Исследование на уроках биологии и химии "Ферменты – биологические катализаторы жизни"

Разделы: Химия, Биология, Конкурс «Презентация к уроку»


Презентация к уроку

Загрузить презентацию (2,5 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.


Вопрос о жизненной силе растений, животных и человека всегда интересовал людей. Что это за вещества, которые "заставляют" организм расщеплять продукты? Изучая биологию человека можно провести простые исследования на уроке, отвечая на ряд вопросов. Почему ферменты - это биологически активные вещества, без которых живым организмам было бы невозможно жить? Откуда организм может получить ферменты? А есть ли их заменители? Возможно ли обнаружить ферменты в сырых, вареных продуктах?

Цель: Найти ответы на многие вопросы, касающиеся здоровья, правильного питания и роли ферментов. Исследование состоит из двух частей: теоретической и практической.

Теоретическая часть.

Лекция. Одна из главных задач химиков - научиться ускорять химические реакции с помощью катализаторов. Ферменты намного эффективнее химических катализаторов, а кроме того, более избирательны: могут извлекать из сложной смеси только одно вещество и превращать его не в несколько продуктов, а в один. Неудивительно, что химики, биологи и физики давно уже пытаются понять, как устроены и работают ферменты. [1]

Ферменты - природные нанороботы, главные рабочие инструменты всего живого. Они отвечают почти за все химические реакции, проходящие в живом существе: обеспечивают энергией и строительными материалами; создают и разрушают сигнальные молекулы, нужные для регуляции жизненных процессов; защищают организм от чужеродных веществ. Еще ферменты перезаписывают и размножают наследственную информацию, то есть синтезируют ДНК и РНК. Участвуют в реализации этой информации - в синтезе самих себя и других белков.[2]

Вот такое путешествие в мир исследования ферментов предстояло выполнить.

Глава 1. Что мы должны знать о ферментах?

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

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

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

4. Обычно, если кислотность снижена, врачи назначают пациенту соляную кислоту, чтобы повысить кислую среду и улучшить переваривание белка. Правильно ли это? Нет, это не так. Это "подкисление" в первую очередь меняет РН крови. Срабатывает буферная система нейтрализации кислоты щелочью. Соляная кислота лишает активности ферменты поджелудочной железы, ухудшая пищеварение. Оптимального результата можно достичь с помощью пищевых ферментов, а не введением в организм кислого или добавок с соляной кислотой. Кроме того, это беспорядочное глотание - нагрузки на почки, которым нужно выделить избыток кислот.

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

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

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

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

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

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

Что лучше - есть пищу с высоким содержанием липазы или принимать эту же липазу в виде диетических добавок? Конечно, лучше есть пищу с высоким содержанием ферментов,чем употреблять фармацевтически приготовленные ферменты.[4] Рисунок 1.

1.1. Надо просто знать их источники:

1. Зерновые, овощи и фрукты, орехи, выращенные в естественных органических условиях. Необходимо ежедневно употреблять сырые салаты из овощей домашнего приготовления, свежий сок из овощей и фруктов. Можно, конечно, есть овощи, приготовленные на пару, но их уже должно быть в 3 раза меньше, чем сырых.

2. Современная наука еще не научилась производить синтетическим путем полноценные ферменты. Поэтому только сырая пища сохраняет ферменты, так как эти пружины в живой жизни очень чувствительны к температуре. Употребление сырой пищи помогает сохранить запас своих собственных ферментов, что важно для их мобилизации организмом в любой нужный момент.

1.2. Какие растения богаты ферментами?

Особенно богаты ферментами: ростки семян и зерен, их побеги; хрен, чеснок, авокадо, киви, папайя, ананасы, бананы, манго, соевый соус. Его научились приготавливать более тысячи лет назад. Это натуральный продукт ферментации соевых бобов с морской солью, используемый в качестве добавки в суп, каши, овощи. Такая крупа, как перловка, и овощи - брокколи, капуста белокочанная, брюссельская, цветная, трава пшеницы, содержащая хлорофилл, и большинство зеленых овощей содержат естественную, натуральную форму фермента, необходимого для нормальной работы организма. Но если у вас нет никакой возможности употреблять сырую пищу хотя бы в ограниченном количестве, то пейте соки овощей, только сразу 5 видов (в одном стакане), можете принимать ферменты 1-3 раза в день во время еды в виде диетических добавок. Пищевые ферменты помогают сохранять энергию нашим органам, мышцам, тканям. [5]

1.3. Так ли нужны нам ферменты?

Ежедневно сталкиваясь с рекламой мезимов, фесталов, энзимов и прочих ферментов, многие приходят к выводу: их прием - неотъемлемая часть питания.

Бесспорно, тот, кто изобрел таблетированные ферменты, сделал для больных с нарушениями пищеварения неоценимый подарок. Если у человека по какой-нибудь причине прекратилась или затруднена выработка собственных ферментов, синтезированные ферменты животного или растительного происхождения благополучно заменяют их. А вот как быть людям практически здоровым, чье нарушение в питании носит эпизодический характер? В какой степени нужны им эти помощники?

- Когда в организм поступает пища, она вся состоит из белков, жиров, углеводов. Для их расщепления до компонентов, которые легко бы всасывались желудочно-кишечным трактом (белков - до аминокислот, жиров - до жирных кислот, углеводов - до простых углеводов) как раз и нужны ферменты, - объясняет диетолог центра "Вириа" Светлана Фус. - Одни вырабатываются в слюне, другие - поджелудочной железой, желудком, кишечником.

Пища, попадающая в организм, как правило, неоднородна, в ней всегда содержатся в разных пропорциях белки, жиры и углеводы, потому организм вырабатывает ферменты, способные "потрудиться" над всеми этими составляющими, и обязательно делает это в тех пропорциях, в которых белки, жиры, углеводы поступили. Очень важно, чтобы способность к выработке всего спектра ферментов сохранялась на протяжении всей жизни.[6]

Практическая часть. Вся информация содержится в Приложении 1.

Литература.

  1. Ермолаев М.В. Биологическая химия. М.: Медицина, 1983, с. 92-Кемп П., Арис К. Введение в биологию. М.: Мир, 1988, с. 251-253;
  2. Корсунская В.М., Мироненко Г.Н., Мокеева З.А., Верзилин Н.М. Уроки общей биологии. М.: Просвещение, 1986, с. 137-141;
  3. Овчинников Ю.А., Шамин А.Н. Строение и функции белков. (Библиотека Детской энциклопедии.) М.: Педагогика, 1983, с. 49-74;
  4. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия-11. М.: Просвещение, 1998
  5. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. М. Мир, 1982, т1-3
  6. Фергит Э. Структура и механизм действия ферментов. М. Мир, 1980,432с.
  7. Клячко Л.Н., Ферменты - биологические катализаторы: основные принципы действия. Химия, 1997г.