четыре основные группы тканей. Эпителиальная ткань покрывает поверхность тела, выстилает полости органов и образует железы; её функции — защита, выделение и всасывание. Соединительная ткань объединяет и поддерживает части тела. К ней относят кровь, лимфу, костную, хрящевую и жировую ткани. Мышечная ткань сокращается и обеспечивает движения тела и органов. Нервная ткань воспринимает, проводит и обрабатывает сигналы.
| Структура | Из чего состоит | Пример функции |
|---|---|---|
| Орган | Несколько тканей, объединённых анатомически | Сердце перекачивает кровь |
| Система органов | Несколько органов, работающих совместно | Пищеварительная система переваривает и всасывает пищу |
| Организм | Все органы, системы и регулирующие механизмы | Поддержание жизни и постоянства внутренней среды |
Более высокий уровень организации включает элементы более низкого уровня: орган состоит из тканей, ткань — из клеток, клетка — из молекул. При объединении элементов возникают новые свойства, которых нет у отдельных частей.
Органы и системы органов
Орган имеет определённую форму, положение и строение, но его функцию обеспечивают несколько тканей. Например, стенка сердца включает мышечную, соединительную, нервную и эпителиальную ткани. Поэтому утверждение «сердце состоит только из мышечной ткани» неверно: миокард образован мышечной тканью, но орган в целом сложнее.
Системы органов объединяются по общей функции. Опорно-двигательная система поддерживает тело и обеспечивает движения; дыхательная снабжает организм кислородом и удаляет углекислый газ; кровеносная переносит вещества; пищеварительная расщепляет пищу и всасывает питательные вещества; выделительная удаляет конечные продукты обмена. Почки участвуют не только в образовании мочи, но и в поддержании постоянства внутренней среды; их функции разобраны на странице функции почек.
В организме системы не работают изолированно. Например, при беге мышцы требуют больше кислорода. Дыхательная система усиливает вентиляцию лёгких, сердечно-сосудистая — доставку кислорода, а выделительная система помогает выводить продукты обмена. Согласование функций поддерживает постоянство внутренней среды — гомеостаз. В его регуляции важны механизмы обратной связи, описанные на странице обратная связь.
Дано: в задании перечислены эпителиальная, мышечная и соединительная ткани, образующие стенку желудка. Нужно определить уровень организации объекта.
Не путайте орган и систему органов: желудок — орган, а желудок вместе с кишечником, печенью и другими органами — часть пищеварительной системы. Кровь — соединительная ткань, а не отдельная система органов. Клетка — уровень организации, но не ткань и не орган.
В заданиях также могут проверять состав внутренних сред организма. К ним относят кровь, тканевую жидкость и лимфу. Тканевая жидкость образуется из части плазмы крови, омывает клетки и обеспечивает обмен веществ между кровью и клетками. Лимфа возвращает часть жидкости в кровь и участвует в иммунной защите.
Проверь себя
Главное
- Организм содержит воду, минеральные соли, белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и другие вещества.
- Белки выполняют строительную, ферментативную, транспортную и защитную функции; жиры запасают энергию и участвуют в образовании мембран; углеводы являются важным источником энергии; ДНК хранит наследственную информацию.
- Основные уровни организации: химический, клеточный, тканевый, органный, системный и организменный.
- Орган состоит из нескольких тканей, а система органов — из органов, совместно выполняющих общую функцию.
- Все системы органов взаимосвязаны и поддерживают постоянство внутренней среды организма.