Министерство образования Республики Башкортостан

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 16 р.п.Приютово

 муниципального района Белебеевский район Республики Башкортостан

«Ферменты»

Выполнила:

Габдуллина Далия Венеровна

Ученица 9В класса  МАОУ

Средняя общеобразовательная школа №16 р.п. Приютово

Научный руководитель:

Учитель химии

Низамова Альбина Рашитовна

МАОУ Средняя общеобразовательная

школа № 16

р.п. Приютово

2020 г.

Оглавление

Введение        3

Глава 1. Поисково - исследовательская        5

1.2.Роль ферментов в организме        7

1.3. Недостаток ферментов – угроза здоровью.        8

1.4Ингибиторы ферментов        10

Глава 2. Экспериментальное исследование        13

2.1        Эксперимент        13

2.2        Результаты социологических исследований        13

2.3        Интервью        17

Вывод        18

Список литературы        19

Введение

 « Наши пищевые вещества должны быть лечебным средством, а наши лечебные средства должны быть пищевыми веществами». Гиппократ

Современный человек нередко страдает от заболеваний с ферментной недостаточностью. Причем, с возрастом данная проблема все актуальнее. Однако даже сегодня у молодых людей нередко возникают проблемы с недостатком пищевых ферментов в организме. Выход из этой проблемы один – восполнить недостаток, то есть получить ферменты для пищеварения посредством медикаментов или правильного питания, поэтому считаю, что актуальность выбранной темы обусловлена тем, что ввиду неосведомленности, многие люди не совсем правильно оценивают роль ферментов в укреплении и сохранении здоровья. В своей работе я попытаюсь раскрыть пользу продуктов, содержащих «эликсир жизни»

Поэтому цель моей работы повышение мотивации ответственного отношения человека к своему здоровью как главной ценности жизни, исходя, из цели ставлю перед собой задачи:

1.Расширить знания о ферментах, их влияние на организм человека.

2.Экспериментальным путем доказать, что ферменты – это биологические катализаторы.

3.Изучить болезни, связанные с недостатком ферментов.

4.Провести социологический опрос среди школьников« Правильное питание – залог здоровья».

5.Посетить местные аптеки узнать, какие ферментативные препараты в наличии, и какие чаще всего покупают жители нашего поселка.

6.Разработать рекомендации «Что должен знать человек о ферментах».

Объектами экспериментальных исследований служили пищевые продукты растительного и животного происхождения, предметом исследования –  ферменты, содержащиеся в них; объектами социологического исследования – школьники, предметом исследования – их рацион питания.

Прикладная ценность данной работы состоит в том, что аксиома « помоги себе сам» верна, пища, красота и здоровье рядом – в природных продуктах, которые содержат ферменты.

Глава 1.

Поисково - исследовательская

1. Классификация ферментов

Организм каждого живого существа состоит из большого количества клеток. В их состав входят структурные тела, между которыми происходят различные биохимические реакции. Каждую химическую реакцию контролируют важные компоненты, ферменты. Их в организме огромное количество и каждый занят своим делом: одни из них разрывают связи в органических соединениях, а другие, напротив их образуют, ускоряя синтез новых веществ.

Известны две ферментные группы с учетом формы их строения: простые и сложные. Простые имеют белковую природу, они самостоятельно вырабатываются в организме.  Сложные, имеют небелковое основание и белковые компоненты. К небелковым молекулам относятся вещества, не имеющие способности синтезироваться в живом организме и поэтому, попадают в него вместе с потребляемыми продуктами. Их принято называть коферментами. К таким веществам относятся : все витамины группы В, С и некоторое число микроэлементов.

Подразделение ферментов по функциональности. Например, пищеварительные, отвечающие за все процессы расщепления питательных веществ. Такие молекулы в большей части располагаются в слюне, а также во всех слизистых оболочках,  желудка и поджелудочной.

В медицине, по типу катализируемых, выделяют:

амилазу, которая способствует расщеплению сложного сахара до простого (фермент  в последствии может принимать активное участие во всех процессах жизнедеятельности);

липазу, принимающую активное участие в гидролизе жирных кислот и способствует разбитию жиров до таких компонентов, которые в последствии будут легко усваиваться организмом;

протеазу, способствующую расщеплению белков до состояния аминокислот.

Так же имеются метаболические ферменты. Они принимают достаточно активное участие в окислительно-восстановительных реакциях, а также в синтезе белка.

Известны защитные ферменты, принимающие активное участие в защите всего организма. Они способны предотвратить возникновение вредоносных бактерий, а также вирусов, а в случае их попадания, в состоянии оказать достойное противостояние.

Самым важным ферментом этой группы является лизоцим, способствующий полному расщеплению оболочки болезнетворной бактерии, после чего происходит активация большого количества иммунных реакций, способных, в свою очередь, защитить организм от возможных процессов воспаления.

Ферменты различают по выполняемым функциям:

Функции у всех разные. Каждый из них выполняет (катализирует) только один биохимический процесс. Согласно типам катализируемых реакций, ферменты подразделяются на несколько классов:

Оксидоредуктазы. Эта группа принимает активное участие во всех окислительно-восстановительных реакциях. В процессе реакций ферменты помогают переносить электроны и водород и катализируют окислительные процессы. К ним относятся: дегидрогеназа, пероксидаза, оксидаза),

Трансферазы. Они несут огромную ответственность за перенос всех атомных групп, карбоксильных, амино -, сульфо-формильных и фосфорильных, а также способствуют расщеплению и синтезу белка.

Гидролазы. Способствует расщеплению ненужных связей и помогает водным молекулам встраиваться в общий состав организма. Известные представители этой группы: уреаза, фосфотаза, астераза, амилаза, липаза, гликозидаза),

Изомеразы. Являются некими преобразователями всевозможных веществ в организме.

Лиазы. Принимают активное участие в тех реакциях, которые способствуют образованию метаболических веществ и воды, (путем отщепления СО2, Н2О, NН3) от исходного вещества. К ним относятся: лиаза, декаминаза, декарбоксилаза, дегидратаза,

Лигазы. Способствуют превращению сложных веществ в простые. Принимают активное участие в синтезе белков, углеводов, жирных кислот.

1.2.Роль ферментов в организме

Ферменты участвуют в осуществлении всех процессов обмена веществ, в реализации генетической информации. Переваривание и усвоение пищевых веществ, синтез белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других соединений в клетках тканях всех организмов – все эти процессы невозможны без участия ферментов. Индивидуальные особенности клеток, выполняющие определенные функции, в значительной мере определяются уникальным набором ферментов, производство которых генетически  запрограммировано. В клетке часть ферментов находится в цитоплазме, но в основном ферменты связаны с определенными клеточными структурами, где и проявляют свое действие. В ядре, например, находятся ферменты, ответственные за репликацию – синтеза ДНК, за ее транскрипцию – образование РНК. В митохондриях присутствуют ферменты, ответственные за накопление энергии, в лизосомах – большинство гидролитических ферментов, участвующих в распаде нуклеиновых кислот и белков. Каждый фермент в организме играет свою уникальную роль, имеет свою химическую структуру, и поэтому способен инициировать только одну определенную реакцию.

Благодаря действию фермента: организм запасается железом, кровь свертывается при кровотечениях, мочевая кислота превращается в мочу, удаляется окись углерода из легких; ферменты помогают печени, почкам, легким, прямой кишке выводить из организма продукты жизнедеятельности и токсины.

1.3. Недостаток ферментов – угроза здоровью.

Пока количество ферментов достаточно для поддержания жизнедеятельности организма, человек здоров. Однако когда здоровье человека в опасности или организм чрезмерно перегружен, потребность в ферментах значительно возрастает. При ранениях, воспалениях, длительном переутомлении для быстрого и эффективного устранения обломков ткани, очищения пространства для новых клеток и ускорения процесса заживления требуется повышенное количество ферментов, больше ферментов, чем их в состоянии произвести наш организм.

Недостаточность ферментов по своему происхождению подразделяется на 2 типа – это врожденная и приобретенная. В первом случае такой недуг способен активно развиваться на генном уровне, либо на фоне нарушений или недугов железы поджелудочной.  При этом, может быть оказано любое лечение, все зависит оттого, что именно спровоцировало недуг.

Врожденный недостаток ферментов, равно как их переизбыток приводит к развитию заболеваний и даже смерти, а заболеваний несколько и их объединяют в группу под названием энзимопатии.

Когда нарушается синтез катализатора, ответственного за преобразование галактозы в глюкозу, возникает наследственное заболевание у детей — галактоземия.

При фенилкетонурии — нарушается психическая деятельность из-за неспособности организма синтезировать энзим, который участвует в превращении фенилаланина в тирозин

Для этого сдаются анализы на ферменты, которые позволяют выявить заболевания на ранней стадии их развития. Например:  панкреатит и  нефрит, вирусный гепатит и инфаркт миокарда.

Известно, что раковые клетки защищены белковой оболочкой, которая мешает иммунной системе их распознавать. Удалить эту оболочку могут только ферменты, разоблачая, таким образом, злокачественные клетки. Вот почему онкологическим больным в их диете ограничивают мясо или исключают его вовсе: этим самым сберегают ферменты, уходящие на расщепление мяса, дают им возможность участвовать в разоблачении раковых клеток. Так что , если вы едите что-то вареное, а мясо всегда подвергаете тепловой или иной обработке, то обязательно ешьте вместе с вареным продуктом в 3 раза больше сырых овощей.

Амилаза и липаза помогают также лечить кожные болезни: крапивницу, псориаз и контактные дерматиты; очищают легкие и бронхи от слизи; комбинация ферментов сегодня используется при лечении астмы, чтобы ликвидировать приступы. Однако эффект во всех случаях зависит от адекватного количества используемых ферментов.

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

Чем человек старше, тем чаще в его системе иммунитета происходят ошибки. Поэтому для усиления своей иммунной защиты такие люди нуждаются в повышенном количестве ферментов.

1.4Ингибиторы ферментов

Действие ферментов можно полностью или частично подавить (ингибировать) определенными химическими веществами - ингибиторами

По характеру своего действия ингибиторы подразделяются на обратимые и необратимые. В основе такого деления лежит прочность соединения ингибитора с ферментом.

Обратимые ингибиторы — это соединения, которые нековалентно взаимодействуют с ферментом и могут диссоциировать от фермента.

Обратимое ингибирование может быть конкурентным. Конкурентный ингибитор конкурирует с субстратом за связывание в субстратсвязывающем участке активного центра и связывается с ферментом похожим способом, как и субстрат. Но конкурентный ингибитор, связанный с ферментом, не подвергается ферментативному превращению. Отличительная особенность конкурентного ингибирования состоит в том, что его можно ослабить или полностью устранить, повысив концентрацию субстрата. Многие лекарства являются конкурентными ингибиторами ферментов.

Пример. Сульфамидные препараты, используемые для лечения инфекционных болезней. Сульфаниламиды – это структурные аналоги парааминобензойной кислоты, из которой в клетке микроорганизма синтезируется кофермент участвующий в биосинтезе нуклеиновых оснований. Нарушение синтеза нуклеиновых кислот приводит к гибели микроорганизмов.

Обратимое ингибирование может быть неконкурентным в отношении субстрата; в этом случае ингибитор не конкурирует с субстратом за одно и то же место в ферменте.

Неконкурентный ингибитор может связаться с ферментом и в присутствии, и в отсутствие субстрата, увеличение концентрации субстрата не препятствует связыванию ингибитора Неконкурентный ингибитор в действительности уменьшает количество активного фермента.

Связывание приводит к изменению конформации фермента и нарушению комплементарности к субстрату. Неконкурентные ингибиторы могут обратимо связываться как со свободным ферментом, так и с комплексом ES. Наиболее важными неконкурентными ингибиторами являются образующиеся в живой клетке промежуточные продукты метаболизма, способные обратимо связываться с определенными участками ферментов (аллостерические центры) и изменять их активность, что является одним из способов регуляции метаболизма.

Необратимые ингибиторы — это соединения, которые могут специфически связывать определенные функционально важные группы активного центра, образуя ковалентные, прочные связи с ферментом. При этом они необратимо, часто ковалентно, связываются с ферментом или фермент - субстратным комплексом и необратимо изменяют нативную конформацию. В основе действия некоторых токсичных веществ лежит ингибирование активности ферментов, например, соединений мышьяка, Hg2+, Pb2+

Пример: диизопропилфторфосфат ингибирует ферменты, имеющие серин в активном центре. Таким ферментом является ацетилхолинэстераза.

Реакция происходит каждый раз после проведения нервного импульса, прежде чем второй импульс будет передан через синапс. Диизопропилфторфосфат - одно из отравляющих веществ нервнопаралитического действия, так как приводит к утрате способности нейронов проводить нервные импульсы.

Пример: терапевтическое действие аспирина,  как жаропонижающего и противовоспалительного средства объясняется тем, что аспирин ингибирует один из ферментов, катализирующий синтез простагландинов (ПГ). Простагландины - вещества, участвующие в развитии воспаления. Ингибирование обусловлено ковалентной модификацией одной из аминогрупп фермента - простагландинсинтетазы

Глава 2.

Экспериментальное исследование

1. Эксперимент

В данном эксперименте мы выясним, как ферменты слюны действуют на крахмал.

Материалы и оборудование: накрахмаленный бинт, нарезанный на куски длиной 10 см, вата, спички, блюдце, аптечный йод, вода.

Ход работы:

1.Подготовили реактив на крахмал – йодную воду. С этой целью в блюдце налили воду и добавили несколько капель йода (аптечный 5%-й спиртовой раствор) до получения жидкости цвета крепко заваренного чая.

2.Намотали на спичку вату, смочили ее слюной, а затем этой ватой со слюной написали букву на накрахмаленном бинте.

3.Расправленный бинт зажали в руках и подержали его некоторое время, чтобы он нагрелся (1-2мин).

4.Опустили бинт в йодированную воду, тщательно расправив его.

5.Такую же работу проделали, только слюну заменили водой.

Результат: Участки, где остался крахмал, окрасились в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, так как крахмал в них распался до глюкозы, которая под действием йода не дает синего окрашивания. Места, обработанные, водой не имеют обесцвечивания.

Вывод: ферменты слюны – амилаза расщепляет крахмал, декстрин и гликоген до мальтозы и глюкозы, а мальтоза расщепляет мальтозу до глюкозы.

2. Результаты социологических исследований

Также в ходе исследовательской работы было проведено анкетирование среди учащихся девятых классов. В анкетировании приняло участие 63 человека, им предлагалось ответить на следующие вопросы:

1.Завтракал ли ты?

Результат оказался следующим:

71,4%- завтракают

28,6%- не завтракают

2.Что у тебя было на завтрак?

Наиболее популярными ответами оказались:

Фрукты- 4,8%

Яйца- 11,1%

Хлопья- 7,9%

Блинчики- 3,2%

Ничего- 25,4%

3.Какие твои любимые овощи?

Наиболее популярными ответами оказались:

Помидоры-52,4%

Морковь- 33,3%

Что-то другое- 14,3%

4.Какие овощи ты не ешь?

Наиболее популярными ответами оказались:

Капуста- 15,9%

Горох- 4,8%

Морковь – 6,3%

Свекла – 9,5%

Перец- 7,9%

Нет таких-55,6%

5.Ешь ли ты сырые овощи?

Результат оказался следующим:

Едят- 87,6%

Не едят- 12,4%

6.Сколько раз в день ты ешь овощи?

Результат оказался следующим:

1 раз- 23,8%

2 раза – 47,6%

3 раза- 28,6%

7.Любишь ли ты фрукты?

Результат оказался следующим:

Любят-100%

Не любят-0%

8.Ешь ли ты фрукты на завтрак?

Результат оказался следующим:

Едят- 54%

Не едят- 46%

9.Сколько раз в день ты ешь свежие фрукты?

Результат оказался следующим:

1 раз- 19%

2 раза -49,2%

3 раза-31,8%

10.Что ты ешь чаще всего между основными приемами пищи?

Наиболее популярными ответами оказались:

Фрукты, овощи-63,5%

Конфеты- 17,5%

Печенье- 19%

11.Назови одно полезное блюдо, которое ты съел между основными приемами пищи.

Наиболее популярными ответами оказались:

Суп- 7,9%

Овощной салат- 49,2%

Молочные продуты- 9,5%

Ничего-19,1%

12.Ты любишь мясо курицы?

Результат оказался следующим:

Любят- 98,4%

Не любят-1,6%

13.Ты любишь пробовать новые блюда?

Результат оказался следующим:

Любят-90,5%

Не любят- 9,5%

14.Придерживаешься ли ты мнения, что здоровые привычки в питании помогут тебе остаться здоровым?

Результат оказался следующим:

Придерживаются мнения- 93,6%

Не придерживаются мнения – 6,4%

15.Считаешь ли ты, что ешь полезные продукты?

Считают -95,2%

Не считают-4,8%

3. Интервью

Интервью, взятое у работника аптечных пунктов таких как «Медо», «Юмитекс», «Фармленд», « Государственная аптека»,  показало, что наиболее востребованные ферментные препараты: мезим, панзинорм, энзистал, фестал, пензитал и др. Все  эти препараты  содержат пищеварительные ферменты. Приобретаются часто и в основном без рецепта.  Следовательно,  люди  применяют заместительную терапию при желудочно-кишечных заболеваниях.

Вывод

Жизненная сила пищи в ферментах, именно они – ключ к здоровью. Ферменты постоянно работают в организме: без них не совершается ни один процесс. Они расщепляют пищу на клеточном уровне, создают из белков мышцы, выделяют из легких углекислый газ, повышают работу иммунной системы в ее борьбе с инфекцией, повышают уровень выносливости организма, помогают пищеварительной системе правильно функционировать. Только « живая», естественная, натуральная пища богата ферментами, приготовленными из растений, выращенных на органических почвах без всяких химических удобрений.

Полученные знания в ходе практической работы  убедили меня в этом, а значимость таких знаний для человека – это залог нашего здоровья и долголетия.

В заключение хочу поблагодарить учителя химии Низамову Альбину Рашитовну за руководство работой, учителя биологии Иванову Елену Николаевну за консультирование.

Список литературы

1.Калинова Г.С., Козлова Т.А., Максименко О.О., Современная школьная энциклопедия, 2010( химия, биология).

2.Гусева К.Е., Прокурина И.К., Разработка химического эксперимента с экологическим содержанием. Химия в школе, 2002, № 10, с. 72-74;

3.Павлов И.Ю., Вахненко  Д.В., Москвичев Д. В., Биология пособие – репетитор, 2009, изд. 13 - е

4.Реннеберг Р., Эликсиры жизни (новейшие результаты в области исследования ферментов) М.: «Мир», 1987.

5.http://slovari.yandex.ru

6. http://www.chistota/zerkalomira.net

7. http://www.liveinternet.ru

8. www.tiensmed.ru