Пособие может быть интересно учителям естественнонаучных предметов, работающих в средней и старшей ступени школы, тем, кто ищет основания для интеграции, развития творческой деятельности и создания условий для более качественного образования.
| Вид материала | Методическое пособие |
- Панасенко Александр Иванович, профессор кафедры органической и биологической химии, 259.01kb.
- Учебное пособие для учащихся старшей ступени общеобразовательных учреждений, 855.63kb.
- Программа по изобразительному искусству для 8 класса средней общеобразовательной школы, 170.21kb.
- Требования к оснащению образовательного процесса в соответствии с содержательным наполнением, 196.49kb.
- Активизация познавательной деятельности на уроках географии, 57.67kb.
- Основания и цели разработки требований, 369.63kb.
- Задача школы сегодня вооружить детей знаниями. Но одного этого для развития мало, тем, 32.76kb.
- Программа развития моу средней общеобразовательной школы №1 имени 397-й Сарненской, 379.28kb.
- Задачи фестиваля: Создание благоприятных условий для творческой самореализации и нравственного, 502.54kb.
- О методе художественно-педагогической драматургии преподавания мхк, 152.58kb.
Реферат на тему: «Роль ферментов в пищеварении»
Выполнил ученик 9-А класса Алипа Александр
Учитель Сорокина С.А.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение | |
Реферативная часть | |
| 1.Анатомия органов пищеварительной системы | |
Слюнные железы | |
Желудок | |
Тонкий кишечник | |
Толстый кишечник | |
Печень | |
Желчный пузырь | |
Поджелудочная железа | |
| 2.Пищеварительные ферменты | |
Исследовательская часть | |
Работа №1 «действие слюны на крахмал» | |
Работа №2 «изучение влияния различных рН на активность фермента» | |
Работа №3 «изменение питательных веществ в кишечнике» | |
Работа №4 «переваривание белков желудочным соком» | |
Работа №5 «обнаружение химозина в желудочном соке» | |
Вывод | |
Список литературы | |
Введение
Пищеварительные ферменты представляют собой сложные органические вещества, которые легко вступают в химические реакции с пищевыми продуктами. Они служат также катализаторами биологических реакций - расщепления пищевых веществ.
Процесс расщепления высокомолекулярных соединений с последующим всасыванием продуктов расщепления в кровь и лимфу называется пищеварением.Ферменты делят на несколько групп: расщепляющие белки-протеазы, расщепляющие жиры-липазы и расщепляющие углеводы-амилазы. Для расщепляющих действий ферментов необходимы определенные условия - температура тела и реакция среды. Целью моей работы стало изучить свойства ферментов.
Первым отделом пищеварительной системы является полость рта (cavum oris), открывающаяся на лице ротовым отверстием, ротовой щелью (rima oris). За полостью рта следуют перешеек зева (isthmus faucium), глотка (pharynx), пищевод (esophagus), желудок (ventriculus (gaster), тонкая кишка (intestinum tenue) и толстая кишка (intestinum crassum), заканчивающаяся задним проходом (anus). К пищеварительной системе относятся также слюнные железы, печень (hepar) и поджелудочная железа (pancreas).
Пищеварительные ферменты
Расщепление (переваривание) белков, жиров, углеводов происходит с помощью пищеварительных ферментов (соков) - продуктов секреции слюнных, желудочных, тонкокишечных и толстокишечных желёз, а также печени и поджелудочной железы.
В течение суток в пищеварительную поступает примерно 1,5 л слюны , 2,5л желудочного сока, 2,5л кишечного сока , 1,2 л желчи, 1л сока поджелудочной железы.
Ферменты являются необходимыми составляющими секретов пищеварительных желёз.
Благодаря пищеварительным ферментам белки расщепляются до аминокислот, жиры - до глицерина и жирных кислот, углеводы - до моносахаридов. Пищеварительные ферменты представляют собой сложные органические вещества, которые легко вступают в химические реакции с пищевыми продуктами. Они служат также катализаторами биологических реакций - расщепление пищевых веществ. Выделяют ферменты, расщепляющие белки, - протеазы, расщепляющие жиры - липазы, расщепляющие углеводы - амилазы. Для расщепляющих действий ферментов необходимы определённые условия - температура тела и реакция среды (кислая или щелочная).
Слюна
1. Слюна представляет собой вязкую бесцветную жидкость, состоящую на 95,5-99% из воды и на1-1,5%из органических и неорганических веществ. К органическим веществам относятся: белковое слизистое вещество муцин, некоторое количество глобулинов, аминокислот, мочевина и др. В слюне содержится неорганических веществ (соли кальция, калия и др.) в2-3 раза меньше чем органических. Реакция слюны - слабощелочная. Муцин, как основной компонент слюны, участвует в формировании пищевого комка. Кроме того, в слюне содержится лизоцим (бактерицидное вещество), ферменты амилаза и мальтаза. Амилаза расщепляет крахмал до мальтозы, амальтаза-дисахарид мальтозу на две молекулы глюкозы. Пища находится в ротовой полости 15-20с и поэтому здесь не происходит полного расщепления крахмала.
У человека в сутки отделяется 1000-1200 мл слюны. Пищевой комок движением языка и щёк передвигается на спинку языка и направляется к его корню. Затем комок прижимается к твёрдому нёбу и передвигается в глотку.
Желудочный сок
2. Желудочный сок, вырабатываемый железами желудка, представляет собой прозрачную жидкость, имеющую кислую реакцию благодаря присутствию соляной кислоты (HCL), в количестве 0,5 % (pH-0,9-1,5). Желудочный сок содержит пищеварительные ферменты: пепсин, гастриксин, липазу. В желудочном соке много слизи - муцина. Благодаря наличию соляной кислоты желудочный сок обладает высокими бактерицидными свойствами. Поскольку железы желудка вырабатывают в течение суток 1,5-2,5 л желудочного сока, то пища в желудке превращается в жидкую кашицу.
Ферменты пепсин и гастриксин переваривают белки до крупных частиц - полипептидов, не способных всосаться в капилляры желудка. Пепсин также створаживает казеин молока, который в желудке подвергается гидролизу. Жирные эмульгированные компоненты молока расщепляет липаза.
Важная роль в желудке принадлежит слизи- муцину. Слизь предохраняет слизистую оболочку желудка от самопереваривания, а также содержит так называемый внутренний фактор Касла, необходимый для всасывания витамина В12 и образования антианемической субстанции. При попадании в желудок спирта действие слизи ослабляется, и тогда создаются благоприятные условия для образования язв слизистой оболочки, для возникновения воспалительных явлений - гастрита.
Выделение желудочного сока начинается уже через 5-10 минут после начала еды. Секреция желудочных желёз продолжается всё время, пока пища находится в желудке. Состав желудочного сока и скорость его выделения зависят от количества и качества пищи. Жир, крепкие растворы сахара, а таrже отрицательные эмоции (гнев, печаль) задерживают, тормозят образование желудочного сока. Сильно ускоряют образование и выделение желудочного сока экстракты мяса и овощей (бульоны из мясных и овощных продуктов).
Пищеварение в тонком кишечнике
Двенадцатиперстная кишка в пищеварении играет особую роль. В этот начальный отдел тонкой кишки выделяются не только секреты ее собственных желез, но и желчь, панкреатический сок. Ферменты, выделяемые железами двенадцатиперстной кишки, играют активную роль в переваривании пищи. Секрет этих желез содержит муцин, защищающий слизистую оболочку, а также ферменты, расщепляющие белок, и энтерокиназу, превращающую неактивный фермент поджелудочного сока трипсиноген в активный трипсин.
Панкреатический сок (секрет поджелудочной железы) бесцветный, имеет щелочную реакцию (pH 7,3 - 8,7). Он содержит различные пищеварительны ферменты,переваривающие белки, жиры, углеводы. Под воздействием ферментов трипсина и химотрипсина белки перевариваются до аминокислот. Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот. Амилаза и мальтаза переваривает углеводы до моносахаридов.
Желчь, образующаяся в печени и промежутке между приемами пищи, поступает в желчный пузырь в жидком виде, концентрируется там в 7-8 раз путем всасывания воды. Во время пищеварения при поступлении пищи в двенадцатиперстную кишку желчь выделяется в нее из желчного пузыря. Желчь, имеющая золотисто-желтый цвет, содержит желчные кислоты, желчные пигменты, холестерин и другие вещества. В течение суток образуется 0,5-1,2 л желчи. Желчь эмульгирует жиры до мельчайших капель и способствует их всасыванию, активирует пищеварительные ферменты, замедляет гнилостные процессы, усиливает перистальтику тонкой кишки. Выделяемый кишечными железами в ответ на механические и химические раздражения кишечный сок (до 2,5 л в сутки) расщепляет пептиды до аминокислот, сахара - до глюкозы и фруктозы. В кишечном соке содержится 22 пищеварительных фермента, в том числе энтерокиназа (активатор трипсиногена поджелудочной железы), пептидаза, липаза, амилаза и фосфатаза, сахараза. Пищеварение происходит как в просвете тонкой кишки (полостное пищеварение), так и на поверхности микроворсинок щеточной каемки кишечного эпителия (пристеночное, или мембранное, пищеварение). Пристеночное пищеварение является заключительным этапом переваривания пищи, после чего начинается всасывание.
Исследовательские работы
Цель работ: Исследовать свойства ферментов пищеварительного тракта и влияние различных факторов среды на их активность
Работа №1
"Действие слюны на крахмал"
Материалы: штатив с пробирками, карандаш для стекла, маленькая воронка, фильтр, спиртовка, 1%-ый крахмальный клейстер, 1%-ый раствор иода, реактив Фелинга, 1%-ый раствор соляной кислоты, дистиллированная вода, стакан со льдом или снегом, водяная баня, лакмусовая бумага.
Цель работы: доказать, что ферменты слюны способны разложить крахмал.
Ход работы:
1) прополощем рот и соберём в пробирку 8-10 мл слюны.
2) профильтруем слюну и испытаем её на лакмусовой бумаге, нейтральная лакмусовая бумага синеет, так, как слюна имеет слабощелочную реакцию. Щелочность обусловлена присутствием бикарбонатов и биметаллического фосфора.
3) в пять пронумерованных пробирок налить по 3-4 мл крахмального клейстера, а в пробирку №6 - 1мл слюны.
4) в пробирку №1 добавим 1 мл натуральной слюны, в пробирку №2 - 1 мл тщательно прокипяченной слюны, в пробирку №3 - 1 мл дистиллированной воды, в пробирку №4 - 1 мл соляной кислоты и 1 мл слюны. Эти пробирки (№1,2,3 и 4) поставьте в водяную баню при температуре 38 - 40 С.
5) пробирки №5 и 6 поставьте на лед или в снег. Через 10 мин перелейте содержимое пробирки №6 в пробирку №5 , которую вновь поставим на лед.
6) через 10 - 15 мин выньте пробирки №1,2,3 и 4 из водяной бани. Половину содержимого каждой пробирки перельем в чистые пробирки, соответственно пронумеровав их: №1а;2а;3а;4а.
7) содержимое пробирок №1,2,3 и 4 испытаем на присутствие крахмала. Для этого в каждую пробирку прибавим по 2-3 капли раствора йода. Интенсивное окрашивание в синий цвет свидетельствует о присутствии крахмала.
8) содержимое пробирок №1а,2а,3а,4а исследуйте на присутствие сахара. Для его обнаружения прибавьте в эти пробирки по 1 мл реактива Фелинга. Каждую пробирку нагреем на спиртовке до кипения (держать над огнем надо не дно, а участок несколько наклоненной пробирки на уровне верхней половины содержимого). Если хотя бы часть крахмала расщепилась до глюкозы, происходит восстановление гидрата окиси меди в закись, которая образует оранжево - красный осадок.
9) возьмем со льда пробирку №5,половину ее содержимого вольем в чистую пробирку №5а. Проведем пробы на присутствие крахмала (в пробирке №5) и сахара (в пробирке №5а).
| № | Содержание пробирок | Температура | Цвет раствора после добавления йода | Цвет раствора после добавления реактива Фелинга | Результаты опыта |
| 1 | Вареный крахмал+слюна | 38-40С | бесцветный | кирпично-красный осадок | + + |
| 2 | Вареный крамал+ прокипяченная слюна | 38-40С | синий | синий | + + |
| 3 | Вареный крамал+ слюна+HCI | 38-40С | синий | синий | + |
| 4 | Вареный крахмал+вода | 38-40С | синий | синий | + + |
| 5 | Сырой крахмал+слюна | 38-40С | бесцветный | оранжево-красный осадок | + + |
| 6 | Вареный крахмал | холод | синий | синий | + + |
| 7 | Слюна | холод | синий | | |
Вывод. В результате работы установлено:
1. Слюна содержит фермент амилазу, что подтверждают опыты в пробирках №1,4,5,6.
2. Амилаза обладает свойствами:
а) при кипячении разрушается и теряет свои ферментативные свойства, так как является белком
б) действует на сложный углевод - крахмал, который превращает в солодовый сахар (мальтозу)
в) проявляет свои ферментативные свойства в щелочной среде и температуре 38-40С.
г) сырой крахмал в воде растворим слабо, крахмальные зёрна не разрушены фермент действует медленно.
Работа №2
«Исследовать влияние кислотности среды на активность амилазы»
Цель работы: Исследовать активность амилазы при различных значениях рН среды.
Материалы: реактив Бенедикта, буферные растворы с pH 3, 5 , 7 , 9 и 11 ,водяная баня с температурой 38С, Бунзеновская горелка, асбест, держатель для пробирок, штатив с пробирками, градуированные пипетки на 5 мл, термометр, дистиллированная вода, исходный раствор слюны, амилаза (такая же, как та, которая содержится в слюне).
Ход работы:
1) сполосните рот 5 мл дистиллированной воды и выплюньте эту воду.
2) наберите в рот 10 мл дистиллированной воды пополощите в течение 1 мин и эту жидкость соберите.
3) доведите объём этого раствора амилазы слюны до 40 мл дистиллированной воды.
4) проверьте растворы амилазы, крахмала и буферные растворы на присутствие в них редуцирующих сахаров с помощью реактива Бенедикта.
5) пометьте этикеткой "pH 3" одну из пробирок и внесите в нее 2мл раствора крахмала.
6) добавьте в ту же пробирку 2мл буферного раствора с pH 3 и тщательно перемешайте оба раствора.
7) прокипятите не менее 4мл раствора фермента и влейте 4мл этого раствора в пробирку с соответствующей этикеткой.
8) в другую пробирку, также снабженную этикеткой, влейте 4мл раствора фермента, не подвергавшегося кипячению; поставьте все три пробирки на водяную баню и выждите некоторое время (около 1 мин) для того, чтобы они успели нагреться до 38С.
9) влейте небольшое количество реактива Бенедикта в каждую из 11 пробирок и пометьте их цифрами 1-11. Три следующие операции (10-12) провести очень быстро:
10) когда растворы на водяной бане примут ее температуру, влейте забуференый раствор крахмала в не кипяченный раствор фермента.
11) хорошо перемешайте оба раствора, переворачивая пробирку, а затем снова поставьте пробирку на водяную баню.
12) включите отсчет времени и сразу же перенесите небольшое количество реакционной смеси (примерно равное по объему взятому реактиву Бенедикта) в пробирку 1.
13) на протяжении всего опыта энергично встряхивайте смесь.
14) по истечение 1 мин перенесите в пробирку 2 вторую порцию реакционной смеси (приблизительно того же объема, что и первая).
15) повторяйте ту же процедуру с интервалами 1 мин в течение еще 9 мин (т.е. заполните отобранными пробами пробирки 3-11).
16) отметьте для пробирок 1-11 продолжительность инкубации, требуемой для появления первых признаков положительной реакции Бенедикта (выпадения кирпично-красного осадка).
17) повторите тот же опыт с прокипяченным раствором фермента, начиная от п. 7.
18) повторите весь опыт целиком с каждым из остальных буферных растворов.
19) постройте график зависимости времени гидролиза от pH и. Объясните полученные результаты.
| № | Содержимое пробирки | рН раствора | Время |
| 1 | Крахмал | | |
| 2 | Крахмал+прокипячённая амилаза | 3,0 | |
| 3 | Крахмал+амилаза | 3,0 | |
| 4 | Крахмал+прокипяченная амилаза | 5,0 | |
| 5 | Крахмал+амилаза | 5,0 | 9,1 мин |
| 6 | Крахмал+прокипяченная амилаза | 7,0 | |
| 7 | Крахмал+амилаза | 7,0 | 5,2 мин |
| 8 | Крахмал+прокипяченная амилаза | 9,0 | |
| 9 | Крахмал+амилаза | 9,0 | 7,8 мин |
| 10 | Крахмал+прокипяченная амилаза | 11,0 | |
| 11 | Крахмал+амилаза | 11,0 | 10,7 мин |
Вывод. В результате работы № 2 установлена зависимость активности фермента амилазы от pH среды. Наибольшая активность амилазы при pH = 7,00 (опыт, пробирка № 7), продолжительность инкубации 5,2 мин. При pH=5,00 (пробирка № 5) продолжительность инкубации возрастает на 3,9 минуты. При pH = 9,00 (пробирка № 9) возрастает по сравнению с пробиркой № 7 на 1,4 минуты. Результат в пробирке № 11 pH = 11,00 реакция инкубации 10,7 минут, что на 5,3 минут больше, чем в пробирке № 7. При pH = 3,00 выпадение кирпично-красного осадка не происходит, видимо фермент денатурирует и своих ферментативных свойств не проявляет. В пробирках №№ 2,4, 6,8,10 так же не происходит выпадение осадка, амилаза при кипячении разрушается и становится не возможным превращение крахмала в сахар. Температурный режим во всех пробирках был одинаков.
При pH = 7,00 реакция превращения крахмала в сахар протекает с максимальной скоростью. Поэтому оптимальным значением кислотности среды для амилазы является рН - 7,00
Работа №3
"Изменение питательных веществ в кишечнике"
Материалы: желчь, вода, растительное масло.
Цель работы: исследовать влияние желчи на устойчивость жировой эмульсии.
Ход работы:
1) нальём 10 мл подсолнечного масла и добавим в него 30 мл воды.
2) тщательно встряхнём содержимое пробирки , в результате жидкость приобретет белый цвет но ненадолго.
3) к смеси подсолнечного масла и воды добавим 5-6 каплей желчи.
4) после этого резко встряхнём пробирку.
5) образуется эмульсия жира в растворе желчи, которая держится значительно дольше.
Вывод: желчь способствует образованию эмульсии жиров и сохранению ее устойчивости. Это обеспечивает доступность жиров действию липаз и их эффективное переваривание. Жиры, расщепляет на мелкие частицы для более активного действия липазы. Тем самым доказана функциональная взаимосвязь между печенью и поджелудочной железой.
Работа №4
"Переваривание белков ферментами желудочного сока"
Материалы: штатив с пробирками; спиртовка; водяная баня; термометр; песин или натуральный желудочный сок; углекислый кальций; 0,5-процентный раствор соляной кислоты; лакмусовая бумага; фибрин; дистиллированная вода; карандаш для стекла.
Цель работы: исследовать влияние фермента желудочного сока пепсина на белок фибрин. Исследовать свойства фермента, определить специфичность работы ферментов жел. сока
Ход работы:
1) приготовим четыре занумерованных пробирки. Нальем в пробирки №1 и 2 по 2-3 мл кислого желудочного сока (или пепсина). В пробирку № 3 налейте 2-3 мл нейтрального желудочного сока ( или раствора пепсина в воде). В пробирку №4 нальем 2-3 мл 0,5 - процентного раствора соляной кислоты.
2) содержимое пробирки №2 прокипятим.
3) убедимся с помощью лакмусовой бумаги в реакции среды в каждой пробирке. Положим в каждую пробирку по небольшому комочку фибрина.
Поставим пробирку на 20 мин в водяную баню при температуре 38-40 С.
4) понаблюдаем за ходом опыта, отмечаем, что происходит с фибрином в каждой пробирке.
| № | Содержание пробирок | Изменения фибрина | Причины наблюдаемых изменений |
| 1 | Фибрин+жел. сок | Фибрин исчез | Расщепился под действием фибрина |
| 2 | Фибрин+жел. сок | Фибрин набухает | Пепсин разрушен, фибрин набух под действием соляной кислоты |
| 3 | Фибрин+нейтр. жел. сок | Не изменился | Пепсин не действует |
| 4 | 0,5% р-р НСl | Нет фибрина | --------------------- |
Вывод: в результате работы №4 установлено:
1. Жел. сок содержит пищеварительный фермент пепсин (пробирка №1);
2. Пепсин обладает св-ми:
а) действует на белок, расщепляет его до пептидов (пробирка №1);
б) при кипячении расщепляется и теряет свои ферментативные св-ва (пробирка №2);
в) действует только в кислой среде (пробирка №3).
Работа №5
"Обнаружение химозина в желудочном соке"
Материалы: штатив с пробирками; спиртовка; водяная баня; термометр; натуральный желудочный сок; углекислый кальций; слабый раствор двууглекислой соды; молоко; красная лакмусовая бумага.
Цель работы: обнаружить химозин в жел. соке.
Ход работы:
1) часть желудочного сока (4-5 мл) доводим до щелочной реакции прибавлением углекислого кальция или слабого раствора двууглекислой соды. Отфильтруем полученный раствор.
2) приготовим три пронумерованные пробирки. Нальем 0,5 мл желудочного сока в пробирку №1 и по 0,5 мл желудочного сока, обработанного углекислым кальцием, в пробирки №2 и 3.Содержимое пробирки №3 тщательно прокипятим. Добавим во все пробирки по 5-6 мл молока.
3) поставим пробирки в водяную баню при температуре 38-40 С.
4) понаблюдаем за ходом опыта. Створаживание молока быстро происходит в пробирке №1, где химозин находится в кислой среде, и в пробирке №2, где он находится в нейтральной среде. В пробирке №3, где фермент разрушен кипячением, свертывание отсутствует.
| № | Содержание пробирок | Температура | Изменения молока | Причины наблюдаемых наблюдений |
| 1 | Молоко+0,5 мл.жел.сока | 38-40С | Молоко быстро сворачивается | Химозин действует в кислой среде |
| 2 | Молоко+0,5 мл.нейтр. жел.сока | 38-40С | Молоко створаживается | Химозин действует и в щелочной среде |
| 3 | Молоко+0,5 мл. нейтр.жел.сока (прокипячено) | 38-40С | Не створажи-вается | Фермент расщеплен кипячением |
1. Желудочный сок содержит сычужный фермент - химозин;
2. Свойства химозина:
- действует на казеин молока;
- при кипячении разрушается и теряет свои ферментативные свойства;
- в отличие от пепсина действует и в кислой и в нейтральной среде.
Вывод
В результате проведенной работы я убедился в наличии пищеварительных ферментов в слюне (амилаза) и желудочном соке (пепсин и химозин). Установил, что ферменты обладают следующими свойствами:
1. Являются биологическими катализаторами, то есть ускоряют реакции:
К
рахмал+вода амилаза МальтозаБ
елок пепсин ПептидыМ
олоко химозин Казеин2. Ферменты действуют только на определенные субстраты, обладают специфичностью.
3. Ферменты действуют только при определенных условиях:
- температура тела
- среда кислая для пепсина
- среда кислая и нейтральная для химозина
- щелочная, опт.0,7 для амилазы
4. Ферменты – белки при кипячении разрушаются и теряют свои ферментативные свойства.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие………………………………………………………………………..3
Основные идеи экспериментальной деятельности
«Формирование естественнонаучного мировоззрения на основе
эволюционно-синергетической парадигмы»………………………………….3
ПРИЛОЖЕНИЕ №1
Методологические и методические основания по определению
содержания и структуры урока биологии «Самоорганизация
живых систем»……………………………………………………………………..7
ПРИЛОЖЕНИЕ №2
Урок биологии в 10 классе: “Биоэнергетика клетки”
(продолжение, 2 часть)…………………………………………………………...9
ПРИЛОЖЕНИЕ №3
Положение о Математической школе…………………………………….…..14
Положение о Физической школе………………………………………………16
Положение об экологической школе………………………………………….18
ПРИЛОЖЕНИЕ №4
Междисциплинарный факультативный курс (МДК) и пути
его реализации (программа и методические рекомендации)…………….19
ПРИЛОЖЕНИЕ №5
Конспект занятия курса МДК в 9 классе «Симметрия
в окружающем нас мире»……………………………………………………….43
ПРИЛОЖЕНИЕ №6
Из опыта работы физической школы
(интересные задачи по физике)…………………………………………….…49
ПРИЛОЖЕНИЕ №7
Исследовательские работы учащихся «Научные аспекты скрипичного звука», «Роль ферментов в пищеварении»………………………………….53