Урок хімії по темі ферменти

Назвіть відомі вам вітаміни.

Яка роль вітамінів для організму?

Узагальнення знань учнів.

Сьогодні на уроці продовжимо знайомство з органічними речовинами: ферментами, гормонами, вітамінами. У процесі вивчення матеріалу постараємося вирішити поставлені завдання уроку.

Наш урок буде проходити під девізом (Д. Хевеши).

Перш ніж почати вивчення нового матеріалу про ферментах, послухаємо невелику казку.

Вмираючи, старий араб заповідав своїм синам 17 прекрасних білих верблюдів. Старшому половину, середнього - третю частину, молодшому - дев'яту частину. Коли араб помер, сини почали ділити свою спадщину, але 17 верблюдів не ділиться ні на 2, ні на 3, ні на 9. У цей час через пустелю йшов бідний вчений, дервіш і вів за собою старого чорного верблюда. Він підійшов до братів і запитав, про що вони сумують. Брати розповіли про своє спадщині і неможливості його поділити. Тоді дервіш подарував їм свого верблюда. У них стало 18 верблюдів і все вийшло: старший отримав 9 верблюдів, середній - 6 верблюдів, молодший - 2 верблюда, залишився старий верблюд вченого. "Що з ним робити?" - запитали брати. "Віддайте його мені" - попросив вчений, і брати повернули йому верблюда. Ось і ферменти. так само, як і старий верблюд дервіша допомагають здійснювати реакції в організмі.

Так що ж таке ферменти?

Ферменти - це білкові молекули, синтезовані живими клітинами.

У кожній клітині є сотні різних ферментів. З їх допомогою здійснюються численні хімічні реакції, які можуть з великою швидкістю йти при температурах, що підходять для даного організму, тобто в межах від 5 про до 40 про. Щоб ці реакції протікали поза організмом з тією ж швидкістю потрібні були б високі температури і різкі зміни умов. Для клітини це означало б загибель, так як вся робота клітини будується таким чином, щоб уникнути будь-яких скільки-небудь помітних змін в нормальних умовах її існування.

Таким чином, можна сказати, що ферменти - це біологічні каталізатори, тобто речовини, які прискорюють біохімічні реакції. Вони абсолютно необхідні, тому що без них реакції в клітці протікали б занадто повільно.

Що ж означає термін-фермент

Термін "фермент" (від лат. Fermentum - закваска) був запропонований на початку XVII століття голландським вченим Ван Гельмонд. Майже всі ферменти є білками (але не всі білки - ферменти). Уявлення про те, що ферменти - білки утвердилось не відразу. Для цього треба було навчитися їх виділяти в високо кристалічній формі. Вперше ферменти в такій формі виділив в 1926 році Дж. Самнер. Після цього треба було ще 10 років, протягом яких було отримано ще кілька ферментів в кристалічній формі, щоб уявлення про білкової природи ферментів стало доведеним і отримало загальне визнання.

Ферменти (ензими) - це специфічні білки глобулярної природи, які присутні у всіх живих організмах і відіграють роль біологічних каталізаторів. (Згадати, що таке каталізатори.)
Властивості ферментів. Ферментам властива висока активність, але вона змінюється в залежності від рН (концентрації іонів водню), температури, тиску.
Специфічність ферментів полягає в тому, що кожен з них діє тільки на одну реакцію (наприклад, уреаза розщеплює тільки сечовину). Фермент має здатність розрізняти серед безлічі молекул саме ті, які повинні вступати в реакцію, - ці молекули називають субстратом (S). У контакт з субстратом вступає лише дуже невелика частина молекули ферменту (3-5 амінокислотних залишків). Ця частина - активний центр (рис. 1).

Урок хімії по темі ферменти

Мал. 1.
Захоплення молекули субстрату активним центром
ферменту (показаний пронумерованими кружками)

Повідомлення 3. «Вітамінний стіл» (3-4 хв). Див. Табл. 2.

Урок хімії по темі ферменти

Вводяться поняття гіпервітамінозу (надлишку вітамінів в їжі), гіповітамінозу і авітамінозу (різкого нестачі вітамінів), розповідається про симптоми недостатності вітамінів. У роботі можна використовувати фотографії хворих авітамінозом людей, призводити клінічні опису.
Учитель робить висновок: для поповнення добової потреби у вітамінах потрібно з'їдати дуже багато натуральних продуктів або приймати штучні вітаміни, але необхідно пам'ятати при цьому, що вітаміни - це лікарські препарати, вживати їх без міри можна.
Вітамін C, або аскорбінова кислота, - представник водорозчинних вітамінів. Це - біла кристалічна речовина.
Хімічна будова:

Урок хімії по темі ферменти

ОСНОВНІ ГОРМОНИ ЛЮДИНИ

Гормони - це біологічно активні речовини, виконують регуляторну функцію.

Гормони гіпофіза: передньої долі гіпофіза. Залозиста тканина передньої частки продукує:

- гормон росту (ГР), або соматотропін, який впливає на всі тканини організму, підвищуючи їх анаболическую активність (тобто процеси синтезу компонентів тканин організму і збільшення енергетичних запасів).

- меланоцит-стимулюючий гормон (МСГ), що підсилює вироблення пігменту деякими клітинами шкіри (меланоцитами і Меланофори);

- тиреотропний гормон (ТТГ), який стимулює синтез тиреоїдних гормонів в щитовидній залозі;

- фолікулостимулюючий гормон (ФСГ) і лютеїнізуючого гормону (ЛГ), що відносяться до гонадотропинам: їх дія спрямована на статеві залози (див. Також РЕПРОДУКЦІЯ ЛЮДИНИ).

- пролактин, що позначається іноді як ПРЛ, - гормон, що стимулює формування молочних залоз і лактацію.

Гормони задньої частки гіпофіза - вазопресин і окситоцин. Обидва гормону продукуються в гіпоталамусі, але зберігаються і вивільняються в задній частині гіпофізу, що лежить донизу від гіпоталамуса. Вазопресин підтримує тонус кровоносних судин і є антидиуретическим гормоном, що впливає на водний обмін. Окситоцин викликає скорочення матки і має властивість «відпускати» молоко після пологів.

Тиреоїдні і паратиреоїдного гормони. Щитовидна залоза розташована на шиї і складається з двох частин, з'єднаних вузьким перешийком (див. ЩИТОВИДНА ЖЕЛЕЗА). Чотири паращитовидних залози зазвичай розташовані парами - на задній і бічній поверхні кожної частки щитовидної залози, хоча іноді одна або дві можуть бути дещо зміщені.

Головними гормонами, секретується нормальної щитовидною залозою, є тироксин (Т4) і трийодтиронін (Т3). Тиреоїдні гормони стимулюють білковий синтез і розпад поживних речовин з вивільненням тепла і енергії, що проявляється підвищеним споживанням кисню. Ці гормони впливають також на метаболізм вуглеводів і, поряд з іншими гормонами, регулюють швидкість мобілізації вільних жирних кислот з жирової тканини. Коротше кажучи, тиреоїдні гормони надають стимулюючу дію на обмінні процеси.

Гормони надниркових залоз. Наднирники - невеликі утворення, розташовані над кожною ниркою. Вони складаються із зовнішнього шару, званого корою, і внутрішньої частини - мозкового шару. Обидві частини мають свої власні функції, а у деяких нижчих тварин це абсолютно роздільні структури. Кожна з двох частин надниркових залоз грає важливу роль як в нормальному стані, так і при захворюваннях. Наприклад, один з гормонів мозкового шару - адреналін - необхідний для виживання, так як забезпечує реакцію на раптову небезпеку. При її виникненні адреналін викидається в кров і мобілізує запаси вуглеводів для швидкого вивільнення енергії, збільшує м'язову силу, викликає розширення зіниць і звуження периферичних кровоносних судин. Таким чином, направляються резервні сили для «втечі або боротьби», а крім того знижуються крововтрати завдяки звуження судин і швидкому згортанню крові. Адреналін стимулює також секрецію АКТГ (тобто гіпоталамо-гіпофізарну вісь). АКТГ, в свою чергу, стимулює викид корою наднирників кортизолу, в результаті чого збільшується перетворення білків в глюкозу, необхідну для заповнення в печінці і м'язах запасів глікогену, використаних при реакції тривоги.

Гіпофункція (знижена активність) наднирників зустрічається в гострій або хронічній формі. Причиною гіпофункції буває важка, швидко розвивається бактеріальна інфекція: вона може пошкодити наднирник і привести до глибокого шоку. У хронічній формі хвороба розвивається внаслідок часткового руйнування наднирника (наприклад, зростання пухлиною або туберкульозним процесом) або продукції аутоантитіл. Це стан, відоме як аддисонова хвороба, характеризується загальною слабкістю, схудненням, низьким кров'яним тиском, шлунково-кишковими розладами, підвищеною потребою в солі і пігментацією шкіри. Аддисонова хвороба, описана в 1855 Т.Аддісоном, стала першим розпізнаних ендокринною захворюванням.

Адреналін і норадреналін - два основних гормону, секретується мозковим шаром надниркових залоз. Адреналін вважається метаболічним гормоном через його впливу на вуглеводні запаси і мобілізацію жирів. Норадреналін - вазоконстриктор, тобто він звужує кровоносні судини і підвищує кров'яний тиск. Мозковий шар наднирників тісно пов'язаний з нервовою системою; так, норадреналін вивільняється симпатичними нервами і діє як нейрогормон.

Надмірна секреція гормонів мозкового шару надниркових залоз (мозкових гормонів) виникає при деяких пухлинах. Симптоми залежать від того, який з двох гормонів, адреналін або норадреналін, утворюється в більшій кількості, але найчастіше спостерігаються раптові напади припливів, пітливості, тривоги, серцебиття, а також головний біль і артеріальна гіпертонія.

Тестикулярні гормони. Насінники (яєчка) мають дві частини, будучи залозами і зовнішньої, і внутрішньої секреції. Як залози зовнішньої секреції вони виробляють сперму, а ендокринну функцію здійснюють містяться в них клітини Лейдіга, які секретують чоловічі статеві гормони (андрогени), зокрема D4-андростендіон і тестостерон, основний чоловічий гормон. Клітини Лейдіга виробляють також невелика кількість естрогену (естрадіолу). Андрогени, зокрема тестостерон, відповідальні за розвиток вторинних статевих ознак у чоловіків. Порушення ендокринної функції сім'яників зводиться в більшості випадків до недостатньої секреції андрогенів.

Гормони яєчників. Яєчники мають дві функції: розвиток яйцеклітин і секреція гормонів (див. Також РЕПРОДУКЦІЯ ЛЮДИНИ). Гормони яєчників - це естрогени, прогестерон і D4-андростендіон. Естрогени визначають розвиток жіночих вторинних статевих ознак. Естроген яєчників, естрадіол, виробляється в клітинах зростаючого фолікула - мішечка, який оточує розвивається яйцеклітину. В результаті дії як ФСГ, так і ЛГ, фолікул дозріває і розривається, вивільняючи яйцеклітину. Знижена секреція естрадіолу має місце при недорозвиненні яєчників. Функція яєчників знижується і в менопаузі, так як запас фолікулів виснажується і як наслідок падає секреція естрадіолу, що супроводжується цілим рядом симптомів, найбільш характерним з яких є припливи. Надлишкова продукція естрогенів зазвичай пов'язана з пухлинами яєчників. Найбільше число менструальних розладів викликано дисбалансом гормонів яєчників і порушенням овуляції.

Гормони підшлункової залози. Підшлункова залоза здійснює як внутрішню, так і зовнішню секрецію. Екзокринний (що відноситься до зовнішньої секреції) компонент - це травні ферменти, які в формі неактивних попередників надходять в дванадцятипалу кишку через протоку підшлункової залози. Внутрішню секрецію забезпечують острівці Лангерганса, представлені клітинами декількох типів: альфа-клітини секретують гормон глюкагон, бета-клітини - інсулін. Основна дія інсуліну полягає в зниженні рівня глюкози в крові, що здійснюється головним чином трьома способами: 1) гальмуванням утворення глюкози в печінці; 2) гальмуванням в печінці і м'язах розпаду глікогену (полімеру глюкози, який організм при необхідності може перетворювати в глюкозу); 3) стимуляцією використання глюкози тканинами. Недостатня секреція інсуліну або підвищена його нейтралізація аутоантителами призводять до високого рівня глюкози в крові і розвитку цукрового діабету. Головне дію глюкагону - збільшення рівня глюкози в крові за рахунок стимулювання її продукції в печінці. Хоча підтримка фізіологічного рівня глюкози в крові забезпечують в першу чергу інсулін і глюкагон, інші гормони - гормон росту, кортизол і адреналін - також відіграють істотну роль.

Шлунково-кишкові гормони. Гормони шлунково-кишкового тракту - гастрин, холецистокінін, секретин і панкреозимин. Це поліпептиди, секретуються слизовою оболонкою шлунково-кишкового тракту у відповідь на специфічну стимуляцію. Вважають, що гастрин стимулює секрецію соляної кислоти; холецистокінін контролює спорожнення жовчного міхура, а секретин і панкреозимин регулюють виділення соку підшлункової залози.

Нейрогормони - група хімічних сполук, секретується нервовими клітинами (нейронами). Ці сполуки мають гормоноподібними властивостями, стимулюючи або пригнічуючи активність інших клітин; вони включають згадані раніше рилізинг-фактори, а також нейромедіатори, функції яких полягає в передачі нервових імпульсів через вузьку синаптичну щілину, що відокремлює одну нервову клітину від іншої. До нейромедіатора відносяться дофамін, адреналін, норадреналін, серотонін, гістамін, ацетилхолін і гамма-аміномасляна кислота.

В середині 1970-х років було відкрито ряд нових нейромедіаторів, що володіють морфіноподібних знеболюючу дію; вони отримали назву «ендорфіни», тобто «Внутрішні морфіни». Ендорфіни здатні зв'язуватися зі спеціальними рецепторами в структурах головного мозку; в результаті такого зв'язування в спинний мозок надсилаються імпульси, які блокують проведення надходять больових сигналів. Болезаспокійливу дію морфіну та інших опіатів безсумнівно обумовлено їх схожістю з ендорфінами, що забезпечує їх зв'язування з тими ж блокуючими біль рецепторами.