Біологія. Повторне видання. 8 клас. Задорожний (2025)

§ 20. Біохімічна обробка їжі. Травні ферменти

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Чи траплялися тобі у супермаркетах полиці з безлактозними молочними продуктами? Навіщо такі продукти виготовляють? Чи всім лактоза шкідлива? Як її можна вилучити з продуктів?

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Стінки травного каналу утворено клітинами, які побудовані молекулами білків. Усередині травного каналу працюють ферменти, що розкладають білки. Як саме клітини слизової оболонки травного каналу захищаються від перетравлення ферментами?

2. У посудину з крохмальним клейстером додали фермент амілазу, створили сприятливі умови для реакції розкладання крохмалю до глюкози протягом певного часу. На графіку показано динаміку кількості трьох речовин — крохмалю, глюкози, ферменту амілази. Визнач, якою літерою позначено кожну із цих речовин.

Мал. 20.1. Динаміка кількості речовини у ході реакції

БІОСЛОВО

Травні ферменти (англ. digestive enzymes) — білки, що виробляються травними залозами і каталізують реакції розкладання великих молекул (полімерів) на малі (мономери).

Механічна обробка їжі передує її біохімічній обробці — перетравленню до малих молекул, що можуть проникати у кров і лімфу. Головну роль у процесах травлення відіграють травні ферменти.

РОБОТА З ІНФОРМАЦІЄЮ

ВЛАСТИВОСТІ ТРАВНИХ ФЕРМЕНТІВ

• Усі вони є білками, що каталізують реакції розкладання великих молекул (полімерів) на малі «цеглинки» — мономери.

• Специфічна дія (діють лише на одну групу речовин, оскільки розривають один тип зв’язків).

• Мають високу біологічну активність (мала кількість ферменту розкладає велику кількість субстрату).

• Беруть участь у реакціях, але не витрачаються в них.

• Активні лише за певних температур і кислотності. Усі травні ферменти людини найактивніші за температури близько 37 °С.

Молекула травного ферменту має активний центр, що взаємодіє із субстратом — речовиною, яку перетравлює фермент. У результаті молекула субстрату розкладається і утворюються продукти реакції (мал. 20.2).

Мал. 20.2. Схема дії травного ферменту

Якщо протягом кількох хвилин потримати шматок хліба у ротовій порожнині, відчувається солодкий смак, хоча хліб не містить цукру, а лише крохмаль. Молекули цього полісахариду за наявності ферменту амілази розкладаються до глюкози. Слина містить амілазу.

Ти можеш провести лабораторне дослідження дії слини на крохмаль за інструкцією (с. 106).

Травні ферменти синтезуються клітинами травних залоз і виділяються (секретуються) у протоки або безпосередньо в порожнину травного каналу. Найбільшими травними залозами є печінка і підшлункова (мал. 20.3, с. 92).

Білки перетравлюються у шлунку і тонкій кишці за участю різних ферментів. У шлунку це пепсин, що діє в кислому середовищі. Він «нарізає» білки на дрібніші фрагменти, що розкладаються до амінокислот у тонкій кишці під дією ферментів підшлункової залози.

Травлення у відділах травного каналу
Відділ	Секрет	Фермент	Субстрат і продукти реакції	Середовище
Ротова порожнина	Слина	амілаза	Крохмаль → глюкоза	нейтральне
Шлунок	Шлунковий сік	пепсин	Білки → амінокислоти	кисле
Тонка кишка	Жовч	—	Емульгує жири	лужне
	Підшлунковий сік, кишковий сік	ліпаза	Жири → гліцерол + жирні кислоти	лужне
		трипсин	Білки → амінокислоти	лужне
		амілаза	Крохмаль → глюкоза	лужне

Жири перетравлюються в тонкій кишці. Спершу скупчення молекул жиру емульгуються (розбиваються на дрібні краплі) завдяки жовчі, що виробляється печінкою. Після цього фермент ліпаза розкладає молекули жиру до гліцеролу й жирних кислот.

Печінка постійно виробляє певну кількість жовчі, але не завжди в ній є потреба. Тож жовч накопичується у жовчному міхурі. Там вона втрачає воду і стає більш концентрованою. Під час споживання жирної їжі жовч надходить у тонку кишку (мал. 20.3).

Мал. 20.3. Органи травної системи, що відіграють ключову роль у біохімічних процесах травлення

Насправді травних ферментів значно більше, ніж наведено в таблиці. Деякі ферменти, як-от лактаза, діють у дитинстві, а потім у багатьох дорослих людей не виробляються. Лактаза — фермент, що розкладає лактозу — вуглевод молока — до двох «цеглинок» (глюкози і галактози). Якщо лактази немає і неперетравлена лактоза потрапляє в товсту кишку, де її поглинають бактерії, споживання молока спричиняє суттєвий дискомфорт (нудоту, надмірне утворення газів). Тож для таких людей виробляють спеціальні безлактозні молочні продукти.

Травні ферменти здатні зруйнувати клітини травного каналу. Тому вони виділяються в неактивній формі і лише в просвіті шлунка чи кишківника набувають активності.

Слизова оболонка вздовж усього травного каналу містить залози, що виробляють слиз. Він оберігає клітини, полегшує просування їжі і хімусу.

• Виконай в е-додатку завдання 20.1.

ЦЕ ГОЛОВНЕ В ПАРАГРАФІ

Біохімічна обробка їжі відбувається завдяки секретам травних залоз, що містять травні ферменти та інші речовини. Перетравлення вуглеводів відбувається в ротовій порожнині й тонкій кишці за участю амілази. Жири емульгуються у тонкій кишці під дією жовчі, після чого перетравлюються за допомогою ліпази. Травлення білків відбувається в шлунку завдяки пепсину і в тонкій кишці — завдяки трипсину. Травні ферменти є білками, що активні лише за певних умов (температури й кислотності). Кожен фермент перетравлює лише відповідні йому речовини.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. За мал. 18.1 (с. 83) і таблицею (с. 92) визнач, до яких молекул перетравлюються білки, жири, крохмаль. Які ферменти забезпечують перетравлення кожної групи речовин?

2. У яких відділах травного каналу відбувається перетравлення вуглеводів? Білків? Жирів?

3. Які речовини можуть перетравлюватися і в кислому, і в лужному середовищі? Які — лише в лужному?

4. Уважно ознайомся з властивостями травних ферментів. Поясни, чому амілаза не може перетравити білок м’яса. З якою властивістю ферментів це пов’язано?

5. Чи може пепсин, що надходить до дванадцятипалої кишки з хімусом, брати участь у наступному перетравленні білків разом із ферментами кишківника? Обґрунтуй відповідь.

6. Яка роль печінки і жовчного міхура у процесах травлення?

СКЛАДАЮ РЕФЛЕКСИВНУ МОЗАЇКУ

Виконай завдання (див. с. 9).