Урок-лекция
Скачать 1.1 Mb.
|
| § 61. Витамины как биологически активные вещества. Урок-лекция К открытиям приводит случайность, но своевременная и подмеченная зорким глазом. ? Почему витамины были открыты значительно позже других факторов питания? Что показали результаты химического синтеза витаминных препаратов? В чем проявляется биологическая активность витаминов? ! Авитаминоз, гиповитаминоз, гипервитаминоз, коферменты, антивитамины. * Обмен веществ, ферменты. Биология, 9 класс. Почему витамины были открыты значительно позже других факторов питания? О существовании такой группы веществ, как витамины, в наше время знает каждый человек. Известно, что витамины должны находиться в пищевых продуктах, а их отсутствие в пище может вызвать различные нарушения обмена веществ и даже тяжелые заболевания. Однако понадобились годы кропотливого труда, чтобы удалось выделить витамины из природных материалов, изучить их свойства, найти способы оптимального использования в рационах человека, а также в лечебных целях. Каким образом узнали о существовании витаминов? Многовековой опыт врачей подсказывал, что многие заболевания человека, несомненно, связаны с дефектами питания. При этом даже самая обильная пища не гарантирует от этих заболеваний. Особенно страдали путешественники и мореплаватели. Так, например, цинга вызвала гибель большего числа моряков, чем морские бои и кораблекрушения. Известно, что из 160 участников экспедиции Васко де Гама, прокладывавшего путь в Индию, 100 человек погибли от цинги. Моряки в течение длительного времени питались почти исключительно солониной. Правда, имеются исторические свидетельства о том, что средиземноморские пираты запасали бочки с лимонным соком и благодаря этому могли очень долго жить в море. К числу болезней, связанных с пищевой недостаточностью, относятся цинга, рахит, пеллагра, бери-бери (полиневрит) и ряд других. П Портрет Лунина ервое экспериментальное доказательство того, что кроме белков, жиров и углеводов, существуют другие незаменимые факторы питания, было получено в классическом научном эксперименте, который провел Николай Иванович Лунин в 1880 г. Он пришел к выводу: «..вышеупомянутые опыты учат, что невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахарами, солями и водой – из этого следует, что в молоке…содержатся помимо этих веществ, другие, незаменимые для питания. Представляет большой интерес исследовать эти вещества и изучить их значение для питания». В чем заключались опыты Н.И. Лунина? Н.И. Лунин изучал значение минеральных солей в питании. Подопытные мыши были разделены на две группы: экспериментальную и контрольную. Экспериментальная группа получала пищу из искусственно приготовленной смеси. В нее входили химически чистые вещества: молочный белок (казеин), молочный жир, молочный сахар, вода и минеральные соли. Контрольная группа мышей получала натуральное молоко. Мыши, находившиеся на экспериментальной диете, через некоторое время переставали расти и развиваться, теряли в весе, переставали поедать предложенный им корм и, наконец, погибали, если им не начинали давать натуральное молоко. Таким образом, впервые было экспериментально доказано, что существуют незаменимые для питания вещества, кроме всех ранее известных. Эти опыты были повторены и подтверждены другими учеными (обязательное условие в научных исследованиях). Н.И. Лунина считают основоположником науки – витаминологии. С Портрет Эйкмана ледующий шаг в истории открытия витаминов сделал голландский врач Ц. Эйкман в 1896 г. Работая тюремным врачом на о. Ява, он обратил внимание на то, что среди заключенных практически не встречалась болезнь бери-бери, которая была широко распространена в этом регионе. Ц. Эйкман предположил, что имеется прямая связь между заболеванием и характером питания. Заключенным давали в пищу неочищенный рис и отходы его обработки (рисовые отруби), в то время как остальное население питалось очищенным (полированным) рисом. Сходная болезнь возникала у кур и голубей, живших в тюремном дворе и питавшихся отходами пищи. Ц, Эйкман перевел заболевших кур на питание неочищенным рисом – заболевание прошло. Эйкман приготовил экстракт из рисовых отрубей и с его помощью также вылечил заболевших кур. Б Портрет Функа ыло экспериментально доказано, что в оболочках риса содержится неизвестное вещество, предохраняющее от очень тяжелого заболевания – бери-бери. И лишь 1911 г. польскому ученому Казимиру Функу удалось выделить это вещество из оболочки риса в кристаллическом виде. В его составе Функ обнаружил аминогруппу (-NH2). Так и родился термин «витамины» - от латинского «vita» - жизнь, т.е. vitamin – «амин жизни». В дальнейшем выяснилось, что многие вещества класса витаминов не только не содержат аминогруппы, но даже азота (например, витамин С – аскорбиновая кислота). Однако термин «витамины» настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело смысла. В настоящее время известны десятки витаминов. До тех пор, пока не были изучены состав и химическая структура витаминов, их выделяли из природных продуктов. Насколько это было трудно, можно судить по следующим примерам:
Понятно, почему витамины были открыты позже других факторов питания:
После того, как были установлены химический состав и структура витаминов, стало возможным промышленное производство витаминов путем их химического синтеза. Что показали результаты химического синтеза витаминных препаратов? При исследовании химической природы витаминов оказалось, что многие из них встречаются группами по 3-5 и более родственных соединений (витамины группы А, группы В и др.) Витамины одной группы незначительно отличаются и по химической природе и по степени их физиологической активности. Для выяснения роли различных функциональных групп таких соединений было синтезировано много их искусственных аналогов. При этом выяснилось, что некоторые производные витаминов оказывают на организм противоположное действие по сравнению с витаминами. Эти вещества получили название «антивитамины». Будучи «ложными заменителями», они тормозят или нарушают нормальное течение обменных процессов. Возникает острая витаминная недостаточность даже в тех случаях, когда соответствующий витамин поступает с пищей в достаточном количестве. Т Рис. акими антагонистами витаминов являются, например и антибиотики, сульфаниламидные препараты. Так, стрептоцид угнетает рост бактерий, потому что является антивитамином пара-аминобензойной кислоты, а она служит витамином роста бактерий. Сравните стрептоцид и пара-аминобензойную кислоту по составу и строению (рис…) – они очень близки, этим и объясняется их участие в биохимических процессах. В чем проявляется биологическая активность витаминов? Механизм действия витаминов был расшифрован в результате длительных и сложных исследований. Установлено, что витамины являются биологическими катализаторами, большинство из них входит в состав ферментов. Так, витамин В1 входит в состав фермента, осуществляющего процесс декарбоксилирования. Витамин РР входит в состав ферментов дегидрогенирования окислительных процессов и т.п. Имеются витамины, которые образуют не ферментарные системы, а другие сложные вещества в организме. Например, витамин А1 входит в состав белка, обеспечивающего световосприятие зрительного нерва, а также участвует в образовании специфического фермента – лизоцима. Лизоцим содержится в легочной ткани, в слизистой оболочке глаз, во многих выделениях (носовая слизь, слезы и др.). и это – не случайно. Это все те места, которые непосредственно соприкасаются с внешней средой, с болезнетворными бактериями. Лизоцим обладаем бактерицидным действием. Таким образом, установлено, что витамины, имея различную химическую природу, обладают общей биохимической функцией – являются биологическими катализаторами, регуляторами обмена веществ в организме. У каждой группы витаминов имеется в организме также свой путь проявления биологической активности. Для практических целей и для понимания процессов обмена веществ в организме существенное значение имеет изучение комплексов витаминов, как друг с другом, так и с другими веществами. Образ жизни Полезно запомнить: четыре группы витаминов, растворимых в жирах –А, Д, Е, К и учитывать их особенности при применении. Имейте в виду: при лечении антибиотиками – не забывать согласовать с врачом курс витаминизации и строго соблюдать его. Вопросы и задания
§ 62. Витамины: общая характеристика. Урок-лекция Мал золотник – да дорог. Русская пословица ? Как называют и классифицируют витамины? Почему организм человека не синтезирует витамины самостоятельно? Какие факторы влияют на потребность организма в витаминах? ! Ферменты, коферменты. * Естествознание – 11, 7, 8, 9. Как называют и классифицируют витамины? До тех пор, пока химическая структура витаминов оставалась неизученной, их обозначали буквами латинского алфавита (А, В, С и т.д.). Еще чаще витаминам давали также название, соответствующее тому заболеванию, которое возникает при полном отсутствии этого витамина в организме. Такое состояние организма обозначают как авитаминоз. С этим связаны названия: «противоцинготный» для витамина С, «антирахитический» для витамина D6, «антидерматитный» для витамина В6 и т.д. Некоторые витамины были названы по отдельным физиологическим проявлениями их действия. Например, «витамин роста», «витамин зрения», и т.п., а часть витаминов названа по другим основаниям. Например, один из витаминов группы В был выделен из листьев шпината и поэтому был назван «фолиевая кислота» (от латинского folium – лист). Витамин Н – биотин – получил свое название от латинского «bios» - жизнь. В настоящее время, когда изучена химическая природа витаминов, они получили соответствующие, строго научные названия. Например, витамин В6 – фосфорпиридоксаль, витамин РР – никотинамид и т.д. В качестве классификационного признака выбрана способность витаминов к растворению – в воде или жирах. Витамины образуются, в основном, в клетках растений, у высших растений синтез витаминов происходит в зеленом листе. Большинство витаминов встречается почти во всех растениях, но в разных органах и в различных количествах. Некоторые витамины вырабатываются только определенными растениями. Обратим внимание: водорастворимые витамины не откладываются в организме «про запас». Если не все количество водорастворимых витаминов, поступающих с пищей будет использовано организмом, то их избыточное количество удаляется с мочой. В то же время жирорастворимые витамины способны накапливаться в печени и в жировой ткани, что может сопровождаться тяжелыми патологическими изменениями (состояние гипервитаминоза). Например, ядовитость печени полярных животных для человека связана с большой концентрацией витамина А в ней. Это необходимо знать и учитывать в практической жизни, не допуская передозировки соответствующих жирорастворимых витаминов, как при употреблении соответствующих пищевых продуктов, так и при использовании витаминных препаратов. Классификация витаминов по их растворимости является очень удобной, рациональной и для выделения их из природных материалов, и для проведения синтеза, изучения и практического использования. Почему организм человека не «синтезирует» витамины самостоятельно? Ряд витаминов человек получает с продуктами животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко). Однако будем помнить, что это не уменьшает зависимость человека от витаминного обеспечения, которое ему дают растения. Да и сами животные, послужившие нам продуктами питания, существовали благодаря растениям. Каков биологический смысл такого биохимического устройства природы, при котором необходимые организму человека витамины синтезируют для него растения, бактерии, передают другие животные? Известно, что природа устроена очень рационально и экономично. (Вспомним закон Коммонера: «Природа знает лучше».) Поскольку витамины – это компоненты каталитических процессов, они требуются организму в крайне малых количествах. Следовательно, синтез витаминов в организме человека был бы нерациональным. В самом деле, для того, чтобы самостоятельно синтезировать такое малое количество биологически активных веществ, природе пришлось бы создавать сложнейшие и «дорогие» в энергетическом отношении циклы. В то же время растения получают достаточно дешевой солнечной энергии и обладают огромной синтетической способностью. В растениях образуются также вещества, содержащие биологически активную часть молекул витаминов. Такие вещества называются провитаминами. В организме животного они превращаются в витамины. Например, растения накапливают провитамин А – каротин. В корнях моркови содержание каротина особенно велико. В организме человека из каротина может синтезироваться витамин А, т.е. из его предшественника (провитамина). Однако каротин должен находиться в пище, т.е. для синтеза витамина А организму человека опять-таки нужна помощь растений, которые заготовили для него «полуфабрикат». Еще пример подобного рода. Витамин РР может образоваться в организме человека из типтофана (см. §1). Типтофан, как и все циклические аминокислоты, является незаменимой для животных аминокислотой. Он должен быть синтезирован растением и обязательно присутствовать в пище человека. Таким образом, животные меньше специализируются на синтезе всех необходимых для их жизни веществ. Поэтому такие организмы попадают в зависимость от потребляемой пищи. Однако это дает им и большие преимущества, т.к. клеточные механизмы, освобождающиеся от синтеза «полуфабрикатов», могут быть использованы для обеспечения более сложных функций. Кто помогает растениям в обеспечении человека витаминами? Среди живого населения, окружающего нас, огромное место занимают бактерии. К числу наших постоянных попутчиков принадлежат кишечные бактерии, живущие в кишечнике человека. Они используют «обломки» пищи, которые еще не успели перевариться и всосаться. Такой пищи бактериям вполне достаточно и поэтому они не распространяются далее по организму. Бактериальные клетки способны интенсивно расти и развиваться. Природа снабдила их для этого набором ферментов и коферментов, а недостающие они сами синтезируют – затруднений с энергетическим обеспечением в условиях изобилия пищи у них не имеется. И для себя (и заодно для человека) кишечные бактерии производят витамины, используя в качестве сырья более простые химические соединения. Бактерии производят так много витаминов, что часть их переходит из бактериальных клеток в кишечник. Из кишечника образовавшиеся витамины всасываются в кровь, разносятся ко всем тканям, обеспечивая нормальный обмен веществ. Если процесс всасывания витаминов в кишечнике нарушен, то может возникнуть гиповитаминоз (болезненное состояние из-за недостаточности витаминов) и даже авитаминоз. При нормальном всасывании роль кишечных бактерий настолько существенна, что способна, например, полностью обеспечить организм человека витамином К. Когда была выяснена роль бактериального синтеза витаминов, стало понятным то странное обстоятельство, что некоторые витамины содержатся в помете животных в большем количестве, чем в исходной пище. Какова общая характеристика витаминов? Водорастворимые витамины. В Рис.1 одорастворимые витамины – это обширная группа веществ (В, С, РР и др.). они имеют различную химическую природу, однако все они – низкомолекулярные вещества, содержащие функциональные группы органических веществ: спиртов, альдегидов, аминов, карбоновых кислот (см. рис. ). водорастворимые витамины чаще всего выполняют окислительно-восстановительные функции и самостоятельно, и, находясь в составе коферментных групп. В их отсутствие процессы «сгорания», деструкции углеводов, жиров, белков будут протекать замедленно, с серьезными нарушениями и накоплением недоокисленных промежуточных продуктов обмена. Жирорастворимые витамины. Ж Рис.2 ирорастворимые витамины – это постоянный компонент природных жиров. В каждой группе жирорастворимых витаминов имеется не одно, а несколько соединений, мало отличающихся по своей химической природе (см. рис. ). Все витамины этой группы являются циклическими соединениями, имеющими длинную боковую углеводородную цепь, что и объясняет их нерастворимость в воде. Растворимость в жирах обусловливает и особенности их биологической роли. Они медленно вовлекаются в химическую динамику клетки, подобно жирам, их действие распространяется на такие процессы в организме, которые совершаются в более длительное время. Например, процессы построения структур иммунной защиты организма и др. Так, витамин D участвует в формировании костей, витамин А необходим для нормального развития эпителия покровных тканей и других процессов. Как видим, биологическая функция витаминов не ограничивается участием в образовании коферментов. У них имеется и свой, индивидуальный путь образования сложных веществ, участвующих в важнейших биологических функциях (свертывание крови, световосприятие, размножение и др.). Какова потребность организма человека в витаминах? Потребность в витаминах зависит от возраста человека, массы тела и других особенностей его организма. Ее можно определить с помощью биохимических анализов, врачебных наблюдений, а в ряде случаев (например, гиповитаминоз) и по самонаблюдению. Гиповитаминоз проявляется в быстрой утомляемости, снижении работоспособности, возможен плохой сон и аппетит, головокружения, снижение сопротивляемости к инфекциям. Симптомами недостаточности витаминов может быть кровоточивость десен (витамин С), подкожные кровоизлияния (витамины Р, К), трещины в уголках рта (В1, С). врачи могут установить гиповитаминоз по состоянию кожных покровов. Специфическое проявление гиповитаминоза А связано с плохим зрением в сумерки. Такое явление называют «куриная слепота». Оно проявляется в том, что при переходе из светлого помещения в слабо освещенное, глаз долго не адаптируется к световосприятию. Точно установлено, что потребность в витаминах увеличивается при напряженной физической и умственной деятельности, при стрессовых ситуациях, при заболеваниях гриппом и другими инфекционными болезнями. Небольшие отклонения от «средних норм» поступления витаминов несущественны для процессов обмена веществ, поскольку организм человека, как и любая биологическая система, обладает способностью к саморегуляции. Исследования ученых показали, что витамины должны поступать в рацион человека в определенных соотношениях (например, при увеличении дозы витамина С требуется большее количество витамина В2, а эффективность действия витамина С выше, если он находится в комплексе с витамином Р, как он и встречается в природе. Подобные зависимости найдены и для других витаминов. И это понятно, поскольку организм человека – единая, целостная система. Все биохимические реакции, протекающие в нем, должны проходить согласованно, включая витамины в общие биохимические циклы в определенных пропорциях. Итак, витамины:
Образ жизни Учтите:  Витамины встречаются в природе, не в химически чистом виде, а в виде сложных комплексов с другими веществами. Природные комплексы витаминов представляют собой ценнейший продукт для здоровья человека, поэтому они предпочтительнее синтетических препаратов. К тому же при этом исключается передозировка и гипервитаминоз, что нередко случается при использовании синтетических витаминных препаратов.При лечебном и профилактическом приеме витаминных препаратов следует проводить отдельные курсы витаминизации с перерывами в соответствии с физиологическим состоянием организма.Вопросы и задания
Составьте обобщенную справочную таблицу, сделайте о ней сообщение в классе. Витамины должны поступать в организм человека не только в определенном количестве, но и в требуемом соотношении. Лучшая форма витаминной обеспеченности – природные комплексы витаминов и др. веществ. |
Похожие:
 | Урок формирования знаний Конференция, урок-диспут, урок-лекция, урок-экскурсия,, урок-поиск, урок снежный ком и др | | Лекция I и проблема языка и сознания лекция II 31 слово и его семантическое... Монография представляет собой изложение курса лекций, про* читанных автором на факультете психологии Московского государственного... |
| «Давление газа» Данный урок является развивающим, так как он проводится с использованием новых технологий (интерактивная лекция). Лекция сопровождается... |  | Лекция религии современных неписьменных народов: человек и его мир... Редактор Т. Липкина Художник Л. Чинёное Корректор Г. Казакова Компьютерная верстка М. Егоровой |
| Урок конференция. Доклады и выступления учащихся по следующим темам Расцвет реализма в литературе, живописи, музыке, театральном искусстве. Урок лекция с элементами беседы | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Урок 1-й. Урок – лекция «Эвенки Забайкалья: общая характеристика. Традиционное жилище эвенков» |
| Урок информатики на тему: «Знакомство с графическим редактором Paint.» Тип урока по форме проведения: урок – лекция с элементами исследования и имитации деятельности компьютерных художников на этапе выполнения... | | Лекция №5 Лекция №5 Вредные вещества и их воздействие на человека. Основы промышленной токсикологии |
| Урок патриотизма Урок лекция, основанный на использовании технологий развивающего обучения Новицкий И. Б. Римское право: учеб для юрид высш учеб заведений и фак. 2011. 298 с. 30 экз | | Урок изучения нового Урок изучения нового традиционный (комбинированный), лекция, экскурсия, исследовательская работа, учебный и трудовой практикум. Имеет... |
| Урок-лекция Назначение и использование компас-график. Гост оформления конструкторской документации | | Урок-лекция Рассмотрите изображение странного объекта. Выскажите версии относительно его предназначения |
| Урок изучения нового материала Лекция 12. Основные вопросы управления образованием и организации учебного процесса 72 | | Урок Русская литературно-критическая и философская мысль второй половины... Рабочая программа по предмету «Литература» в 10 классе создана на основе федерального компонента государственного стандарта основного... |
| Урок 114. «Мятежный человек, полный бунтующих страстей». Слово о... Урок посвящается биографии писателя и обзору его творчества. Лекция учителя и сообщения заранее подготовленных учеников о личности... | | Лекция. Проектирование графического интерфейса пользователя Лекция №11 Комплексная программа «Программа воспитания и обучения в детском саду» под редакцией М. А васильевой, В. В. Гербовой, Т. С. Комаровой... |
