Номер 2, страница 38 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Какую роль в истории человеческой цивилизации сыграл ферментативный катализ?

Ферментативный катализ, то есть ускорение химических реакций с помощью особых белков-ферментов, является фундаментальной основой жизни на Земле. Все процессы в живых организмах, от пищеварения до синтеза ДНК, регулируются ферментами. Однако, помимо этой неотъемлемой биологической роли, человечество с древних времен научилось использовать ферментативные процессы для своих нужд, что оказало огромное влияние на развитие цивилизации.

Производство продуктов питания и напитков (древнейшие биотехнологии)

Это первая и наиболее значимая сфера, где человек (изначально неосознанно) применил ферментативный катализ. Тысячелетиями ферменты, вырабатываемые микроорганизмами (дрожжами, бактериями), использовались для:

• Хлебопечения: Дрожжевые ферменты (комплекс зимазы) сбраживают сахара в тесте с образованием углекислого газа, который разрыхляет тесто и делает хлеб пышным.
• Виноделия и пивоварения: Ферменты дрожжей превращают сахара из виноградного сока или ячменного сусла в этиловый спирт и углекислый газ. Процесс пивоварения также включает стадию соложения, где собственные ферменты зерна (амилазы) расщепляют крахмал до сбраживаемых сахаров.
• Сыроделия и производства кисломолочных продуктов: Ключевую роль играет фермент сычуг (основной компонент — химозин), который вызывает свертывание (коагуляцию) молока. Также ферменты молочнокислых бактерий обеспечивают процесс брожения, влияя на вкус, аромат и срок хранения продуктов (йогурт, кефир, сметана).
• Квашения и соления: Ферментация овощей (капуста, огурцы) и других продуктов (соевые бобы для соевого соуса) под действием ферментов микроорганизмов позволяла не только сохранять пищу на долгий срок, но и обогащать ее новыми вкусами и полезными веществами.

Текстильная и кожевенная промышленность

С древности и до наших дней ферменты играли важную роль в обработке материалов.

• Обработка кожи: Исторически для смягчения шкур использовали процесс, называемый «мягчением», часто с применением экскрементов животных. Эффект достигался за счет содержащихся в них бактериальных протеолитических ферментов (протеаз). Сегодня для этих целей используют очищенные ферментные препараты.
• Обработка тканей: В современной текстильной промышленности ферменты (амилазы) применяют для удаления крахмального шлихтующего покрытия с тканей. Целлюлазы используются для эффекта «каменной стирки» (stone-wash) джинсовой ткани, что является более экологичной альтернативой использованию пемзы.

Медицина и диагностика

Понимание роли ферментов в организме человека привело к их использованию в медицине.

• Диагностика: Анализ активности определенных ферментов в крови является важным диагностическим инструментом. Например, повышенный уровень креатинкиназы может указывать на инфаркт миокарда, а трансаминаз — на повреждение печени. Тест-полоски для измерения уровня глюкозы в крови у диабетиков работают на основе фермента глюкозооксидазы.
• Терапия: Ферменты используются в качестве лекарственных средств. Например, препараты, содержащие пищеварительные ферменты (панкреатин), помогают при нарушениях пищеварения. Ферменты-тромболитики (стрептокиназа, урокиназа) применяются для растворения тромбов.

Современная промышленность и экология

В XX-XXI веках применение ферментов стало высокотехнологичным и охватило множество отраслей.

• Производство моющих средств: Добавление ферментов (протеаз, липаз, амилаз) в стиральные порошки и средства для мытья посуды позволяет эффективно удалять белковые, жировые и углеводные загрязнения даже при низких температурах, что экономит энергию.
• Биотопливо: Ферменты играют ключевую роль в производстве биоэтанола, расщепляя крахмал и целлюлозу до простых сахаров, которые затем сбраживаются дрожжами.
• Пищевая промышленность: Ферменты используются для осветления соков (пектиназы), получения глюкозно-фруктозных сиропов (глюкозоизомераза), размягчения мяса (папаин) и улучшения качества многих продуктов.

Таким образом, ферментативный катализ прошел путь от неосознанного использования в бытовых процессах древности до основы современных высокоэффективных и экологически чистых биотехнологий.

Ответ:

Ферментативный катализ сыграл ключевую роль в истории человеческой цивилизации, став основой для важнейших технологических прорывов. Изначально, еще в древности, он позволил развить такие базовые технологии, как хлебопечение, виноделие, пивоварение и сыроделие, обеспечив человечество разнообразной и долгохранящейся пищей. Позже понимание ферментативных процессов произвело революцию в медицине (создание методов диагностики и лекарств), легкой промышленности (обработка кожи и тканей) и современной индустрии. Сегодня ферменты являются основой многих «зеленых» технологий, включая производство биотоплива и экологически безопасных моющих средств, что демонстрирует их непреходящую важность для развития цивилизации.