Реферат на тему:
Экология питания. Превращение пищи в организме человека. Качественное состояние пищи
г. Пермь 2013
Содержание:
Введение............3
Пищеварительная система человека по данным научной литературы...............4
Методика исследования и результаты собственных исследований....................7
Заключение..................9
Литература........................10
Введение
В наше время, наверное, невозможно найти человека со здоровой пищеварительной системой. Человеку просто не хватает времени следить за тем, что он ест. Процесс пищеварения - это цепь сложных химических реакций, в которых участвуют органические соединения. Процесс сложного превращения веществ с выделением энергии и образованием новых соединений составляет суть самой жизни.
Современный человек потребляет вместе с нужными для него питательными веществами множество химических соединений, не имеющих к пище даже отдаленного отношения. Это, например, пищевые добавки необходимые для производства и хранения продуктов питания. В настоящее время уже невозможно отказаться от очень нагрузочных на организм человека технологий приготовления и консервации пищевых продуктов. Во всем мире отмечается рост числа заболеваний органов пищеварительной системы, человек просто не успевает адаптироваться к меняющимся условиям обитания и питания.
Процесс расщепления пищи в организме под действием ферментов не может быстро изменяться. В настоящее время изучены только основные процессы химического превращения пищи в организме человека. Не выяснены до конца процессы влияния пищевых веществ на генетическую и иммунную системы, систему кроветворения. Появление генно-модифицированных продуктов создает новые проблемы для человечества.
Стремительный рост населения (уже родился семимиллиардный житель Земли!) требует больше пищи, зачастую в ущерб ее качеству. Вместе с тем состав пищи имеет большое значение, для того чтобы предотвратить заболевания органов пищеварительной системы.
Цель исследования: Изучение строения и функционального значения пищеварительной системы человека по данным научной литературы и изучение расщепления белков и углеводов на начальных этапах пищеварения.
Пищеварительная система человека по данным научной литературы
Строение пищеварительной системы человека.
Пищеварительная система представляет собой комплекс органов, осуществляющих процесс механической и химической обработки пищи, всасывание переработанных веществ и выведение наружу непереваренных и неусвоенных составных частей пищи. Сложные органические вещества пищи распадаются на более простые, которые всасываются в кровь или лимфу и усваиваются организмом как пластический и энергетический материал. Начинается пищеварительная система ротовой полостью, в ней пища измельчается и смачивается слюной. Далее пища поступает в глотку, а затем в пищевод. По пищеводу пища попадает в желудок. Из желудка
пища попадает в тонкую кишку. Ближайший к желудку участок тонкой кишки называется двенадцатиперстной кишкой. В тощей и подвздошной кишках происходит окончательное переваривание пищи и всасывание питательных веществ в кровь.
Непереваренные остатки поступают в толстую кишку. Здесь они накапливаются и подлежат удалению из организма. Начальная часть толстой кишки называется слепой. От неё отходит червеобразный отросток - аппендикс.
К пищеварительным железам относятся слюнные железы, микроскопические железы желудка и кишечника, поджелудочная железа и печень. Печень - самая крупная железа человеческого организма. Она располагается справа под диафрагмой. В печени вырабатывается желчь, которая по протокам поступает в желчный пузырь, где накапливается и по мере надобности поступает в кишечник. Печень задерживает ядовитые вещества и защищает организм от отравления.
К пищеварительным железам, выделяющим соки и превращающим сложные питательные вещества в более простые и растворимые в воде, относится и поджелудочная железа. Она находится между желудком и двенадцатиперстной кишкой. Сок поджелудочной железы содержит ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы. В сутки выделяется 1-1,5 литра сока поджелудочной железы.
Конечный отдел — прямая кишка — заканчивается анальным отверстием, через которое удаляются непереваренные остатки пищи.
Метаболизм в организме человека.
Метаболизм (от греч., «превращение, изменение») или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Метаболизм обычно делят на две стадии:
Пластический обмен (анаболизм, или конструктивный обмен) — совокупность всех процессов синтеза сложных органических веществ. Эти вещества идут на построение ор-ганалия клетки, на создание новых клеток при делении. Пластический обмен всегда сопровождается поглощением энергии.
Энергетический обмен (катаболизм) — совокупность реакций расщепления (переход веществ, энергетически более богатых, в вещества, бедные энергией). Энергия освобождается в реакциях разложения, когда сложные вещества распадаются на более простые, высокомолекулярные — на низкомолекулярные.
Процессы расщепления пищи под влиянием ферментов.
Ферменты пищеварения - ферменты, расщепляющие сложные компоненты пищи до более простых веществ, которые затем всасываются в организм. В более широком смысле пищеварительными ферментами называют все ферменты, расщепляющие крупные (обычно полимерные) молекулы на мономеры или более мелкие части.
Пищеварительные ферменты человека
Ротовая полость. Слюнные железы секретируют в полость рта альфа-амилазу (птиалин), которая расщепляет высокомолекулярный крахмал до более коротких фрагментов и до отдельных растворимых сахаров (декстрины, мальтоза, мальтриоза).
Желудок. Ферменты, секретирующиеся желудком, называются желудочными ферментами.
Пепсин — основной желудочный фермент. Расщепляет белки до пептидов.
Желатиназа расщепляет желатин и коллаген, основные протеогликаны мяса.
Амилаза желудка расщепляет крахмал, но имеет второстепенное значение по отношению к амилазам слюнных желез и поджелудочной железы.
Липаза желудка расщепляет трибутирины масла, играет второстепенную роль.
Ферменты поджелудочной железы. Поджелудочная железа является основной железой в системе пищеварения. Она секретирует ферменты в просвет двенадцатиперстной кишки.
Протеазы:
Трипсин является протеазой, аналогичной пепсину желудка.
Химотрипсин — также протеаза, расщепляющая белки пищи.
Карбоксипептидаза. Несколько различных эластаз, расщепляющих эластин и некоторые другие белки.
Нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты ДНК и РНК.
Стеапсин, расщепляющий углеводы.
Амилазу, расщепляющую крахмал и гликоген, а также другие углеводы.
Липаза поджелудочной железы является важнейшим ферментом в переваривании жиров. Она действует на жиры (триглицериды), предварительно эмульгированные желчью, секретируемой в просвет кишечника печенью.
Ферменты тонкой кишки. Несколько пептидаз, в том числе: энтеропептидаза — превращает трипсиноген в трипсин.
Ферменты, расщепляющие дисахариды до моносахаридов : сахараза расщепляет сахарозу до глюкозы и фруктозы; мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы; изомальтаза расщепляет мальтозу и изомальтозу до глюкозы; лактаза расщепляет лактозу до глюкозы и галактозы.
Липаза кишечника расщепляет жирные кислоты.
Эрепсин, фермент, расщепляющий белки.
Микрофлора кишечника. Обитающие в толстом кишечнике человека микроорганизмы выделяют пищеварительные ферменты, способствующие перевариванию некоторых видов пищи.
Кишечная палочка - способствует перевариванию лактозы.
Лактобактерии - превращают лактозу и другие углеводы в молочную кислоту.
Методика исследования и результаты собственных исследований
Эксперимент 1 «Качественные реакции на углеводы».
Цель работы: изучить качественные реакции на углеводы.
Оборудование: штатив с пробирками, нагреватель для пробирок, держатель для пробирок, водяная баня, реактивы и материалы: раствор йода в йодистом калии, 10%-ный раствор аммиака, 10% раствор едкого натрия, 5% раствор медного купороса.
Методика выполнения работы:
1. В пробирку налейте 4 мл. раствора щелочи. К смеси прибавьте (встряхивая) раствор медного купороса и 4 мл. воды.
2. Нагрейте пробирку в верхней части до кипения.
Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II) в щелочной среде при комнатной температуре приводит к образованию глюконат меди - вещество синего цвета.
При окислении глюкозы кипячением с гидроксидом меди (II) образуется желтый осадок CuOH, который при дальнейшем нагревании преобразуется в красную закись меди.
Эксперимент 2 «Действие слюны на крахмал»
Цель работы : показать расщепление крахмала под действием ферментов слюны.
Оборудование: штатив с пробирками, стакан химический на 100 мл. (3 шт.), цилиндр мерный на 100 мл., пипетки, термометр лабораторный, спиртовка, часы.
Реактивы и материалы: жидкий крахмальный клейстер, пробирки со слюной разведенной 1:1, слабый раствор йода, растворы NaOH (10%), CuSO4 (0,1%), горячая и холодная вода, кипяченная и дистиллирована вода, карандаш для стекла, стакан со льдом, разбавленная соляная кислота, лакмусовая бумажка или раствор лакмуса.
Приготовление раствора слюны : Ополосните рот 2-3 раза кипяченой или дистиллированной водой, чтобы удалить остатки пищи. Отмерьте цилиндром 20 мл дистиллированной воды и слейте ее в стакан. Их этого стакана ополаскивайте рот в течение 1-2 минут и сливайте жидкость в другой стакан. Повторите операцию 2-3 раза. Собранную жидкость (50-60 мл) профильтруйте через вату и используйте для работы.
Методика выполнения работы :
1. Пронумеруйте четыре пробирки.
2. В первую пробирку налейте 3 мл жидкого крахмального клейстера. Во вторую -столько же разбавленной слюны. В третью - клейстер с добавлением чистой воды. В четвертую - клейстер с добавлением слюны.
3. Прилейте пипеткой во все пробирки по 2-3 капли слабого раствора йода.
4. В стакане смешайте холодную и горячую воду так, чтобы температура не превышала 37 - 39°С. Поставьте в стакан третью и четвертую пробирки на 10-15 минут. По мере остывания доливайте горячую воду.
5. Проверьте содержимое всех пробирок на содержание глюкозы с помощью выданных реактивов.
6. Действие слюны на крахмал.
|
Про бирка |
Что добавили |
Что наблюдали |
Объяснение увиденного |
|
1 |
Крахмальный клейстер + йод |
Посинение раствора |
Иод - качественный реактив на крахмал |
|
2 |
Разбавленная слюна + йод |
Желтое окрашивание |
Окраска йода не изменилась т.к. в слюне нет крахмала |
|
3 |
Крахмальный клейстер + чистая вода + йод |
Посинение раствора |
Иод - качественный реактив на крахмал |
|
4 |
Крахмальный клейстер + разбавленная слюна + йод |
Легкое синеватое окрашивание |
Т.к. крахмал под действием ферментов слюны частично расщепляется |
Эксперимент 3 «Цветные реакции на белок».
Цель работы: изучить качественные реакции на белок.
Оборудование: штатив с пробирками, нагреватель для пробирок, держатель для пробирок, реактивы (раствор белка, 20% раствор щелочи, раствор медного купороса, раствор аммиака, концентрированная азотная кислота)
Методика выполнения работы:
1) Биуретовая реакция. К 4-5 мл. раствора белка прилейте столько же раствора щелочи, перемешайте и осторожно прилейте 1 мл. раствора медного купороса. Наблюдайте окрашивание жидкости в красно-фиолетовый цвет.
2) Ксантопротеиноваяреакция. К 2-3 мл. раствора белка прилейте несколько капель концентрированной азотной и подогрейте. Белок окрашивается в желтый цвет. Прибавьте к раствору несколько капель раствора аммиака - белок окрасится в оранжевый цвет.
Вывод: При ксантопротеиновой реакции происходит нитрование бензольных ядер белковых структур белковой молекулы, а биуретовая реакция характерна для группировки атомов которая называется пептидной связью.
За счет пептидной связи образуется первичная структура белка.
Эксперимент 4 «Пищеварение в желудке»
Цель работы: исследовать действие желудочного сока на белок в зависимости от разных условий.
Оборудование: штатив с пробирками, стакан химический на 100 мл. (3 шт.), цилиндр мерный на 100 мл., пипетки, термометр лабораторный, спиртовка, часы, жидкий крахмальный клейстер, пробирки с раствором белка, слабый раствор йода, горячая и холодная вода, кипяченная и дистиллированная вода, карандаш для стекла, стакан со льдом.
Реактивы и материалы: 10% раствор NaOH, лакмусовая бумажка или раствор лакмуса, желудочный сок или 10 таблеток ацидинпепсина по 0,25 мг. растворенного в стакане воды.
Методика выполнения работы:
1. Налейте в пробирку 1 мл белка и добавьте 5-6 мл воды, взболтайте и нагрейте до появления взвеси хлопьев свернувшегося белка.
2. Пронумеруйте четыре пробирки.
3. В первую пробирку налейте 1 мл жидкого крахмального клейстера и 1 мл желудочного сока. Во вторую - 1 мл свежеприготовленной взвеси и столько же желудочного сока. В третью - взвесь белка с добавлением чистой воды. В четвертую - взвесь белка, желудочный сок и раствор щелочи.
4. В стакане смешайте холодную и горячую воду так, чтобы температура не превышала 37-39 °С. Поставьте в стакан третью и четвертую пробирки на 10-15 минут. По мере остывания долейте горячую воду.
Действие желудочного сока на белок.
|
Пробир ка |
Что добавили |
Что наблюдали |
Объяснение увиденного |
|
1 |
Крахмальный клейстер + желудочный сок + йод |
Синий раствор |
С крахмалом никаких изменений не произошло, т.к. в желудочном соке нет ферментов, расщепляющих крахмал |
|
2 |
Взвесь белка + желудочный сок |
Мутноватый раствор, со временем становится прозрачным |
Идет постепенное расщепление белка |
|
3 |
Взвесь белка + чистая вода |
Мутный раствор |
Расщепление белка не происходит, т.к. нет фермента, переваривающего белки |
|
4 |
Взвесь белка + желудочный сок + раствор щелочи |
Мутный раствор, так и остается мутным |
Ферменты желудочного сока могут расщеплять белки только в кислой среде |
Заключение
Любое научное исследование начинается с анализа научной литературы по изучаемой проблеме. Поэтому вводная часть работы представляет собой реферат. В реферативной части представленной работы мы изучили строение пищеварительной системы человека, рассмотрели процессы расщепления пищи под действием ферментов.
В основной части работы нашли отражения собственные исследования по определению качественного состава пищи человека опытным путем с использованием химических реактивов. Кроме этого в работе были изучены некоторые этапы пищеварения в полости рта и в желудке человека. Был экспериментально исследован начальный этап процесса ферментативного расщепления пищи.
В результате проведенного исследования было экспериментально подтверждено, что процесс расщепления углеводов начинается уже в полости рта человека, а процесс расщепления белка возможен только в кислой среде желудка.
Таким образом, исключение этапа пищеварения в полости рта (что происходит после ожога или злокачественного поражения пищевода) или его минимизация (например, если человек тщательно не пережевывает пищу, а быстро глотает ее) может привести к нарушению углеводного обмена и, как следствие, к тяжелым нарушениям обмена веществ в организме человека.
Представленная работа - только первый шаг к изучению физиологии человека с использованием появившихся в последние годы возможностей.
Литература
1. Т. В. Козачек / Биология 8 класс, поурочные планы по учебнику Н. И. Сонина, М. Р. Сапина «Человек» /Волгоград: Учитель, 2007. - 220-231 с.
2. Скурихин И.М., Нечаев А.П. / Всё о пище с точки зрения химика: Справ. Издание. С 46 М.: «Высшая школа», 1991. 288 с.: ил.
3. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько / Физиология человека. / М.:Медицина, 1997. 1 т. 2 с. 39.
4. Коротько Г. Ф. / Желудочное пищеварение в технологическом ракурсе / Кубанский научный медицинский вестник. / 2006, № 7-8 (88-89), с. 17-22.
5. Коротько Г. Ф. / Желудочное пищеварение.: Краснодар, 2007. — 256 с.
6. М. Диксон, Э. Уэбб. / Диксон, М. Ферменты / В 3-х т.: Пер. с англ.: Т.1-2. / М.: Мир, 1982. — 808 с.
Скачать реферат: