Раздел 7 Химия и организм человека

Тема 7.1 Химия и организм человека

Основные понятия и термины по теме: органические и неорганические вещества. Холестерин. Витамины и роль в жизнедеятельности.

План изучения темы (перечень вопросов, обязательных к изучению):

1. Химические элементы в организме человека.

2. Основные жизненно необходимые соединения: белки, углеводы, жиры, витамины.

• Строение белковых молекул.

• Углеводы – главный источник энергии организма.

3. Роль жиров в организме, холестерин.

Краткое изложение теоретических вопросов:

1. Химические элементы в организме человека.

Таблица 2 Металлы в организме человека

Элемент	Сут.доза	Всего в орг.	Содержится в организме.	Избыток	Недостаток	Содержание в продуктах
Zn	10 -15 мг	1,5 – 3 г.	60% в мышцах, 20% в коже; в сетчатке, печени, почках. Осуществляет синтез ДНК, поддерживает иммунитет, Устраняет алкогольную интоксикацию, синтез инсулина.		Не заживают раны, Плохой аппетит, низкий рост, потеря иммунитета, задержка полового развития, повышает холестерин, снижение зрения.	Ливерные продукты, яйца, рыба, сыр, грибы, отруби, бобовые, дрожжи.
Элемент	Сут.доза	Всего в орг.	Содержится в организме.	Избыток	Недостаток	Содержание в продуктах
Fe	10- 25 мг.	3,5 -4,5г.	В крови, печени, селезенке, костном мозге	Способствует выведению фосфора.	Ане Анемия ие белка,
Cd	1-5 мг	Токсичность – 1, - 9 г		Замедляется синтез ДНК, белков, нуклеиновых кислот, ферментов. Нарушается работа печени, легочная недостаточность, анемии.
Mq		20 – 30 мг.	В костях, мышцах, ЖВС. Успокаивает ЦНС, Сосудорасширяющее, выводит холестерин, взаимодействует с гормонами, с инсулином.	Угнетение рефлексов, торможение, остеопороз, гиподинамия.	Повышается нервно – мышечная возбудимость; Судорожные сокращения мышц, тревога, страх, галлюцинации.
Br	2- 8 мг.	200 – 300 мг.	Почках, гипофизе; щитовидной железе, крови, костях и мышцах.	Кашель, насморк, конъюнктивит, сыпь, диарея, заторможенность, невнятность речи, потеря сознания.	Нарушение возбуждения и торможения; нарушение сна.	Зерновых, бобовых, орехах, рыбе.

Элемент	Сут.доза	Всего в орг.	Содержится в организме.	Избыток	Недостаток	Содержание в продуктах
Rb	1-2 мг.	1г.		Нарушается сон, головные боли, аллергия.	Задержка внутриутробного развития, преждевременные роды.	В чае, кофе, воде.
Ba					Растет раковая клетка.	Морковь, кора дуба, крапива, подорожник,инжир.
K	1,1 – 2 г.	250г.	В мышцах, печень, почки, ЖВС, Внеклеточная жидкость.	Обезвоживание, нарушение кислотно – щелочного баланса; расстройства желудка.	Нарушение работы сердца, почек, надпочечников. Плохо заживающие раны.	Фрукты, овощи, картофель, бо-бовые, злаковые, свежие огурцы, капусте.
Na	4 -6 г (10 – 12 г. поваренной соли)	40 -50 мг.	.	Задержка жидкости; повышение КД; заболевания почек.	Анарексия, заболевания кишечного тракта, сухая кожа, тошнота, рвота, судороги, тахикардия, гипотония.	Животная и растительная пища. Морковь, бобовые, сельдерей, одуванчик, сыр.
F	0,5 -1 мг.	2,6 мг.	Костях, зубной эмали, Угнетает тканевое дыхание, тормозит деятельность щитовидной железы.	Интоксикации, остеосклероз; нарушение функции щитовидной железы, печени.	Разрушение зубов, костей, развивается пародонтоз,

Элемент	Сут.доза	Всего в орг.	Содержится в организме.	Избыток	Недостаток	Содержание в продуктах
Са	800 –1200мг.	1700г.	Костная ткань, мышцах. Входит в состав гормонов. Передача нервных импульсов.	Отложение солей.	Снижается продолжительность жизни, образует витамин Д; задержка роста, нарушается свертываемость крови, образование судорог.
Cl	4-6 мг		Водно – солевой обмен.	Накопление жидкости, повышение КД, сухой кашель, боль в груди, слезотечение, головная боль.	Обезвоживание организма. Вялость, сонливость, сухость во рту. Потеря аппетита, ослабление памяти.
P	1600 мг.	3 – 5.5 мг.%	Мозг, мышцы, костях. Входит в состав нуклеиновых кислот.		Остеопороз, нарушение обмена веществ.

2. Основные жизненно необходимые соединения: белки, углеводы, жиры, витамины.

В пространственном строении белков большое значение имеет характер радикалов (остатков) R- в молекулах аминокислот. В молекулах белка a-аминокислоты связаны между собой пептидными (–CO–NH–) связями.

Различают структуру строения белка:

1.Первичной структурой белка — последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Белковая молекула может состоять из одной или нескольких полипептидных цепей, каждая из которых содержит различное число аминокислотных остатков. Разнообразие белков почти безгранично, но не все из них существуют в природе.

2.Вторичная структура белка — способ скручивания полипептидной цепи в пространстве (за счет водородной связи между водородом амидной группы — NH — и карбонильной группы — СО —, которые разделены четырьмя аминокислотными фрагментами).

3.Третичная структура белка — реальная трехмерная конфигурация закрученной спирали полипептидной цепи в пространстве (спираль, скрученная в спираль). Третичная структура белка обуславливает специфическую биологическую активность белковой молекулы. Для глобулярных белков более характерна a-спиральная структура, спирали изогнуты, «свернуты». Макромолекула имеет сферическую форму. Они растворяются в воде и солевых растворах с образованием коллоидных систем. Большинство белков животных, растений и микроорганизмов относится к глобулярным белкам.

4.Четвертичная структура белка — относится к макромолекулам, в состав которых входит несколько полипептидных цепей (субъединиц), не связанных между собой ковалентно. Между собой эти субъединицы соединяются водородными, ионными, гидрофобными и другими связями. Примером может служить макромолекула гемоглобина.

Рис. 6. Структура белка

Углеводы – главный источник энергии в организме человека.

Общая формула углеводов Сn(H₂O)m, имеющие первостепенное биохимическое значение, широко распространены в живой природе и играют большую роль в жизни человека. Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. На долю углеводов приходится около 80 % сухого вещества растений и около 20 % животных.

Виды углеводов: углеводы по своей химической структуре можно разделить на простые углеводы (моносахариды и дисахариды) и сложные углеводы (полисахариды).

Простые углеводы глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых полисахаридов.

Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина проникать из крови в клетки тканей. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.

Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу (молочный сахар) – основной углевод молока и молочных продуктов.

Сахароза - это дисахарид, образованный молекулами глюкозы и фруктозы.

Сложные углеводы. Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов.

Целлюлоза - является каркасом растений. Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые.

Функции:

1.Энергетическая.

Основная функция углеводов заключается в том, что они являются непременным компонентом рациона человека, при расщеплении 1г углеводов освобождается 17,8 кДж энергии.

2. Структурная.

Клеточная стенка растений состоит из полисахарида целлюлозы.

3. Запасающая.

Крахмал и гликоген являются запасными продуктами у растений и животных.

3. Жиры входят в большую группу органических соединений под общим названием - липиды. В эту же группу входят ещё одни жироподобные вещества - липоиды.

Жиры в живых организмах являются главным типом запасных веществ и основным источником энергии.

1. Жир образует защитные прослойки для внутренних органов: сердца, печени, почек и так далее.

2. Оболочка мембран всех клеток в организме примерно на 30% состоит из жира.

3. Жиры необходимы для выработки многих гормонов. Они играют важную роль в деятельности иммунитета, а это, как известно, является внутренней системой самоисцеления организма.

4. Жиры доставляют в организм жирорастворимые витамины А, D, E и К.

Холестери́н (др.-греч. χολή — желчь и στερεός — твёрдый; синоним: холестерол) — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных (прокариот). Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20 % поступают с пищей. В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включая кортизол, кортизон, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона, а по последним данным — играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака.

Холестерин нерастворим в воде и в чистом виде не может доставляться к тканям организма при помощи основанной на воде крови. Вместо этого холестерин в крови находится в виде хорошо растворимых комплексных соединений с особыми белками-транспортерами. Такие комплексные соединения называются липопротеинами.

Повышенный уровень «плохого» холестерина также может наблюдаться при некоторых заболеваниях печени и почек.

Лабораторные работы³:

• Анализ состава молока.

• Определение содержания витамина «С» в напитках.

• Определение содержания железа в продуктах питания.

Задания для самостоятельного выполнения:

1. Подготовить сообщения и электронные презентации на тему «Минеральные вещества в продуктах питания, пищевые добавки. Сбалансированное питание», «Холестерин и его влияние на организм», используя различные (печатные, электронные и др.) источники информации.

2. Оформить отчет по лабораторной работе.

Форма контроля самостоятельной работы:

• Сдача отчета по лабораторной работе.

• Защита презентаций и сообщений.

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Железо в организме человека выполняет функцию:

а) переноса кислорода в каждую клетку; б) входит в состав костей и зубов;

в) способствует передачи нервного импульса; г) входит в состав нервной ткани.

2. Красный цвет крови зависит от наличия в крови химического элемента:

а) меди; б) цинка;

в) железа; г) магния.

2. Первичная структура белка – это…:

а) пространственная конфигурация молекулы;

б) цепочка молекулы закручена в спираль;

в) аминокислотный состав молекулы;

г) в состав входит несколько полипептидных цепей (субъединиц), не связанных между собой ковалентной связью.

2. Вторична структура белка – это…:

а) пространственная конфигурация молекулы;

б) цепочка молекулы закручена в спираль;

в) аминокислотный состав молекулы;

г) в состав входит несколько полипептидных цепей (субъединиц), не связанных между собой ковалентной связью.

2. Третичная структура белка - это:

а) пространственная конфигурация молекулы;

б) цепочка молекулы закручена в спираль;

в) аминокислотный состав молекулы;

г) в состав входит несколько полипептидных цепей (субъединиц), не связанных между собой ковалентной связью.

2. Четвертичная структура белка - это:

а) пространственная конфигурация молекулы;

б) цепочка молекулы закручена в спираль;

в) аминокислотный состав молекулы;

г) в состав входит несколько полипептидных цепей (субъединиц), не связанных между собой ковалентной связью.

2. Холестерин в переводе означает:

а) пар, газ; б) желчь; твёрдый;

в) растворимый жир; г) нерастворимый белок.

2. Углеводы….:

а) входят в состав витаминов;

б) являются окислителем в клетке;

в) являются источником кислорода в клетке;

г) являются главным источником энергии в организме человека.

2. Недостаток йода приводит к заболеванию:

а) щитовидной железы;

б) вилочковой железы;

в) гипофиза;

г) надпочечников.

2. К органическим веществам относятся:

а) вода и кислород;

б) белок и вода;

в) жиры и углеводы;

г) кислоты и щелочи.

Умения, сформированные у студента после изучения раздела:

1. Приводит примеры экспериментов и (или) наблюдений о:

   • химических элементах, находящиеся в организме и их влияние на функции органов и систем;

   • веществах органических и неорганических;

   • белках, углеводах и жирах, их функциональном значении в организме.

2. Объясняет прикладное значение важнейших достижений в области естественных наук:

• влияние холестерина на сердечно – сосудистую систему;

• влияние витаминов на процессы жизнедеятельности.