Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych w przewodzie ..., Publikacje z Biologia

Pobierz Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych w przewodzie ... i więcej Publikacje w PDF z Biologia tylko na Docsity!

Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych

w przewodzie pokarmowym człowieka

Wprowadzenie Przeczytaj Grafika interaktywna Sprawdź się Dla nauczyciela

Tłuszcze przyjmowane wraz z pokarmem zapewniają człowiekowi aż połowę energii potrzebnej do życia. Związki te pełnią też szereg innych ważnych funkcji: są m.in. niezbędne w procesie przyswajania witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (czyli A, D, E i K) oraz biorą udział w syntezie hormonów steroidowych kory nadnerczy i hormonów płciowych. Ponieważ tłuszcze nie rozpuszczają się w wodzie, ich trawienie jest możliwe dopiero po uprzednim zemulgowaniu przez wydzielinę wątroby – żółć.

Natomiast kwasy nukleinowe , czyli kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) i rybonukleinowy (RNA), trawione są w jelicie cienkim w wyniku działania enzymów nukleaz. Związki te obecne są w surowym i nisko przetworzonym pokarmie, m.in. w warzywach, rybach oraz mięsie. Wartość odżywcza kwasów nukleinowych była długo pomijana, jednak dowiedziono, że pełnią one ważne funkcje budulcowe i energetyczne oraz mają wpływ na poprawne działanie układu pokarmowego i odpornościowego. Ponadto dzięki zawartości nukleotydu guanozyno‐5′-monofosforanu wzmacniają odczuwanie w pożywieniu smaku umami.

Twoje cele

Omówisz przebieg trawienia tłuszczów i kwasów nukleinowych. Opiszesz przebieg emulgacji tłuszczów.

Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych zachodzi w jelicie cienkim przy udziale enzymów. Tłuszcze w postaci zemulgowanej trawione są także w żołądku i jamie ustnej. Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych

w przewodzie pokarmowym człowieka

Przeczytaj

Trawienie tłuszczów

Tłuszcze, inaczej lipidy (z gr. lipos – tłuszcz), występują w produktach spożywczych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Mają różną budowę: dzielą się na proste (triacyloglicerole i woski, w których skład wchodzą węgiel, wodór i tlen) oraz złożone (fosfolipidy i glikolipidy, w których skład oprócz wymienionych pierwiastków wchodzą: fosfor, czasem azot lub siarka). Wspólną cechą wszystkich tłuszczów jest to, że są nierozpuszczalne w wodzie. Z tego powodu ich trawienie wymaga emulgacji, a następnie enzymatycznego rozkładu do alkoholu i kwasów tłuszczowych.

Enzymy trawiące tłuszcze to lipazy , będące (tak jak większość enzymów) białkami. Proces enzymatycznego rozkładu tłuszczów rozpoczyna się w jamie ustnej pod wpływem lipazy językowej (ślinowej). Enzym ten działa na tłuszcze występujące w pokarmie w postaci naturalnej emulsji. Właściwe trawienie tłuszczów odbywa się w dwunastnicy – odcinku jelita cienkiego. Tu wydzielana jest żółć , która emulguje tłuszcze. Substancja ta powstaje w wątrobie i jest magazynowana w pęcherzyku żółciowym.

Enzymy trawiące tłuszcze

Emulgacja tłuszczów

Trawienie tłuszczów zachodzi jedynie na granicy faz wodnej i olejowej: tylko w taki sposób enzym może się połączyć z substratem. Emulgacja jest procesem, który polega na rozbijaniu dużych kropli tłuszczu zawieszonych w wodzie na wiele drobnych kropelek. Objętość tłuszczu pozostaje taka sama, jednak powierzchnia kontaktu wielu kropelek tłuszczu z wodą jest o wiele większa niż w przypadku jednej dużej kropli. Powiększona powierzchnia tłuszczu ułatwia oddziaływanie enzymów trawiennych oraz zwiększa ich skuteczność. Emulgację powodują kwasy żółciowe – główny składnik żółci produkowanej przez wątrobę, magazynowanej w pęchęrzyku żółciowym i wydzielanej do dwunastnicy. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Trawienie tłuszczów w dwunastnicy

Proces rozkładu zemulgowanych tłuszczów w dwunastnicy postępuje etapami, przedstawionymi poniżej.

Na pierwszym etapie triacylogliceryd (trigliceryd) jest rozkładany do diglicerydu i jednej cząsteczki kwasu tłuszczowego. Następnie od diglicerydu odłączana jest kolejna cząsteczka kwasu tłuszczowego, w wyniku czego tworzą się monogliceryd i kolejna cząsteczka wolnego kwasu tłuszczowego. Po odłączeniu od monoglicerydu ostatniej cząsteczki kwasu tłuszczowego powstaje trójwodorotlenowy alkohol – glicerol. Produktami hydrolizy jednej cząsteczki tłuszczu są zatem jedna cząsteczka glicerolu i trzy cząsteczki wolnych kwasów tłuszczowych. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

cienkim w obecności nukleaz zachodzi dalszy rozpad produktów trawienia DNA i RNA – do pojedynczych nukleotydów. Nukleazy katalizują hydrolizę wiązań fosfodiestrowych łączących nukleotydy. W dalszej kolejności następuje odłączenie grup fosforanowych poszczególnych nukleotydów przez nukleotydazy. W wyniku tego procesu powstają poszczególne nukleozydy. Na ostatnim etapie wiązania chemiczne nukleozydów ulegają rozkładowi przez nukleozydazy. W efekcie trawienia kwasów nukleinowych otrzymywane są zasady azotowe, cukry i fosforany.

Dla zainteresowanych

Dalszy rozpad nukleozydów prowadzi do otrzymania zasad purynowych lub pirymidynowych. Zasady purynowe są metabolizowane i przekształcane do kwasu moczowego, natomiast pirymidynowe – do beta‐aminokwasów. Proces ten zachodzi głównie w komórkach wątroby.

W poniższej tabeli podsumowano przebieg trawienia tłuszczów i kwasów nukleinowych w przewodzie pokarmowym. Miejsce trawienia i enzym

Optymalne pH Substrat Produkt

Jama ustna i żołądek

lipaza językowa (ślinowa)

tłuszcz mleczny zawarty w mleku, śmietanie; u noworodków – tłuszcz zawarty w mleku matki

monoglicerydy, diglicerydy, glicerol, kwasy lipaza żołądkowa 2,0 tłuszczowe

Dwunastnica

lipaza trzustkowa

zemulgowane tłuszcze

monoglicerydy, diglicerydy, glicerol, kwasy tłuszczowe

nukleazy trzustkowe kwasy nukleinowe

oligonukleotydy, trinukleotydy, dinukleotydy, nukleotydy Jelito cienkie (czcze)

Słownik

egzonukleazy

enzymy z klasy hydrolaz, katalizujące odłączenie nukleotydów od końców łańcuchów kwasów nukleinowych: DNA (egzodeoksyrybonukleazy) lub RNA (egzorybonukleazy); niektóre mogą działać na oba te kwasy; rozkładają kwasy nukleinowe o strukturze jedno- lub dwuniciowej, niezależnie od sekwencji zasad purynowych i pirymidynowych w ich łańcuchach

emulgacja

rozbijanie cząsteczek tłuszczu na mniejsze cząstki, w wyniku czego tworzy się emulsja

endonukleazy

enzymy z klasy hydrolaz katalizujące rozkład wiązań estrowych w środku łańcucha kwasu nukleinowego z wytworzeniem oligonukleotydów; działają na RNA (endorybonukleazy) lub DNA (endodeoksyrybonukleazy) o strukturze jedno- bądź dwuniciowej

hydroliza

(gr. hýdōr – woda, lýsis – rozłożenie) rozkład związków chemicznych pod wpływem wody; reakcje hydrolizy w organizmach żywych zachodzą z udziałem enzymów (hydrolaz)

kwasy żółciowe

tworzą się w wątrobie z cholesterolu; odpowiadają za wchłanianie lipidów oraz witamin rozpuszczalnych w tłuszczach (witaminy A, D, E, K); gromadzą się jako składnik żółci

Miejsce trawienia i enzym

Optymalne pH Substrat Produkt

lipaza jelitowa

zemulgowane tłuszcze, monoglicerydy

glicerol, kwasy tłuszczowe

nukleazy

oligonukleotydy, trinukleotydy, dinukleotydy

nukleotydy

nukleotydazy nukleotydy nukleozydy, fosforan (Pi)

nukleozydazy nukleozydy zasady azotowe, cukry

triacyloglicerole (triglicerydy, trójglicerydy)

organiczne związki chemiczne należące do lipidów (tłuszczów prostych); estry glicerolu i trzech kwasów tłuszczowych; wraz z wolnymi kwasami tłuszczowymi są jednym z głównych materiałów energetycznych organizmu; magazynowane jako materiał zapasowy w postaci tkanki tłuszczowej

żółć

płynna wydzielina komórek wątroby zawierająca kwasy żółciowe, wodę, jony i fosfolipidy; zagęszczana i magazynowana w pęcherzyku żółciowym; emulguje tłuszcze zawarte w pokarmie, rozdrabniając je na zawiesinę małych kuleczek

Grafika interaktywna

Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych

Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 1

Polecenie 2

Zapoznaj się z grafiką interaktywną, a następnie wskaż, w których odcinkach przewodu pokarmowego i za pomocą których enzymów trawione są kwasy nukleinowe.

Na podstawie grafiki interaktywnej omów proces trawienia tłuszczów. W odpowiedzi uwzględnij rolę żółci oraz enzymy biorące udział w tym procesie.

Ćwiczenie 4

Zaznacz nazwy wszystkich przedstawionych produktów trawienia triglicerydów.

Diglicerydy

Glicerol

Triglicerydy

Wyższe kwasy tłuszczowe

Niestrawione tłuszcze

Glicerydy

Ćwiczenie 5

Do każdej z nazw enzymów dopasuj reakcję, którą dany enzym katalizuje.

Lipaza trzustkowa: Nukleaza:

Katalizuje hydrolizę wiązania fosfodiestrowego łączącego nukleotydy. Katalizuje hydrolizę wiązania estrowego łączącego nukleotydy.

Katalizuje hydrolizę wiązania fosfodiestrowego łączącego glicerol z kwasami tłuszczowymi.

Katalizuje hydrolizę wiązania estrowego łączącego glicerol z kwasami tłuszczowymi.

Tekst do ćwiczeń nr 8 i 9

Ćwiczenie 6

Określ rolę żółci w procesie trawienia tłuszczów – zaznacz prawidłowe stwierdzenie.

Żółć rozbija tłuszcze na drobne kuleczki, zmniejszając powierzchnię działania enzymów.

Żółć trawi tłuszcze na granicy olej–woda, rozkładając je na glicerol i kwasy tłuszczowe.

Żółć rozbija tłuszcze na drobne kuleczki, zwiększając powierzchnię działania enzymów.

Żółć rozbija tłuszcze na drobne kuleczki, zwiększając objętość trawionego tłuszczu.

Ćwiczenie 7

Oceń, czy podane stwierdzenia są prawdziwe czy fałszywe.

Prawda Fałsz Nukleazy są wydzielane przez żołądek i trzustkę. Trawienie kwasów nukleinowych zachodzi w wątrobie w wyniku działania nukleaz. Rozkład nukleozydów prowadzi do otrzymania zasad purynowych lub pirymidynowych.

Lipazy są jedną z głównych grup enzymów trawiennych. (…)

Aktywność tych enzymów nie jest regulowana hormonalnie,

natomiast wzrasta w obecności soli kwasów żółciowych, fosfolipidów

i białka – kolipazy. W wyniku całkowitej hydrolizy triacylogliceroli

Dla nauczyciela

Autor: Alicja Kasińska

Przedmiot: biologia

Temat: Trawienie tłuszczów i kwasów nukleinowych w przewodzie pokarmowym człowieka

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa: Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe V. Budowa i fizjologia człowieka.

2. Odżywianie się. Uczeń:

4. przedstawia proces trawienia poszczególnych składników pokarmowych w przewodzie pokarmowym człowieka; planuje i przeprowadza doświadczenie sprawdzające warunki trawienia skrobi; Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe XI. Funkcjonowanie zwierząt.

2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie.

1. Odżywianie się. Uczeń: f) przedstawia proces trawienia poszczególnych składników pokarmowych w przewodzie pokarmowym człowieka; planuje i przeprowadza doświadczenie sprawdzające warunki trawienia skrobi,

Kształtowane kompetencje kluczowe:

kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii; kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne ( językiem ucznia):

Omówisz przebieg trawienia tłuszczów i kwasów nukleinowych. Opiszesz przebieg emulgacji tłuszczów. Określisz rodzaje i sposób działania nukleaz.

Strategie nauczania:

konstruktywizm; konektywizm; nauczanie przez dociekanie naukowe (IBSE).

Metody i techniki nauczania:

z użyciem komputera; ćwiczenia interaktywne; rozmowa kierowana; eksperyment; analiza grafiki interaktywnej; rozmowa typu A‐B-C‐D.

Formy pracy:

praca w parach; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; telefony z dostępem do internetu; kubeczki (słoiczki) szklane, woda, olej, płyn do mycia naczyń.

Przed lekcją:

1. Uczniowie zapoznają się z treściami w sekcji „Przeczytaj”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy i każdej rozdaje kubeczek z mieszaniną wody i oleju, a następnie podchodzi do każdej z nich i dodaje do kubeczków odrobinę płynu do mycia naczyń. Uczniowie obserwują, co dzieje się z tłuszczem. Nauczyciel zadaje pytania: „Jaką funkcję spełnił płyn do mycia naczyń?”, „W jakim stopniu zjawisko to jest podobne do procesu trawienia tłuszczów?”. Chętni uczniowie wypowiadają się na forum.
2. Nauczyciel wyświetla na tablicy lub za pomocą rzutnika zawartość sekcji „Wprowadzenie”. Uczniowie wspólnie z nauczycielem omawiają cele lekcji i określają kryteria sukcesu.

Grafika interaktywna może zostać wykorzystana podczas zajęć: Wchłanianie i transport substancji pokarmowych w jelicie oraz Rola jelita grubego w procesach trawiennych.