IV. Физиология обмена веществ. Пищеварения и питания
Задание для самостоятельной работы. Вспомните состав и функции компонентов секретов пищеварительных желёз человека и заполните таблицу.
Характеристика основных компонентов пищеварительных соков желёз желудочно-кишечного тракта:
|
Названия секретов желез желудочно-кишечного тракта |
Основные компоненты пищеварительных соков |
Функции компонентов пищеварительных соков |
|
осуществляет начальный гидролиз полисахаридов |
||
|
придает слизистый характер пищевому комку |
||
|
смачивает пищу и растворяет некоторые её компоненты |
||
|
денатурирует белки, активирует пепсиноген и создает кислую среду |
||
|
обладает бактерицидным действием: разрушает мембрану бактерий |
||
|
осуществляют начальный гидролиз белков |
||
|
способствует всасыванию витамина В12 |
||
|
предохраняет слизистую оболочку от механического повреждения и самопереваривания |
||
|
гидролизирует декстрины до мальтазы |
||
|
расщепляют нуклеиновые кислоты до нуклеотидов |
||
|
активирует трипсиноген |
||
|
осуществляют гидролиз белков и полипептидов |
||
|
гидролизирует триглицериды с образованием моноглицеридов и жирных кислот |
||
|
расщепляют дисахариды |
||
|
защищают слизистую оболочку тонкого кишечника |
||
|
эмульгируют жиры |
||
|
являются продуктами распада гемоглобина |
Лабораторная работа № 25. Переваривание крахмала ферментами слюны человека
Теоретическая часть. Ротовая полость является начальным отделом пищеварительного тракта, где осуществляется: анализ вкусовых свойств, измельчение, смачивание слюной пищи, начальный гидролиз углеводов и формирование пищевого комка; всасывание небольшого количества воды, глюкозы и лекарственных веществ.
Секреция слюны осуществляется тремя парами крупных, а также множеством мелких желез.
В сутки секретируется 1,5-2,0 л слюны. В слюне находится высокоактивная α-амилаза, активность других ферментов (липазы, мальтозы, протеазы, нуклеазы, ингибитора трипсина) низкая, также имеются глипопротеин муцин, факторы роста эпидермиса и нервов. Бактериальная активность обеспечивается лизоцимом, пероксидазой, IgA, лейкоцитов.
Начальный гидролиз крахмала и гликогена ограничен временем акта жевания и осуществляется под действием α-амилазы (образуемой преимущественно в околоушной железе), которая расщепляет 1,4–глюкозидные связи с образованием декстринов, а затем мальтозы и сахарозы, которые в свою очередь мальтазой расщепляются до моносахаридов. Оптимум действия ферментов находится в пределах нейтральной реакции среды при температуре 37º.
Цель работы. Изучение факторов влияющих на переваривание крахмала ферментами слюны.
Оборудование и материалы. Термостат или водяная баня с температурой 37-38° С, спиртовка, штатив с пробирками, пипетки, слюна человека, 1 %-ный раствор вареного крахмала, 1 %-ный раствор сырого крахмала, растворы йода или Люголя, реактив Фелинга, 0,5 %-ный раствор НСl, лакмусовая бумага, стеклограф, лед или холодильник.
Ход работы. Заблаговременно готовятся растворы и реактивы. Для приготовления раствора Люголя необходимо 0,1 г кристаллического йода и 0,15 г йодистого калия растереть в ступке пестиком, а затем растворить порошок в 150 мл дистиллированной воды. В качестве реактива на крахмал можно использовать 5 %-ный спиртовой раствор йода, но его нужно в 8 раз разбавить водой. Реактив Фелинга состоит из двух растворов, которые готовят и сохраняют отдельно и смешивают в равных объемах только перед употреблением: 1) 5 г NaOH и 17,5 г сегнетовой соли растворяют в 50 мл воды; 2) 3,5 г CuSO 4 · 5H 2 O растворяют в 50 мл воды.
Собирают слюну с помощью капсулы или естественным путем, выпуская ее через воронку в пробирку. Для постановки опыта необходимо около 12 мл слюны. Нумеруют пробирки, ставят их в штатив и в пробирки с 1 по 6 отмеривают по 1 мл слюны. Затем в первую пробирку добавляют 3 мл 1 %-ного раствора вареного крахмала; вторую пробирку нагревают на спиртовке до кипения, охлаждают и добавляют 3 мл 1 %-ного раствора вареного крахмала; в третью - добавляют 0,5 %-ный раствор НС1 до появления стойкого окрашивания лакмусовой бумаги и 3 мл 1 %-ного раствора вареного крахмала; в четвертую - 3 мл 1 %-ного раствора сырого крахмала; в пятую - 3 мл 1 %-ного охлажденного раствора вареного крахмала и помещают ее в стакан со льдом; в шестую – 3 мл 1 %-ного раствора вареного крахмала; в седьмую - 3 мл 1 %-ного раствора вареного крахмала и добавляют 1 мл Н 2 О.
Пробирки 1-4, 6, 7 помещают в термостат или водяную баню при температуре 37-38º С; пятую ставят в холодильник, или в стакан со льдом. В пробирке 6 определяют время наступления полного гидролиза через 10, 15, 20, 25, 30 мин. Содержимое пробирок 1-5, 7 через 30 мин делят на две части (для чего нумеруют столько же пробирок) и исследуют наличие крахмала и простых сахаров.
Содержимое пробирок, в которых присутствует крахмал, при добавлении 1-2-х капель раствора Люголя приобретает синий цвет. При добавлении к содержимому пробирок реактива Фелинга и нагревании их до кипения определяют наличие простых сахаров, т.е. продуктов расщепления крахмала ферментами слюны. При наличии простых сахаров содержимое пробирки окрашивается в буро-красный цвет.
Оформление отчета. Составьте таблицу и внесите в нее результаты опыта и объясните, почему содержимое пробирок при добавлении реактива Фелинга и раствора Люголя приобретают различную окраску:
|
про-бирок |
Результаты опытов |
|||
|
р-ра Люголя |
реактива Фелинга |
|||
|
1 мл слюны + 3 мл вареного крахмала, t+37º С | ||||
|
1 мл прокипяченной слюны + 3 мл вареного крахмала, t+37º С | ||||
|
про-бирок |
Цвет содержимого пробирок после добавления |
Результаты опытов |
||
|
р-ра Люголя |
реактива Фелинга |
|||
|
1 мл слюны + 1%-ный раствор HCl+ 3 мл вареного крахмала,t+37º С | ||||
|
1 мл слюны + 3 мл сырого крахмала, t+37º С | ||||
|
1 мл слюны (t+4º С (снег или лед)) + 3 мл вареного крахмала | ||||
|
1 мл слюны + 3 мл вареного крахмала, t+37º С (контроль полного гидролиза крахмала по реакции с йодом; «+» - есть крахмал; «-» - нет крахмала) | ||||
|
3 мл вареного крахмала + 1 мл Н 2 О,t+37º С | ||||
Вывод. Дайте оценку условиям необходимым для эффективного переваривания углеводов ферментами слюны.
В школьной программе 8 класса по биологии есть тема о пищеварении. По окончании работы над этой темой каждому ученику должно стать понятно, что пища начинает обрабатываться с того самого момента, как она только попадает в ротовую полость. И первыми при обработке пищи являются процесс зубами и воздействие ферментов слюны на попавшую в рот еду.
Воздействие слюны на крахмал называют ферментативным гидролизом. Так как сам крахмал является веществом инертным, то эта реакция происходит под воздействием тепла и катализатора. Им в данный момент является фермент амилаза, находящийся в человеческой слюне. Именно он расщепляет крахмал на более мелкие составляющие, в частности, декстрины.
Этот процесс каждый человек ощущает про долгом пережёвывании крахмалосодержащих продуктов, коим является, например, хлеб. Ведь через некоторый промежуток времени можно ощутить что свидетельствует о том, что гидролиз крахмала начался, и он постепенно распадается на углеводы. Одним из важнейших углеводов для человеческого организма является глюкоза.
При окислении её в каждой клетке человеческого организма образуется вода и углекислый газ. Также эта реакция сопровождается выделением энергии, столь необходимой для функционирования всех органов. Лишняя глюкоза, получившаяся при превращается в питательное вещество гликоген, который откладывается "про запас" в печени.
Для того, чтобы наглядно продемонстрировать это детям, предлагается проделать лабораторную работу «Воздействие слюны на крахмал».
Урок биологии, на котором учитель планирует провести лабораторную работу «Воздействие слюны на крахмал», рекомендуется начать с Учащимся предлагаются следующие вопросы:
- Какие продукты питания употребляет человек?
- Какие питательные вещества входят в состав необходимой для человека пищи?
- Что называют пищеварением?
- Каковы основные этапы пищеварения?
- Какие пищеварительные железы участвуют в работе во время приёма пищи?
- Что происходит во рту в то время, когда человек ест?
- В чём заключаются основные функции зубов и языка во время приёма пищи?
- Из чего состоит слюна?
- Какова функция слюны в пищеварении?
- Какие процессы происходят в желудке? В чём заключается роль желудочного сока?
- Какие процессы происходят в двенадцатипёрстной кишке?
- В чём заключается роль желчи и поджелудочного сока?
- Какова функция тонкого кишечника?
- Какие процессы происходят в толстом кишечнике?
Во время этого опроса уже формулируется основные функции слюны в пищеварительной системе. И по окончании фронтальной беседы учитель ставит перед детьми цель лабораторной: выяснить опытным путём, в чём заключается воздействие слюны на крахмал, и отметить, каковы условия, при которых слюнные ферменты активны.
Для проведения лабораторной работы необходимо предложить ученикам нарезанную кусками размером в квадратный дециметр накрахмаленную марлю, ватную палочку, миску, водный раствор аптечного йода. Раствор можно предложить ребятам сделать самостоятельно, капнув несколько капель йода в воду. Жидкость должна иметь цвет крепкого чая. Хотя для экономии времени вполне допустимо выдать детям уже готовый раствор. Процесс приготовления его подростками не даст никакого обучающего эффекта для поиска ответов на вопросы по теме «Действие слюны на крахмал».
Ватную палочку нужно смочить слюной и написать на кусочке накрахмаленной марли какую-либо букву. Затем кусочек накрахмаленной марли следует немного погреть в руках - это активизирует работу ферментов, которые начинают своё воздействие на крахмал. Потом обработанный таким образом кусок марли надо опустить в йодную воду.
То место, куда была нанесена слюна, останется белым, а весь остальной участок окрасится в синий цвет. То есть на синем фоне будет изображена белая буква. Почему это произошло? Слюна успела разложить крахмал на составные части, частично превратившись в глюкозу. Йод же не оказывает действия на глюкозу, поэтому написанная слюной буква не синеет.
После проведения опыта ребята в тетрадь записывают ход лабораторной работы «Действие слюны на крахмал. Вывод». Можно предложить конкретные вопросы, которые помогут сделать необходимые выводы из этого опыта.
Задание 2. Определить состав пищевых продуктов, например хлеба.
Восьмиклассникам предлагают вспомнить, как они определяли крахмал на уроках ботаники. После этого учитель обрабатывает небольшой кусочек хлеба иодом, и учащиеся убеждаются в том, что в хлебе есть крахмал.
Далее учитель напоминает, как при изучении темы «Семя» в V классе определяли жиры. (Содержащие их продукты оставляют на бумаге специфические пятна.) Чтобы узнать, есть ли жиры в хлебе, берут белую фильтровальную бумагу и разминают в ней хлебный мякиш. Жировое пятно демонстрируют классу. Затем вспоминают, как определяли белок (клейковину) в V классе.
Качественные реакции на белки и глюкозу " лучше показать на факультативе. Предварительно белок куриного яйца растворяют в 0,5 л воды. Затем раствор белка наливают в химический стакан, добавляют такое же количество 10%-ной щелочи и по каплям 1%-ный раствор медного купороса, энергично перемешивая реагирующие вещества стеклянной палочкой. Появляется фиолетовое окрашивание. При проведении демонстрации надо иметь в виду, что опыты часто не получаются из-за передозировки медного купороса. Поэтому добавлять этот реактив лучше из пипетки.
Для проведения качественной реакции на глюкозу необходимы те же реактивы, но опыт надо проводить в пробирке, потому что необходимо нагревание. Если не удалось достать глюкозу, опыт можно поставить с растворенной карамелью (леденцы). Исследуемый раствор помещают в пробирку (не более 1 см3), приливают такое же количество 10%-ной щелочи и медного купороса до появления осадка. Если глюкозы много, сразу появляется оранжевый осадок оксида меди I; если мало, появляется синеватый осадок, который при нагревании жел-. теет, а затем приобретает ярко-оранжевый цвет.
Далее учитель рассказывает, что в состав пищевых продуктов входит много белков, жиров, углеводов и других веществ в разных соотношениях, поэтому для полноценного питания нужны разные продукты. В пищеварительном тракте питательные вещества, содержащиеся в продуктах питания, должны быть химически расщеплены до простых растворимых соединений. Только эти простые соединения могут быть использованы организмом для синтеза чрезвычайно сложных веществ, входящих в клетки и ткани нашего организма.
1 Типовая программа эти работы не предусматривает. 108
Строение органов пищеварения
Подготовка опыта. Марлю готовят накануне. Разводят слабый раствор крахмала (половину чайной ложки на стакан воды), доводят его до кипения и варят 5 мин, чтобы распались крахмальные зерна. После этого бинт разворачивают, крахмалят и высушивают. Разрезать бинт на куски и раздать учащимся можно перед уроком. Два-три куска оставляют на столе преподавателя. На каждый ученический стол етавят,-блюдце с йодной водой и кладут по два куска марли, две спички, стерильную пачку ваты, лучше в мелкой упаковке.
Задание 1. Доказать, что ферменты слюны способны разложить крахмал.
Учитель показывает накрахмаленный кусок бинта, опускает его в йодную воду. Учащиеся видят, что он окрасился в синий цвет. Следовательно, на марле находится крахмал.
Опыт проводят так. Учащимся предлагают взять кусок ваты и намотать ее на спичку с той стороны, где нет головки. После этого ученик смачивает вату слюной и пишет на одном из кусков марли букву. Затем марлю зажимают между ладонями, чтобы сохранилось тепло, и через 1-2 мин обрабатывают йодной водой. На синем фоне получается белая буква.
После выполнения этого опыта учитель предлагает учащимся подобрать контрольный опыт, доказывающий, что крахмал обесцветился под влиянием ферментов слюны, а не воды, которая также содержится в слюне. Для этого берут другую спичку, наматывают на нее вату и смачивают водой. (Если
Заказ № 000
вода не стоит на партах, лаборанты проходят по рядам со стаканами с водой, в которые учащиеся обмакивают вату на спичке.) После этого на втором куске бинта пишут ту же букву. Кусок бинта также согревают в руках, а затем помещают в йодную воду. Появляется равномерная синяя окраска. Буквы нет. Результаты записывают в виде следующей схемы:
Таблица 15. Свойства ферментов слюны
Условия опыта | Результаты опыта | |
Крахмал + ферменты слюны (опыт) | На марле написали слюной букву Л, выдержали в тепле 1 мин, подействовали йодной водой. На синем фоне появилась белая буква | Слюна содержит ферменты, расщепляющие крахмал |
Крахмал + вода (контроль) | На марле написали букву А водой, держали в тепле 1 мин, затем марлю обработали йодной водой. Марля вся посинела. Буква не проявилась | Вода не расщепляет крахмал. Наличие ферментов в слюне доказано |
Задание 2. Изучить свойства ферментов желудочного сока. (Выполняется демонстрационно.)
Прежде всего целесообразно выяснить состав желудочного сока. С этой целью учитель ставит вопрос: «Как доказать, что в состав желудочного сока входит соляная кислота?» (Ион водорода обнаруживают лакмусом, ионы хлора - нитратом серебра.) Раствор белка должен быть приготовлен до уроков (белок куриного яйца растворяют в 500 см3 воды). Опыт по изучению ферментов желудочного сока проводят так. Наливают в пробирку 2 мм3 раствора белка и нагревают до появления белых хлопьев. После этого действуют на белковые хлопья желудочным соком. Если нет натурального сока, можно использовать препарат ацидин-пепсин. Он продается в аптеках. Одну таблетку препарата ацидин-пепсина (0,25 г) растворяют в 20 см3 воды. Результаты опыта оформляют в таблицу, озаглавленную «Свойства ферментов желудочного сока».
При отборе опытов для темы «Пищеварение» следует учитывать, что часть свойств ферментов была рассмотрена на предшествующих уроках. Так, при изучении клетки восьмиклассники установили, что фермент является катализатором и имеет белковую природу, что, как всякий белок, фермент свертывается при кипячении и теряет активность. Эти опыты, показанные на пероксидазе картофеля, можно поставить и с ферментами слюны, и с ферментами желудочного сока, однако их выполнение целесообразно перенести на следующие уроки, включив в число проверочных экспериментальных задач.
Методы изучения деятельности пищеварительных яселез
Этот материал целесообразно рассмотреть на отдельном уроке, использовав для этого самодельные модели и фильм «Изучение работы органов пищеварения». Цель урока - познакомить с методами, выясняющими регуляцию работы пищеварительных желез; показать преимущества хронического эксперимента перед острым опытом. Начать изложение учебного материала можно с характеристики острых опытов. Ход рассуждения может быть следующий. Чтобы исследовать ферменты, надо иметь пищеварительные соки. Собрать слюну несложно, куда сложнее добыть желудочный сок, сок поджелудочной железы, желчь печени, соки, выделяемые кишечником. В экспериментах на животных эти соки пытались добыть в остром опыте: животное усыпляли, вскрывали, исследовали жидкость в желудке и других частях пищеварительного тракта или непосредственно в пищеварительных железах. Однако острый опыт давал возможность получить лишь весьма приближенные результаты и не мог выяснить, изменяется ли состав сока от принятой пищи и как регулируется работа желез.
Далее нужно рассказать о значении хронического эксперимента, разобрать принципы фистульной методики. Учащимся надо сообщить, что с помощью фистул - искусственных протоков - секреты желез выводят наружу и собирают для исследования. Оправившись от операции, собака остается практически здоровой и эксперименты на ней можно ставить многократно. Далее рассматривают два приема наложения фистулы. Первый - выведение наружу протока железы и приживление слизистой с устьем этого протока к коже. Этот экспериментальный прием разбирают на примере фистулы слюнной железы. Второй - закрепление искусственной трубки, через которую содержимое органа пищеварительного тракта выводится наружу. Это демонстрируют на примере фистулы желудка.
Принципы наложения фистулы можно показать на простеньких самодельных моделях (рис. 28). Их можно изготовить прямо на уроке.
Задание 1. Изготовить модель фистулы слюнной железы. (Выполняется демонстрационно.)
Учитель вкладывает в конверт шарик с таким расчетом, чтобы клапан оставался на поверхности около угла конверта, и его заклеивает. После этого он складывает конверт пополам так, чтобы клапан шарика оказался внутри (рис. 28,А). Образуется внутренняя и наружная поверхности. Наружные поверхности согнутого конверта моделируют щеки головы собаки, внутренние - стенки ротовой полости, в толще которых находится «слюнная железа» - шарик. Клапан изображает устье протока слюнной желеаы. Он открывается в ротовую полость. у млекопитающих 3 пары слюнных желез, не считая мелких,
взаимодействие удобно на примере поджелудочной железы и печени. Ферменты, расщепляющие жиры на глицерин и жирные кислоты, содержатся в поджелудочной железе, но действовать на жировую каплю они могут только с поверхности, поскольку жир не растворяется в воде. Следовательно, чем мельче капельки жира, тем активнее будут действовать ферменты. Это разъяснение необходимо для понимания роли желчи в эмульгировании жиров и их переваривании.
Задание 1. Доказать, что желчь содействует сохранению стойкой жировой эмульсии.
Для решения этой экспериментальной задачи необходимо прежде всего выяснить, сохраняется ли стойкая эмульсия жиров в воде. С этой целью учитель наливает в пробирку 1 см3
подсолнечного масла и добавляет 3 см3 воды. Учитель тщательно встряхивает содержимое пробирки, в результате чего жидкость приобретает белый цвет из-за многочисленных пузырьков масла в воде, но ненадолго. Масло всплывает вверх, образуя хорошо заметное кольцо. Учащиеся делают вывод, что водная эмульсия жиров в чистой воде не обладает стойкостью.
После этого выясняют роль желчи в эмульгировании жиров. Желчь можно приобрести в аптеке , можно использовать желчь, взятую из желчного пузыря курицы. Ее можно хранить в обычной склянке.
К смеси подсолнечного масла и воды прибавляют 3-4 капли желчи. После этого пробирку резко встряхивают. Образуется эмульсия жира в растворе желчи, которая держится значительно дольше, чем эмульсия жира в воде, не обработанной желчью. Если учитель не имеет возможности достать натуральную желчь, для опыта можно взять любой другой эмульгатор, например обычную соду. Однако в этом случае восьмиклассников надо предупредить, что проводится модельный опыт (раствор соды моделирует натуральную желчь).
Изучение регуляции деятельности поджелудочной железы методом наложения фистулы стоит использовать при проверке понимания принципов фистульной методики как одной из форм проведения хронического эксперимента. Обычно учащиеся в состоянии самостоятельно воспроизвести принципиальную схему опыта. (Из двух протоков поджелудочной железы один выводится наружу.)
Рассматривая процессы переваривания пищи в кишечнике, важно разобрать с учащимися проекцию органов брюшной полости. Восьмиклассники должны знать, что желудок и поджелудочная железа расположены слева, печень - справа под диафрагмой, что слепая кишка с аппендиксом располагается в правом нижнем углу живота, и т. д. Эти сведения можно сообщить, обращаясь к таблице, а затем перейти к определению проекции органов брюшной полости на себе.
Если используют влажные препараты, например препарат «Вскрытая крыса», внимание учащихся важно обратить не только на расположение органов брюшной полости - желудка, печени, поджелудочной железы, тонкого и толстого кишечника, но и на брыжейку. После того как восьмиклассники разобрали процессы всасывания, важно показать кровеносные сосуды брыжейки, которые впадают в воротную вену печени, и выяснить значение этого органа. Однако надо заметить, что барьерная функция печени изучается подробно в теме «Обмен веществ», поэтому здесь уместно сказать лишь о том, что печень обезвреживает яды, и подробно рассмотреть, почему потребление алкоголя может вывести печень из строя.
РУКОВОДСТВО УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «ОБМЕН ВЕЩЕСТВ»
Водный, солевой, белковый, жировой и углеводный обмен
Цель урока - показать, что вода и соли необходимы для организма, поскольку все биохимические превращения происходят в водных растворах его внутренней среды. Вместе с тем надо показать, что вода и соли не являются энергетическими веществами в отличие от белков, жиров и углеводов, запасы которых организм может использовать для энергетических нужд. Осветить значение воды можно на примере мышечного сокращения. С этой целью учитель предлагает учащимся решить экспериментальную задачу.
Задание 1. Определить значение воды при мышечном сокращении.
Учитель просит учащихся прощупать свои бицепсы в расслабленном состоянии и обратить внимание на их плотность. Мышцы мягкие. После этого нужно провести опыт. Следует оторвать туловище от опоры в положении сидя, приподнимая себя на руках, которые упираются в скамейку. Далее можно сделать упражнение на самосопротивление! положить левую ладонь на правую и, преодолевая сопротивление левой руки, медленно, с предельным усилием согнуть левую руку в локте. Затем, преодолевая сопротивление правой руки, разогнуть правую руку. Каждое упражнение следует выполнить по 5 раз. При выполнении второго упражнения руки можно менять (рис. 29).
|
После нагрузки нужно прощупать свои мышцы в состоянии расслабления: теперь консистенция их более плотная. Это объясняется тем, что проницаемость капилляров увеличилась и тканевой жидкости в мышцах стало больше. Какое это имеет значение? Ведь основную часть тканевой жидкости составляют вода и соли, а они не являются энергетическими веществами. Далее учитель разъясняет, что усиление обмена веществ в мышце приводит к значительному расходу воды. Вода подводит к мышцам питательные вещества и кислород, уносит продукты распада, участвует в промежуточных реакциях.
П 9
стоянии покоя, так и при работе. Однако во время физической нагрузки возрастают энергетические траты, усиливается распад органических веществ, в особенности глюкозы, и продукты распада выделяются в кровь в большем количестве. На следующем уроке эта мысль будет экспериментально подтверждена.
Ассимиляция и диссимиляция - две стороны единого процесса
обмена веществ
Цель урока - раскрыть единство живой и неживой природы, показать значение обмена веществ и энергии как необходимое свойство жизни, дать понятие об ассимиляции и диссимиляции, показать взаимосвязь этих процессов. Разгрузка урока за счет исключения материала об устройстве камеры для определения энергетических трат человека, сконструированной по принципу калориметра, дает возможность сэкономить время для проведения лабораторной работы.
Повторив материал о космической роли зеленых растений, учащимся нужно сказать, что только благодаря процессам ассимиляции организм может накапливать запасенную растениями энергию солнца, необходимую для жизнедеятельности. Далее школьники разбирают процессы диссимиляции. Учитель разъясняет, что диссимиляция - это распад и окисление органических соединений до неорганических в клетках организма с освобождением энергии, которую клетки используют в процессе жизнедеятельности. Одним из следствий, вытекающих из этого определения, является то, что всякая энергетическая трата должна сопровождаться процессами распада и окисления органических веществ в клетке.
Учитель ставит вопрос, позволяющий выяснить, насколько учащиеся поняли это следствие: «Организм находится в состоянии покоя. Продолжаются ли в нем процессы диссимиляции?»
Чтобы правильно ответить на этот вопрос, надо прежде всего доказать, что и в покоящемся организме происходят энергетические траты. С этой целью учитель обращает внимание учащихся на то, что и в состоянии покоя работают сердце, желудок, почки и другие внутренние органы, происходят дыхательные движения, наконец, в клетках продолжают образовываться новые сложные вещества. На все эти процессы расходуется энергия, освобождающаяся при диссимиляции.
Понимание этого важного положения целесообразно проверить следующим упражнением:
Задание 1. Решить логическую задачу. Перед закладкой на инкубацию определили массу яйца; после того как из него вылупился цыпленок, провели повторное взвешивание. У кого больше масса: у яйца до инкубации или у цыпленка с остатками скорлупы, вылупившегося из этого яйца?
Ответ должен быть таким. Цыпленок со скорлупой имеет меньшую массу, чем яйцо, поскольку на образование тканей цыпленка затрачивалась энергия, освобождающаяся за счет диссимиляции органического вещества, содержащегося в яйце. Учащимся можно напомнить, что эти запасы были накоплены в организме курицы, которая снесла яйцо. Продолжив ход рассуждения, можно показать, что в конечном итоге на построение тканей цыпленка была использована солнечная энергия. Правильное решение этой задачи необходимо для понимания следующего опыта, который учащиеся будут ставить на себе.
Для поддержания жизнедеятельности, в первую очередь, людям требуется пища. Продукты содержат массу необходимых веществ: минеральные соли, органические элементы и воду. Питательные компоненты – это строительный материал для клеток и ресурс для постоянной активности человека. При распаде и окислении соединений выделяется определенное количество энергии, которое характеризует их ценность.
Начинается процесс переваривания в ротовой полости. Продукт обрабатывается пищеварительным соком, воздействующим на него с помощью содержащихся ферментов, благодаря чему еще при жевании сложные углеводы, белки и жиры трансформируются в молекулы, которые всасываются. Пищеварение – непростой процесс, требующий воздействия на продукты множества компонентов, синтезируемых организмом. Правильное пережевывание и переваривание – это залог здоровья.
Функции слюны в процессе пищеварения
К пищеварительному тракту относится несколько основных органов: полость рта, глотка с пищеводом, поджелудочная железа и желудок, печень и кишечник. Слюна выполняет множество функций:
Что происходит с пищей? Основная задача субстрата во рту – участие в переваривании. Без него некоторые виды продуктов не расщеплялись бы организмом или были опасны. Жидкость смачивает пищу, муцин склеивает ее в комок, подготавливая к проглатыванию и движению по пищеварительному тракту. Она вырабатывается в зависимости от количества и качества пищи: для жидкой еды меньше, для сухой - больше, а при употреблении воды не образуется. Жевание и слюноотделение можно отнести к важнейшему процессу организма, на всех этапах которого происходит изменение употребляемого продукта и доставка питательных элементов.
Состав слюны человека
Эта статья рассказывает о типовых способах решения Ваших вопросов, но каждый случай уникален! Если Вы хотите узнать у меня, как решить именно Вашу проблему - задайте свой вопрос. Это быстро и бесплатно !
Слюна бесцветна, не имеет вкуса и запаха (см. также: ). Она может быть насыщенной, вязкой или очень редкой, водянистой – это зависит от входящих в состав белков. Гликопротеин муцин придает ей вид слизи и облегчает проглатывание. Ферментативные качества она теряет вскоре после попадания в желудок и смешивания с его соком.
В жидкости ротовой полости находится небольшое количество газов: углекислый, азот и кислород, а также натрий и калий (0,01%). В ее составе есть вещества, переваривающие некоторые углеводы. Присутствуют и другие составляющие органического и неорганического происхождения, а также гормоны, холестерин, витамины. На 98,5% она состоит из воды. Объяснить активность слюны можно огромным количеством элементов, содержащихся в ней. Какие функции выполняет каждый из них?
Органические вещества
Важнейшим компонентом внутриротовой жидкости являются белки – их содержание составляет 2-5 граммов на литр. В частности, это гликопротеины, муцин, A и B глобулины, альбумины. В ней присутствуют углеводы, липиды, витамины и гормоны. Большая часть белка – это муцин (2-3 г/л), а благодаря тому, что в его составе содержится 60% углеводов, он делает слюну вязкой.
В смешанной жидкости присутствует около ста ферментов, в том числе и птиалин, участвующий в расщеплении гликогена и его превращении в глюкозу. Кроме представленных компонентов в ней находятся: уреаза, гиалуронидаза, ферменты гликолиза, нейраминидаза и другие вещества. Под действием внутриротовой субстанции пища изменяется и трансформируется в форму, необходимую для усвоения. При патологии слизистой оболочки полости рта, болезнях внутренних органов часто используется лабораторное исследование ферментов для выявления вида заболевания и причин его образования.
Какие вещества можно отнести к неорганическим?
В состав смешанной жидкости полости рта входят неорганические компоненты. К ним относятся:
Минеральные составляющие создают оптимальную реакцию среды на попадающую пищу, поддерживают уровень кислотности. Значительная часть этих элементов всасывается слизистой оболочкой кишечника, желудка и отправляется в кровь. Слюнные железы активно участвуют в поддержании стабильности внутренней среды и функционирования органов.
Процесс выделения слюны
Выработка слюны происходит как в микроскопических железах ротовой полости, так и в крупных:околоязычных, подчелюстных и околоушных парах. Каналы околоушных желез находятся возле второго моляра сверху, подчелюстные и подъязычные выводятся под языком в одно устье. Сухие продукты вызывают секрецию большего количества слюны, чем влажные. Железами под челюстью и языком синтезируется в 2 раза больше жидкости, чем околоушными – они отвечают за химическую обработку продуктов.
У взрослого человека за сутки образуется около 2 литров слюны. Выделение жидкости на протяжении суток неравномерно: во время употребления продуктов начинается активная выработка до 2,3 мл в минуту, во сне снижается до 0,05 мл. В полости рта секрет, получаемый из каждой железы, смешивается. Он омывает и увлажняет слизистую оболочку.
Слюноотделение контролируется вегетативной нервной системой. Усиление синтеза жидкости происходит под влиянием вкусовых ощущений, обонятельных стимулов и при раздражении пищей во время жевания. Выделение значительно замедляется при стрессе, испуге и обезвоживании.
Активные ферменты, участвующие в переваривании пищи
Система пищеварения преобразует питательные вещества, получаемые с продуктами, превращая их в молекулы. Они становятся топливом для тканей, клеток и органов, которые непрерывно выполняют метаболические функции. Всасывание витаминов и микроэлементов происходит на всех уровнях.
Пища переваривается с момента, когда она попадает в рот. Здесь осуществляется смешивание с жидкостью ротовой полости, включающей ферменты, еда смазывается и отправляется в желудок. Вещества, содержащиеся в слюне, расщепляют продукт на простые элементы, и защищают организм человека от бактерий.
Почему ферменты слюны работают во рту, но перестают функционировать в желудке? Они действуют только в щелочной среде, а дальше, в ЖКТ, она меняется на кислую. Здесь работают протеолитические элементы, продолжающие этап усвоения веществ.
Фермент амилаза или птиалин – расщепляет крахмал и гликоген
Амилаза является пищеварительным ферментом, расщепляющим крахмал на молекулы углеводов, всасывание которых осуществляется в кишечнике. Под действием компонента крахмал и гликоген превращаются в мальтозу, а при помощи дополнительных веществ преобразуются в глюкозу. Чтобы обнаружить этот эффект, съешьте крекер – при пережевывании продукт проявляет сладкий привкус. Вещество работает только в пищеводе и во рту, преобразуя гликоген, но теряет свойства в кислотной среде желудка.
Птиалин производится поджелудочной и слюнными железами. Тип фермента, продуцируемого поджелудочной железой, носит название панкреатической амилазы. Компонент завершает этап переваривания и усвоения углеводов.
Лингвальная липаза – для расщепления жиров
Фермент способствует превращению жиров в простые соединения: глицерол и жирные кислоты. В ротовой полости начинается процесс переваривания, а в желудке вещество прекращает работать. Немного липазы вырабатывается желудочными клетками, компонент специфически расщепляет молочный жир и является особенно важным для малышей, поскольку делает процесс усвоения продуктов и всасывание элементов проще для их недостаточно развитой системы пищеварения.
Разновидности протеазы – для расщепления белка
Протеазы – общий термин для ферментов, расщепляющих белки на аминокислоты. В организме продуцируются три основных типа:
Клетки желудка вырабатывают пепсикоген – неактивный компонент, превращающийся в пепсин при контакте с кислотной средой. Он разрывает пептиды – химические связи белков. Поджелудочная железа отвечает за выработку трипсина и химотрипсина, поступающих в тонкую кишку. Когда уже обработанная желудочным соком и фрагментарно переваренная пища отправляется из желудка в кишечник, эти вещества способствуют образованию простых аминокислот, которые всасываются в кровь.
Почему бывает недостаток ферментов в слюне?
Правильное переваривание главным образом зависит от ферментов. Их недостаток приводит к неполному усвоению пищи, могут возникнуть заболевания желудка, печени. Симптомы их нехватки – изжога, метеоризм и часто возникающая отрыжка. Через некоторое время могут появиться головные боли, нарушится работа эндокринной системы. Малое количество ферментов приводит к ожирению.
Обычно механизмы выработки активных веществ заложены генетически, поэтому нарушение деятельности желез носит врожденный характер. Эксперименты показали, что человек получает ферментный потенциал при рождении, и если его расходовать, не пополняя – он быстро иссякнет.
Процессы, происходящие в организме, можно контролировать. Для упрощения его работы необходимо употреблять ферментированную пищу: приготовленную на пару, сырую, высококалорийную (бананы, авокадо).
К причинам недостатка ферментов можно отнести:
- их малый запас от рождения;
- употребление в пищу продуктов, выращенных в почве, бедной ферментами;
- питание переваренной, жареной едой без сырых овощей и фруктов;
- стресс, беременность, заболевания и патологии органов.
Работа ферментов не прекращается в организме ни на минуту, поддерживая каждый процесс. Они защищают человека от болезней, усиливают выносливость, уничтожают и выводят жиры. При их малом количестве происходит неполное расщепление продуктов, а иммунная система начинает бороться с ними, как с чужеродным телом. Это ослабляет организм и приводит к истощению.
марли(бинт),крахмал,спички,вата,чашка блюдца с йодной водой и стакан с чистой водой.
1)Накрахмальте куски марли или бинта накануне опыта:
Разведите раствор крахмала в следущей пропорции: половину чайной ложки на стакан воды
Доведите до кипения
Опустите куски марли или бинта в крахмальный раствор
Высушите.
2) Возьмите кусок накрахмаленной марли или бинта
3)Возьмите кусок ваты и намотайте его на спичку
4)Смочите вату слюной и напишите на куске марли букву К
5)Опустите марлю в йодную воду.Достаньте и отожмите.Опишите наблюдаемое.____________________________________________
6)Возьмите другую спичку,намотайте на неё вату и смочите водой.
7)Напишите ту же букву на другом куске марли или бинта
8)Опустите марлю в йодную воду.Достаньте и отожмите.Опишите наблюдаемое___________________________________
9)Результаты занесите в таблицу.
СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ СЛЮНЫ
Условия опыта Результаты опыта Выводы
Крахмал+слюна(опыт)
____________________
Крахмал+вода(контроль)
_____________________
О функциях слюны в пищеварительной системе человека. _______________________________________________
Цель: Изучить воздействие желудочного сока на белки, слюны на крахмал.
Оборудование: накрахмаленный бинт, раствор йода
Ход работы
Крахмал плюс слюна(температура тела, слабощелочная среда): Результат йодно-крахмаленой реакции: Белое пятно на синем фоне Вывод: Ферменты слюны расщепляют крахмал
Крахмал плюс вода(температура тела): Результат йодно-крахмаленой реакции- Вся марля имеет синее окрашивание. Вывод: Вода не расщепляет крахмал
Крахмал плюс слюна(0 С): Результат йодно-крахмаленой реакции- Вся марля имеет синее окрашивание. Вывод: Ферменты слюны активны при температуре тела. При охлаждении их активность теряется.
Общий вывод: На крахмале имеется качественная реакция йодом. Ферменты слюны рассщепляют крахмал до глюкозы при температуре тела в слабощелочной среде.
Ответить
