БелкиБиология 9 класс. Тема урока: Строение и функции белков.
13.09.2014 12929 0Цели урока: 1. Продолжить расширение и углубление знаний о важнейших
органических веществах клетки на основе изучения строения
и функции белков.
2.Знать из чего состоят белки, функции белков.
3.Продолжить формирование умения выявлять связи между
строением и функциями веществ.
Оборудование: карточки -информаторы, учебник 9 кл., мет. пособие.
Тип урока: комбинированный
Методы обучения: беседа
Ход урока
I. Проверка знаний.
Фронтальная беседа.
II. Изучение нового материала.
1. Рассказ об особенностях строение молекул белков.
Белки- нерегулярные биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В состав белков входит 20 аминокислот. Все аминокислоты имеют
радикал (R), аминогруппу (Nh3), карбоксильную группу (COOH ).
H — N — C = O H — N — C - С--- N
/ \ + / \\ \
H OH H -h3O O Н
ПЕПТИДНАЯ СВЯЗЬ
Строительная — белки входят в состав клеточных мембран и органелл
клетки. Стенки кровеносных сосудов, хрящи, сухожилия, волосы, ногти,
когти у высших животных состоят из белков.
Ферментативная- белки-ферменты катализируют протекание всех химических реакций в организме. Они обеспечивают расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, фиксацию углерода при
фотосинтезе.
Транспортная- белки способны присоединять и переносить различные вещества. Белок гемоглобин переносит кислород, альбумины крови переносят жирные кислоты.
Защитная- ее выполняют иммуноглобулины (антитела) крови, обеспечивающие иммунную защиту организма. Фибриноген и тромбин
участвуют в свертывании крови и предотвращают кровотечение.
Сократительная- благодаря движению относительно друг друга нитей
белков актина и миозина осуществляется сокращения мышц.
Регуляторная- многие гормоны, регулирующие транскрипцию, являются белками: инсулин, глюкагон.
Рецепторная- некоторые белки, встроенные в клеточную мембрану,
способны изменить свою структуру на действие внешней среды. Фитохром-
светочувствительный белок, регулирующий фотопериодическую реакцию
растений, оксин- составная часть родопсина, пигмента, находящегося в клетках
сетчатки глаза.
Пигментную- белки имеющие цвет, меланин — кожи, волос, радужной
оболочки глаза.
4. Беседа об уровнях организации белковой молекулы.
Первичная структура — последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Первичная структура специфична для каждого белка, замена одной аминокислоты влечет за собой изменение функции.
Вторичная структура- за счет водородных связей, 2-спиральная конфигурация,
структура белка волос, ногтей... .
Третичная- за счет ионных, водородных , сульфидных связей.
Четвертичная- четырех отдельных полипептидных субъединиц и небелковой части — гема. Гемоглобин .
Денатурация- процесс нарушения структуры белка.
III. Закрепление знаний.
В процессе беседы с помощью следующих вопросов6:
При ответе можно использовать следующую схему: №1
IV. Итог. На уроке мы повторили и расширили свои знания по
теме «Белки». Узнали о функциях белков их строении,
о роли белков как самых необходимых химических
соединений для жизнедеятельности всего живого на
Земле.
tak-to-ent.net
Аннотация.
Данный урок предлагается интегрированным для 9 класса по биологии и химии при изучении темы «Состав клетки».
Для более эффективного усвоения данной темы рекомендуем его проведение в кабинетах химии или биологии, оснащенных интерактивной доской, а также компьютером с программами- « Acnivstudio», « Microsoft Power Point»(2007)г.
На уроке рассматриваются вопросы: строения, свойства, классификации и биологической функции белков, значение белков пищи, организация здорового питания.
Использование в ходе урока самостоятельной лабораторной работы по исследованию свойств белка делают этот урок для учащихся интересным и увлекательным, снимает напряжение в усвоении большого объема знаний, позволяет раскрыть исследовательские и организаторские качества учащихся.
Интегрированный урок ( биология и химия)
Тема : « Белки. Свойства белков»
Цели урока: дать понятие о белках и пептидах на основе межпредметных связей с химией. Рассмотреть строение, химические свойства и биологические функции белков. В связи с валеологией дать характеристику белкам как важнейшим составным частям пищи.
Оборудование и реактивы: растворы NaOH, CuSO4, (Ch4COO)2Pb, HNO3( концентр), насыщенный раствор поваренной соли, спиртовка, штатив, спички, держатели пробирок, пробирки, яичный белок, кусочки шерстяной ткани, перья птицы, шерсть.
Задачи урока.
Образовательная: расширить и обобщить знания учащихся о природных веществах- биополимерах; раскрыть ведущую роль белков в строении и жизнедеятельности клетки и организма; познакомить с основными химическими свойствами белков.
Развивающие: развитие мышления через формирование причинно-следственных связей между строением, свойствами и биологической функцией, развитие познавательных способностей( памяти, воображения, фантазии) через знакомство с биологической эволюцией белковых структур
Воспитательные: формирование научного мировоззрения учащихся на примере интеграции естественных наук; продолжить развитие навыков ведения здорового образа жизни на основе знакомства пищевой ценностью белков, потребностями организма в белках, вычисление калорийности пищевых продуктов.
Тип урока: урок обобщения и усвоения нового материала.
Оборудование и дидактический материал: программа « Acnivstudio», программа « Microsoft Power Point»(2007),компьютер, проектор, интерактивная доска, дидактические карточки с задачами по вычислению калорийности пищи.
Форма урока: фронтальная, работа в парах.
План урока
1 Организационный момент
2 Изучение нового материала
Определение
Состав белков
Классификация белков
Строение белковых молекул
Физические свойства
Химические свойства
Функции белков
Пищевая ценность белков. Потребность в белках.
3. Закрепление. Домашнее задание
Ход урока
1.Организационный момент
- приветствие
- подготовка учащихся к работе
Учитель биологии читает стихотворение.
-мотивация учебной деятельности: сообщение темы, цели занятия, значимости темы. (интерактивная доска)
Меняя каждый миг свой прихотливый,
Капризна как дитя и призрачна как дым,
Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,
Великое смешав с ничтожным и смешным …
Семен Яковлевич Надсон
2.Изучение нового материала.
Учитель биологии: чему посвящены строки из стихотворения Надсона? Что такое жизнь? Откуда она взялась? В течение веков люди копили наблюдения, проводили исследования, создавали теории…
Пожалуй, ни одна естественнонаучная задача не знала, да и сейчас не знает такой острой борьбы мировоззрений, какая всегда сопровождала проблемы зарождения жизни. А причина этой борьбы заключается в самом объекте познания – его уникальности, неповторимости и сложности жизни. Ф.Энгельс сформулировал следующее определение жизни:
Жизнь есть способ существования белковых тел…
Фридрих Энгельс
Сегодня мы должны установить: не устарело ли определение данное Энгельсом более 100 лет назад?
Ответ на этот вопрос должен убедить, что современная наука расширила, углубила и наполнила новым смыслом данное воззрение. Поэтому сегодня у нас необычный урок – он охватывает проблемы химии и биологии одновременно.
Изучению белков как форме существования жизни мы сегодня уделим особое внимание. Ни одно из веществ не выполняет столь специфических и разнообразных функций в организме и клетки как белок.
Учитель химии: давайте вспомним, какие соединения называются белками.
Белки( протеины) –высокомолекулярные вещества, молекулы которых построены из остатков аминокислот, соединенных амидной или пептидной связью. Белки относятся к азотсодержащим соединениям.
Белки содержат в среднем 50-55% углерода, 21-23% кислорода, 15-17% азота, 6-7% водорода, 0,3-2,5% серы. В составе отдельных белков обнаружены также фосфор, йод, железо, медь и некоторые другие макро- и микроэлементы в различных количествах.
Белки
Протеины Протеиды
Состоят только аминокислот состоят из аминокислот
и небелкового компонента
Молекулы белков представляют собой длинные полипептидные цепи, состоящие из остатков α-аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Структуру этих гигантских молекул можно рассматривать на нескольких уровнях.
Учитель биологии:
Первичная структура белка – последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Число аминокислотных звеньев в этих « бусах» может колебаться от нескольких десятков до сотен тысяч. 
Первичная структура белковой молекулы играет чрезвычайную роль. Изменение одной аминокислоты на другую может привести либо к гибели всего организма, либо к появлению совершенно нового вида. Замена одного остатка аминокислоты глутамина на валин в молекуле гемоглобина( содержащего 574 аминокислотные группы!) вызывает тяжелейшее заболевание – анемию, приводящую к смертельному исходу.
Изучение последовательности аминокислот в белках используют для выяснения вопроса эволюции в новой области науки – химической палеогенетике. Молекула гемоглобина лошади отличается от соответствующего белка человека в 26 местах, свиньи – в 10 местах, а гориллы – всего лишь в одном месте. Удачная замена аминокислотного остатка в белке, повышающая шансы на выживание вида, может произойти в среднем один раз за 10 миллионов лет.
Вторичная структура белка.
Закрученная α-спираль ( на каждом витке 3,6 аминокислот), скрепленная на каждом витке водородными связями между группами NH и CO .( характерна для α-кератина волос, рогов и копыт). Если две полипептидные цепи расположены параллельно и скрепляются между собой получается складчатая структура, характерная для β-структуры фиброина шелка.
Третичная структура – способ расположения в пространстве α-спирали или β-структуры. Белковая молекула, свернутая в клубок – глобулу, сохраняет пространственную форму за счет дисульфидных мостиков –S-S-.
Четвертичная структура белка. Некоторые белки( гемоглобин) представляют комплекс нескольких белковых молекул с небелковыми фрагментами. Такие белки называют протеидами.
Учитель химии: белки обладают различными физическими свойствами. Они делятся по растворимости в воде на растворимые в слабых растворах солей - альбумины, растворимые в спиртах –проламины, растворимые в разбавленных растворах кислот и щелочей – глутеины и нерастворимые.
Белки
альбумины проламины глутеины нерастворимые
Белки для сохранения своей функциональной активности должны иметь структурную организацию на всех уровнях.
Нарушение структур белка при действии сильных кислот, оснований, солей тяжелых металлов, УФ излучения, радиации приводит к явлению денатурации.
Проведите в парах лабораторные эксперименты. Фиксируйте результаты в виде таблицы.
(Заполнение таблицы на интерактивной доске по результатам исследований в группах)
| Название опыта | Что делал | Что наблюдал | вывод |
1 группа опыт №1
Денатурация белков.
Осторожно нагрейте раствор белка. Сделайте вывод.
2 группа опыт №2
Действие разбавленного этилового спирта на белок. К раствору белка прилейте этиловый спирт. Сделайте вывод.
3 группа опыт № 3
Ксантопротеиновая реакция.
Белки, содержащие остатки ароматических кислот изменяют окраску по действием концентрированной азотной кислоты.
В пробирку налейте 2 мл раствора белка. Добавьте по каплям 5 мл концентрированного раствора азотной кислоты. Осторожно нагрейте пробирку. Наблюдайте изменение цвета.
Сделайте вывод о составе исследуемого белка.
4 группа опыт № 4
Цистеиновая реакция.
Белки, содержащие в составе серу, при нагревании образуют осадок.
К раствору белка добавить равный объем щелочи, нагреть до кипения и добавить несколько капель раствора ацетата свинца. Наблюдайте изменение цвета. Сделайте вывод о составе исследуемого белка.
5 группа опыт № 5
Биуретовая реакция.
Эта реакция определяет наличие пептидных связей в составе белков.
К раствору белка добавить раствор сульфата меди(2) и каплю щелочи. Наблюдайте изменение цвета. Сделайте вывод о составе исследуемого белка.
6 группа опыт № 6
Горение белков.
При горении белковых производных появляется специфический запах « горелого рога»
Внесите в пламя кусочки перьев, шерсти, волос. Сравните запахи. Сделайте вывод о составе исследуемых объектов.
Заполните таблицу. Совместив названия класса и белка( работа на интерактивной доске)
Классификация беков по функциям
| класс | Название белка | Биологическая роль |
| 1 регуляторные | ||
| 2 | Коллаген, α-кератин | |
| 3 | ||
| 4 | гемоглобин | |
| 5 ферменты | ||
| 6 | ||
| 7 запасные | ||
| 8 | Змеиный яд, дифтерийный токсин | |
| 9 пигментная | ||
| 10 рецепторная (сигнальная) |
меланин
фибрин, фибриноген, антитела
родопсин
пепсин
инсулин
казеин, альбумин
Вызывают подавление или смерть других конкурирующих организмов.
Контролируют обменные процессы в организме.
Восприятие и преобразование внешних сигналов, поступающих в клетку.
Участвуют в движении организма.
Составляют основу костной и соединительных тканей, роговых образований, шерсти, мембран, кожи, хрящей, кровеносных сосудов.
Катализируют биохимические процессы обмена веществ.
Обеспечивают организм энергией.
Перенос и доставка других веществ( кислород, углекислый газ, липиды и т д)
Обеспечивают иммунитет организма, обеспечивают свертываемость крови.
Окрашивают кожу, роговицу глаз, волосы.
Учитель биологии: напомним, что белок – важный компонент пищи человека.
Основные источники белка – мясо, молоко, продукты переработки зерна, хлеб, овощи, рыба . Без белков или их составных частей аминокислот – не может быть обеспечено воспроизводство основных структурных элементов органов и тканей, а также образование ряда важнейших веществ, как например , ферментов и гормонов.
Ученые утверждают, что взрослый человек должен ежедневно потреблять не менее 100 грамм белка в день при трате энергии 1500 ккал. Эта норма соответствует умственному или физическому труду полностью механизированному. При физической нагрузке с тратой энергией 400 ккал требуется 130-150 грамм белка в сутки. Потребность в белке определяется возрастом, полом, видом деятельности. В зрелом возрасте здорового человека существует баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами распада. В молодом, растущем организме идет накопление белковой массы, поэтому азотный баланс будет положительным, т е количество поступающего азота превышает количество выводимого из организма. У людей пожилого возраста, а также при некоторых заболеваниях наблюдается отрицательный азотный баланс. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма.
Животные и растительные белки усваиваются организмом неодинаково. Белки молока и молочных продуктов на 96%, мяса и рыбы – 93-95%, то белки хлеба – на 62-86%, овощей на 80% картофеля и бобовых на 70%. Однако смесь этих продуктов может быть биологически полноценной . Суточная потребность взрослого человека в белке разного вида 85-100 г. Доля животных белков должна составлять приблизительно 55% от общего количества в рационе. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показывает, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела. Более того, аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, поскольку их усвоение организмом человека приближается к 100%. Многие растительные продукты, особенно злаковые, содержат белки пониженной биологической активности: в кукурузе, например, обнаружен недостаток лизина и триптофана, в пшенице – лизина и треонина.
Довольно длительное исключение белков из рациона питания приводит к серьезным нарушениям, а продолжительное безбелковое питание кончается смертью. 
Недостаток белков в питании вызывает у детей замедление роста и развития, а у взрослых глубокие изменения в печени, нарушении желез внутренней секреции, изменение гормонального фона, проблемы сердечнососудистой системы, ухудшение памяти и работоспособности.
Содержание белка в продуктах питания
| Название продукта | Содержание белка | Название продукта | Содержание белка |
| Мясо | 18-22% | Горох | 26% |
| Сыр | 20-36% | Картофель | 1,5-2% |
| Рыба | 17-20% | Ржаной хлеб | 7,8% |
| Яйца | 13% | Яблоки | 0,3-0,4% |
| Молоко | 3,5% | Капуста | 1,6% |
| рис | 8% | Морковь | 0,8-1% |
| Пшено | 10% | Макароны | 9-13% |
| свекла | 1,6% | Гречневая крупа | 11% |
Примерный набор продуктов для учащихся 14-17 лет
| продукт | 14–17 лет | |
| девушки | юноши | |
| Молоко, мл | 500 | 600 |
| Творог, г | 50 | 60 |
| Сметана, сливки, г | 15 | 20 |
| Сыр, г | 15 | 20 |
| Мясо, г | 200 | 220 |
| Рыба, г | 60 | 70 |
| Яйцо, шт | 1 | 1 |
| Хлеб: ржаной, г пшеничный, г | 100 200 | 150 250 |
| Крупа, макаронные изделия, г | 50 | 60 |
| Сахар, кондитерские изделия, г | 80 | 100 |
| Жиры: животные, г растительные, г | 30 15 | 40 20 |
| Картофель, г | 250 | 300 |
| овощи | 320 | 350 |
| фрукты | 150-500 | 150-500 |
Итак, белки – обязательная составная часть всех живых клеток – играют исключительно важную роль в живой прирде, являясь главным, наиболее ценным, незаменимым компонентом пищи. Белки являются основой структурных элементов и тканей, поддерживают обмен веществ и энергии, участвуют в процессах роста и размножения, обеспечивают механизмы движения, развитие иммунных реакций, необходимых для функционирования всех органов и систем органов.
следовательно, понятие «жизнь» и «белок» неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос « Что такое жизнь?», надо знать, что такое белок. Чем больше мы узнаем, тем глубже проникаем в понятие «жизнь». Насколько многообразны белки, настолько сложна, загадочна и многолика жизнь. Подтверждением служат слова Гёте: « Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен…»
А, теперь, дорогие ученики попробуйте ответить на вопрос с позиции биолога и химика, что такое жизнь с современно точки зрения…
(Жизнь- это переплетение сложнейших химических процессов взаимодействия белков между собой и другими веществами.)
Домашнее задание:
§ 62 стр 192 ( «химия»Нурахметов Н.Н. 2009 г) , § -9 ( «биология» Гильманов М.К.2005 г)
Решить 2 задачи.
( самостоятельный выбор на сравнение 2-х пищевых продуктов по калорийности)
Вычислите калорийность продуктов, если энергетическая ценность углеводов равна 4 ккал\г, белков -4 ккал\г, жиров – 9 ккал\г
Задачи для домашней работы.
Стакан томатного сока содержит 1,6 г белков, 6 г углеводов и 0,05 г жиров. Вычислите калорийность стакана сока
Порция мясных котлет содержит 17 г белков, 18 г жиров, 21 г углеводов. Определить калорийность порции котлет.
Крупа гречневая содержит 12,5 % белков, 3% жиров, 61% углеводов. Вычислите калорийность 100 г крупы
Порция курицы отварной в съедобной части содержит 20 г белков и 11 г жиров. Определить калорийность порции курицы.
Стакан молока содержит 12 г белков, 8 г углеводов и 4 г жиров. Вычислите калорийность стакана молока.
Рыбные консервы содержат 13% белков и 25% жиров. Определить калорийность 100 г рыбных консервов.
Хлеб содержит 6% белков, 40% углеводов и 1% жиров. Определить калорийность 400 г хлеба.
Батончик «Сникерс» имеет массу 60 г и содержит 52 % углеводов, 10,5 % белков и 28% жиров. Определите калорийность батончика.
9.Порция крупы «Геркулес» содержит 6 г белков, 25 г углеводов, 3 г жиров. Вычислить калорийность порции.
10.Сливочное мороженное содержит 5% белков, 25% углеводов и 8% жиров. Вычислите калорийность пачки мороженного массой 100 г.
11.Вычислите калорийность 100 г ржаного хлеба, содержащего 6,5% белков,1% жиров и 40% углеводов.
12.Вычислите калорийность 100 г творога, если в нем содержится 13,8 г белков, 11,1 г жиров и 8,8 г углеводов.
13.Вычислите калорийность порции картофельного пюре, массой 220 г если в нем содержится белков 2,1%, жиров 5,8% , углеводов 16,2%.
14.Вычислите калорийность куриного яйца, массой 60 г, если в нем содержится белков 12,2% жиров, 11,5% , углеводов 0,7%.
15. Овсяная крупа содержит 11% белков, 6,1% жиров, 49,7% углеводов. Вычислите калорийность 100 г продукта.
16. Фасоль содержит 21% белков, 2% жиров, 43,4% углеводов. Рассчитать калорийность 75 г фасоли.
multiurok.ru
1997/98 УЧ.ГОД
Выпускной экзамен по биологии за 9-й класс
Проподаватель Рощина
Оценка 5
УЧЕБНО-ВОСПИТАТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС №326
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКОЛА
ВЫПУСКНОЙ РЕФЕРАТ
ПО БИОЛОГИИ
Тема:
БЕЛКИ, ЖИРЫ И УГЛЕВОДЫ
КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ
Ученицы 9В класса
Бронштейн Аси
Москва 1998 год
СОДЕРЖАНИЕ
| ВСТУПЛЕНИЕ | |
| БЕЛКИ. | |
| СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ | |
| ОБМЕН БЕЛКОВ | |
| УГЛЕВОДЫ | |
| СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ | |
| ОБМЕН УГЛЕВОДОВ | |
| ЖИРЫ | |
| СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ | |
| ОБМЕН ЖИРОВ |
ВСТУПЛЕНИЕ
Нормальная деятельность организма возможна при непрерывном поступлении пищи. Входящие в состав пищи жиры, белки, углеводы, минеральные соли, вода и витамины необходимы для жизненных процессов организма.
Питательные вещества являются как источником энергии, покрывающем расходы организма, так и строительным материалом, который используется в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток, замещающих отмирающие. Но питательные вещества в том виде, в каком они употребляются в пищу, не могут всосаться и быть использованными организмом. Только вода, минеральные соли и витамины всасываются и усваиваются в том виде, в каком они поступают.
Питательными веществами называются белки, жиры и углеводы. Эти вещества являются необходимыми составными частями пищи. В пищеварительном тракте белки, жиры и углеводы подвергаются как физическим воздействиям (измельчаются и перетираются), так и химическим изменениям, которые происходят под влиянием особых веществ - ферментов, содержащихся в соках пищеварительных желёз. Под влиянием пищеварительных соков питательные вещества расщепляются на более простые, которые всасываются и усваиваются организмом.
БЕЛКИ
СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ
"Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое без сомнения является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь была бы на нашей планете невозможна. Это вещество я наименовал - протеин". Так писал еще в 1838 году голландский биохимик Жерар Мюльдер, который впервые открыл существование в природе белковых тел и сформулировал свою теорию протеина. Слово "протеин" (белок) происходит от греческого слова "протейос", что означает "занимающий первое место". И в самом деле, все живое на земле содержит белки. Они составляют около 50% сухого веса тела всех организмов. У вирусов содержание белков колеблется в пределах от 45 до 95%.
Белки являются одними из четырех основных органических веществ живой материи (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры), но по своему значению и биологическим функциям они занимают в ней особое место. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% - в костях и сухожилиях и около 10% - в коже. Но наиболее важными белками всех организмов являются ферменты, которые, холя и присутствуют в их теле и в каждой клетке тела в малом количестве, тем не менее управляют рядом существенно важных для жизни химических реакций. Все процессы, происходящие в организме: переваривание пищи, окислительные реакции, активность желез внутренней секреции, мышечная деятельность и работа мозга регулируется ферментами. Разнообразие ферментов в теле организмов огромно. Даже в маленькой бактерии их насчитываются многие сотни.
Белки, или, как их иначе называют, протеины, имеют очень сложное строение и являются наиболее сложными из питательных веществ. Белки - обязательная составная часть всех живых клеток. В состав белков входят: углерод, водород, кислород, азот, сера и иногда фосфор. Наиболее характерно для белка наличие в его молекуле азота. Другие питательные вещества азота не содержат. Поэтому белок называют азотосодержащис веществом.
Основные азотосодержащие вещества, из которых состоят белки, - это аминокислоты. Количество аминокислот невелико - их известно только 28. Все громадное разнообразие содержащихся в природе белков представляет собой различное сочетание известных аминокислот. От их сочетания зависят свойства и качества белков.
При соединении двух или нескольких аминокислот образуется более сложное соединение - полипептид. Полипептиды, соединяясь, образуют еще более сложные и крупные частицы и в итоге - сложную молекулу белка.
Когда в пищеварительном тракте или в эксперименте белки расщепляются на более простые соединения, то через ряд промежуточных стадий ( альбумоз и пептонов) они расщепляются на полипептиды и, наконец, на аминокислоты. Аминокислоты в отличие от белков легко всасываются и усваиваются организмом. Они используются организмом для образования собственного специфического белка. Если же вследствие избыточного поступления аминокислот их расщепление в тканях продолжается, то они окисляются до углекислого газа и воды.
Большинство белков растворяется в воде. Молекулы белков в силу их больших размеров почти не проходят через поры животных или растительных мембран. При нагревании водные растворы белков свертываются. Есть белки (например, желатина), которые растворяются в воде только при нагревании.
При поглощении пища сначала попадает в ротовую полость, а затем по пищеводу в желудок. Чистый желудочный сок бесцветен, имеет кислую реакцию. Кислая реакция зависит от наличия соляной кислоты, концентрация которой составляет 0,5%.
Желудочный сок обладает свойством переваривать пищу, что связано с наличием в нем ферментов. Он содержит пепсин - фермент, расщепляющий белок. Под влиянием пепсина белки расщепляются на пептоны и альбумозы. Железами желудка пепсин вырабатывается в неактивном виде, переходит в активную форму при воздействии на него соляной кислоты. Пепсин действует только в кислой среде и при попадании в щелочную среду становится не гативным.
Пища, поступив в желудок, более или менее длительное время задерживается в нем - от 3 до 10 часов. Срок пребывания пищи в желудке зависит от ее характера и физического состояния - жидкая она или твердая. Вода покидает желудок немедленно после поступления. Пища, содержащая большее количество белков, задерживается в желудке дольше, чем углеводная; еще дольше остается в желудке жирная пища. Передвижение пищи происходит благодаря сокращению желудка, что способствует переходу в пилорическую часть, а затем в двенадцатиперстную кишку уже значительно переваренной пищевой кашицы.
Пищевая кашица, поступившая в двенадцатиперстную кишку, подвергается дальнейшему перевариванию. Здесь на пищевую кашицу изливается сок кишечных желез, которыми усеяна слизистая оболочка кишки, а также сок поджелудочной железы и желчь. Под влиянием этих соков пищевые вещества - белки, жиры и углеводы - подвергаются дальнейшему расщеплению и доводятся до такого состояния, когда могут всосаться в кровь и лимфу.
Поджелудочный сок бесцветен и имеет щелочную реакцию. Он содержит ферменты, расщепляющие белки, углеводы и жиры.
Одним из основных ферментов является трипсин, находящийся в соке поджелудочной железы в недеятельном состоянии в виде трипсиногена. Трипсиноген не может расщеплять белки, если не будет переведен в активное состояние, т.е. в трипсин. Трипсиноген переходит в трипсин при соприкосновении с кишечным соком под влиянием находящегося в кишечном соке вещества энтерокиназы. Энтерокиназа образуется в слизистой оболочке кишечника. В двенадцатиперстной кишке действие пепсина прекращается, так как пепсин действует только в кислой среде. Дальнейшее переваривание белков продолжается уже под влиянием трипсина.
Трипсин очень активен в щелочной среде. Его действие продолжается и в кислой среде, но активность падает. Трипсин действует на белки и расщепляет их до аминокислот; он также расщепляет образовавшиеся в желудке пептоны и альбумозы до аминокислот.
В тонких кишках заканчивается переработка пищевых веществ, начавшаяся в желудке и двенадцатиперстной кишке. В желудке и двенадцатиперстной кишке белки, жиры и углеводы расщепляются почти полностью, только часть их остается непереваренной. В тонких кишках под влиянием кишечного сока происходит окончательное расщепление всех пищевых веществ и всасывание продуктов расщепления. Продукты расщепления попадают в кровь. Это происходит через капилляры, каждый из которых подходит к ворсинке, расположенной на стенке тонких кишков.
ОБМЕН БЕЛКОВ
После расщепления белков в пищеварительном тракте образовавшиеся аминокислоты всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество полипептидов - соединений, состоящих из нескольких аминокислот. Из аминокислот клетки нашего тела синтезируют белок, причем белок, который образуется в клетках человеческого организма, отличается от потребленного белка и характерен для человеческого организма.
Образование нового белка в организме человека и животных идет беспрерывно, так как в течении всей жизни взамен отмирающих клеток крови, кожи, слизистой оболочки, кишечника и т. д. создаются новые, молодые клетки. Для того чтобы клетки организма синтезировали белок, необходимо, чтобы белки поступали с пищей в пищеварительный канал, где они подвергаются расщиплению на аминокислоты, и уже из всосавшихся аминокислот будет образован белок.
Если же, минуя пищеварительный тракт, ввести белок непосредственно в кровь, то он не только не может быть использован человеческим организмом, он вызывает ряд серьезных осложнений. На такое введение белка организм отвечает резким повышением температуры и некоторыми другими явлениями. При повторном введении белка через 15-20 дней может наступить даже смерть при параличе дыхания, резком нарушение сердечной деятельности и общих судорогах.
Белки не могут быть заменены какими-либо другими пищевыми веществами, так как синтез белка в организме возможен только из аминокислот.
Для того чтобы в организме мог произойти синтез присущего ему белка, необходимо поступление всех или наиболее важных аминокислот.
Из известных аминокислот не все имеют одинаковую ценность для организма. Среди них есть аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезированными в организме из других аминокислот; наряду с этим есть и незаменимые аминокислоты, при отсутствии которых или даже одной из них белковый обмен в организме нарушается.
Белки не всегда содержат все аминокислоты: в одних белках содержится большее количество необходимых организму аминокислот, в других - незначительное. Разные белки содержат различные аминокислоты и в разных соотношениях.
Белки, в состав которых входят все необходимые организму аминокислоты, называются полноценными; белки, не содержащие всех необходимых аминокислот, являются неполноценными белками.
Для человека важно поступление полноценных белков, так как из них организм может свободно синтезировать свои специфические белки. Однако полноценный белок может быть заменен двумя или тремя неполноценными белками, которые, дополняя друг друга, дают в сумме все необходимые аминокислоты. Следовательно, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо, чтобы в пище содержались полноценные белки или набор неполноценных белков, по аминокислотному содержанию равноценных полноценным белкам.
Поступление полноценных белков с пищей крайне важно для растущего организма, так как в организме ребенка не только происходит восстановление отмирающих клеток, как у взрослых, но и в большом количестве создаются новые клетки.
Обычная смешанная пища содержит разнообразные белки, которые в сумме обеспечивают потребность организма в аминокислотах. Важна не только биологическая ценность поступающих с пищей белков, но и их количество. При недостаточном количестве белков нормальный рост организма приостанавливается или задерживается, так как потребности в белке не покрываются из-за его недостаточного поступления.
К полноценным белкам относятся преимущественно белки животного происхождения, кроме желатины, относящейся к неполноценным белкам. Неполноценные белки - преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые растения (картофель, бобовые и др.) содержат полноценные белки. Из животных белков особенно большую ценность для организма представляют белки мяса, яиц, молока и др.
УГЛЕВОДЫ
СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ
Углеводы или сахариды - одна из основных групп органических соединений организма. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других веществ в растениях ( органические кислоты, аминокислоты), а также содержатся в клетках всех других живых организмов. В животной клетке содержание углеводов колеблется в пределах 1-2%, в растительной оно может достигать в некоторых случаях 85-90% массы сухого вещества.
Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода, причем у большинства углеводов водород и кислород содержатся в том же соотношении, что и в воде ( отсюда их название - углеводы). Таковы, например, глюкоза С6Н12О6 или сахароза С12Н22О11. В состав производных углеводов могут входить и другие элементы. Все углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (полисахариды).
Среди моносахаридов по числу углеродных атомов различают триозы (3С), тетрозы (4С), пентозы (5С), гексозы (6С) и гептозы (7С). Моносахариды с пятью и более атомами углерода, растворяясь в воде, могут приобретать кольцевую структуру. В природе наиболее часто встречаются пентозы ( рибоза, дезоксирибоза, рибулоза) и гексозы ( глюкоза, фруктоза, галактоза). Рибоза и дезоксирибоза играют важную роль в качестве составных частей нуклеиновых кислот и АТФ. Глюкоза в клетке служит универсальным источником энергии. С превращением моносахаридов связаны не только обеспечение клетки энергией, но и биосинтез многих других органических веществ, а также обезвреживание и выведение из организма ядовитых веществ, проникающих извне или образующихся в процессе обмена веществ, например, при распаде белков.
Ди- и полисахариды образуются путем соединения двух и более моносахаридов, таких, как глюкоза галактоза маноза, арабиноза или ксилоза. Так, соединяясь между собой с выделением молекулы воды, две молекулы моносахаридов образуют молекулу дисахарида. Типичными представителями этой группы веществ являются сахароза ( тростниковый сахар), мальтаза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар). Дисахариды по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те, и другие хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус. К числу полисахаридов принадлежит крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, каллоза и др.
Основная роль углеводов связана с их энергетической функцией. При их ферментативном расщеплении и окислении выделяется энергия, которая используется клеткой. Полисахариды играют главным образом роль запасных продуктов и легко мобилизуемых источников энергии ( например, крахмал и гликоген), а также используются в качестве строительного материала ( целлюлоза, хитин). Полисахариды удобны в качестве запасных веществ по ряду причин: будучи нерастворимы в воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что весьма важно при длительном хранении их в живой клетке: твердое, обезвоженное состояние полисахаридов увеличивает полезную массу продуктов запаса за счет экономии их объема. При этом существенно уменьшается вероятность потребления этих продуктов болезнетворными бактериями и другими микроорганизмами, которые, как известно, не могут заглатывать пищу, а всасывают вещества всей поверхностью тела. И наконец, при необходимости запасные полисахариды легко могут быть превращены в простые сахара путем гидролиза.
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Углеводы, как уже говорилось выше, играют очень важную роль в организме, являясь основным источником энергии. Углеводы поступают к нам в организм в виде сложных полисахаридов - крахмала, дисахаридов и моносахаридов. Основное количество углеводов поступает в виде крахмала. Расщепившись до глюкозы, углеводы всасываются и через ряд промежуточных реакций распадаются на углекислый газ и воду. Эти превращения углеводов и окончательное окисление сопровождаются освобождением энергии, которая и используется организмом.
Расщепление сложных углеводов - крахмала и солодового сахара, начинается уже в полости рта, где под влиянием птиалина и мальтазы крахмал расщепляется до глюкозы. В тонких кишках все углеводы расщепляются до моносахаридов.
Угле воды всасываются преимущественно в виде глюкозы и только отчасти в виде других моносахаридов ( галактозы, фруктозы). Их всасывание начинается уже в верхних отделах кишечника. В нижних отделах тонких кишок в пищевой кашице углеводов почти не содержится. Углеводы через ворсинки слизистой оболочки, к которым подходят капилляры, всасываются в кровь, и с кровью, оттекающей от тонкого кишечника, попадают в воротную вену. Кровь воротной вены проходит через печень. Если концентрация сахара в крови человека равна 0,1%, то углеводы проходят печень и поступают в общий кровоток.
Количество сахара в крови все время поддерживается на определенном уровне. В плазме содержание сахара составляет в среднем 0,1%. В сохранении постоянного уровня сахара в крови большую роль играет печень. При обильном поступлении сахара в организм его излишек откладывается в печени и вновь поступает в кровь, когда содержание сахара в крови падает. В печени углеводы содержатся в виде гликогена.
При употреблении в пищу крахмала уровень сахара в крови заметным изменениям не подвергается, так как расщепление крахмала в пищеварительном тракте длятся продолжительное время и образовавшиеся при этом моносахариды всасываются медленно. При поступлении значительного количества (150-200г) обычного сахара или глюкозы уровень сахара в крови резко повышается.
Такое повышение сахара в крови называется пищевой или алиментарной гипергликемией. Избыток сахара выводится почками, и в моче появляется глюкоза.
Выведение сахара почками начинается в том случае, когда уровень сахара в крови составляет 0,15-0,18%. Такая алиментарная гипергликемия наступает обычно после употребления большого количества сахара и вскоре проходит, не вызывая каких-либо нарушений в деятельности организма.
Однако при нарушении внутрисекреторной деятельности поджелудочной железы наступает заболевание, известное под названием сахарной болезни или сахарного диабета. При этом заболевании уровень сахара в крови повышается, печень теряет способность заметно удерживать сахар, и начинается усиленное выделение сахара с мочой.
Гликоген откладывается не только в печени. Значительное его количество содержатся также в мышцах, где он потребляется в цепи химических реакций, протекающих в мышцах при сокращении.
При физической работе потребление углеводов усиливается, и их количество в крови увеличивается. Повышенная потребность в глюкозе удовлетворяется как расщеплением гликогена печени на глюкозу и поступлением последней в кровь, так и гликогеном, содержащимся в мышцах.
Значение глюкозы для организма не исчерпывается ее ролью как источника энергии. Этот моносахарид входит в состав протоплазмы клеток и, следовательно, необходим при образовании новых клеток, особенно в период роста. Большое значение имеет глюкоза в деятельности центральной нервной системы. Достаточно, чтобы концентрация сахара в крови понизилась до 0,04%, как начинаются судороги, теряется сознание и т.д.; иначе говоря, при понижении сахара в крови в первую очередь нарушается деятельность центральной нервной системы. Достаточно такому больному ввести в кровь глюкозу или дать поесть обычного сахара, как все нарушения исчезают. Более резкое и длительное понижение уровня сахара в крови - глипогликемия, может повлечь за собой резкие нарушения деятельности организма и привести к смерти.
При небольшом поступлении углеводов с пищей они образуются из белков и жиров. Таким образом, полностью лишить организм углеводов не удается, так как они образуются и из других пищевых веществ.
ЖИРЫ
СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ
В состав жиров входят углерод, водород и кислород. Жир имеет сложное строение; его составными частями является глицерин (С3Н8О3) и жирные кислоты, при соединении которых и образуются молекулы жира. Наиболее распространенными являются три жирных кислоты: олеиновая (С18Н34О2), пальмитиновая (С16Н32О2) и стеариновая (С18Н36О2). От сочетания этих жирных кислот при их соединении с глицерином зависит образование того или другого жира. При соединении глицерина с олеиновой кислотой образуется жидкий жир, например, растительное масло. Пальмитиновая кислота образует более твердый жир, входит в состав сливочного масла и является главной составляющей частью человеческого жира. Стеариновая кислота входит в состав еще более твердых жиров, например, сала. Для того, чтобы человеческий организм мог синтезировать специфический жир, необходимо поступление всех трех жирных кислот.
В процессе пищеварения жир расщепляется на составные части - глицерин и жирные кислоты. Жирные кислоты нейтрализуются щелочами, в результате чего образуются их соли - мыла. Мыла растворяются в воде и легко всасываются.
Жиры являются составной частью протоплазмы и входят в состав всех органов, тканей и клеток организма человека. Кроме того, жиры представляют собой богатый источник энергии.
Расщепление жиров начинается в желудке. В желудочном соке содержится такое вещество как липаза. Липаза расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин. Глицерин растворяется в воде и легко всасывается, а жирные кислоты не растворяются в воде. Желчь способствует их растворению и всасыванию. Однако в желудке расщепляется только жир, раздробленный на мелкие частицы, например жир молока. Под влиянием желчи действие липазы усиливается в 15-20 раз. Желчь способствует тому, чтобы жир распался на мельчайшие частицы.
Из желудка пища попадает в двенадцатиперстную кишку. Здесь на нее изливается сок кишечных желез, а также сок поджелудочной железы и желчь. Под влиянием этих соков жиры подвергаются дальнейшему расщиплению и доводятся до такого состояния, когда могут всосаться в кровь и лимфу. Затем, по пищеварительному тракту пищевая кашица попадает в тонкий кишечник. Там, под влиянием кишечного сока происходит окончательное расщепление и всасывание.
Жир под влиянием фермента липазы расщепляется на глицерин и жирные кислоты. Глицерин растворяется и легко всасывается, а жирные кислоты нерастворимы в кишечном содержимом и не могут всосаться.
Жирные кислоты входят в соединение со щелочами и желчными кислотами и образуют мыла, которые легко растворяются и поэтому без затруднений проходят через кишечную стенку. В отличие от продуктов расщепления углеводов и белков продукты расщепления жиров всасываются не в кровь, а в лимфу, причем глицерин и мыла, проходя через клетки слизистой оболочки кишечника, вновь соединяются и образуют жир; поэтому уже в лимфатическом сосуде ворсинки находятся капельки вновь образованного жира, а не глицерин и жирные кислоты.
ОБМЕН ЖИРОВ.
Жиры, как и углеводы, являются в первую очередь энергетическим материалом и используются организмом как источник энергии.
При окислении 1г жира количество освобождающейся энергии в два с лишним раза больше, чем при окислении такого же количества углеродов или белков.
В органах пищеварения жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Глицерин всасывается легко, а жирные кислоты только после омыления.
При прохождении через клетки слизистой оболочки кишечника из глицерина и жирных кислот вновь синтезируется жир, который поступает в лимфу. Образовавшийся при этом жир отличается от потребленного. Организм синтезирует жир, свойственный данному организму. Так, если человек потребляет разные жиры, содержащие олеиновую, пальмитиновую стеариновую жирные кислоты, то его организм синтезирует специфический для человека жир. Однако если в пище человека будет содержаться только какая-то одна жирная кислота, например олеиновая, если она будет преобладать, то образовавшийся при этом жир будет отличаться от человеческого и приближаться к более жидким жирам. При употреблении же в пищу преимущественно бараньего сала жир будет более твердый. Жир по своему характеру отличается не только у различных животных, но и в разных органах одного и того же животного.
Жир используется организмом не только как богатый источник энергии, он входит в состав клеток. Жир является обязательной составной частью протоплазмы, ядра и оболочки. Остаток поступившего в организм жира после покрытия его потребности откладывается в запас в виде жировых капель.
Жир откладывается преимущественно в подкожной клетчатке, сальнике, вокруг почек, образуя почечную капсулу, а также в других внутренних органах и в некоторых других участках тела. Значительное количество запасного жира содержится в печени и мышцах. Запасной жир является в первую очередь источником энергии, который мобилизуется, когда расход энергии превышает его поступление. В таких случаях жир окисляется до конечных продуктов распада.
Кроме энергетического значения, запасной жир играет и другую роль в организме; например, подкожный жир препятствует усиленной отдаче тепла, околопочечный - предохраняет почку от ушибов и т. д. Жира в организме может откладываться в запас довольно значительное количество. У человека он составляет в среднем 10-20% веса. При ожирении, когда нарушаются обменные процессы в организме, количество отложенного жира доходит до 50% веса человека.
Количество отложившегося жира зависит от ряда условий: от пола, возраста, условий работы, состояния здоровья и т.д. При сидячем характере работы отложение жира происходит более энергично, поэтому вопрос о составе и количестве пищи людей, ведущих сидячий образ жизни, имеет очень важное значение.
Жир синтезируется организмом не только из поступившего жира, но и из белков и углеводов. При полном исключении жира из пищи он все же образуется и в довольно значительном количестве может откладываться в организме. Основным источником образования жира в организме служат преимущественно углеводы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. В.И. Товарницкий: Молекулы и вирусы;
2. А.А. Маркосян: Физиология;
3. Н.П. Дубинин: Гинетика и человек;
4. Н.А. Лемеза: Биология в экзаменационных вопросах и ответах.
vmeste.opredelim.com
