Номер 9, страница 74 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 13. Гидролиз. Глава II. Химические реакции - номер 9, страница 74.

Условие.

9. Используя знания по биологии, подготовьте три сообщения по теме «Обмен белков/жиров/углеводов в организме человека. Обменные нарушения и их предупреждение».

Решение.

Решение 2.

Обмен белков в организме человека. Обменные нарушения и их предупреждение.

Белки — это важнейшие органические соединения, выполняющие в организме множество жизненно важных функций: строительную (являются основой всех клеточных структур), ферментативную (ускоряют биохимические реакции), транспортную (например, гемоглобин переносит кислород), защитную (антитела), регуляторную (гормоны белковой природы) и энергетическую.

Обмен белков начинается в желудочно-кишечном тракте. В желудке под действием фермента пепсина и соляной кислоты белки расщепляются до полипептидов. В тонком кишечнике ферменты поджелудочной железы (трипсин, химотрипсин) и кишечного сока завершают распад до аминокислот. Аминокислоты всасываются в кровь и поступают в печень, а оттуда разносятся ко всем клеткам организма.

В клетках из аминокислот синтезируются собственные, специфичные для организма белки (процесс анаболизма). Этот процесс требует затрат энергии и идет непрерывно, так как белки в организме постоянно обновляются. Аминокислоты, которые не используются для синтеза, подвергаются катаболизму. В печени происходит их дезаминирование — отщепление аминогруппы ($NH_2$). При этом образуется токсичный аммиак ($NH_3$), который в ходе орнитинового цикла преобразуется в менее токсичную мочевину ($CO(NH_2)_2$) и выводится из организма почками. Оставшийся безазотистый остаток аминокислоты может быть использован для синтеза углеводов, жиров или окислен с выделением энергии. Энергетическая ценность белков составляет около $17.6 \text{ кДж}$ ($4.1 \text{ ккал}$) на $1$ грамм.

Нарушения белкового обмена могут быть связаны как с недостатком, так и с избытком белка в пище, а также с генетическими дефектами. Недостаток белка, особенно незаменимых аминокислот, приводит к тяжелым заболеваниям, таким как квашиоркор (у детей) и алиментарная дистрофия. Избыток белка создает повышенную нагрузку на печень и почки, которые должны перерабатывать и выводить продукты его распада. Примером наследственного нарушения является фенилкетонурия — неспособность организма усваивать аминокислоту фенилаланин, что без своевременной диагностики и диетотерапии ведет к тяжелому поражению центральной нервной системы.

Предупреждение нарушений белкового обмена заключается в первую очередь в сбалансированном питании. Рацион должен содержать достаточное количество белка (в среднем $1-1.5$ г на $1$ кг массы тела) и включать все незаменимые аминокислоты. Наиболее полноценными являются белки животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молочные продукты). Для своевременного выявления генетических заболеваний проводится неонатальный скрининг новорожденных.

Ответ: Обмен белков представляет собой совокупность процессов синтеза и распада белков и аминокислот, ключевых для жизнедеятельности; его нарушения, вызванные питанием или генетикой, можно предотвратить сбалансированной диетой и ранней диагностикой.

---

Обмен жиров в организме человека. Обменные нарушения и их предупреждение.

Жиры (липиды) — важный компонент питания, выполняющий в организме энергетическую, структурную, защитную и регуляторную функции. Они являются самым концентрированным источником энергии, входят в состав клеточных мембран, служат предшественниками для синтеза стероидных гормонов и желчных кислот, а также способствуют усвоению жирорастворимых витаминов (A, D, E, K).

Переваривание жиров происходит в основном в тонком кишечнике. Желчь, вырабатываемая печенью, эмульгирует жиры, то есть разбивает крупные капли на мелкие, увеличивая площадь их контакта с ферментами. Фермент липаза, поступающий из поджелудочной железы, расщепляет жиры (триглицериды) на глицерин и жирные кислоты. Эти вещества всасываются клетками кишечного эпителия, где из них вновь синтезируются триглицериды. Они упаковываются в специальные транспортные частицы — хиломикроны — и поступают сначала в лимфу, а затем в кровь.

В крови липиды транспортируются в составе липопротеинов. Различают липопротеины низкой плотности (ЛПНП), которые переносят холестерин из печени к тканям (их избыток связывают с "плохим" холестерином), и липопротеины высокой плотности (ЛПВП), которые забирают излишки холестерина и переносят его обратно в печень для утилизации ("хороший" холестерин). Жиры могут использоваться клетками для получения энергии или запасаться в жировой ткани (адипоцитах). При окислении $1$ грамма жира выделяется около $38.9 \text{ кДж}$ ($9.3 \text{ ккал}$) энергии.

Наиболее распространенные нарушения жирового обмена — это ожирение (избыточное накопление жировой ткани) и атеросклероз. Атеросклероз характеризуется отложением холестериновых бляшек на стенках артерий, что сужает их просвет и может привести к инфаркту или инсульту. Эти состояния тесно связаны с дислипидемией — нарушением соотношения липидов в крови (повышение ЛПНП и триглицеридов, снижение ЛПВП). При декомпенсированном сахарном диабете или голодании может развиться кетоацидоз — опасное состояние, вызванное накоплением кетоновых тел, продуктов неполного окисления жиров.

Профилактика нарушений липидного обмена включает поддержание здоровой массы тела, регулярную физическую активность и правильное питание. Рекомендуется ограничивать потребление насыщенных жиров (животные жиры, пальмовое масло) и трансжиров (содержатся в маргарине, фастфуде), отдавая предпочтение ненасыщенным жирам, источниками которых являются рыба, орехи, авокадо, растительные масла (оливковое, льняное). Важен регулярный контроль уровня холестерина и других липидов в крови.

Ответ: Обмен жиров обеспечивает организм энергией и строительным материалом, а его нарушения, такие как ожирение и атеросклероз, являются серьезной угрозой здоровью; их профилактика основана на контроле веса, физической активности и диете с правильным балансом жиров.

---

Обмен углеводов в организме человека. Обменные нарушения и их предупреждение.

Углеводы являются основным и наиболее легкодоступным источником энергии для организма человека. Особенно важна глюкоза для питания клеток головного мозга и нервной системы. Помимо энергетической, углеводы выполняют структурную функцию (входят в состав сложных молекул) и запасающую (в виде гликогена).

Расщепление углеводов начинается уже в ротовой полости под действием амилазы слюны. Однако основной процесс пищеварения происходит в тонком кишечнике, где панкреатическая амилаза и ферменты кишечной стенки расщепляют полисахариды (крахмал) и дисахариды (сахарозу, лактозу) до моносахаридов, главным образом глюкозы. Глюкоза всасывается в кровь и разносится по всему организму.

Концентрация глюкозы в крови поддерживается на относительно постоянном уровне ($3.9-6.1$ ммоль/л) благодаря действию гормонов поджелудочной железы. При повышении уровня глюкозы (после еды) выделяется гормон инсулин, который стимулирует поглощение глюкозы клетками и ее преобразование в запасной полисахарид — гликоген, который откладывается в печени и мышцах. При снижении уровня глюкозы другой гормон, глюкагон, запускает распад гликогена (гликогенолиз), высвобождая глюкозу в кровь. В клетках глюкоза окисляется в процессе гликолиза и клеточного дыхания с образованием АТФ — универсального источника энергии. Энергетическая ценность углеводов, как и белков, составляет около $17.6 \text{ кДж}$ ($4.1 \text{ ккал}$) на $1$ грамм.

Самым известным нарушением углеводного обмена является сахарный диабет. При диабете 1-го типа иммунная система разрушает клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин. При диабете 2-го типа клетки теряют чувствительность к инсулину (инсулинорезистентность) или его выработка недостаточна. Оба типа ведут к хронически повышенному уровню глюкозы в крови (гипергликемии), что со временем повреждает сосуды, нервы, почки и глаза. Другими нарушениями являются гипогликемия (патологически низкий уровень сахара в крови) и лактозная недостаточность (неспособность переваривать молочный сахар).

Профилактика, в первую очередь сахарного диабета 2-го типа, заключается в ведении здорового образа жизни. Основа профилактики — это рациональное питание с ограничением простых сахаров (сладости, выпечка, сладкие напитки) и предпочтением сложных углеводов (цельнозерновые продукты, овощи, бобовые), богатых клетчаткой. Важнейшую роль играют поддержание нормального веса и регулярные физические нагрузки, которые повышают чувствительность тканей к инсулину.

Ответ: Обмен углеводов является главным путем получения быстрой энергии для организма, регулируемым гормонами; его нарушения, прежде всего сахарный диабет, можно предотвратить здоровым питанием, контролем веса и физической активностью.