Ферменты пищеварительной системы человека таблица егэ

Пищеварение

Мы приступаем к изучению нового раздела — пищеварительной системы, представляющей собой систему органов, деятельность
которых направлена на осуществление механического и химического пищеварения.

Пищеварение — совокупность физико-химических процессов пищеварительного тракта, в результате которых из пищи образуются питательные вещества. Механическое пищеварение заключается в измельчении пищи, а химическое — расщеплении полимеров до мономеров.

Механическая обработка пищи осуществляется с помощью зубов, а также мышечного компонента пищеварительного тракта. Химическая
обработка — за счет особых биологически активных веществ — ферментов. Ферменты образуются в клетках железистого эпителия пищеварительных
желез.

Ферменты

Ферменты (лат. fermentum — «закваска») или энзимы (греч. en — приставка, означающая нахождение внутри + zyme — закваска, дрожжи) — сложные белковые соединения, которые ускоряют химические реакции в живых системах (в пищеварительном тракте — реакции расщепления).

Каждый фермент активен в определенной среде, в зависимости от кислотности: к примеру, ферменты желудка, активные в кислой среде, попадая в кишечник — в слабощелочную среду, теряют свою активность.

Потеря ферментами активности связана с изменением конформации белковых молекул (ферментов) в зависимости от среды (лат. conformatio — форма, построение; пространственное расположение атомов в молекуле).

Денатурация (лат. de — отсутствие, отмена + лат. natura — природные свойства) — процесс нарушения нативной конформации биологических макромолекул (нативная — от лат. nativus — врoждённый) .

При нагревании ферментов (белков) начинаются процессы необратимой денатурации и потери активности: температурный оптимум ферментов организма человека 36-39°C.

Низкие температуры (даже очень низкие) вызывают обратимую денатурацию белков. После охлаждения в нормальных условиях белки способны восстановить свою структуру и активность.

Ротовая полость

Ротовая полость является началом пищеварительной системы. Верхняя стенка ротовой полости образована мягким небом (складка слизистой оболочки, разделяющая полость рта и глотку) и твердым небом (костная стенка, разделяющая ротовую и носовую полости).

Передние и задние небные дужки мягкого неба ограничивают тонзиллярную нишу (лат. tonsilla — миндалина), в которой располагается орган иммунной системы — небная миндалина, образованная лимфоидной тканью.

На границе ротовой полости и глотки имеется скопление лимфатических структур, в его состав входят различные миндалины
(небная, глоточная, трубная, язычная). Миндалины — важная часть иммунитета: они помогают бороться с микробами и могут
увеличиваться в размерах при различных заболеваниях.

В совокупности миндалины образуют лимфатическое глоточное кольцо.

Пищеварение начинается уже в ротовой полости. Здесь в результате жевательных движений нижней челюсти (относительно неподвижной верхней челюсти) пища измельчается.
Нельзя недооценивать важность этого процесса, так как именно тщательное пережевывание пищи является залогом ее
дальнейшего успешного переваривания. Жевание обеспечивает:

• Измельчение пищи
• Стимуляцию рефлекторного отделение слюны
• Перемешивание пищи и слюны, ослизнение и формирование пищевого комка
• Стимуляцию моторной и секреторной деятельности ЖКТ (опыты И.П. Павлова)

Зубы

В норме у человека от 28 до 32 зубов (отсутствие зубов мудрости является вариантом нормы: зубы мудрости — рудименты). Первый комплект зубов человека называется — молочные зубы, с 6-7 лет до 12-13 они заменяются постоянными зубами.

Зубная формула человека записывается 2123. Такая формула означает, что на одной половине (!) челюсти находятся 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных зуба (премоляра) и 3 больших коренных
зуба (моляра — от лат. molares — коренные).

Корни зубов погружены в альвеолярные лунки верхней и нижней челюстей. Альвеола — от лат. alveolus — ячейка, углубление.

Зуб состоит из трех частей: коронки, шейки и корня. Снаружи коронка зуба покрыта эмалью, под эмалью располагается дентин — костное вещество зуба. Цемент (лат. cementum — битый камень) — специфическая костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба человека.

Пульпа (лат. pulpa- мякоть, мясистая часть) — рыхлая волокнистая соединительная ткань. Пульпа заполняет полость зуба, содержит большое количество нервных окончаний, кровеносных и лимфатических сосудов.

Эмаль развивается из эктодермы; дентин, цемент и пульпа — из мезодермы (в рамках школьного курса), если академически точно — из мезенхимы (мезенхима частично образуется из мезодермы).

Эмаль — внешняя защитная оболочка коронковой части зубов человека, представляет собой затвердевшие выделения эпителиальных клеток, покрывающих коронку зуба. Чередование холодного и горячего может привести к нарушению целостности эмали: в ней возникают трещины.

Через дефекты эмали (стертости, повреждения) происходит инфицирование основного — костного вещества зубов — дентина; распространение инфекционного процесса ведет к развитию кариеса.

Слюнные железы

У человека имеется 3 пары крупных слюнных желез: околоушная, подчелюстная и подъязычная, выделяющие секрет — слюну.
Помимо механической обработки, пища в ротовой полости обрабатывается ферментами, содержащимися в секрете слюнных желез:
амилазой и мальтазой. Они гидролизуют углеводы, содержащиеся во рту, к примеру, амилаза расщепляет крахмал до олигосахаридов
различной длины.

Секрет слюнных желез содержит муцин — слизистый компонент, который способствует образованию пищевого комка.
Важно помнить, что ротовая полость контактирует с внешней средой, и сюда постоянно попадают микробы: вирусы, бактерии.
Для нейтрализации микробов в слюне имеется лизоцим — бактерицидное вещество.

Запомните важный момент, который пригодится в дальнейшем: если пища находится в ротовой полости и раздражает рецепторы языка, то
выделение слюны — безусловный рефлекс. Если же слюна выделяется в ответ на внешний вид, запах пищи (но ее нет в ротовой полости),
то такой рефлекс считается условным.

В ротовой полости расположен орган вкуса — вкусовые луковицы. Вкусовые луковицы — комплексы клеток, которые содержат хеморецепторы. На языке вкусовые луковицы лежат внутри вкусовых сосочков
языка.

Спешу опровергнуть миф,
который гласит, что разные участки языка различают только определенные вкусовые ощущения — сладкое, горькое, соленое, кислое.
На самом деле внутри каждого вкусового сосочка имеются разные типы вкусовых луковиц, поэтому такая точка зрения неверна.

Заболевания

Кариес (от лат. caries — гниение) — патологический процесс, заключающийся в разрушении твердых тканей зуба вследствие
дистрофического (нарушение питания) или инфекционного процесса в кости или надкостнице. Кариес зубов — одно из самых
распространенных заболеваний человека.

Широко известна ангина — инфекционное заболевание, протекающее в виде острого воспаление глоточного кольца (чаще всего
поражаются небные миндалины). Они увеличиваются в размерах, могут покрываться пленкой, гноем.

Глотка

Сформировавшийся в ротовой полости пищевой комок перемещается языком в направлении ротоглотки. Перемещаясь, пищевой
комок попадает на корень языка и раздражает его рецепторы, после чего запускается механизм глотания.

Глотание — сложно-рефлекторный мышечный акт, в результате которого пищевой комок проталкивается из ротоглотки в пищевод,
после чего достигает желудка. При глотании надгортанник рефлекторно закрывает вход в гортань, чтобы частицы пищи не попали
в дыхательную систему.

Таблицa на схожие темы

• Гигиена органов пищеварения. Предупреждение желудочно-кишечных инфекций

• Заболевания пищеварительной системы

• Органы пищеварения человека

• Органы пищеварения различных организмов

• Пищеварение в ротовой полости и в желудке

• Роль гормонов

• Пищеварение

• Что такое пищеварение? 

• Пищеварительная система и ее функции 

• Структура пищеварительной системы

• Этапы пищеварения

• Пищеварительные ферменты и их особенности

Завтрак, обед или ужин – это не просто повседневный ритуал, который с завидным постоянством отрывает от важных дел или дарит радость общения с близкими людьми. Прием пищи – это жизненная необходимость, поскольку именно так мы «заправляем» свой организм «топливом», которое обеспечивает функционирование всех клеток, тканей, органов и систем. Стабильная работа этой сложной конструкции зависит от качества «топлива», его питательной ценности, но, главное, от того, как работает пищеварительная система. Что это такое, из каких отделов состоит и в каких случаях может давать сбой? Поговорим об этом в нашей статье.

Что такое пищеварение?

Вода и продукты питания – это топливо, которое необходимо для нормальной работы человеческого организма. Но чтобы все полезные вещества – витамины, микро- и макроэлементы, белки, жиры, углеводы, которые содержатся в этом топливе, могли использоваться по назначению, сначала их нужно довести до нужной кондиции – измельчить, трансформировать, иначе говоря, переварить. 

Пищеварение представляет собой совокупность процессов физической и химической обработки поступающих в организм продуктов питания, расщепление крупных пищевых молекул до мелких, которые обретают способность растворяться в воде и всасываются в жидкую часть крови – плазму. Это одна из форм катаболизма – превращения сложных веществ в более простые, которое сопровождается выделением энергии. 

Весь процесс пищеварения можно разделить на две фазы:

• механическое переваривание – проще говоря, физическое измельчение крупных кусков пищи (во время пережевывания во рту или сегментарных сокращений тонкого кишечника) для того, чтобы сделать их доступными для пищеварительных ферментов;

• химическое переваривание – начинается, когда в работу включаются ферменты, которые продолжают «крошить» питательные вещества, соединения, имеющие сложную структуру, до такого состояния, когда их можно будет усвоить и использовать для удовлетворения потребностей отдельных органов и систем.

Если процесс пищеварения ломается, это негативно влияет на обмен веществ и может привести к дефициту тех или иных нутриентов (питательных веществ), что в свою очередь может спровоцировать патологические изменения и стать причиной многих заболеваний.

Пищеварительная система и ее функции

Приемом пищи, ее переработкой, транспортировкой и утилизацией занимается пищеварительная система. От ее бесперебойной работы зависит и самочувствие, и настроение, и внешний вид, и здоровье человека. Пищеварительная система или желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) выполняет несколько функций:

1. моторно-механическую (или моторно-эвакуаторную) – измельчает пищу, перемещает ее по различным отделам (органам) и выводит отходы;

2. секреторную – производит слюну, пищеварительные соки, ферменты, желчь, т. е. все «химические реактивы», которые необходимы для расщепления крупных структур на молекулы;

3. функцию всасывания – «впитывает» продукты, расщепленные на удобоваримые молекулы (нутриенты – жиры, белки, углеводы, минеральные вещества, витамины и т. д.), используя для этого эпителий слизистой оболочки ЖКТ, и отправляет питательный «коктейль» в кровь и лимфу;

4. выделительную – аккумулирует непереваренные остатки, отходы жизнедеятельности, в специальном резервуаре и выводит их наружу. 

Благодаря своим агрессивным ферментам пищеварительная система выполняет еще одну важную функцию – защитную: расщепляются не только продукты питания, но и чужеродные вещества, болезнетворные микроорганизмы, которые под действием пищеварительных соков, кислоты теряют свои специфические, негативные свойства, нейтрализуются (конечно, если они не обладают запасом прочности противостоять такому воздействию).

Структура пищеварительной системы

Итак, с функциями, которые выполняет желудочно-кишечный тракт разобрались. Посмотрим, кто участвует в процессе пищеварения, – ознакомимся со структурой пищеварительной системы: 

• Рот – это главный «пищеприемник», с помощью которого еда поступает в организм для дальнейшей обработки и переработки. Для этого в ротовой полости есть зубы (у взрослого человека их 32), язык, три пары крупных слюнных желез (околоушные, подчелюстные, подъязычные) и множество мелких и слюна, которую все эти железы вырабатывают (а это ни много ни мало около 1 литра в сутки). 

• Глотка представляет собой канал длиной 11-12 см, который похож на воронку и соединяет ротовую полость с пищеводом. Здесь пересекаются пищеварительные и дыхательные пути. Управляет «потоками» надгортанник – он закрывает собой гортань во время глотания, поэтому пища отправляется в пищевод. 

• Пищевод – это вертикально расположенная мышечная трубка (длиной 25-30 см и диаметром 2-2,5 см), которая выполняет функцию «пищепровода»: за счет сокращения мышц проводит пищевой комок из ротовой полости в желудок. 

• Желудок – полый мышечный орган, похожий на мешок удлиненной формы, который расположен в левом подреберье – в эпигастральной области. Это резервуар, где накапливается и переваривается проглоченная пища. От пищевода с одной стороны и двенадцатиперстной кишки с другой его отделяют своими сокращениями круговые запирательные мышцы – жомы. Объем пустого желудка – около 0,5 литра. После того как в него попадает пища, он может растягиваться до 1 литра (а, бывает, и до 4 литров).

• Тонкая кишка – самый длинный отдел ЖКТ, который расположен между желудком и толстым кишечником. Длина тонкой кишки – около 3-5 м (она зависит от возраста, роста и веса, пищевых привычек и других факторов), диаметр тонкой кишки – от 2,5-3 до 4-6 см. В тонком кишечнике три отдела – двенадцатиперстная, тощая и подвздошная кишка. 

• Толстая кишка – нижний отдел ЖКТ, который расположен в брюшной полости и полости малого таза. Ее диаметр – от 4-6 до 7-14 см, длина – 1,5-2 м. Толстый кишечник включает слепую кишку, аппендикс, восходящую, поперечную и нисходящую часть ободочной кишки, сигмовидную и прямую кишку и завершается анусом. 

Важную роль в процессе переваривания пищи играют и вспомогательные органы – печень, поджелудочная железа, желчный пузырь, слюнные железы, которые производят пищеварительные соки, желчь, слюну, содержащие ферменты, необходимые для расщепления и всасывания питательных веществ.

Этапы пищеварения

Переваривание пищи происходит в несколько этапов:

• Этап 1. Пища попадает в ротовую полость – первый «перевалочный пункт». Здесь она проходит первичную обработку – пережевывается: измельчается при помощи зубов и смачивается слюной, в которой содержатся амилаза и мальтаза – ферменты, расщепляющие сложные углеводы, крахмал на более простые, легче усваиваемые структуры. Подготовленная таким образом пища превращается в кашицеобразную массу, которая порционно (в виде болюса – пищевого комка) продвигается дальше – через глотку по пищеводу в желудок.

• Этап 2. Самое интенсивное переваривание пищи происходит в желудке и тонком кишечнике. В желудке этому способствует химически активный желудочный сок, который содержит соляную кислоту и ферменты, в частности – пепсин, отвечающий за расщепление белков. Соляная кислота создает благоприятную среду для работы ферментов, активизирует их, стимулирует секрецию, служит пусковым ключом для двигательной активности – моторики в желудке и верхних отделах тонкого кишечника. Еще одно полезное свойство кислой среды – она губительна для бактерий. В норме пища находится в желудке от получаса до двух-трех часов, превращается в химус (густая жидкость) и следует в двенадцатиперстную кишку, где обрабатывается ферментами поджелудочной, желчным соком печени, а потом поступает в тонкий кишечник. 

• Этап 3. В кишечнике пищеварительные процессы завершаются. Этому активно содействуют ферменты тонкого кишечника – мальтаза, протеазы, липаза, лактаза, инвертаза. Базовые нутриенты окончательно расщепляются и всасываются (95% питательных веществ усваиваются именно в тонком кишечнике). На это уходит 1-4 часа. Затем масса перемещается в толстый кишечник и может находиться тут от 10 часов до нескольких суток. В этом отделе ЖКТ всасываются в кровь некоторые витамины (К и биотин), минералы, вода. Все, что не может быть использовано на благо организма, все отходы складируются в толстом кишечнике и периодически выводятся – в процессе дефекации.

Пищеварительные ферменты и их особенности

Ферменты (или энзимы) – органические вещества белкового происхождения, которые участвуют в процессе пищеварения в качестве катализаторов – ускоряют химические реакции, сокращают время, необходимое для расщепления сложных структур на более простые и таким образом облегчают максимально полное усвоение нутриентов (белков, жиров, углеводов, минералов и витаминов). За производство ферментов отвечают такие элементы пищеварительной системы, как слюнные железы, желудок и поджелудочная железа (основной поставщик), печень и тонкая кишка. Основные места работы этих активаторов пищеварения – ротовая полость, желудок и отдел тонкого кишечника. 

Перечислим ключевые особенности пищеварительных ферментов:

1. узкая специализация – каждый фермент способен расщепить строго определенную группу питательных веществ (например, липаза действует только на жиры, амилаза – только на углеводы и крахмал, а пепсин – только на белки);

2. для эффективной работы нужна комфортная среда – кислая (для пепсина) или щелочная (для амилазы или липазы), при других условиях энзимы утрачивают свои свойства;

3. небольшого количества ферментов вполне достаточно для расщепления довольно большого объема пищи;

4. проявляют активность только при определенной температуре (приближенной к температуре тела – 36-38ºC). 

Любое нарушение в производстве ферментов – как их дефицит, так и избыточное количество – негативно отражается на процессе пищеварения. 

В первом случае пища не может нормально перевариваться, происходят сбои на всех этапах переработки, питательные вещества не усваиваются или плохо усваиваются, организм не получает необходимые для стабильной работы нутриенты. Из-за недостатка питательных веществ возникают воспалительные процессы – в желудке, поджелудочной железе, печени, кишечнике, нарушается обмен веществ. 

Во втором случае – если железы производят избыточное количество ферментов, так же неизбежны нежелательные последствия: например, развивается панкреатит (воспаление поджелудочной железы), который нередко сопровождается обострением различных хронических недугов. 

Стабильная работа всех элементов цепи – всех отделов всех отделов пищеварительной системы – зависит от образа жизни человека (активного или пассивного), его пищевых привычек, внимательного или не очень отношения к себе и своему здоровью. Поддерживать баланс будет гораздо легче, если следовать принципам правильного питания. 

Подозреваете, что ваш рацион нуждается в коррекции? Можете обратиться за помощью к специалисту – диетологу или нутрициологу – или изучить вопрос самостоятельно, например, на одном из курсов по диетологии и нутрициологии в нашей Академии. Лекции, вебинары, практические занятия проходят в дистанционном формате, а значит, вы сами составляете свое расписание и не зависите от пробок или плохой погоды. Результатом обучения будут актуальные знания и умения, а главное – новая востребованная профессия, которая сможет принести хороший доход.

Задание 1. 37. Перечислите не менее 3 свойств ферментов. Приведите 3 примера ферментов пищеварительной системы человека.

Примечание. После номера задания стоит номер от 34 до 40 (например, 36, 39 и др.), соответствующий формату второй части ЕГЭ по биологии.

Задание 2. 39. Каковы особенности строения ферментов? Ответ поясните.

Задание 3. 34. Как называются белковая и небелковая части ферментов? Какие три части имеет фермент?

Задание 4. 37. Приведите 4 факторов, которые влияют на скорость ферментативной реакции.

Ответы.

Задание 1.

1.      Специфичность действия, активность при определенных условиях среды, высокая каталитическая активность.

2.      Трипсин, липаза, амилаза, пепсин.

Задание 2.

1.      Ферменты бывают однокомпонентные — они состоят только из белка.

2.      Двухкомпонентные ферменты  помимо белковой, имеют небелковую часть из ионов металлов, витаминов.

Задание 3.

1.      Белковая часть фермента — апофермент, небелковая — кофермент.

2.      Ферменты имеют субстратный, активный и регуляторный центры.

Задание 4.

1.      От температуры среды и концентрации солей (большинство ферментов человека активны в интервале от 30 до 40, при 0 у многих активность исчезает).

2.      От уровня реакции среды — рН. Пепсин активен при 1— 2, трипсин при 8— 9. Ферменты предпочитают слабощелочную среду.

3.      От концентрации субстрата.

4.      От концентрации фермента.

Смотреть еще: курсы ЕГЭ в Москве по биологии, подготовка к ОГЭ по биологии 9, репетитор ЕГЭ по биологии.

Пищеварительная система

Рисунок 1. Пищеварительная система человека

Пищеварительная система человека осуществляет переваривание пищи (путём её физической и химической обработки), всасывание продуктов расщепления через слизистую оболочку в кровь и лимфу, выведение непереваренных остатков.

Пищеварительная система человека состоит из органов желудочно-кишечного тракта и вспомогательных органов (слюнные железы, печень, поджелудочная железа, желчный пузырь и др.). Условно выделяют три отдела пищеварительной системы. Передний отдел включает органы ротовой полости, глотку и пищевод. Средний отдел состоит из желудка, тонкой и толстой кишки, печени и поджелудочной железы. Задний отдел представлен каудальной частью прямой кишки.

Ротовая полость

В ротовой полости пища опробывается, пережевывается и смачивается слюной. Опробывание пищи происходит за счет рецепторов ротовой и носовой полостей. Пережевывание ― за счет зубов и языка.

Слюна выделяется тремя парами крупных слюнных желез и множеством мелких, расположенных в эпителии ротовой полости. За сутки выделяется 0,5-2,0 л слюны. Слюна содержит 99% воды и 1% других веществ:

• муцин ― слизистый белок, склеивает пищевой комок;
• амилаза ― расщепляет крахмал;
• гидрокарбонат натрия ― создает щелочную среду для работы амилазы;
• лизоцим ― антибиотик.

Безусловно-рефлекторное выделение слюны происходит при раздражении рецепторов ротовой полости. Условно-рефлекторное ― при виде или запахе знакомой пищи, мыслях о пище, наступлении времени приема пищи и т. д.

При глотании пища проходит через глотку:

• мягкое нёбо поднимается, закрывая проход в носовую полость;
• надгортанник опускается, закрывая проход в гортань.

Из глотки пища поступает в пищевод. Его стенки выделяют слизь и совершают перистальтические сокращения.

Зубы

Зуб состоит из корня, находящегося в челюстной кости, шейки, окруженной десной, и коронки, находящейся в ротовой полости.

Основную массу зуба составляет дентин. Корень и шейка покрыты цементом, коронка ― эмалью. Внутри зуба имеется полость, заполненная пульпой ― соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервами.

Дети рождаются без зубов, с 6 месяцев начинают расти молочные зубы, с 6 до 12 лет они заменяются на постоянные, последние 4 зуба (мудрости) вырастают в 25 лет.

У взрослого человека на каждой челюсти с каждой стороны имеется 8 зубов: 2 резца, 1 клык, 2 малых коренных и 3 больших коренных зуба.

Рисунок 2. Строение зуба

Желудок

Объем 1,5-3 л, пища проводит здесь 3 часа. Имеет три слоя мышц, которые перемешивают пищу с желудочным соком (3 л в сутки). Состав сока:

• пепсин ― расщепляет белки до аминокислот в кислой среде;
• липаза ― расщепляет до глицерина и жирных кислот эмульгированные (состоящие из мелких капелек) жиры молока и бульонов (остальные жиры расщепляются в кишечнике);
• соляная кислота ― денатурирует белки, активизирует пепсин, убивает бактерии;
• слизь (муцин) ― защищает эпителий желудка от механических повреждений и самопереваривания.

Регуляция желудочного сокоотделения:

• Условно-рефлекторная ― на вид или запах знакомой пищи, мысли о пище, наступление времени приема пищи и т. д.
• Безусловно-рефлекторная ― на раздражение пищей рецепторов ротовой полости и желудка
• Гуморальная

Печень

Рисунок 3. Схематичное строение печени

• выделяет желчь, которая не содержит ферментов, зато эмульгирует жиры (разбивает их на мелкие капельки), а так же стимулирует работу ферментов и подавляет гнилостные бактерии;
• выполняет барьерную функцию (очищает кровь от вредных веществ, полученных в процессе пищеварения).

Кишечник

Рисунок 4. Кишечник человека

Большая площадь слизистой оболочки кишечника (около 500м2) необходима для всасывания питательных веществ. Она создается за счет:

• кольцеобразных складок;
• ворсинок ― выростов эпителия, внутри которых содержатся кровеносные и лимфатические капилляры, а также гладкомышечные волокна;
• микроворсинок ― выростов мембраны эпителиальных клеток ворсинок.

Тонкий кишечник

Имеет длину 5-6 м, пища проводит в ней около 8 часов. Начальный отдел тонкой кишки называется двенадцатиперстная кишка, в неё впадают протоки печени и поджелудочной железы.

В тонком кишечнике происходит 3 процесса:

1. Моторика ― включает в себя:

• перистальтические движения (продвижение пищи вдоль кишечника);
• маятникообразные движения (перемешивание пищи);
• сокращение гладкомышечных волокон ворсинок (из ворсинки выталкиваются кровь и лимфа, а вокруг нее перемешивается пища).

1. Переваривание в кишечнике бывает 2 видов:

• полостное: идет за счет ферментов, выделяемых пищеварительными железами стенки кишечника (амилаза, липаза, трипсин) и поджелудочной железой (амилаза, липаза, трипсин):
• амилаза разлагает крахмал до глюкозы;
• липаза разлагает жиры до глицерина и жирных кислот;
• трипсин разлагает белки до аминокислот.
• пристеночное (мембранное) пищеварение идет за счет более крупных и эффективных ферментов, прикрепленных к мембране эпителия.

1. Всасывание ― это поступление веществ из полости кишки в клетки эпителия ворсинок, а оттуда ― в кровь (аминокислоты и моносахара) и лимфу (глицерин и жирные кислоты).

Толстая кишка

Имеет длину 1,5 м, диаметр 5-8 см, пища проводит там около 20 часов. Состоит из слепой кишки с червеобразным отростком, восходящей, поперечной, нисходящей, сигмовидной и прямой кишок.

Функции:

1. Всасывание воды: жидкий химус превращается в плотный кал. При нарушении работы толстого кишечника возникает понос (диарея).

2. В толстом кишечнике находится 1,5 кг бактерий. Они питаются веществами, которые не переварились в желудке и кишечнике, например, целлюлозой. Нормальная микрофлора кишечника выделяет витамин К и несколько витаминов группы В, а также обладает устойчивостью к заселению посторонними микроорганизмами (например, гнилостными), потому что тормозит их развитие. Для сохранения нормальной микрофлоры желательно:

• есть растительную пищу (целлюлоза);
• употреблять кисломолочные продукты;
• ограничить пероральное употребление антибиотиков, лекарств вообще и консервов.
  1. В прямой кишке происходит формирование каловых масс и дефекация.

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) – последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потеря веществ и энергии в живых организмах в процессе жизнедеятельности. Позволяет им самосохраняться, развиваться и самовоспроизводиться. Напоминаем, что обмен веществ складывается из двух основных противоположных процессов: ассимиляции (реакций синтеза) и диссимиляции (реакций распада). Более подробно ознакомиться с химическими основами данных процессов можно в теоретическом блоке к прошлым занятиям «Обмен веществ».

В организме человека весь обмен веществ можно разделить на 4 вида по группам веществ: белковый, углеводный, жировой и водно-солевой. У каждого из них имеются свои системы регулирования.

Ниже в виде схемы представлены основные пути превращения органических веществ, поступающих в организм человека, а также кислорода и воды. Обратите внимание, что многие органические вещества могут превращаться друг в друга (например, избыток углеводов откладывается в виде запасного жира, из которого при необходимости получения энергетических ресурсов будет вновь синтезироваться глюкоза).

Показатели	Белки	Жиры	Углеводы
Мономеры (или исходные вещества)	Аминокислоты	Глицерин и жирные кислоты	Глюкоза
Название процесса ассимиляции	Биосинтез белка	Синтез жиров	Фотосинтез (у человека не происходит)
Где синтезируются	На рибосомах	В ЭПС	В хлоропластах (у растений)
Энергия при этом	Поглощается	Поглощается	Поглощается
Подготовительный этап диссимиляции – расщепление до:	Аминокислот	Глицерина и жирных кислот	Глюкозы
В распаде участвуют ферменты	Пепсин, трипсин	Липаза	Мальтаза, амилаза
Энергия распада запасается в виде	АТФ	АТФ	АТФ
Конечные продукты обмена	СО2, Н2О, мочевина, соли мочевой кислоты	СО2, Н2О	СО2, Н2О
Регуляторы обмена	На экзамене не спрашивают	На экзамене не спрашивают	Гормоны: инсулин, глюкагон
Калорийность (кДж/г)	17,6	38,9	17,6

Витамины

Витамины (от лат. «вита» — жизнь) – вещества, жизненно необходимые для всех растений, животных, в том числе человека. Их биологическая роль определяется их способностью входить в состав ферментов. Именно поэтому они играют большую роль в обмене веществ, росте и развитии организмов. Витамины традиционно обозначают буквами латинского алфавита (A, B, C, D, E, K…). Всего известно около 30 витаминов, из них 20 поступают только с пищей, а остальные частично вырабатываются самим организмом (витамины D, K, группы B). Витамины делят на жиро- и водорастворимые. Для всасывания жирорастворимых витаминов необходимы жиры, поэтому, например, морковный сок, богатый витамином А, всегда подают с жирными сливками, а морковный салат заправляют маслом.

Недостаток витаминов называют авитаминозом. В зависимости от того, насколько сильно не хватает организму поступающего извне витамина и насколько велик его собственный запас, можно судить о том, насколько выражены будут признаки авитаминоза: можно увидеть как легкое недомогание, так и развитие тяжелого заболевания (цинга, бери-бери, рахит, анемия и так далее).

В представленной ниже таблице вы найдете данные о витаминах, о которых на протяжении многих лет спрашивают на экзамене.

	Значение	Источник	Признаки авитаминоза
Жирорастворимые витамины
A	Входит в состав зрительного пигмента	Зеленые растения, жир печени рыб	Куриная слепота, нарушение обмена веществ, ороговение кожи
D	Отвечает за фосфорно-кальциевый обмен	Рыбий жир, вырабатывается в коже под действием УФ	Рахит, расстройства ЦНС
E	Является природным антиоксидантом	Зеленые растения, масло	Мышечные дистрофии, нарушение оплодотворения, выкидыши
K	Контролирует свертывание крови	Зеленые растения, синтезируется бактериями кишечника	Кровоточивость
Водорастворимые витамины
В1	Участвует во всех видах обмена, способствует нормальному проведению нервного возбуждения в синапсах	Зеленые растения, ржаной хлеб, отруби, дрожжи	Бери-бери (поражение сердечно-сосудистой системы и нервной системы), нарушение всех видов обмена веществ
В6	Координирует деятельность многих систем организма	Синтезируется кишечными бактериями, содержится во всех продуктах	Психические расстройства, стоматит
В12	В том числе способствует нормальному образованию эритроцитов	Продукты животного происхождения	Анемия
С	Антиоксидант, повышает резистентность к инфекциям	Продукты растительного происхождения: шиповник, петрушка, цитрусовые, болгарский перец, томаты	Цинга (кровоточивость десен, кровоизлияния в мышцы, под кожу, в суставы), возможна анемия

Неорганические вещества в организме человека

В организме человека неорганические вещества представлены водой (80%, ее роль в метаболизме представлена в разделе «Обмен веществ» данного теоретического блока), солями минеральных кислот, а также соответствующими катионами и анионами (1%).

Химические элементы обычно разделяют на три категории в зависимости от их количества в организме человека. Органогены – как следует из самого названия, это именно те элементы, из которых в основном состоят органические вещества – углерод, кислород, водород и азот. Также выделяют макро- и микроэлементы.

Для экзамена нужно знать, к какой категории относится тот или иной элемент, а также биологическую роль некоторых элементов.

Органогены (% в клетке)	Макроэлементы (% в клетке)	Микроэлементы (% в клетке)
Кислород 65-75 Углерод 15-18 Водород 8-10 Азот 1-3	Магний 0,02 – 0,03 Натрий 0,02 – 0,03 Кальций 0,04 – 2,0 Железо 0,01 – 0,02 Калий 0,15 – 0,40 Сера 0,15 – 0,20 Фосфор 0,20 – 1,00 Хлор 0,05 – 0,10	Цинк 0,0003 Медь 0,0002 Йод 0,0001 Фтор 0,0001

Роль макроэлементов на клеточном и организменном уровне организации живого:

Элемент	Роль в клетке	Роль в организме
Магний	Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДН	Входит в состав ферментов, необходимых для функционирования мышечной, нервной и костной ткани
Натрий	Участвует в работе Калий-Натриевого насоса	Влияет на работу почек, вместе с K, Ca участвует в поддержании сердечного ритма, участвует в регуляции кислотно-щелочного равновесия
Кальций	Участвуют в регуляции избирательной проницаемости мембраны	Соли кальция входят в состав костей. Ионы кальция участвуют в синоптической передаче нервного импульса, в процессах свертывания крови и в мышечном сокращении
Железо	Входит в состав ферментов, регулирующих 3 этап диссимиляции	Входит в состав гемоглобина, миоглобина.
Калий	Участвует в работе Калий-Натриевого насоса	Участвует в поддержании сердечного ритма, в проведении нервного импульса
Сера	Входит в состав серосодержащих аминокислот, способствует формированию третичной структуры белка	Определяется ролью в клетке
Фосфор	В виде остатка фосфорной кислоты входит в состав АТФ, нуклеотидов, ДНК, РНК, НАДФ и многих других веществ	Входит в состав костной ткани
Хлор	Вместе с другими ионами поддерживает электронейтральность клетки	Участвует в процессах торможения и возбуждения в нервной ткани, входит в состав соляной кислоты

Выделительная система

Это удаление из организма вредных продуктов жизнедеятельности (жидких продуктов распада). Удаление не переваренных остатков пищи (кала) относится к пищеварению, а не к выделению.

Вредные продукты жизнедеятельности ― это углекислый газ и аммиак, которые образуются в организме в процессе обмена веществ. В печени из углекислого газа и аммиака синтезируется мочевина.

Через легкие удаляется углекислый газ.

Через кожу удаляются вода, соли и мочевина (пот).

Через мочевыделительную систему удаляются вода, соли и мочевина (моча).

Мочевыделительная система

Состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала.

Почки ― это бобовидные органы массой 150 г, расположены в брюшной полости на уровне I поясничного позвонка. Почка состоят из двух слоев: коркового и мозгового, внутри почки находится лоханка. В корковом веществе каждой почки находится около миллиона структурно-функциональных единиц ― нефронов, состоящих из капсулы, клубочка и извитого канальца. Мозговое вещество представлено пирамидами, состоящими из петель Генле и собирательных канальцев.

Из почечной лоханки моча поступает в мочеточник. Его стенки перистальтически сокращаются, проталкивая мочу в мочевой пузырь. Объем мочевого пузыря 250-500 мл, при его наполнении рецепторы растяжения в его стенках начинают посылать сигналы в центр мочеиспускания в мосте.

Из мочевого пузыря выходит мочеиспускательный канал. На нем имеется два сфинктера: внутренний (в месте выхода из мочевого пузыря) и наружный (образован поперечно-полосатой мускулатурой промежности).

Образование мочи

Почечная артерия распадается на приносящие артериолы, которые заходят внутрь почечных капсул и там образуют капиллярные клубочки. Выносящая артериола, которая выходит из капсулы, в 2 раза уже приносящей, поэтому в капиллярном клубочке создается повышенное давление. Из-за этого 10% плазмы крови фильтруется в полость капсулы, образуется первичная моча, 170 л в сутки. Состав: вода, соли, простые органические вещества (глюкоза, аминокислоты, мочевина и т.д.).

Из почечной капсулы выходит извитой каналец, который оплетается капиллярами, на которые распадается выносящая артерия. В извитом канальце происходит обратное всасывание полезных веществ ― воды, аминокислот, глюкозы, некоторых солей. Образуется вторичная моча, состоящая из воды, солей и мочевины, примерно 1,5 л в сутки. Извитой каналец дает петлю Генле через мозговое вещество, а затем впадает в собирательную трубочку, идущую в лоханку.

Рисунок 5. Строение нефрона

Тема: Пищеварительные ферменты и их роль

Класс: Восьмой класс

УМК: Н. Пономарева Биология. (Концентрическая) 8 класс

Тип урока: Комбинированный урок

Вид урока: Комбинированный урок

Форма урока: Комбинированный урок

Оборудование урока: Учебник (параграф 29, 37), презентация.

Цель урока: Познакомиться с пищеварительными ферментами.

Задачи урока:

• Актуализация пройденного материала и изучение нового, предложенного по теме урока, с последующим закреплением новой информации.
• Развитие умений самостоятельной работы с текстом, логического мышления и речи учащихся.
• Развитие внимания и коммуникативных умений при работе на уроке.

Ход урока

Здравствуйте, дети! Садитесь.

Скажите мне, пожалуйста, что вы начали изучать на прошлом уроке? (систему пищеварения, пищеварение и ее роль в обмене веществ)

Итак, все мы с вами знаем, что пищеварение – это процесс превращения питательных веществ в менее сложные по составу растворимые соединения, которые легко всасываются в кровь и лимфу. Чтобы этот процесс протекал быстро, в нашем организме есть специальные ускорители химических реакций. Без них все реакции, которые обеспечивают нашу нормальную жизнедеятельность, хоть и протекали бы, но настолько медленно, что мы просто не смогли бы существовать. Как называются эти вещества? (ферменты) Действительно, ферменты — это биологически активные вещества. Они выполняют роль биокатализаторов. Именно о них мы будем сегодня с вами говорить.

( Тема урока выводится на слайде).

Открываем тетрадки, записываем число и тему урока. (3 мин)

(слайд 2) Теперь давайте с вами откроем параграф 30 на странице 125 и вспомним систему органов пищеварения. Быстро пройдитесь глазками по параграфу и повторите материал, на повторение я даю вам 2 минуты. (Пока они повторяют, я записываю отделы на доске не по порядку)

Итак, кто сможет выйти к доске последовательно распределить отделы пищеварительного канала? (ротовая полость, глотка, пищевод – передний отдел, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник – средний отдел, прямая кишка – нижний отдел). (На доске написать не по порядку) След. ученик должен распределить какие органы к каким отделам относятся. (5 мин)

Помимо пищ. канала в систему также входят пищевар. железы, назовите их (слюнные, поджел. железа и печень, микроскопические железы желудка и кишечника). (2)

В каждом отделе пищ. канала есть свои ферменты, которые работают только при определенных условиях.

(слайд 3) В этой таблице представлены отделы пищ. канала, ферменты, условия действия, субстрат (исходное вещество, преобразуемое ферментом в результате специфического фермент-субстратного взаимодействия в один или несколько конечных продуктов) и конечный продукт. Давайте разберемся, где какие ферменты находятся. (Разбор таблицы) В ротовой полости ферменты превращают углевод в глюкозу. Насколько я знаю, прошлой четверти вы выполняли лабораторную работу (действие ферментов слюны на крахмал, с. 133), Ответьте мне на вопрос, почему места, обработанные слюной, останутся белыми? (Крахмал в них распался до глюкозы, которая с йодом синего окрашивания не дает) Продолжение разбора (6 мин)

Теперь мы с вами зарисуем эту таблицу, только брать мы будем два первых столбца: отдел и ферменты этого отдела. Рисуем шапочку и заполняем столбцы. На зарисовку я даю вам 5 минут. Ребята переносят таблицу в тетрадь (Приложение 1).

Рассмотрев таблицу, можно заметить что ферменты обладают целым рядом свойств. Какие свойства ферментов вы заметили?

Свойства ферментов:

1. Являются биологическими катализаторами белковой природы;
2. Каждый фермент обладает специфичностью и действует на определенный субстрат;
3. Каждый фермент действует только при определенных условиях:
   • ферменты слюны – в слабощелочной среде;
   • ферменты желудочного сока – в кислой;
   • ферменты поджелудочного сока – в слабощелочной.

1. Наиболее активны при температуре 37-39 гр.С.
2. При кипячении ферменты, как и другие белки, свертываются и теряют свою активность.
3. Способны действовать не только в клетке, но и вне ее, и даже вне организма.

Затем свойства ферментов записываются в тетрадь. (8 минут)

(слайд 4) У меня есть интересный и актуальный вопрос к вам.

Зачем пьют мезим во время застолья? Основное действующее вещество в составе таблеток «Мезима» – панкреатин. Именно панкреатин помогает расщеплять должным образом жиры на жирные кислоты и глицерин, белки на составные аминокислоты, а крахмал на моносахариды и декстрины. Таким образом, всасываемость питательных веществ в тонком кишечнике увеличивается, а процессы пищеварения нормализуются. Дополнительные ферменты, способствующие нормальному пищеварению, снимают лишнюю нагрузку с поджелудочной железы, обеспечивают ей щадящий режим. Наибольшую активность ферментные вещества «Мезима» проявляют через полчаса после того, как человек принимает таблетку. (3 мин)

(5 слайд)

Итак, познакомившись со свойствами ферментов, мы можем с вами сказать, какую же роль выполняют пищ. ферменты?

В итоге, пищеварительные ферменты – это те самые вещества, что отвечают за быстроту и эффективность всех химических процессов в пищеварительном тракте. И их обилие определяет возможности нашего питания и разнообразие рациона. (2 мин)

Окончание урока: дать и прокомментировать дз, спросить есть ли вопросы, попрощаться с учениками. (2 мин)

Список использованной литературы

1. Биология 8 класс : учебник для учащихся общеобразовательных организаций / А.Г. Драгомилов, Р.Д. Маш. – М.: Вентана-Граф, 2018. – 288 с.

Приложения

Приложение 1. Таблица «Ферменты и условия их действия».