Ферменты и взаимодействие организма со средой

Ферменты
и взаимодействие
организма со средой
Актуальность проблемы


По данным Всемирной организации
здравоохранения тяжелые металлы
занимают второе место по степени
опасности, уступая пестицидам и
значительно опережая такие широко
известные загрязнители, как диоксиды
углерода и серы.
Я выбрала эту тему потому что считаю
важным, чтобы каждый человек знал о
токсичности тяжелых металлов на живой
организм и знать меры предосторожности
при работе с ними.
Цель работы
 Изучить влияние ионов некоторых
тяжелых металлов на экологическую
ситуацию и здоровье человека.
Задачи
1)из литературных источников:
а)познакомится с понятием «Тяжелые металлы»;
б)изучить их влияние на окружающую среду и
здоровье человека;
в)выявить основные источники поступления
соединений тяжелых металлов в окружающую
среду;
2)Экспериментально доказать о влиянии солей
тяжелых металлов на ферментативную
активность амилазы.
3)Выявить, что может служить противоядием при
отравлении солями тяжелых металлов
Определение- тяжелые металлы
Тяжёлые мета́ллы — группа химических
элементов со свойствами металлов (в том
числе и полуметаллы) и значительным
атомным весом либо плотностью.
К ним относятся железо(Fe), свинец(Pb),
медь(Cu) и другие.
Источники поступления тяжелых
металлов в окружающую среду.
↙
Природные
↘
Техногенные
Токсичность ионов металлов
Ионы металлов являются ингибиторами
ферментов.
Нарушают обмен веществ.
Pb Поражает центральную систему, почки,
изменяет давление крови и нарушает
репродуктивные функции
Cu Действует на дыхательную систему,
аллерген
Железо
Fe2+ - необходимо в
организме человека как
переносчик кислорода (в
молекуле гемоглобина 4
иона F2+) и F3+ - вредное
для человека - оно и есть
ржавчина. Железо
необходимо организму
человека, но только в
определенной пропорции и
в виде иона F2+.
Свинец
 Свинец - промышленный яд, способный
при неблагоприятных условиях оказаться
причиной отравления. В организм
человека проникает главным образом
через органы дыхания и пищеварения.
Удаляется из организма очень медленно,
вследствие чего накапливается в костях, печени и
почках .
Медь
 Основным источником поступления меди
в природные воды являются сточные воды
предприятий химической,
металлургической промышленности,
шахтные воды, альдегидные реагенты,
используемые для уничтожения
водорослей.
Определение- ферменты
 Ферменты, или энзимы,- это органические
катализаторы белковой природы, которые
ускоряют реакции, необходимые для
функционирования живых организмов.
Ферменты и взаимодействие
организма со средой
 Система фермент-фактор среды достаточно
информативна. С одной стороны, ферменты
имеют белковую природу, с другой- они
проявляют каталитические свойства, т.е.
определяют скорость биохимических реакций. Его
протекание реакции поддается визуализации то
фермент становится удобным индикатором для
изучения воздействий различных факторов среды
на белковые структуры организма.
Размер молекул
 Размеры колеблются от 100000 до
10000000, а это значит, что по своему
размеру молекулы ферментов попадают в
разряд коллоидных частиц, их относят к
особому классу катализаторов.
Селективность
 Каждый фермент ускоряет только одну
какую-либо реакцию или группу однотипных
реакций. Эту их особенность называют
селективностью(избирательностью
действия).
Эффективность
 Большинство ферментов обладает очень
высокой эффективностью. Скорость
некоторых ферментативных реакций
может быть в 100000 раз больше скорости
реакций, протекающих в их отсутствие.
Зависимость от температуры
 Многие ферменты обладают наибольшей
эффективностью при температуре человеческого
тела, т.е приблизительно 37градусов по Цельсия.
Человек погибает при более низких температурах
не столько из-за того, что его убила болезнь, а
сколько из-за того, что перестают действовать
ферменты.
Зависимость от рН среды
 Ферменты наиболее эффективно
действуют на субстрат при строго
определенной среде раствора, при
определенных значениях так называемого
рН.
Амилаза слюны как индикатор
реакции организма на
воздействие химических факторов
Амилаза слюны катализирует гидролитическое
расщепление крахмала.
Крахмал
мальтозы
декситрины
дисахарида
Опыт№1
Тема: Действие слюны на крахмал
Цель:
Выяснить, что происходит с крахмалом
в ротовой полости под воздействием
слюны.
Установить при каких условиях
ферменты слюны будут активны.
Содержимое пробирки
Температура
по Цельсии
Результат йоднокрахмальной
реакции
2мл крахмального
37
клейстера+1мл слюны
Раствор
обесцветился
2мл крахмального
37
клейстера+1мл
прокипяченной слюны
Синее
окрашивание
2мл крахмального
клейстера+1мл
подкисленной слюны
Синее
окрашивание
37
2мл крахмального
0
клейстера+1мл слюны
Синее
окрашивание
Вывод
Амилаза (англ. Amylase) — фермент,
гликозилгидролаза,
расщепляющий
крахмал до олигосахаридов, относится к
ферментам пищеварения.
Ферменты
слюны в ротовой полости
начинают переваривать углеводы до
глюкозы, активны они в слабощелочной
среде при температуре тела (37оС).
Опыт№2
 Исследование активности амилазы:
естественную и под действием солей
тяжелых металлов.
Исследование активности амилазы: естественную
и под действием солей тяжелых металлов
Содержимое пробирки
Температура по
Цельсию
1мл амилазы +воду
37
+2мл крахмального
клейстера
1мл амилазы +сульфат 37
Cu(2)+2мл
крахмального
клейстера
1мл амилазы +сульфат 37
Fe(2)+2мл
крахмального
клейстера
Окраска
содержимого
пробирки
Раствор
обесцветился
Синее
окрашивание
Синее
окрашивание
Вывод
 Соли тяжелых металлов являются
ингибиторами ферментативной активности
амилазы.
Опыт№3
 Изучение действия белков как
противоядие для ионов тяжелых
металлов
Содержимое пробирки
Окраска
содержимого
пробирки
Синее
окрашивание
Раствор амилазы
+вода +нитрат
свинца(2)+крахмал
Через 20
мин
добавляем 2
капли
раствора
йода
Раствор амилазы
+молоко +нитрат
свинца(2)+крахмал
Через 20
Раствор
мин
обесцветился
добавляем 2
капли
раствора
йода
До и после добавления раствора йода
До
После
Вывод
 Белки молока и куриного яйца являются
противоядием солям тяжелых металлов.
Общие выводы
С помощью эксперимента мы выявили, что
соединения тяжелых металлов являются
токсикантами для живых организмов,
причем степень их токсичности напрямую
зависит от концентрации.
Экспериментальным методом установили,
что противоядием солями металлов может
быть белок, например, молока или куриного
яйца.
Доказали влияние деятельности человека
на уровень загрязнения экосистемы
соединениями тяжелых металлов.
Программа мероприятий по устранению
«свинцовой опасности»
Разработка на федеральном, региональном и отраслевом уровнях
взаимоувязанных и объединённых в целостную систему
организационных, управленческих, законодательных, нормативных,
методических, экономических, контрольных и других регуляторов по
решению проблемы свинцового загрязнения окружающей среды.
Полное прекращение производства и использования
свинецсодержащих бензинов.
Эффективная реализация мероприятий по снижению выбросов
(сбросов, отходов) свинца в различных отраслях промышленности
на основе внедрения современных ресурсосберегающих и
малоотходных технологий и утилизации производственных и
бытовых свинецсодержащих отходов.
Проведение комплекса лечебно-профилактических и медикобиологических работ для снижения уровня заболеваемости
населения, особенно детского, обусловленного свинцовым
загрязнением окружающей среды.
Осуществление мер по исключению или снижению до безопасного
уровня содержания свинца в продуктах питания, питьевой воде,
товарах широкого потребления, таре и упаковке.
Восстановление загрязнённых свинцом территорий.
Создание систем информационного обеспечения и мониторинга
выбросов (сбросов, отходов) свинца и его соединений в
окружающую среду.
Проверка знаний
Какие из этих элементов относят к тяжелым
металлам:
Fe S Hg Cr H B Pb Si
Mg Co O Zn W N As
Ni Cd Ne Ar Mo
 Что является
качественной
реакцией на соли
тяжелых металлов:
 Зеленка
 Перекись водорода
 Йод
 В какой среде






действуют ферменты:
Кислой
Слабо щелочной
Сильно щелочной
Горячей
При температуре тела
Холодной
 Противоядием солям тяжелых металлов
могут быть:
 Фрукты и овощи
 Молоко
 Мясо
 Белки яиц
 Крупы
Видео-опыт