Ферменты: что есть и от чего отказаться, чтобы заставить их работать. Пищеварительные ферменты — нужно ли их принимать и зачем? У человека не встречается фермент

Олимпиадные задания для 9 класса

Задание А.Выберите один ответ их четырёх предложенных

1. Дыхательный центр у человека расположен в

а) продолговатом мозге

б) промежуточном мозге

в) коре больших полушарий

г) среднем мозге

1. Для свертывания крови необходимы помимо прочего

а) ионы железа

б) ионы натрия

в) аскорбиновая кислота

г) ионы кальция

3.В обмене углеводов в организме не участвует

а) адреналин

б) инсулин

в) глюкагон

г) гастрин

4.Большинство животных пустыни могут обходиться без воды. Источником влаги для грызунов, пресмыкающихся, некоторых крупных млекопитающих (например, верблюдов) может служить

а) химические реакции в клетках, происходящие с белками

б) преобразование углеводов

в) окисление жира

г) снижение уровня обмена веществ

5.В составе белков человеческого организма встречается различных аминокислот

а) 20

6) 22

в) больше 20, но меньше 64

г) 64

6.Вирус СПИДа поражает

а) Т-лимфоциты

б) В - лимфоциты

в) антигены

г) все виды лимфоцитов

7.У человека не встречается фермент

а) ДНК - полимераза

б) гексокиназа

в) хитиназа

г) АТФ - синтетаза

8. При голоде или во время зимней спячки запасы энергетических субстратов расходуются в следующем порядке

а) жиры - белки - углеводы

б) жиры - углеводы - белки

в) углеводы - жиры - белки

г) белки - углеводы – жиры

9.Организм человека согревается в основном за счет

а) метаболизма

б) мышечной дрожи

в) потоотделения

г) теплой одежды

10.Максимальная скорость распространения нервного импульса

а) 30 м/сек

б) 60 м/сек

в) 120 м/сек

г) 240 м/сек

Задание Б.Выберите правильные суждения

1.У жуков, живущих в воде, развито жаберное дыхание.

2. Водорослями называются любые растения, обитающие в воде.

3.Вышедшие из куколок насекомые растут и по мере роста линяют.

4. У бактерий есть рибосомы.

5.Желчь не содержит пищеварительных ферментов, а служит для эмульгирования жиров.

6.У земноводных продуктом выделения является мочевина.

7. В состав центральной нервной системы входят головной мозг и нервы.

8. Гемоглобин - это белок, который приносит кислород ко всем органам и тканям, а гемоцианин - белок, который выводит из организма углекислый газ.

9.С поглощением энергии происходит ферментативное расщепление питательных веществ

10.Наибольшее количество АТФ содержится в поперечнополосатых мышцах.

11.При прорастании семена поглощают углекислый газ и выделяют кислород

12. Для грибов характерно гетеротрофное питание

13. У мелких птиц частота дыхания ниже, чем у крупных

14. В клетках бактерий двойной набор хромосом.

15.Белки состоят из аминокислот.

Задание В.

1. Установите соответствие между органическим соединением (А – Д) и выполняемой им функцией (1 – 5).
   

Задание Г. Ответьте на вопросы

1.К какой ткани относятся клетки, изображённые на рисунке? 2.Как называются эти клетки? 3.Назовите органы, состоящие преимущественно из этой ткани. 4.Назовите свойства этой ткани. 5.Какие функции выполняют эти клетки?

6.Какую роль играют эти клетки в сердце, спинном мозге, глазу?

Задание Д.

Большинство водорослей зеленого цвета, однако, глубоководные водоросли – красные. Дайте объяснение этому явлению.

Задание Е

Переведите на греческий язык:

1.Струна

2.Совместная жизнь

3.Сам питаюсь

Переведите на латынь:

4.Восстановление

5.Окраска

6.Площадь, пространство.

Задание Ж

Исключить лишнее. Объяснить почему.

1.Адреналин – тироксин – инсулин – тирозин.

2.Зрение – боль – обоняние – слух.

3.Желудочный сок – слюна – кишечный сок – желчь.

Пояснения к выполнению заданий.

Учащиеся общеобразовательных учреждений базового уровня выполняют задания А, Б, В,Г, Д.

В задании Г 6 вопрос выполняется только учащимися профильных классов.

Учащиеся учреждений повышенного уровня обучения выполняют задания А, Б. В, Г, Д, Е, Ж.

Ключи к проверке заданий.

Задание А.

Задание Б.

Правильные ответы: 4.5,6,10,12,15

Задание В.

1.Д 2.В 3.Г 4.А 5.Б.

Задание Г.

Предполагаемый ответ.

1.Нервная ткань. 2.Нервныеклетки, нейроны, нейроциты. 3. Преимущественно из нейронов состоят клетки головного и спинного мозга. Также преимущественно из нейронов состоят нервные узлы. 4.Свойства нервной ткани: возбудимость и проводимость.

5.Функции нервных клеток: восприятие внешних раздражений (рецепторная функция), переработка информации, передача на другие нейроны или различные рабочие органы. Т.Е. нейроны обеспечивают согласованную работу организма.

6. Сердце иннервируют блуждающие и симпатические нервы. Внутри сердца расположены внутрисердечные ганглии, содержащие нервные клетки, передающие импульсы из подходящих к ним волокон блуждающего нерва на миокард и венечные сосуды. В ганглиях сердца имеются и чувствительные (афферентные) нервные клетки, воспринимающие изменения в самом сердце.

Спинной мозг состоит из нервных клеток, которые осуществляют рефлекторную проводниковую функцию. Нервные центры простых рефлексов (сухожильных) находятся в спинном мозге. Также волокна нервных клеток осуществляют проводниковую функцию, связывая отдельные сегменты спинного мозга между собой, а также с головным мозгом.

Глаз - это периферический отдел зрительного анализатора, содержит фоторецепторы, воспринимающие световые сигналы и преобразующие её в нервные импульсы. В глазу берёт своё начало зрительный нерв, передающий сигнал в головной мозг. Также в глазу имеются нервные окончания, регулирующие изменения кривизны хрусталика, величину зрачка. Также нервные клетки участвуют в осуществлении движения самого глаза, век.

Задание Д.

Красный цвет водорослей зависит от особых пигментов, которые встречаются у глубоководных водорослей. Они помогают хлорофиллу, который тоже есть у этих водорослей, осуществлять процесс фотосинтеза. С глубиной толща воды рассеивает свет, и лучи красного цвета не проникают на глубину ниже 250 метров. На глубину проникают только лучи сине-фиолетовой части спектра, которые и улавливаются пигментами красного цвета. Они помогают хлорофиллу осуществлять процесс фотосинтеза.

Задание Е.

1.Хорда. 2.Симбиоз. 3.Автотроф 4. Регенерация 5.Пигментация. 6. Ареал

Задание Ж..

1.Лишнее-тирозин. Остальное гормоны.

2.Боль. Для остальных ощущений имеются специализированные органы чувств.

3.Желчь. Остальные соки содержат пищеварительные ферменты.

Критерии оценки:

Выполнения работы в объёме 91-100% - I место

Выполнения работы в объёме 85-90% II место

Выполнения работы в объёме 75-84% - III место

Выполнения работы в объёме 70- 74% - лауреат.

Максимальное количество баллов следует отвести для оценивания заданий Г и Д.

Многие болезни современных людей вызваны ферментной недостаточностью. Раньше эта проблема была связана с возрастными изменениями, но сейчас все чаще недостаток энзимов в организме возникает у молодых людей. Что они из себя представляют, как влияют на здоровье и как восполнить дефицит этих важных веществ? Давайте разбираться.

Для чего организму пищеварительные ферменты?

Все жизненно важные процессы обеспечиваются тысячами химических реакций. Они протекают в организме в мягких условиях, без воздействия высокого давления и температуры. Вещества, которые окисляются в клетках человека, быстро и эффективно сгорают, обеспечивая организм стройматериалом и энергией.

Быстрое переваривание пищи в клетках организма происходит под воздействием ферментов, или энзимов. Это биологические катализаторы, которые по выполняемым функциям делятся на 3 большие группы:

1. Амилаза. Это собирательное название группы энзимов, которые перерабатывают углеводы. Для каждого типа углеводов есть свой вид амилазы. Такие ферменты выделяются вместе с желудочным соком и слюной.
2. Липаза - группа пищеварительных ферментов, которые расщепляют пищу на жиры. Они выделяются в желудке и поджелудочной железе.
3. Протеаза - группа энзимов, перерабатывающих белки. Синтезируются эти пищеварительные ферменты с желудочным и поджелудочным соком, как и липаза.

Одна из распространенных причин набора лишнего веса в наше время - недостаточная выработка пепсина в ЖКТ. В таком случае полезно принимать бромелайн. Это мощный биологический катализатор углеводного и белкового обмена. Он опосредованно способствует ускоренному расщеплению жиров и выведению их из организма. Еще этот растительный энзим предотвращает формирование подкожных жировых отложений. В среднем 1 г бромелайна высокой активности сжигает до 900 г жиров.

Бромейлан действует по-разному, это зависит от приема пищи. При его употреблении во время еды он служит пищеварительным ферментом, помогает расщеплять и усваивать белки, активизирует работу других энзимов и в целом нормализует пищеварение. Бромелайн также улучшает функциональную активность кишечника, стимулируя выведение продуктов обмена и токсинов, поддерживая микрофлору толстого кишечника. В результате нормализуется метаболизм. При приеме бромелайна на голодный желудок он оказывает противовоспалительное действие, снимает боль и отеки, поэтому используется при болезнях суставов. Еще это вещество снижает свертываемость крови.

Папаин представляет собой протеолитический фермент, который расщепляет белки. Он содержится во всех частях папайи, кроме корней. В этом энзиме есть лизоцим, который разрушает токсины различных возбудителей инфекционных заболеваний, включая стафилококков и стрептококков. Еще папаин предотвращает формирование тромбов в сосудах, ускоряет заживление ран и трофических язв, пролежней. Он стимулирует их очищение от некротических масс. Для худеющих важно то, что папаин часто входит в состав препаратов для нормализации веса. Он улучшает пищеварение и расщепляет белки до такого состояния, в котором они быстро и легко усваиваются.

Сущность питания - это не высоко- или низкокалорийная пища, а полноценность пищи, то есть — наличие в ней основных, «строительных элементов» живой клетки — аминокислот (из которых сам организм построит необходимые ему протеины или белки), жирных кислот (из них организм также создаст свойственные одному ему жиры), углеводов, микроэлементов, витаминов, гормонов, ферментов (энзимов), клетчатки и других компонентов.

Как ферменты (энзимы) поддерживают защитные реакции организма?

Вся жизненная сила человека — в энзимах или ферментах. однако уже при температуре 49° С ферменты становятся инертными, а при 54° С — погибают, хотя замораживание продуктов в холодильнике сохраняет их.

Сегодня известно, что раковые клетки защищены белковой оболочкой, которая мешает иммунной системе их распознать. Удалить эту оболочку могут только ферменты, разоблачая, таким образом, злокачественные клетки. Вот почему онкологическим больным в их диете ограничивают мясо или исключают его вовсе: этим самым сберегают ферменты, уходящие на расщепление мяса, дают им возможность участвовать в разоблачении раковых клеток.

Так что, если вы едите что-то вареное, а мясо всегда подвергаете тепловой или иной обработке, то обязательно ешьте вместе с вареным продуктом в 3 раза больше сырых овощей.
Где взять ферменты. Откуда в наш организм поступают ферменты?

Организм получает ферменты, главным образом, из двух источников:
1) из растений — пищевые ферменты;
2) от самого организма, его обменных процессов (из печени, переваривающие ферменты — из поджелудочной железы) и от обмена веществ — из каждой клеточки организма.

К сожалению, количество ферментов, которые может продуцировать каждая клетка, ограничено! Потенциал ферментов можно использовать долго, если их постоянно дополнять в виде сырых овощей. При хорошем снабжении организма растительными ферментами и правильном сочетании продуктов можно есть все и не болеть.

Нам надо усвоить:
Жизненная сила пищи в ферментах, именно они — ключ к здоровью. Без ферментов ни минералы, ни витамины, ни гормоны не могут работать. Именно ферменты руководят формированием нашего организма. Вы можете иметь все — белки, жиры, углеводы, минералы, витамины, но без рабочих ферментов ваш организм не сможет начать процесс обновления, восстановления, очищения, созидания. Ферменты — это специальные белки, образованные специфическими аминокислотами, их называют биологическими катализаторами биохимических реакций, они работают в определенном режиме. Вы можете проглатывать килограммы витаминов, но без ферментов они не принесут вам никакой пользы, вы просто тратите свою энергию и продукты, потому что все это не усвоится и выведется с мочой.

Что такое плохая ферментация?
— непереваренные или плохо переваренные жиры ведут к сердечно-сосудистым заболеваниям и избыточному весу;
— непереваренные белки — к повышению температуры тела, к депрессии и раку;
— непереваренные углеводы — причина аллергии, астмы и артритов.
Почему же нам не хватает ферментов?

1. Многие из нас рождаются с малым их банком. Этот грех лежит не только на матери, но даже на прапрапрабабушке и прапрапрадедушке.
2. Продукты, которые мы получаем из растений, выращиваются на почвах, бедных ферментами.
3. Организму человека нужна сырая пища, а наши диеты состоят преимущественно из вареной, часто переваренной, обработанной, видоизмененной химическими добавками или, что еще хуже, пищи, подвергнутой радиации, в которой вообще отсутствуют ферменты, а если они и сохранились, то находятся в разрушенном состоянии.
4. Стресс и стрессовые ситуации, простуды, температурные реакции, любые болезни, беременность истощают ферменты: мы ежедневно теряем их с мочой и калом.
Чем важны для организма человека ферменты?

Ферменты постоянно работают в организме: без них не совершается ни один процесс. Они расщепляют пищу на клеточном уровне, создают из белков мышцы, выделяют из легких углекислый газ, поддерживают работу иммунной системы в ее борьбе с инфекцией, повышают уровень выносливости организма, помогают пищеварительной системе правильно функционировать. Кроме всего перечисленного, ферменты:
— уничтожают и выводят из организма различные жиры;
— предупреждают хроническое течение болезни;
— сохраняют нам молодость и помогают хорошо выглядеть;
— усиливают энергию и выносливость;
— препятствуют гормональному дисбалансу в организме.
Как мы можем пополнять запас ферментов?

Есть один способ восполнить запас ферментов: потребление сырой пищи. Только «живая», естественная, натуральная пища богата ферментами, приготовленными из растений, выращенных на органических почвах без всяких химических удобрений. В нашем рационе должны обязательно присутствовать сырые овощи, потому что они поставляют нам этот эликсир Жизни,— ферменты, помогающие усвоить, ассимилировать все ему необходимое и выделить все вредное. Ферменты сырых овощей — это ключ к здоровью.

Ферментов, работающих в организме, множество. Каждый из них имеет свое назначение. Протеаза — фермент переваривания белка, липаза переваривает жиры; амилаза переваривает углеводы и целлюлаза — переваривает клетчатку.

Имеются 22 пищеварительных фермента, которые вырабатывает поджелудочная железа. Они продолжают процесс пищеварения в 12-перстной кишке, но только при условии, чтобы там была щелочная среда.

В организме работают также тысячи ферментов обмена веществ. Они участвуют в дыхании, движении, речи, поведении и в работе иммунной системы. Кроме того, в человеческом организме находится специальный тип обменных ферментов оксидантов — они превращают свободные радикалы (токсический кислород) в безвредные продукты: воду и кислород.

Но ферменты имеют свои особенности. При недостатке ферментов организм перераспределяет их, истощая, таким образом, ферментативный банк, с которым мы родились, ослабляя тем самым его жизненные функции и согласованную работу всех органов. Несоответствующая потребностям организма человека пища (животная, вареная, рафинированная) усваивается лишь частично. Все, что не усвоено,— гниет, бродит, порождает токсемию.

Иммунная система начинает бороться с плохо переваренной, всосавшейся пищей точно так же, как она борется с инфекцией или другими опасными чужеродными агентами. Это истощает и ослабляет организм.

С каждым годом наблюдается снижение процента здоровых людей.

Ферменты — вот магический ключ к здоровью. После кислорода и воды ферменты стоят на третьем месте в той взаимосвязи, в которой функционируют все элементы, обеспечивающие четкую работу нашего организма. Пищевые ферменты — вот наиболее важный фактор нашей с вами диеты. И только сырая пища включает те из них, которые наиболее активны.

Эффект плохого и вредного питания сказывается потом, много-много лет спустя, и требуется смена 3—4 поколений, чтобы изменить этот отрицательный эффект в естественном и верном направлении».

Что мы должны знать о ферментах.

1. Наш организм не вырабатывает пищевых ферментов. Мы получаем их лишь тогда, когда съедаем сырую пищу или когда принимаем ферменты в виде диетических добавок. Наш организм вырабатывает пищеварительные ферменты в поджелудочной железе, но они не работают в желудке. Они работают только в двенадцатиперстной кишке при условии сохранения там слабощелочной реакции. Поэтому, если у вас нарушен кислотно-щелочной баланс, ферменты вашей поджелудочной железы работать не будут.

2. Считается, что соляная кислота желудочного сока расщепляет белок. Это не так. Соляная кислота не расщепляет белок, она лишь превращает фермент пепсиноген в его активную форму, называемую пепсином, — фермент, расщепляющий белок, который начинает свою работу в желудке.

3. Пищевые ферменты работают в желудке, а ферменты поджелудочной железы работают в двенадцатиперстной кишке. Пищевые ферменты отличаются от других растительных ферментов тем, что работают при широком диапазоне, то есть сохраняют активность как в желудке, так и в двенадцатиперстной кишке. А вот панкреатин — фермент поджелудочной железы, работает в узкощелочной среде РН (7,8—8,3) и разрушается в кислой среде желудка.

4. Обычно, если кислотность снижена, врачи назначают пациенту соляную кислоту, чтобы повысить кислую среду и улучшить переваривание белка. Правильно ли это? Нет, это не так. Это «подкисление» в первую очередь меняет РН крови. Срабатывает буферная система нейтрализации кислоты щелочью. Соляная кислота лишает активности ферменты поджелудочной железы, ухудшая пищеварение. Оптимального результата можно достичь с помощью пищевых ферментов, а не введением в организм кислого или добавок с соляной кислотой. Кроме того, это беспорядочное глотание — нагрузки на почки, которым нужно выделить избыток кислот. Поэтому, когда анализ мочи выявляет ее кислую реакцию, надо выяснить, не связана ли эта реакция с приемом добавок, содержащих соляную кислоту, или злоупотреблением кислой пищей (мясо, белковые напитки, сахар, жиры), или (увы!) уже развивающимся диабетом.

5. Если кислотность слишком велика, обычно рекомендуют диетические добавки в виде солей кальция. При этом считают, что это заодно предупредит развитие такой болезни, как размягчение костей (остеопороз). Но это отнюдь не так! Кальциевые соли имеют эффект, противоположный соляно- кислому эффекту. Уже доказано, правильнее было бы наоборот — ни в коем случае этот кальций не пить. Именно на фоне щелочной реакции неорганический кальций только превратится в соль щавелевой кислоты и будет способствовать развитию артрита и других заболеваний костей и суставов, а также образованию катаракты. В то же время процесс пищеварения можно легко скорректировать, употребляя больше сырой пищи, в которой и содержатся все пищевые ферменты.

6. Ошибочно считают, что невозможно установить недостаток в организме ферментов. Между тем недостаток ферментов в организме проявляется определенными симптомами ферментного голодания: лихорадка, жар; увеличение поджелудочной железы (чаще всего встречается у пациентов, которые едят переваренную пищу, где все ферменты погибли); увеличение количества белых кровяных шариков после употребления вареной, консервированной пищи в отличие от сырой пищи, богатой ферментами, которая никогда не дает такого отрицательного эффекта; появление в моче продуктов, указывающих, что в кишечнике не все благополучно в результате плохого переваривания белка из-за отсутствия нужных ферментов.

Ферменты, которые мы получаем вместе с сырой пищей, важны не только для пищеварения, но и для поддержания здоровья, предупреждения болезней. Если мы едим свежие сырые продукты на пустой желудок, они попадают в кровяное русло и проделывают следующую работу: разрушают белковые структуры вирусов и бактерий, а также любые другие вредные субстанции, появляющиеся при воспалениях. Поэтому ферменты (особенно свежих соков, богатых ферментами) очень эффективны: во время воспалительных процессов подобно холоду они контролируют отек, красноту, жар, острую боль.

Ферменты, переваривающие белки, имеют значительный лечебный эффект при заболевании глаз, ушей и почек. Это первая линия обороны иммунной системы.

Амилаза — это фермент, переваривающий углеводы. Но она также устраняет гной, состоящий, как известно, из погибших белых кровяных шариков. Например, при абсцессе зубов, десен, когда антибиотики плохо помогают, улучшение может наступить, если принимать соответствующие дозы амилазы, которая сражается с гноем: абсцесс исчезает в короткое время.

Амилаза и липаза помогают также лечить кожные болезни: крапивницу, псориаз и контактные дерматиты; очищают легкие и бронхи от слизи; комбинация ферментов сегодня используется при лечении астмы, чтобы ликвидировать приступы. Однако эффект во всех случаях зависит от адекватного количества используемых ферментов.

Фермент липаза переваривает жиры, включая жиры пищи и флоры, состоящих из клеток, окруженных жировой оболочкой, также разрушает жировую оболочку некоторых вирусов, увеличивает проницаемость клетки: вирус становится доступным и переваривается пищевыми ферментами.

Что лучше — есть пищу с высоким содержанием липазы или принимать эту же липазу в виде диетических добавок? Конечно, лучше есть пищу с высоким содержанием ферментов, чем употреблять фармацевтически приготовленные ферменты.

Надо просто знать их источники:
1. Зерновые, овощи и фрукты, орехи, выращенные в естественных органических условиях, а не на искусственных почвах, да еще с обилием разных химических добавок — вот главные поставщики ферментов. Необходимо ежедневно употреблять сырые салаты из овощей домашнего приготовления, свежий сок из овощей и фруктов. Можно, конечно, есть овощи, приготовленные на пару, но их уже должно быть в 3 раза меньше, чем сырых.
2. Современная наука еще не научилась производить синтетическим путем полноценные ферменты. Поэтому только сырая пища сохраняет ферменты, так как эти пружины в живой жизни очень чувствительны к температуре. Употребление сырой пищи помогает сохранить запас своих собственных ферментов, что важно для их мобилизации организмом в любой нужный момент.
Какие растения богаты ферментами?

Особенно богаты ферментами: ростки семян и зерен, их побеги; хрен, чеснок, авокадо, киви, папайя, ананасы, бананы, манго, соевый соус. Его научились приготавливать более тысячи лет назад. Это натуральный продукт ферментации соевых бобов с морской солью, используемый в качестве добавки в суп, каши, овощи. Такая крупа, как перловка, и овощи — брокколи, капуста белокочанная, брюссельская, цветная, трава пшеницы, содержащая хлорофилл, и большинство зеленых овощей содержат естественную, натуральную форму фермента, необходимого для нормальной работы организма. Но если у вас нет никакой возможности употреблять сырую пищу хотя бы в ограниченном количестве, то пейте соки овощей, только сразу 5 видов (в одном стакане), можете принимать ферменты 1—3 раза в день во время еды в виде диетических добавок. Пищевые ферменты помогают сохранять энергию нашим органам, мышцам, тканям. Они превращают диетический фосфор в костную ткань; выводят токсические вещества из кишечника, печени, почек, легких, кожи; концентрируют железо в крови; защищают кровь от нежелательных продуктов, превращая их в субстанции, легко выделяемые из организма.

Пищеварительные ферменты:

* амилаза — она начинает расщеплять углеводы уже в полости рта, выделяясь вместе со слюной;
* протеаза желудочного сока, переваривающая белки;
* липаза, расщепляющая жиры.

Все эти три фермента находятся в соке поджелудочной железы, поступающем в кишечник. Здоровый организм также вырабатывает ферменты и каталазу, которые помогают удалять свободные радикалы, все увеличивающиеся с возрастом. Для выработки этих ферментов организм нуждается в таких минералах, как цинк и марганец.

* панкреатин — фермент поджелудочной железы, который работает в щелочной среде тонкого кишечника;
* ферменты трипсин и химотрипсин — участвуют в расщеплении белков;
* ферменты аспергиллус — грибкового происхождения,— попадая в кровяное русло, могут оказывать благотворное лечебное воздействие, расщепляя фибрин, помогая в рассасывании тромбов. Замечено, что ферменты аспергиллус, совместно с животными ферментами трипсином и химотрипсином, эффективны в лечении рака.

Плохое пищеварение, сниженное всасывание, слабая работа поджелудочной железы, жирный стул, болезни кишечника, непереносимость лактозы молока, тромбоз сосудов — все это требует приема ферментов аспергиллуса совместно с ферментами трипсином и химотрипсином.

При потере веса необходимо исключить из пищи продукты, содержащие пуриновые вещества, так как кислый желудочный сок в большинстве случаев разрушает их: особенно липазу. Это ведет к плохому перевариванию жира.

Панкреатит — следствие большого количества пурина, а это может нанести вред почкам.

Сравнительное действие ферментов говорит о высокой активности всех групп пищевых ферментов, работающих как в кислой, так и в щелочной среде. Вот почему так эффективны и так нужны сырые овощи, богатые пищевыми ферментами, кстати, никогда не имеющие никаких противопоказаний.

Формирование понятия “фермент” в школьном курсе биологии и связь с школьным курсом химии .

1. Введение

2. Формирование понятия “фермент” в курсе “Анатомия,физиология и гигиена человека”:

а) определение понятия “фермент” в теме “Общее знакомство с организмом человека”;

б) развитие понятия “фермент” в теме “Пищеварение”;

г) формирование понятия “фермент” в теме “Обмен веществ”;

3. Формирование понятия “фермент” в курсе “Общая биология”:

а )формирование понятия “фермент” в теме “Учение о клетке”

б) завершение развития понятия “фермент” в теме “Обмен веществ и превращение энергии в клетке”

4. Методические разработки проведения факультативных занятий по теме “Фермент” в Х1 классе.

5 .Выводы.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из фундаментальных понятий, как биологии,так и химии является понятие “фермент”.Изучение ферментов имеет большое значение для любой области биологии,а также для многих отраслей химической,пищевой и фармацевтической промышленности,занятых производством биологически активных веществ для медицины и народного хозяйства.

Поэтому одним из ключевых понятий общей биологии является понятие “фермент”.В школьном курсе биологии оно начинает формироваться с 1Х класса в курсе “Анатомия,физиология и гигиена человека”.В Х классе с этим понятием учащиеся не встречаются,а в Х1-- оно дается при объяснении ряда важных биологических положений на качественно новом уровне.В школьном курсе химии понятию “фермент” уделяется мало внимания,упоминание о ферментах можно найти только в Х1 классе,поэтому на предмет биология выпадает главная роль при знакомстве учащихся с одним из главных понятий биологии и химии.

Формирование понятия “фермент” в курсе “Анатомия,физиология и гигиена человека”

Впервые с термином “фермент” учащиеся встречаются во вводной главе курса “Анатомия,физиология и гигиена человека”,которая называется “Общее знакомство с организмом человека”,в ней дается общее представление о жизненных процессах клетки.Здесь же впервые дается определение этому понятию:ферменты - это белки,ускоряющие химические превращения,происходящие в клетке.Акцент,в определении,на белковую природу ферментов позволяет создать учащимся общее преставление о строении,составе и свойствах ферментов,по аналогии с белками.

К сожалению,при изучении тем: “Опорнодвигательная система”,”Кровь”, “Кровообращение” и “Дыхание”,которые по плану изучения анатомии идут после главы “Общее знакомство с организмом человека”,понятие “фермент” не упоминается и,следовательно,не закрепляется и из активной биологической лексики “выпадает”.

Нам кажется,что было бы целеособразнее,определение понятия “фермент” давать учащимся при изучении темы “Пищеварение”,где на конкретных примерах можно объяснить биологическую роль,механизм действия,значение и другие свойства ферментов.Характерной особенностью этой темы с точки зрения понятия “фермент” является то,что разбирается процесс пищеварения дробно,т.е. отдельно для каждого отдела желудочно-кишечного тракта.Это позволяет познакомить учащихся с большим количеством ферментов,а для них легче запомнить.

При изучении этой темы учащиеся узнают,что расщепление основных компонентов пищи представляет собой сложный биохимический процесс,который осуществляется с помощью пищеварительных ферментов.Важно создать у учащихся представление о ферментах,как строго спецефичной группе белков:одни ферменты воздействуют на углеводы,другие на белки,третьи --- на жиры.Также создать понятие о четкой функциональной специализации ферментов на определенные биологические субстра

ты.В этой же теме дается представление об оптимальных условиях для проявления спецефических свойств ферментов:температура,кислотность среды.

При изучении пищеварения в ротовой полости ученики знакомятся с расщеплением крахмала.Здесь они узнают,что в слюне содержится два фермента,которые вырабатываются в эпителиальных клетках слюнных желез.Под действием одного из них крахмал расщепляется на вещества,имеющие менее сложные молекулы - солодовый сахар,в присутствии другого фермента солодовый сахар превращается в глюкозу.От учителя учащиеся узнают,что в слюне содержатся амилолитические ферменты:птеолин,расщепляющий крахмал до мальтозы,и мальтаза,расщепляющая мальтозу до глюкозы.Условия действия ферментов слюны- это слобощелочная среда и температура 37 градусов по Цельсию.

При изучении пищеварения в желудке учащиеся знакомятся с новым ферментом,содержащимся в желудочном соке - пепсином.Пепсин расщепляет белки и может действовать только при температуре нашего тела и в кислой среде.Такую среду в желудке создает соляная кислота,которая содержится в самом желудочном соке.

Пищеварение в двенадцатиперстной кишке промсходит под воздействием поджелудочного сока.Три фермента этого сока действуют на все органические соединения.Под влиянием трипсина в основном завершается начавшееся в желудке расщепление белков до образования растворимых в воде аминокислот.Под действием липазы происходит расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты.В присутствии фермента амилазы крахмал,не подвергшийся пищеварительному действию слюны,расщепляется до глюкозы.Ферменты поджелудочного сока действуют только в щелочной среде при температуре нашего тела.

При характеристике ферментативной деятельности пищеварительных

желез,в различных отделах пищеварительного тракта,важно обратиь внимание учащихся на спецефичность их расщепляющего действия на опреде-

ленные биологические вещества.Так в ротовой полости проявляется действие ферментов,расщепляющих крахмал;в желудке -расщепляющие бел

ки;в кишечнике,под действием ферментов секрета поджелудочной железы происходит расщепление всех основных компонентов пищи: белков,углеводов и жиров.

При изучении темы “Пищеварение”,для лучшего усвоения материала целесообразно использовать таблицу,в которую входили бы отделы пищеварительного тракта;ферменты,содержащиеся в секрете желез каждого из этих отделов;субстраты и продукты реакции,а также условия протекания реакции.

Например:

Отделы пищевари- тельного тракта	Ферменты	Действие фермента	Оптимальные усло- вия работы фермен.
1 .Ротовая полость (слюнные железы:	а) Птеолин б) Мальтаза	Крахмал а) Маль- Мальтоза б) Глю-	Слабощелочная сре да.Температура 37- 38 градус.по Цел.
2. Желудок (желудочный сок)		На белки.	Кислая Среда. Температура 37гр.
3 .Двенадцатиперс- тная кишка (секрет поджелудоч- ной железы)	б)Трипсин в)Химотрипсин г)Амилаза	Жиры а) Глице- рин + жирные к-ты Белки б) Амино- Крахмал г) Глюко-	Щелочная Среда. Температура 37гр.

В заключении нашего обсуждения темы “Анатомия, физиология и гигиена человека “ можно сделать следующие выводы: в этом курсе учащиеся знакомятся с ферментами в ознакомиткльном плане, их действии на уровне всего организма.

К сожалению,при изучении других тем данного курса,понятие “фермент” не затрагивается.Это очень плохо,т.к. у школьников создается впечатление,что ферменты участвуют только в процессах пищеварения.Поэтому задача учителя в следующих темах,таких как “Газообмен в легких и тканях”,”Белковый,жировой,углеводный обмен” не забывать знакомить учащихся с ферментами,принимающими участие в этих процессах.Для учеников 9 класса не важен механизм этого участия, важно,чтобы они усвоили,что все реакции нашего организма катализируются какими-то определенными ферментами.

Уже в 9 классе учитель должен показать важность межпредметных связей между биологией и химией.Следует использовать знания,полученные учениками при изучении неорганической химиии в курсе 8-9 классов (темы:”Кислород,оксиды,горение”, ”Водород”, ”Кислоты,соли,основания”, “Строение вещества”).

Формирование понятие “фермент” в курсе “Общая биология”

Дальнейшее знакомство с ферментами ученики продолжают в курсе “Общая биология”. Здесь происходит изучение ферментов на качественно новом уровне,закладываются основы для понимания важнейших процессов нашего организма.В этом курсе учащиеся изучают ферменты уже как часть нового класса органических соединений,с которым они позже встретяться в курсе “Органической химии”.Поэтому для учителя очень важно заложить начальные знания,которые потом понадобятся на уроках химии. Именно в этих курсах биологии и химии видна важность межпредметных связей,которую необходимо показать и ученикам.

Первая тема курса - “Учение о клетке”.Здесь дается понятие фермента как катализатора всех жизненно важных биохимических реакций,протекающих в элементарной структурной единице всего живого-клетке. При изучении этой темы учащиеся узнают о внутриклеточной локализации ферментов:в митохондриях,лизосомах,ядре,в мембранах или на мембранах.Так в частности,понятие “лизосома” объясняется следующим

образом: расщепление пищевых веществ с помощью ферментов называется лизисом,отсюда и название-лизосома.Внутри них сконцентрированы ферменты,которые способны расщеплять все пищевые вещества,поступающие в клетку.”Для лучшего объяснения этой темы,а также для лучшего усвоения ее учащимися можно использовать таблицу: “Локализация ферментов внутри клетки” (Т.Т.Березов,Б.Ф.Коровкин,”Биологическая химия”,1982г.)

Цитоплазма Митохонд. Лизосомы Микросом. Плазматич. Ядро

фракц.ЭПС

Ферм.глико Пируват- кислые Рибосомные Аденилат- Фер.реп-

лиза дегидро- гидро- ферменты циклаза, ликации

геназный лазы белков.синт. АТФ-аза ДНК

комплекс

Ферменты Ферменты --- Фер.синтеза --- ---

пентозного цикла фосфолипид.,

пути Кребса синтез.холисте

Фер.активац. Ф.цикла --- Гидроксилазы --- ----

аминокислот жир.к-т

Ф.синтеза Ф.окислит. --- --- --- ----

жирных фосфори-

к-т лирования

Фосфорилаза --- --- --- --- ---

гликоген-

Завершение развития понятия “фермент” происходит в теме “Обмен веществ и превращение энергии в клетке”. В этой теме полное представление о ферменте,ферментативной реакции,значении их для обмена.Здесь дается учащимся представление о структуре,механизме действия,классификации ферментов.Вводятся новые понятия,которые позже будут использоваться в химии.Это субстратный комплекс,кофермент,регуляторный комплекс.Про-

цессы ассимиляции и диссимиляции,их взаимосвязь в общем процессе метаболизма.Также важно объяснить,что все ферментативные процессы регулируются. Дальше в этой работе будет рассмотрен один из возможных вариантов проведения факультативного занятия по этой теме,где уже более детально будут рассмотрены эти вопросы.

Таким образом формирование понятия “фермент”,начинается в 9 классе,идет от простого к сложному.Наиболее сложный материал в 11 клас

се.Это связано с разным уровнем развития учеников 9 и 11 классов,с разной их способностью к восприятию сложного научного материала.

Благодаря тому,что учащиеся знакомятся с понятием “фермент” в курсе биологии достаточно рано и почти на протяжении всего курса все время с ним сталкиваютс и познают все глубже и глубже,это облегчает задачу учителя в курсе химии. А так как мы учителя биологии и химии,то это особенно важно для нас. На стыке этих двух наук учащихся важно познакомить с проблемой использования ферментов в промышленности.Этому мало уделяется внимания,как в курсе биологии,так и химии.Поэтому можно провести отдельное факультативное занятие, как по химии,так и по биологии вместе.Темой для него послужит роль фермента в хозяйственном комплексе: в химической,пищевой,фармацевтической промышленности.Можно дать учащимся темы по которым они подготовят маленькие выступления по использованию того или иного фермента.В качестве материала в помощь может послужить следующая таблица:

“Некоторые примеры использования ферментов в промышленности”

Фермент Промышленность Использование

Амилазы Пивоваренная Осахаривание содерж.в солоде крахмала

(расщепляют Тектильная Удаление крахмала,наносимого на нити во

крахмал) время шлихтования

Хлебопекарная Крахмал в глюкозу.Дрожжевые клетки

сбраживая глюкозу,образуют CO2 ,кото

рые разрыхляют тесто.

Протеазы

(расщепяют

Папаин Пивоваренная Этапы процесса пивоварения,регулирующие

кол-во пены

Мясная Мягчение мяса.

Фицин Фармацевтическая Добавки к зубным пастам для удаления зуб

ного налета

Фотография Смывание желатины с использованной плен

Трипсин Пищевая Произ-во продуктов для детского питания

Пепсин Пищевая Произ-во “готовых” каш

Разработка методики факультативных занятий и системы самоконтроля .

Мы хотели бы предложить методические разработки для проведения факультативных занятий по теме “Ферменты и их роль “.Эти занятия должны проводиться,когда учащиеся проходят тему “Обмен веществ и энергии в клетке”.Главный смысл этих факультативных занятий-это более углубленное изучение учащихся с ферментами и их ролью.Это можно сделать на достаточно хорошем уровне,т.к. к этому моменту шклольники уже неоднократно сталкивались с понятием “фермент” в курсе биологии и проходят такие классы органических соединений,как “Белки”,”Аминокислоты” в химии. Это дает учителю возможность во-первых более полно,и на качественно новом уровне говорить о биохимических процессах,проходящих в организме человека и роли в них ферментов в курсе биологии и во-вторых обратить внимание учащихся на важность таких классов соединений как “Белки”,”Аминокислоты” в процессах,протекающих в клетках и в организме в целом.Данные факультативные занятия целесообразно проводить в кабинетах химии и биологии,т.к. важно провести ряд химических опытов.

Занятие N1 “Знакомство со строением ферментов,их классификацией,ролью в организме”.

Ферменты-вещества белкововой природы,способные ускорять протекание химических реакций.Роль ферментов в жизнедеятельности колоссальна.

Благодаря своей функции (каталитической) разнообразные ферменты

обеспечивают быстрое протекание в организме огромного числа химических реакций.В настоящее время выделены и изучены сотни ферментов известано,что живая клетка может содержать до 1000 различных ферментов,каждый из которых ускоряет ту или иную химическую реакцию.

Ферменты-это эффективные биологические катализаторы.(Понятие “катализатор” для учеников знакомо из курса неорганической химии.) Они участвуют в большинстве химических превращений,происходящих в организме.Все процессы,протекающие в организме,т.е. процессы метаболизма деляться на два процесса:прцесс ассимиляции и прцесс диссимиляции.Важно дать определения этих двух понятий и это можно сделать следующим образом:

Ассимиляция -множество химических реакций,осуществляемых с участием ферментов,позволяющих использовать поступающие в организм вещества для синтеза специфичных для данного организма белков,нуклеиновых кислот,липидов,полисахаридов и т.д.,что обеспечивает рост,развитие,обновле-

ние организма и накопление запасов,используемых в качестве источников энергии.

Диссимиляция -это разрушение органических соединений с превращением белков,жиров,углеводов,включая введенные в организм с пищей,в простые вещества.

Так ферменты катализируют каждый из этих процессов.Таким образом ферментативные реакции подразделяются на реакции синтеза(ассимиляции) и реакции распада(диссимиляции).Эти реакции в организме взаимосвязаны,обеспечивая постоянное обновление тканей организма и следовательно постоянство внутренней Среды организма.Важно подчеркнуть для учащихся различие в протекании процессов метаболизма у аутотрофных и гетеротрофных организмов.Так у аутрофных организмов преобладает процесс ассимиляции,т.к. в процессе фотосинтеза,из неорганических соединений,и непосредственным использовании энергии све

та,соэдаются сложные органические вещества.У гетеротрофов построение собственного организма и обеспечение всех жизненных функций идет за счет энергии,получаемой в процессе диссимиляции органических веществ.Можно сделать вывод,что все биохимические процессы,протекающие в клетке и в организме,можно отнести к процессам ассимиляции,либо к процессам диссимиляции.Попав внутрь клетки,питательные вещество претерпевает ряд химических изменений,катализируемых ферментами.

Теперь можно перейти к строению.Для выполнения своих функций ферменты имеют определенное строение.Для углубления представлений учащихся о структуре и классификации ферментов можно ввести следующие понятия:

1. Ферменты могут быть протеинами(простыми белками) и протеидами(сложными белками).Во втором случае в состав ферментов входит добавочная группа.Характерной особенностью ферментов-протеидов является,что ни основная белковая часть,ни добавочная группа по отдельности не обладают каталитической активностью.Только их комплекс прявляет ферментативные свойства.Добавочная группа(кофактор)-небелкового происхождения (ионны металлов,различные органические соединения).

2. Фермент имеет следующие центры:

а) Активный центр (Результаты исследований показали,что молекулы большинства ферментов во много раз больше,чем молекулы тех субстратов,которые взаимодействуют с данным ферментом,и что в контакт с субстратом в фермент-субстратном комплексе вступает лишь небольшая часть молекулы фермента,получившая название активного центра),

б) Субстратный центр,

в) Регуляторный центр.

Также на данном занятии необходимо познакомить учащихся с классификацией ферментов.Можно дать историческую справку развития классификации ферментов.Так по первой в истории изучения ферментов класси

фикации,ферменты делили на две группы: 1-ускоряюшие реакции гидролиза и 2- на ускоряющие реакции негидролитического распада.Затем была сделана попытка разбитьферменты на классы по числу субстратов,участвующих в

реакции.Одновременно развивалось направление,где в основу классификации ферментов был положен тип реакции,подвергающейся каталитическому воздействию.Наряду с ферментами,ускоряющими реакции гидролиза(гидро-лазы),были изучены ферменты,участвующие в реакциях переноса атомов и атомных групп,расщеплении,различных синтезах.

По этому принципу все ферменты делят на 6 классов:

1 .Оксидоредуктазы-ускоряют реакции окисления-восстановления

2 .Трансферазы-реакции переноса атомных групп и молекулярных остатков

3 .Гидролазы- реакции гидролитического распада и синтеза

4 .Лиазы-негидролитическое отщепление от субстратов определенных групп атомов

5 .Изомеразы-реакции внутримолекулярного превращения

6. Липазы-рекции синтеза

Занятие N2 “Свойства ферментов,механизм их действия”

На этом занятии нужно более подробно дать учащимся понятия о субстратном и регуляторном центрах фермента,это важно для понимания механизма их действия.

Под субстратным центром понимают участок молекулы фермента,ответственный за присоединение вещества,подвергающегося ферментативному превращению.Из неорганической химии учащимся известно,что по окончании реакции катализаторывосстанавливают свою структуру и свойства.Зная это,можно подвести учащихся к выводу об образовании временных прмежуточных соединений между ферментами и субстратами.Так фермент соединяясь с субстратом,образует короткоживущий фермент-субстратный комлекс.В таком комплексе шансы на то,что реакция произойдет возрастают.По завершении реакции фермент-субстратный

комплекс распадается на продукт (или продукты) и фермент.Фермент в реакции не изменяется.

Понятие о работе ферментов будет неполным без раскрытия проблемы регуляции их действия.Поэтому следует отметить,что в молекулах ферментов,кроме активного и субстратного центров,есть регуляторный центр,который структурно соответствует конечному продукту определенного этапа обмена.Достигнув определенной критической концентрации,конечный продукт реакции взаимодействует с центром регуляции фермента и останавливает работу системы по принципу обратной связи:концентрация крнечного продукта служит сигналом выключения или запуска специфической химической реакции.Контроль и регуляция деятельности ферментов обусловлены их молекулярной структурой,которая способна “узнавать” определенные ыещества-сигналы и суммировать их действие.Важно познакомить учащихся и свойствами ферментов.

1 .Специфичность

Ферменты обладают очент высокой специфичностью.Эта специфичность обусловлена особой формой молекулы фермента,точно соответствующей форме молекулы субстрата.Эту гипотезу называют гипотезой “ключа и замка”:субстрат сравнивается в ней с ключом,который точно подходит к замку,т.е. к ферменту.Далее на основании этой гипотезы уже в 1959 году новую интерпретацию гипотезы “ключа и замка” предложил Кошланд.Он делает вывод о гибкости активных центров ферментов.Согласно этому предположению,субстрат соединяясь с ферментом,вызывает изменения в структуре последнего.Подходящей аналогией в этом случае может служить перчатка,которая при надевании на руку соответствующим образом изменяет свою форму.

Для подтверждения этого свойства ферментов можно показать опыт из биохимии.

Для этого берутся 4 пробирки:

1,2- по 2мл раствора крахмала

3.4-по 2мл раствора сахарозы

Затем в 1,3 -по 0.5мл раствора слюны

2,4-по 0.5мл 1% дрожжевой сахарозы

Перемешиваем,на 10 минут в водяную баню,охлаждаем,из пробирок

1,2 стеклянной палочкой берем капли и капли Y2 в KY,соединяем капли-синий цвет.

Из пробирок 3,4-берут по 3 мл,смешиваем с 1 мл 10% NaOH + несколько капель 1% CuSO4 - желтый или красный осадок(в зависимости от темпер. на амилазу слюны).

2 .Термолабильность

Температура важный показатель ферментативного действия.Для каждого фермента существует определенный температурный оптимум,обеспечивающий наибольшую активность.За пределами этого уровня скорость ферментативной реакции снижается.Для нагладности рекомендуется продемонстрировать следующий опыт:

Берутся 4 робирки по 2 мл 1% крахмала+0,05 мл разбавленной в 10 раз слюны,перемешивают и ставят в разные температурные условия.Ход гидролиза определяют по реакции с У2 (в КУ).Пробы берут через 2,4,6,8,10,12 минут.По изменению окраски крахмала с иодом судят о степени гидролиза крахмала в каждой пробирке.

Система самоконтроля учащихся .

Также в данной работе мы хотели бы предложить систему самоконтроля учащихся.Карточки самоконтроля представляют собой свод вопросов по теме,составляемые преподавателем.Вопросники раздаются школьникам на дом.Дома,в процессе подготовки учеников к занятиям,они ищут ответы на поставленные вопросы в учебных пособиях.Затем во время проведения фекультативного занятия учащимся раздаются карточки,содеожащие 2-3 вопроса,входящие в состав самоконтроля.Ответы письменные.Таким образом проверяются знания учащихся,степень осмысления ими метериала.

Самоконтроль может решать несколько задач:

1.концентрированние внимания школьника на ключевых вопросах темы

2.постановка проблемных вопросов

3.самоконтроль может содержать вопросы на повторение пройденного метериала и связь его с настоящим материалом,вопросы обощающего характера.

Примерные вопросы для самоконтроля:

1.Обмен веществ - сочетание и взаимосвязь процессов ассимиляции и диссимиляции.

2.Образование АТФ в клетке.АТФ- универсальное “топливо” клетки.

3.Локализация ферментов углеводного обмена.

4.Локализация ферментов биосинтеза белка.

5.Мультиферментативные системы,их локализация и функции.

Выводы.

1. Развитие общебиологических понятий,к числу которых можно отнести понятие “фермент”,является теоретической основой обучения как биологии,так и химии.

2 .Развитие понятия о ферментах способствует формированию у учащихся знаний,которые необходимы для расширения общего научного кругозора.

3.В связи с важностью формирования понятия “фермент”,а так же из-за недостатка времени,рекомендуетсяпроведение факультативных занятий.Несколько занятий разработаны нами.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.