Слюна расщепляет крахмал. Результаты опыта по изучению условий переваривания крахмала ферментами слюны. Другие вопросы из категории
Окончание. См. № 20/2005
Урок по теме: «Пищеварение в ротовой полости»
Наряду с мелкими слюнными железами, находящимися в стенках ротовой полости и не имеющими специальных протоков, имеются три пары крупных слюнных желез, протоки которых открываются в ротовую полость.
Демонстрационно-практическая работа «Определение положения слюнных желез»
Оборудование: зеркало.
Цель работы: выяснить расположение слюнных желез.
ХОД РАБОТЫ
1. Определение положения околоушных слюнных желез. Нажмите на щеки впереди и ниже ушей с левой и правой сторон. При этом вы почувствуете, как во рту увеличивается количество слюны.
2. Определение положения подчелюстных слюнных желез. Нажмите под нижней челюстью с левой и правой сторон, отступя на 2–3 см от ее углов к центру, пока не почувствуете, как ротовая полость наполняется слюной.
3. Подъязычная железа. Эта железа лежит глубоко, и ее прощупать не удается. Зато легко обнаруживается устье протока этой железы: у основания уздечки языка (тяжа, который соединяет нижнюю часть языка с дном ротовой полости). Если резко приподнять язык кверху, то иногда можно увидеть небольшой фонтанчик слюны.
1-й ученик. Чтобы изучить особенности пищеварения в ротовой полости, необходимо получить чистую слюну. С этой целью ученые проводили опыты на собаках. Под наркозом у собаки вырезали кусочек слизистой оболочки рта вместе с отверстием протока слюнной железы, стараясь не повредить сам проток. Такой кусочек слизистой оболочки через прокол в щеке выводили наружу и пришивали к коже так, чтобы чистая слюна через отверстие изливалась наружу. Теперь ее можно было собрать в пробирку, измерить количество, исследовать свойства. Собака после операции быстро поправлялась.
1 – околоушный проток; 2 – добавочная околоушная
железа;
3 – околоушная железа; 4 – подчелюстная железа
Для изучения работы слюнных желез у человека используют специальную металлическую капсулу-присоску – она присасывается к слизистой оболочке рта так, что слюна поступает теперь не в рот, а в капсулу. Через резиновые трубочки слюна из капсулы выводится наружу, где ее собирают в пробирку и затем исследуют.
2-й ученик.
В этой пробирке
находится слюна. Что она собой представляет?
Состав слюны зависит от функционального
состояния и возраста человека. Важным
физиологическим фактором служит скорость ее
секреции, которая колеблется от 1,0 до 200 мл/ч
(при пережевывании пищи). Слюна человека
представляет собой вязкую, бесцветную,
прозрачную, но слегка мутную (благодаря
присутствию клеточных элементов) жидкость. Она
содержит различные органические и
неорганические вещества и имеет слабощелочную
реакцию (схема 1).
Схема 1
Муцины – сложные белки, содержащие полисахариды, придают слюне вязкость и клейкость, способствуют смачиванию и склеиванию пищевого комка и облегчают его проглатывание. Лизоцим убивает микробы. Фермент a-амилаза расщепляет молекулы крахмала и гликогена до мальтозы и сахарозы. Мальтаза расщепляет мальтозу и сахарозу до моносахаридов. В слюне в незначительном количестве содержатся и другие ферменты – протеазы, пептидазы, липазы, щелочная и кислая фосфатазы, РНКазы и др.
Учитель. Проведем простые опыты для выяснения того, на что действуют ферменты слюны.
Опыт «Действие слюны на крахмал»
Цель: показать, что ферменты слюны способны расщеплять крахмал. Известно, что крахмал при реакции с йодом дает интенсивное синее окрашивание. Под действием ферментов слюны крахмал разрушается. Если крахмала разрушается весь, то при добавлении йода окрашивания не происходит.
Оборудование для опыта в домашних условиях: нагревательный прибор, небольшая кастрюля, бинт, картофельный крахмал, чайная ложка.
Оборудование для опыта в классе: накрахмаленный бинт, нарезанный на куски длиной 10 см, вата, спички, блюдце, аптечный йод (5%-ный спиртовой раствор), вода.
Подготовка к опыту (дома)
1. Налейте в кастрюлю стакан холодной воды и добавьте туда половину чайной ложки крахмала. На небольшом огне доведите жидкость до кипения, постоянно помешивая. После того как раствор закипит, продолжайте кипятить его еще 3–5 мин, постоянно помешивая, до образования однородной клейкой жидкости – клейстера.
2. Смочите в крахмальном клейстере бинт, расправьте его и дайте ему просохнуть. Нарежьте бинт на куски длиной 10 см.
ХОД РАБОТЫ
Приготовьте йодную воду: в блюдце налейте воду и добавьте несколько капель йода, чтобы получилась жидкость цвета крепко заваренного чая.
Вату, намотанную на палочку, смочите слюной или водой (1-я группа – слюна некурящего человека; 2-я группа – слюна курящего человека; 3-я группа – вода) и напишите ею букву на накрахмаленном бинте. Расправленный бинт зажмите в руках и подержите некоторое время, чтобы он нагрелся (1–2 мин). Опустите бинт в йодную воду, тщательно расправив его.
Участки, где остался крахмал, окрасятся в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, т.к. крахмал в них расщепился до глюкозы, которая под действием йода не дает синего окрашивания. Если опыт проведен правильно, на синем фоне получится белая буква.
Полученные результаты запишите в тетрадь и объясните их.
Накрахмаленный бинт + слюна некурящего человека = ...
Накрахмаленный бинт + слюна курящего человека = ...
Накрахмаленный бинт + вода = ...
Вопросы группам
1. Что было субстратом, а что – ферментом, когда вы писали букву на бинте?
2. Могла ли получиться синяя буква на белом фоне при проведении этого опыта?
3. Будет ли слюна расщеплять крахмал, если ее прокипятить?
Каждая группа делает выводы по своей работе.
Общий вывод по итогам работы
Крахмал синеет под действием йода. На участке бинта, обработанном слюной, окрашивания не произошло. Значит, под действием слюны произошло расщепление крахмала. Ферменты слюны – a-амилаза и мальтаза – в слабощелочной среде при температуре тела расщепляют крахмал до мальтозы и глюкозы. Точнее, амилаза расщепляет крахмал, декстрин и гликоген до мальтозы и глюкозы, а мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы. Опыт со слюной курящего человека показал, что никотин снижает активность ферментов. (Учащиеся перерисовывают схему 2 с доски в тетрадь. )
3-й ученик.
Слюна выделяется, когда
в рот попадает пища, а также когда мы голодны и
видим еду или думаем о ней. Количество
выделяющейся слюны зависит от того, какие
вещества попадают в ротовую полость.
Слюна, выделяемая подъязычной и подчелюстными
железами, мутная, вязкая, содержит ферменты,
слизь. Слюна околоушных желез прозрачная,
невязкая, бедная ферментами, в ней нет слизи. Из
околоушной железы выделяется в 2 раза меньше
слюны, чем из других желез. Всего же у человека за
сутки выделяется 1,2–2 л слюны.
Основная функция слюны – смачивание пищи для
облегчения жевания и прохождения ее через
пищеварительный тракт, поэтому сухие продукты и
вещества вызывают выделение большего количества
слюны.
Схема 3. Дуга слюноотделительного рефлекса (А) и схема рефлекторной дуги (Б)
4-й ученик.
Что и как контролирует
отделение слюны? (Демонстрирует схему 3 на
ватмане
.) Один человека берет в рот кончик
ручки, а другой – конфету, и у обоих выделяется
слюна. Какой это рефлекс? (Безусловный
.)
А вот другой пример. Я сейчас вам расскажу, как
хорошо пахнет жареная картошка. У всех во рту
сразу скопится слюна. Это условный рефлекс. Он
приводит к выделению слюны при виде, запахе пищи
или при мыслях о еде. Если человеку незнакома
какая-то пища, выделения слюны при ее описании не
будет. При виде одной и той же пищи у одних людей
слюна может выделяться, а у других – нет.
Итак, слюна выделяется рефлекторно. В
ротовой полости происходит механическая и
химическая обработка пищи.
А как вы думаете, почему ранки в полости рта
быстро заживают? (Слюна содержит лизоцим,
убивающий бактерии
.)
Учитель. «Вот-те и госпожа слюна! Ишь, какая прелесть», – говорил Иван Петрович Павлов при каждом удачном опыте. За цикл работ по физиологии пищеварения И.П. Павлову в 1904 г. была присуждена Нобелевская премия.
Осмысление (первичное закрепление материала)
Что обозначено на схеме 3 цифрами 1–5? (1 – рецепторы языка; 2 – чувствительный нейрон; 3 – центр слюноотделения, продолговатый мозг; 4 – двигательный нейрон; 5 – слюнная железа ).
Будет ли происходить слюноотделение, если перерезать нервы, отходящие от языка и слизистой рта? (Слюноотделение будет происходить, т.к. его обеспечит возбуждение зрительных, слуховых, обонятельных рецепторов .)
Будет ли происходить слюноотделение, если перерезаны нервы, иннервирующие слюнную железу? (Нет, т.к. возбуждение не дойдет до слюнной железы .)
Отчет команды «Анатомы»
1-й ученик.
Большое значение в
нормализации работы пищеварительной системы
имеют вкусовые ощущения, которые мы получаем от
пищи, попадающей в ротовую полость.
В стенках гортани, надгортанника, глотки, мягкого
неба, но главным образом на поверхности языка,
находятся особые клетки – вкусовые рецепторы.
Они собраны группами в образования, называемые
вкусовыми сосочками. У человека на языке их
насчитывается более 3 тыс. Размер каждой
рецепторной клетки, входящей в сосочек, не
превышает 10 мкм, но это настоящая химическая
лаборатория. У каждой такой клетки есть участок,
предназначенный для контакта с пищевыми
веществами. Рецептор связан с двумя видами
нервных волокон. По одним сигнал идет в головной
мозг, а по другим – из головного мозга.
Язык
(lingua
) человека и других
млекопитающих образован поперечно-полосатой
мышечной тканью, покрытой слизистой оболочкой.
Язык выполняет множество разнообразных функций:
жевание, глотание, артикуляция речи, восприятие
вкуса. Чрезвычайно важна роль языка при сосании
молока матери детенышами млекопитающих (включая
человека), поэтому язык новорожденного и
грудного ребенка относительно большой, толстый и
широкий.
Язык имеет удлиненную овальную форму. По бокам он
ограничен краями, которые кпереди переходят в
верхушку, а кзади – в корень; между верхушкой и
корнем расположено тело языка. Верхняя
поверхность языка – спинка – выпуклая и
значительно длиннее, чем нижняя.
1 – грибовидные сосочки; 2 – листовидные сосочки;
3 – желобовидные сосочки; 4 – пограничная
борозда;
5 – слепое отверстие языка; 6 – язычная миндалина
Слизистая оболочка языка покрыта неороговевающим многослойным (плоским) эпителием. Слизистая оболочка спинки и краев языка лишена подслизистой основы и непосредственно сращена с мышцами. Передний отдел спинки языка усеян множеством покрытых эпителием сосочков, являющихся выростами пластинки слизистой оболочки. У человека имеются четыре вида сосочков: нитевидные, грибовидные, желобоватые (окруженные валом) и листовидные. Больше всего на спинке языка нитевидных сосочков – высоких, узких выростов, длиной примерно 0,3 мм. Покрывающий их многослойный плоский эпителий частично ороговевает. Нитевидные сосочки имеют специализированные нервные окончания, которые воспринимают механические раздражения.
Грибовидных сосочков меньше и расположены они на верхней поверхности языка неравномерно: их несколько больше на кончике и по краям языка. Эти сосочки закругленные, длиной 0,7–1,8 мм и диаметром 0,4–1 мм, основание их сужено, поэтому формой они напоминают гриб. Покрывающий их эпителий ороговевает.
1 – грибовидный; 2 – листовидный; 3 – нитевидный; 4
– желобоватый
Сосочки, окруженные валом, или
желобоватые, имеют диаметр 2–3 мм и
расположены в виде римской цифры V на границе
между спинкой и корнем языка. Их немного,
обычно 7–12. По форме желобоватый сосочек
напоминает грибовидный, однако верхняя
поверхность его уплощена, а вокруг сосочка
имеется узкий глубокий желобок, в который
открываются протоки желез. Желобок снаружи
обнесен валиком слизистой оболочки. На
поверхности грибовидных и боковых поверхностях
желобоватых сосочков в толще эпителия
располагаются вкусовые почки – группы
специализированных рецепторных вкусовых клеток.
Небольшое количество вкусовых почек расположено
на листовидных сосочках и в области мягкого неба.
Листовидные сосочки длиной 2–5 мм лежат по
краям языка в виде поперечно-вертикальных
складок или листиков. Их количество с каждой
стороны варьирует от 4 до 8. У новорожденных
и грудных детей листовидные сосочки хорошо
развиты и имеют много вкусовых почек.
На слизистой оболочке корня языка сосочков нет,
ее поверхность неровная из-за скопления в ее
собственной пластинке лимфоидной ткани,
образующей язычную миндалину.
Мышцы языка делятся на две группы:
– наружные, начинающиеся на костях и
оканчивающиеся в языке, которые осуществляют
движения языка и сохраняют его тонус;
– собственные мышцы языка, не связанные с
костями, которые изменяют форму языка.
1 – шилоязычная мышца; 2 – подъязычно-язычная
мышца;
3 – хрящеязычная мышца; 4 – подбородочно-язычная
мышца
Собственные мышцы языка состоят из пучков продольных, поперечных и вертикальных волокон, переплетающихся между собой и с наружными мышцами. Все мышцы языка иннервируются волокнами XII пары черепных нервов.
2-й ученик .
(pharynx ) представляет собой воронкообразный канал длиной 11–12 см, обращенный кверху своим широким концом и сплющенный в передне-заднем направлении. Верхняя стенка глотки сращена с основанием черепа. На уровне границы между VI и VII шейными позвонками глотка, суживаясь, переходит в пищевод. У взрослого человека глотка вдвое длиннее ротовой полости, у новорожденного приблизительно равна ей. Функции глотки не ограничиваются продвижением пищи изо рта в пищевод. В глотке человека и других наземных позвоночных животных перекрещиваются дыхательный и пищеварительный пути.
Полость глотки делится на три части: верхнюю – носовую, среднюю – ротовую и нижнюю – гортанную. Спереди носовая часть глотки (носоглотка) сообщается с полостью носа через хоаны, ротовая часть глотки с полостью рта сообщается через зев, а внизу гортанная часть через вход в гортань – с гортанью. Задняя стенка глотки отделена от передней поверхности позвоночника прослойкой из рыхлой соединительной ткани, благодаря чему глотка подвижна. На уровне хоан на боковых стенках носоглотки с обеих сторон расположены глоточные отверстия слуховых (евстахиевых) труб, которые соединяют глотку с каждой стороны с полостью среднего уха и способствуют сохранению в ней атмосферного давления. Вблизи глоточного отверстия слуховой трубы (между ним и небной занавеской) расположено парное скопление лимфоидной ткани, трубные миндалины.
1 – свод глотки; 2 – глоточная миндалина;
3 – носовая часть глотки; 4 – мягкое нёбо;
5 – небный язычок; 6 – зев
На границе между верхней и задней стенками глотки располагается непарная глоточная миндалина, которая вместе с трубными, небными и язычной миндалинами образует глоточное лимфоидное кольцо Пирогова–Вальдейера, играющее важную роль в функциях иммунной системы.
Стенка глотки состоит из трех слоев слизистой оболочки, выстланной однослойным многорядным реснитчатым эпителием (носовая часть) и неороговевающим многослойным (плоским) эпителием (остальные отделы). Вместо подслизистой основы имеется фиброзная оболочка, которая сращена со слизистой оболочкой, а наверху прикрепляется к основанию черепа.
К фиброзной оболочке снаружи прилежат поперечно-полосатые мышцы глотки, которые располагаются в двух направлениях – продольном (подниматели глотки) и поперечном (сжиматели-констрикторы). Последний, циркулярный, слой более мощный и состоит из трех мышц: верхнего, среднего и нижнего констрикторов, которые покрывают друг друга черепицеобразно, причем верхний лежит глубже других. При глотании продольные мышцы поднимают глотку, а циркулярные сокращаются последовательно сверху вниз, тем самым продвигая пищу в направлении к пищеводу. В акте глотания участвуют также небная занавеска и мышцы языка. При глотании мягкое небо отделяет носоглотку, гортань поднимается, надгортанник опускается и прикрывает вход в гортань, корень языка проталкивает пищевой комок в глотку, а дальше пища поступает в пищевод.
3-й ученик .
Пищевод (oesophagus ) человека – цилиндрическая трубка длиной 22–30 см. В спокойном состоянии имеет щелевидный просвет. Начинается на уровне границы между VI и VII шейными позвонками и оканчивается на уровне XI грудного позвонка впадением в желудок. У новорожденного начало пищевода находится на уровне III–IV, а у стариков смещается до VII шейного – I грудного позвонков.
Различают три части пищевода: шейную, грудную и брюшную. Шейная часть пищевода прилежит к позвоночнику. Грудная часть постепенно отходит от него вперед и влево, т.к. желудок расположен в левом подреберье. На уровне границы между IV и V грудными позвонками пищевод перекрещивает левый главный бронх, который проходит кпереди от пищевода. Брюшная часть пищевода самая короткая (1,0–1,5 см), находится в брюшной полости под диафрагмой. В брюшную полость пищевод проходит вместе с блуждающим нервом через пищеводное отверстие диафрагмы.
Пищевод окружен рыхлой волокнистой соединительной тканью, что обусловливает его подвижность. Лишь впереди в шейной части он соединен с трахеей фиброзной тканью. Пищевод имеет три сужения: первое – у самого начала, на границе между VI и VII шейными позвонками; второе – при перекресте с левым бронхом; третье – на уровне пищеводного отверстия диафрагмы.
Стенка пищевода состоит из четырех слоев: слизистой оболочки подслизистой основы, мышечной и адвентициальной оболочек. Слизистая оболочка выстлана неороговевающим многослойным (плоским) эпителием, который при переходе пищевода в желудок переходит в однослойный простой столбчатый эпителий слизистой оболочки желудка. Подслизистая основа развита хорошо, благодаря чему слизистая оболочка образует продольные складки, и просвет пищевода на поперечном разрезе имеет звездчатую форму. В подслизистой основе находятся многочисленные собственные железы пищевода.
Мышечная оболочка верхней трети пищевода образована поперечно-полосатыми мышечными волокнами, в среднем они постепенно заменяются гладкими миоцитами, в нижней полностью состоят из гладких миоцитов. Мышечные волокна и миоциты располагаются в два слоя: внутренний кольцевой и наружный продольный. Такое расположение сохраняется на всем протяжении пищеварительной трубки. Мышечная оболочка обусловливает как перистальтику пищевода, так и его постоянный тонус. Адвентициальная (наружная) оболочка образована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью.
3-й ученик .
Глотание. Пережеванная, смоченная слюной и ставшая более скользкой пища превращается в комок. Благодаря движениям языка и щек пищевой комок попадает на спинку языка. Раздражение рецепторов корня языка сопровождается поднятием мягкого неба, которое ограничивает сзади ротовую полость. Благодаря поднятию мягкого неба пища не попадает в носовую полость, а сокращениями языка проталкивается дальше в глотку. В момент проталкивания происходит поднятие гортани и закрытие ее входа надгортанником. Поэтому пища не попадает в дыхательные пути, а в результате сокращения мышц глотки продвигается в пищевод. Глотание является сложным рефлекторным актом. Обязательное условие при этом – раздражение рецепторов корня языка. От них нервные импульсы передаются в продолговатый мозг, где располагается центр глотания. Отсюда выходят нервные волокна, оканчивающиеся в глотательных мышцах. Центр глотания находится во взаимодействии с центром дыхания и центром сердечной деятельности. Вот почему во время каждого глотательного движения задерживается дыхание и учащаются сердечные сокращения. Из глотки пищевой комок попадает в пищевод. В это время открывается вход в желудок.
Вопрос группе
Почему пища продвигается по пищеводу, даже если человек висит вниз головой? (Сокращение мышечных стенок пищевода обеспечивает продвижение пищевого комка только в одну сторону – к желудку .)
Вывод: строение органов соответствует выполняемым ими функциям.
ЗакреплениеКак называются три пары крупных слюнных желез.
До каких веществ в ротовой полости расщепляются углеводы?
Какие три части различают во внешнем строении зуба?
Как называется мягкая часть в центре зуба, содержащая нервы и кровеносные сосуды?
Как называются твердые ткани зуба?
Какие виды зубов вы знаете?
Какие ферменты выделяются со слюной в ротовую полость?
При каких условиях происходит пищеварение в ротовой полости?
Где находятся центры регуляции деятельности слюнных желез?
Собака увидела пищу, и у нее началось слюноотделение. Какой это рефлекс: условный или безусловный?
Задача. В столовой к обеду был приготовлен винегрет, сильно заправленный уксусом. Как будет перевариваться в ротовой полости картофель, входящий в состав винегрета?
Подведение итогов
Что нового вы узнали на уроке?
1. Функции органов в ротовой полости:
а) механическое измельчение пищи (язык, зубы);
б) образование пищевого комка (слюна, язык);
в) частичное расщепление углеводов (ферменты слюны);
г) определение качества пищи и ее температуры (язык);
д) орган речи у человека (язык, зубы, губы).
2. Регуляция слюноотделения:
а) нервная: безусловный слюноотделительный рефлекс (продолговатый мозг – центр слюноотделения; возникает при наличии пищи во рту); условный слюноотделительный рефлекс (вид и запах пищи).
б) гуморальная: гормоны гипофиза, поджелудочной железы, щитовидной железы, половые железы.
3. Функция органов вкуса очень важна в процессе пищеварения.
Вопрос в конце урока
Вернемся к вопросу, заданному в начале урока: почему виновный человек не мог съесть сухой рис? Можно ли быть совершенно уверенным, что данный человек виновен?
Задание на дом
Изучить § 31 учебника (Биология 9. Человек.//Под ред. А.С. Батуева. – М.: Просвещение, 1994). Ответить на вопросы в конце учебника. Используя новые термины, составить кроссворд (не менее 10 слов) на отдельных листах.
В школьной программе 8 класса по биологии есть тема о пищеварении. По окончании работы над этой темой каждому ученику должно стать понятно, что пища начинает обрабатываться с того самого момента, как она только попадает в ротовую полость. И первыми при обработке пищи являются процесс зубами и воздействие ферментов слюны на попавшую в рот еду.
Воздействие слюны на крахмал называют ферментативным гидролизом. Так как сам крахмал является веществом инертным, то эта реакция происходит под воздействием тепла и катализатора. Им в данный момент является фермент амилаза, находящийся в человеческой слюне. Именно он расщепляет крахмал на более мелкие составляющие, в частности, декстрины.
Этот процесс каждый человек ощущает про долгом пережёвывании крахмалосодержащих продуктов, коим является, например, хлеб. Ведь через некоторый промежуток времени можно ощутить что свидетельствует о том, что гидролиз крахмала начался, и он постепенно распадается на углеводы. Одним из важнейших углеводов для человеческого организма является глюкоза.
При окислении её в каждой клетке человеческого организма образуется вода и углекислый газ. Также эта реакция сопровождается выделением энергии, столь необходимой для функционирования всех органов. Лишняя глюкоза, получившаяся при превращается в питательное вещество гликоген, который откладывается "про запас" в печени.
Для того, чтобы наглядно продемонстрировать это детям, предлагается проделать лабораторную работу «Воздействие слюны на крахмал».
Урок биологии, на котором учитель планирует провести лабораторную работу «Воздействие слюны на крахмал», рекомендуется начать с Учащимся предлагаются следующие вопросы:
- Какие продукты питания употребляет человек?
- Какие питательные вещества входят в состав необходимой для человека пищи?
- Что называют пищеварением?
- Каковы основные этапы пищеварения?
- Какие пищеварительные железы участвуют в работе во время приёма пищи?
- Что происходит во рту в то время, когда человек ест?
- В чём заключаются основные функции зубов и языка во время приёма пищи?
- Из чего состоит слюна?
- Какова функция слюны в пищеварении?
- Какие процессы происходят в желудке? В чём заключается роль желудочного сока?
- Какие процессы происходят в двенадцатипёрстной кишке?
- В чём заключается роль желчи и поджелудочного сока?
- Какова функция тонкого кишечника?
- Какие процессы происходят в толстом кишечнике?
Во время этого опроса уже формулируется основные функции слюны в пищеварительной системе. И по окончании фронтальной беседы учитель ставит перед детьми цель лабораторной: выяснить опытным путём, в чём заключается воздействие слюны на крахмал, и отметить, каковы условия, при которых слюнные ферменты активны.
Для проведения лабораторной работы необходимо предложить ученикам нарезанную кусками размером в квадратный дециметр накрахмаленную марлю, ватную палочку, миску, водный раствор аптечного йода. Раствор можно предложить ребятам сделать самостоятельно, капнув несколько капель йода в воду. Жидкость должна иметь цвет крепкого чая. Хотя для экономии времени вполне допустимо выдать детям уже готовый раствор. Процесс приготовления его подростками не даст никакого обучающего эффекта для поиска ответов на вопросы по теме «Действие слюны на крахмал».
Ватную палочку нужно смочить слюной и написать на кусочке накрахмаленной марли какую-либо букву. Затем кусочек накрахмаленной марли следует немного погреть в руках - это активизирует работу ферментов, которые начинают своё воздействие на крахмал. Потом обработанный таким образом кусок марли надо опустить в йодную воду.
То место, куда была нанесена слюна, останется белым, а весь остальной участок окрасится в синий цвет. То есть на синем фоне будет изображена белая буква. Почему это произошло? Слюна успела разложить крахмал на составные части, частично превратившись в глюкозу. Йод же не оказывает действия на глюкозу, поэтому написанная слюной буква не синеет.
После проведения опыта ребята в тетрадь записывают ход лабораторной работы «Действие слюны на крахмал. Вывод». Можно предложить конкретные вопросы, которые помогут сделать необходимые выводы из этого опыта.
Для поддержания жизнедеятельности, в первую очередь, людям требуется пища. Продукты содержат массу необходимых веществ: минеральные соли, органические элементы и воду. Питательные компоненты – это строительный материал для клеток и ресурс для постоянной активности человека. При распаде и окислении соединений выделяется определенное количество энергии, которое характеризует их ценность.
Начинается процесс переваривания в ротовой полости. Продукт обрабатывается пищеварительным соком, воздействующим на него с помощью содержащихся ферментов, благодаря чему еще при жевании сложные углеводы, белки и жиры трансформируются в молекулы, которые всасываются. Пищеварение – непростой процесс, требующий воздействия на продукты множества компонентов, синтезируемых организмом. Правильное пережевывание и переваривание – это залог здоровья.
Функции слюны в процессе пищеварения
К пищеварительному тракту относится несколько основных органов: полость рта, глотка с пищеводом, поджелудочная железа и желудок, печень и кишечник. Слюна выполняет множество функций:
Что происходит с пищей? Основная задача субстрата во рту – участие в переваривании. Без него некоторые виды продуктов не расщеплялись бы организмом или были опасны. Жидкость смачивает пищу, муцин склеивает ее в комок, подготавливая к проглатыванию и движению по пищеварительному тракту. Она вырабатывается в зависимости от количества и качества пищи: для жидкой еды меньше, для сухой - больше, а при употреблении воды не образуется. Жевание и слюноотделение можно отнести к важнейшему процессу организма, на всех этапах которого происходит изменение употребляемого продукта и доставка питательных элементов.
Состав слюны человека
Эта статья рассказывает о типовых способах решения Ваших вопросов, но каждый случай уникален! Если Вы хотите узнать у меня, как решить именно Вашу проблему - задайте свой вопрос. Это быстро и бесплатно !
Слюна бесцветна, не имеет вкуса и запаха (см. также: ). Она может быть насыщенной, вязкой или очень редкой, водянистой – это зависит от входящих в состав белков. Гликопротеин муцин придает ей вид слизи и облегчает проглатывание. Ферментативные качества она теряет вскоре после попадания в желудок и смешивания с его соком.
В жидкости ротовой полости находится небольшое количество газов: углекислый, азот и кислород, а также натрий и калий (0,01%). В ее составе есть вещества, переваривающие некоторые углеводы. Присутствуют и другие составляющие органического и неорганического происхождения, а также гормоны, холестерин, витамины. На 98,5% она состоит из воды. Объяснить активность слюны можно огромным количеством элементов, содержащихся в ней. Какие функции выполняет каждый из них?
Органические вещества
Важнейшим компонентом внутриротовой жидкости являются белки – их содержание составляет 2-5 граммов на литр. В частности, это гликопротеины, муцин, A и B глобулины, альбумины. В ней присутствуют углеводы, липиды, витамины и гормоны. Большая часть белка – это муцин (2-3 г/л), а благодаря тому, что в его составе содержится 60% углеводов, он делает слюну вязкой.
В смешанной жидкости присутствует около ста ферментов, в том числе и птиалин, участвующий в расщеплении гликогена и его превращении в глюкозу. Кроме представленных компонентов в ней находятся: уреаза, гиалуронидаза, ферменты гликолиза, нейраминидаза и другие вещества. Под действием внутриротовой субстанции пища изменяется и трансформируется в форму, необходимую для усвоения. При патологии слизистой оболочки полости рта, болезнях внутренних органов часто используется лабораторное исследование ферментов для выявления вида заболевания и причин его образования.
Какие вещества можно отнести к неорганическим?
В состав смешанной жидкости полости рта входят неорганические компоненты. К ним относятся:
Минеральные составляющие создают оптимальную реакцию среды на попадающую пищу, поддерживают уровень кислотности. Значительная часть этих элементов всасывается слизистой оболочкой кишечника, желудка и отправляется в кровь. Слюнные железы активно участвуют в поддержании стабильности внутренней среды и функционирования органов.
Процесс выделения слюны
Выработка слюны происходит как в микроскопических железах ротовой полости, так и в крупных:околоязычных, подчелюстных и околоушных парах. Каналы околоушных желез находятся возле второго моляра сверху, подчелюстные и подъязычные выводятся под языком в одно устье. Сухие продукты вызывают секрецию большего количества слюны, чем влажные. Железами под челюстью и языком синтезируется в 2 раза больше жидкости, чем околоушными – они отвечают за химическую обработку продуктов.
У взрослого человека за сутки образуется около 2 литров слюны. Выделение жидкости на протяжении суток неравномерно: во время употребления продуктов начинается активная выработка до 2,3 мл в минуту, во сне снижается до 0,05 мл. В полости рта секрет, получаемый из каждой железы, смешивается. Он омывает и увлажняет слизистую оболочку.
Слюноотделение контролируется вегетативной нервной системой. Усиление синтеза жидкости происходит под влиянием вкусовых ощущений, обонятельных стимулов и при раздражении пищей во время жевания. Выделение значительно замедляется при стрессе, испуге и обезвоживании.
Активные ферменты, участвующие в переваривании пищи
Система пищеварения преобразует питательные вещества, получаемые с продуктами, превращая их в молекулы. Они становятся топливом для тканей, клеток и органов, которые непрерывно выполняют метаболические функции. Всасывание витаминов и микроэлементов происходит на всех уровнях.
Пища переваривается с момента, когда она попадает в рот. Здесь осуществляется смешивание с жидкостью ротовой полости, включающей ферменты, еда смазывается и отправляется в желудок. Вещества, содержащиеся в слюне, расщепляют продукт на простые элементы, и защищают организм человека от бактерий.
Почему ферменты слюны работают во рту, но перестают функционировать в желудке? Они действуют только в щелочной среде, а дальше, в ЖКТ, она меняется на кислую. Здесь работают протеолитические элементы, продолжающие этап усвоения веществ.
Фермент амилаза или птиалин – расщепляет крахмал и гликоген
Амилаза является пищеварительным ферментом, расщепляющим крахмал на молекулы углеводов, всасывание которых осуществляется в кишечнике. Под действием компонента крахмал и гликоген превращаются в мальтозу, а при помощи дополнительных веществ преобразуются в глюкозу. Чтобы обнаружить этот эффект, съешьте крекер – при пережевывании продукт проявляет сладкий привкус. Вещество работает только в пищеводе и во рту, преобразуя гликоген, но теряет свойства в кислотной среде желудка.
Птиалин производится поджелудочной и слюнными железами. Тип фермента, продуцируемого поджелудочной железой, носит название панкреатической амилазы. Компонент завершает этап переваривания и усвоения углеводов.
Лингвальная липаза – для расщепления жиров
Фермент способствует превращению жиров в простые соединения: глицерол и жирные кислоты. В ротовой полости начинается процесс переваривания, а в желудке вещество прекращает работать. Немного липазы вырабатывается желудочными клетками, компонент специфически расщепляет молочный жир и является особенно важным для малышей, поскольку делает процесс усвоения продуктов и всасывание элементов проще для их недостаточно развитой системы пищеварения.
Разновидности протеазы – для расщепления белка
Протеазы – общий термин для ферментов, расщепляющих белки на аминокислоты. В организме продуцируются три основных типа:
Клетки желудка вырабатывают пепсикоген – неактивный компонент, превращающийся в пепсин при контакте с кислотной средой. Он разрывает пептиды – химические связи белков. Поджелудочная железа отвечает за выработку трипсина и химотрипсина, поступающих в тонкую кишку. Когда уже обработанная желудочным соком и фрагментарно переваренная пища отправляется из желудка в кишечник, эти вещества способствуют образованию простых аминокислот, которые всасываются в кровь.
Почему бывает недостаток ферментов в слюне?
Правильное переваривание главным образом зависит от ферментов. Их недостаток приводит к неполному усвоению пищи, могут возникнуть заболевания желудка, печени. Симптомы их нехватки – изжога, метеоризм и часто возникающая отрыжка. Через некоторое время могут появиться головные боли, нарушится работа эндокринной системы. Малое количество ферментов приводит к ожирению.
Обычно механизмы выработки активных веществ заложены генетически, поэтому нарушение деятельности желез носит врожденный характер. Эксперименты показали, что человек получает ферментный потенциал при рождении, и если его расходовать, не пополняя – он быстро иссякнет.
Процессы, происходящие в организме, можно контролировать. Для упрощения его работы необходимо употреблять ферментированную пищу: приготовленную на пару, сырую, высококалорийную (бананы, авокадо).
К причинам недостатка ферментов можно отнести:
- их малый запас от рождения;
- употребление в пищу продуктов, выращенных в почве, бедной ферментами;
- питание переваренной, жареной едой без сырых овощей и фруктов;
- стресс, беременность, заболевания и патологии органов.
Работа ферментов не прекращается в организме ни на минуту, поддерживая каждый процесс. Они защищают человека от болезней, усиливают выносливость, уничтожают и выводят жиры. При их малом количестве происходит неполное расщепление продуктов, а иммунная система начинает бороться с ними, как с чужеродным телом. Это ослабляет организм и приводит к истощению.
В слюне человека и некоторых животных (свиньи, птицы) содержатся два фермента, расщепляющие углеводы, - слюнная амилаза и мальтаза. Амилаза расщепляет крахмал до дисахарида мальтозы; мальтаза, действуя на мальтозу, расщепляет ее до глюкозы.
В слюне жвачных амилолитические ферменты отсутствуют, в слюне лошади и собаки встречаются в виде следов.
Цель работы. 1) доказать наличие амилолитических ферментов в слюне; 2) исследовать условия необходимые для переваривания пищи в ротовой полости.
Объект исследования, материал и оборудование . Слюна животных и человека, пробирки, пипетки мерные, термостат, раствор Люголя или раствор йода, 10%-ный раствор NaOΗ, 1%-ный раствор CuSO 4, 1%-ный крахмальный клейстер, сырой крахмал, 1%-ный раствор ΗCІ.
Ход работы . Пронумеровать 5 пробирок и подготовить их следующим образом (см. Таблицу 2):
Таблица 2 – Ферментативные свойства слюны
Все пробирки извлечь одновременно из термостата и холодильника, разделить содержимое каждой пробирки на две части. С одной частью содержимого проделать пробу на крахмал с раствором Люголя или со слабым раствором йода, который добавляют по 2-3 капли в каждую пробирку. Появление синего цвета указывает на наличие крахмала в содержимом пробирки.
Пробу на сахар ставят по Троммеру. Наличие бурого окрашивания свидетельствует о присутствии сахара
Проба Троммера : к содержимому пробирки прилить половину объема 10 %-ного раствора NaOΗ, потом по каплям внести 1%-ный раствор CuSO 4 до ясно-синего окрашивания жидкости. Содержимое пробирки нагреть до кипения. При наличии сахара (глюкозы) сначала образуется желтый осадок гидрата закиси меди, который при дальнейшем нагревании переходит в красный осадок окиси меди.
Слюна жвачных не содержит ферментов, у лошадей и свиней отмечают следы амилазы. В слюне свиней и человека имеется значительное количество ферментов, расщепляющих углеводы. К ним относят амилазу (птиалин), расщепляющую крахмал (полисахарид) до мальтозы (дисахарид), на которую затем действует фермент мальтаза и расщепляет ее до глюкозы. Ферменты, как вещества белковой природы, при кипячении разрушаются и не оказывают действия при низких температурах.
Контрольные вопросы.
1. Какие пищеварительные ферменты содержатся в слюне?
2. Каков состав слюны у сельскохозяйственных животных?
3. Какие условия требуются для переваривания пищи в ротовой полости?
| № пробирки | Содержимое пробирки | Температурные условия | Цвет раствора после добавления йода, реактива Фелинга | Содержание | |
| сахара | крахмала | ||||
| 1. | Крахмальный клейстер + 1 мл натуральной слюны | Водяная баня (38 ¾40 0 С) | |||
| 2. | Крахмальный клейстер + 1 мл прокипяченной слюны | Водяная баня (38 ¾40 0 С) | |||
| 3. | Крахмальный клейстер + 1 мл слюны + 1 мл соляной кислоты | Водяная баня (38 ¾40 0 С) | |||
| 4. | Крахмальный клейстер + 1 мл дистиллированной воды | Водяная баня (38 ¾40 0 С) | |||
| 5. | Крахмальный клейстер | холод | |||
| 6. | 1 мл слюны | холод |
Контрольные вопросы. Состав слюны? Каково ферментативное действие слюны? Какие оптимальные условия ферментативных реакций?
Работа 2. Реакция слюнных желез на некоторые раздражители.
Задача:изучить количество и консистенцию слюны на различные пищевые отвергаемые раздражители.
Пищеварение происходит под влиянием различных пищеварительных секретов. Каждый из них содержит набор биологических катализаторов – ферментов, которые действуют лишь на определенные органические соединения, расщепляя их до более простых.
Отделение слюны происходит постоянно. Только количество ее в период приема пищи или даже при упоминании о ней, значительно увеличивается.
Различно количество слюны и в зависимости от характера раздражителя, качества принимаемой пищи. Особую реакцию слюнных желез вызывают условно-рефлекторные раздражители.
При употреблении в пищу сухих продуктов или содержащих экстрактивные вещества (например, соль) выделяется более жидкая слюна. При употреблении сметаны, молока, сахара – слюна содержит больше муцина и поэтому приобретает характер вязкой, тягучей консистенции.
Вместе с пищевыми продуктами в полость рта может попасть большое количество соли, горчицы, а также неперевариваемые, отвергаемые вещества: песок, камешек и т.д., на которые организм реагирует повышенной саливацией (слюноотделением).
Объект и материально-техническое обеспечение эксперимента.Штатив с пробирками, секундомер, лимон, сахарная пудра, молоко, хлебные сухари, хорошо обработанные спиртом мелкие речные или морские камешки, поваренная соль.
Порядок выполнения работы.Перед началом работы определите вязкость слюны. После чего к разведенной водой слюне испытуемого добавьте несколько капель слабой уксусной кислоты, слюна теряет прежнюю вязкость, вследствие осаждения муцина (в виде белого слизистого осадка).
Испытуемому демонстрируют кусочек лимона, который ему предстоит съесть. Засекают время и определяют интенсивность саливации в течение 2-3 минут. Изучают вязкость выплюнутой слюны. После этого дайте испытуемому выпить стакан молока. Определите характер и интенсивность саливации.
Из отвергаемых веществ предлагают чистые речные камешки. Аналогичным способом определяют консистенцию и количество выделяемой слюны.
Оформление протокола.Охарактеризуйте саливацию на различные пищевые и отвергаемые раздражители. Сделайте анализ полученных результатов. Выводы запишите в тетрадь.
Контрольные вопросы.Какова вязкость и прозрачность слюны? Каков механизм условно-рефлекторной регуляции слюноотделения?
Работа 3. Определение саливации у человека.
Задача: определить объем саливации.
Саливация – секреторная деятельность слюнных желез. Ее обеспечивают парные железы (околоушные, подчелюстные, подъязычные), а также мелкие железы ротовой полости (губные, щечные, небные, язычные и десенные). Саливация играет важную роль в обеспечении переработки и всасывания пищевых веществ, поддержании гомеостаза, осуществлении выделительной, эндокринной и защитной функций. Мелкие слюнные железа секретируют постоянно, увлажняя слизистую оболочку ротовой полости. Крупные слюнные железы усиливают саливацию при действии условных пищевых раздражителей и под влиянием безусловных раздражителей рецепторов ротовой полости. У человека саливация способствует осуществлению речевой функции.
Объект и материально-техническое обеспечение эксперимента.Марлевые салфетка, пинцет, бюксы, лимон, клюква, сахар.
Порядок выполнения работы. Взвешиваем четыре марлевые салфетки (5х5 см, сложенные вчетверо) и помещаем в бюксы.
1. Оценка основного слюноотделения.
Кладем пинцетом на спинку языка марлевую салфетку и закрываем ром. Через 2 мин салфетку переносим в бюкс.
2. Влияние задержки дыхания.
Кладем на спинку языка на 2 мин новую марлевую салфетку и задерживаем на максимально долгий срок дыхание.
3. Значение второй сигнальной системы.
В течение 2 мин, когда новые марлевые салфетки будут находиться на спинке языка испытуемых, с увлечением рассказываем о свойствах пищевых продуктов, вызывающих обильное слюноотделение (например, о лимоне).
4. Действие первой сигнальной системы.
Помещаем на спинку языка марлевую салфетку на 2 мин. В это время берем на блюдечке клюкву, разминаем ее ложкой и посыпаем сахаром. Закончив собирание четырех порций слюны, взвешиваем салфетки и вычисляем прирост их массы.
Оформление протокола.
Составляем таблицу в соответствии с приведенным примером.
Сделайте выводы.
Контрольные вопросы.Как влияет задержка дыхания на саливацию у человека? Почему наблюдается обильное слюноотделение при рассказе о лимоне? Как первая сигнальная система на саливацию?
Работа 4. Изучение ферментных свойств желудочного сока. Расщепление фибрина.
Задача: пронаблюдать расщепление белка фибрина ферментами желудочного сока.
В желудочном соке наряду с другими содержится протеолитический фермент – пепсин, который расщепляет белки до альбумоз и пентонов. Пепсин выделяется железами желудка в неактивной форме в виде пепсиногена и в присутствии соляной кислоты активизируется, превращается в пепсин. С возрастом активность его постепенно снижается.
Объект и материально-техническое обеспечение эксперимента. Штатив с пробирками, стеклограф, пепсин или натуральный желудочный сок, фибрин, 0,5% раствор соляной кислоты, карбонат кальция или 0,5% раствор бикарбоната натрия, водяная баня, термометр, спиртовка, лакмусовая бумага, дистиллированная вода.
При работе с натуральным желудочным соком часть сока нейтрализуйте прибавлением карбоната кальция или 0,5% раствора соды. Создайте слабощелочную реакцию, ее показателем будет синеватое окрашивание красной лакмусовой бумаги.
При работе с пепсином приготовьте нейтральный и кислый растворы, для чего часть пепсина растворите в воде (из расчета 3-4 г на 1 л воды), а часть – в 0,5% растворе соляной кислоты.
Порядок выполнения работы.
Приготовьте 4 пронумерованные пробирки и налейте в них: в пробирку №1 – 2-3 мл кислого желудочного сока (или пепсина), в пробирку №2 – 2-3 мл тщательно прокипяченного желудочного сока, в пробирку №3 – 2-3 мл нейтрального желудочного сока (или раствора пепсина в воде), в пробирку №4 – 2-3 мл 0,5% раствора соляной кислоты.
Проверьте с помощью лакмусовой бумаги реакцию среды в каждой пробирке. Положите в каждую пробирку по небольшому одинаковому кусочку фибрина (0,2-0,3г). поставьте пробирки на 20 мин в водяную баню при температуре 38-40ºC.
Наблюдайте за ходом опыта, отмечая, что происходит с фибрином в каждой пробирке. Отметьте, что фибрин полностью исчез в пробирке №1, так как произошло его расщепление на растворимые соединения – альбумозы и пентоны. В пробирке №2 и №4 фибрин лишь набухает под влиянием соляной кислоты. В пробирке №2 фермент разрушен кипячением, а в пробирке №4 его нет. В пробирке №3 фибрин совсем не изменился, так как кислота нейтрализована, а в нейтральной среде пепсин не действует.
Оформление протокола.
Результаты опыта внесите в таблицу (табл.) и проанализируйте их. Отметьте, в какой пробирке фибрин полностью растворился, где он только набух, а где остался без изменений.
Результаты опыта по изучению ферментативных свойств желудочногосока
Контрольные вопросы. Уточните, почему в первой пробирке не стало фибрина? Почему набухает белок под влиянием соляной кислоты в пробирках №2 и №4? Почему пепсин неактивен в нейтральной среде? Какой момент опыта убеждает Вас в том, что переваривание белка желудочным соком – процесс ферментативный?
Работа 5. Влияние желудочного сока на белки молока.
Задача: провести качественную реакцию на определение химозина в желудочном соке.
В желудочном соке содержится фермент химозин (или сычужный фермент), створаживающий белки молока. Особенно много его у детей грудного возраста. С годами количество химозина уменьшается.
Действие данного фермента на белки молока легко обнаружить в эксперименте: он действует и в кислой, и в нейтральной среде.
Объект и материально-техническое обеспечение эксперимента.
Штатив с тремя пробирками, спиртовка, водяная баня, термометр, натуральный желудочный сок, карбонат кальция, 0,5% раствор бикарбоната натрия, молоко, красная лакмусовая бумага, стеклограф.
Порядок выполнения работы.
5 мл желудочного сока доведите до щелочной или слабо нейтральной реакции добавлением карбоната кальция или раствора бикарбоната натрия. Полученный раствор отфильтруйте.
Приготовьте 3 пронумерованные пробирки. Налейте в них: в пробирку №1 – 0,5 мл натурального желудочного сока, в пробирки №2 и №3 – по 0,5 мл желудочного сока, обработанного карбонатом кальция (нейтрального). Содержимое пробирки №3 тщательно прокипятите.
Добавьте во все пробирки по 5 мл молока и поставьте их в водяную баню при температуре 38-40°C. Наблюдайте за ходом опыта.
Створаживание молока быстро происходит в пробирке №1, где химозин действует в кислой среде, а не в пробирке №2, где он находится в нейтральной среде. В пробирке №3, где фермент разрушен кипячением, створаживание отсутствует.
Оформление протокола. Результаты опыта зафиксируйте в таблице (табл.) и объясните их.
Результаты опыта по изучению условий переваривания белков молока ферментами желудочного сока
Сравните условия, при которых сохраняется ферментативная активность пепсина и химозина?
Контрольные вопросы. Объясните механизм действия химозина в кислой и нейтральной среде? Как влияет кипячение желудочного сока на створаживание молока?
