علوم الطبيعة والحياة

التغذية عند الإنسان الإنزيمات

الأنزيمات والعمل النوعي — تحول الأغذية إلى مغذيات

🔊 المعلّمة تقرأ لك

أتساءل: يمرّ الخبز واللحم والزيت في الأنبوب الهضمي نفسه، وتلقاها العصارات الهاضمة نفسها، ومع ذلك لا يتحوّل أيّ منها إلى ما يتحوّل إليه الآخر. كيف تعرف العصارة الهاضمة ما تؤثّر فيه وما تتركه على حاله؟

🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:

تعرّف الأنزيم وتذكر طبيعته ومصدره وشروط عمله
تبيّن بتجربة أنّ عمل الأنزيم نوعيّ، أي خاصّ بمادّة واحدة
تسمّي المغذيات الناتجة عن هضم السكريات والبروتينات والدسم

🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:

أنّ الهضم تبسيط لجزيئات الغذاء الضخمة بتأثير الخمائر
أنّ اللعاب يحتوي على خميرة اللعابين التي تحوّل النشاء إلى سكّر الشعير

أبحث: نختبر في النشاط 1 ما إذا كان اللعاب يؤثّر في كلّ الأغذية، ونقارن في النشاط 2 بين ثلاثة أنزيمات وما ينتج عن كلّ واحد منها، ثمّ نتفحّص في النشاط 3 ما بقي وما تغيّر من الوجبة عند بلوغها المعي الدقيق.

النشاط 1: هل يؤثّر اللعاب في كلّ الأغذية؟

تركيبان متماثلان في اللعاب والحرارة والمدّة، ويختلفان في المادّة الغذائية: مطبوخ النشاء في الأوّل وبياض البيض في الثاني. — اللعاب نفسه، والحرارة نفسها، والمدّة نفسها — والغذاء وحده يتغيّر.

📌المعطى

الأنبوب	المادّة الغذائية	السائل المضاف	الكاشفان بعد نصف ساعة
أ	مطبوخ النشاء	لعاب	ماء اليود · محلول فهلنغ
ب	بياض بيض	لعاب	ماء اليود · محلول فهلنغ

عمود واحد من هذا الجدول يتغيّر من سطر إلى آخر.

🎯تعليمات للبحث

تأمّل الوثيقتين وحدّد ما يشترك فيه الأنبوبان وما يختلفان فيه
بيّن لماذا وُضع الأنبوبان في الحرارة نفسها وللمدّة نفسها
استنتج ممّا سبق ما إذا كان اللعاب يؤثّر في كلّ الأغذية أم في بعضها

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نتأمّل الوثيقتين فنجد أنّ الأنبوبين يشتركان في اللعاب وفي الحرارة (⁦37 °⁩م) وفي المدّة (نصف ساعة) وفي الكاشفين. ويختلفان في المادّة الغذائية وحدها: مطبوخ النشاء في الأنبوب أ، وبياض البيض في الأنبوب ب.
نبيّن أنّ توحيد الحرارة والمدّة يجعل المادّة الغذائية العامل الوحيد المتغيّر. فإن اختلفت النتيجة بين الأنبوبين لم يكن لذلك سبب غير طبيعة الغذاء، لا الحرارة ولا الوقت.
نستنتج أنّ اللعاب لا يؤثّر في كلّ الأغذية: يقوم أنزيم اللعابين بتحويل النشاء فقط إلى سكّر ثنائي هو سكّر الشعير، ولا يؤثّر في بياض البيض فيبقى على حاله. إذن للأنزيمات تأثير نوعيّ.

الاستنتاج: يقوم أنزيم اللعابين بتحويل النشاء فقط إلى سكّر ثنائي (الشعير)، ولا يؤثّر في غيره من الأغذية. إذن للأنزيمات تأثير نوعيّ.

نتائج الكشف في الأنبوبين

الأنبوب	الكاشف	ما نلاحظه	ما يدلّ عليه
أ: مطبوخ النشاء ولعاب	ماء اليود	لا يظهر اللون الأزرق البنفسجي	تحوّل النشاء
أ: مطبوخ النشاء ولعاب	محلول فهلنغ مع التسخين	راسب أحمر آجرّي	ظهر سكّر
ب: بياض بيض ولعاب	ماء اليود	لا يظهر اللون الأزرق البنفسجي	لا نشاء فيه أصلا
ب: بياض بيض ولعاب	محلول فهلنغ مع التسخين	يبقى المحلول أزرق	لم يظهر سكّر: اللعاب لم يؤثّر فيه

السكّر يظهر حيث النشاء وحده: اللعابين يؤثّر في النشاء ولا يؤثّر في بياض البيض

«نوعيّ» كلمة واحدة تختصر الدرس: لكلّ أنزيم مادّة واحدة يعمل عليها، كالمفتاح الذي لا يفتح إلّا قفله. فإذا سُئلت عن أنزيم، اسأل أوّلا: على أيّ مادّة يعمل، وما الذي يعطيه؟ الجواب عن هذين السؤالين هو تعريفه العملي.

النشاط 2: لكلّ أنزيم مادّته وناتجه

ثلاثة مسارات متوازية تبيّن لكلّ أنزيم المادّة التي يؤثّر فيها والناتج الذي يعطيه، ومسار البروتين يتمّ على مرحلتين. — ثلاثة أنزيمات، ثلاث مواد، ولا سهم واحد يعبر من مسار إلى آخر.

🎯تعليمات للبحث

تأمّل الوثيقة وحدّد لكلّ أنزيم المادّة التي يؤثّر فيها والناتج الذي يعطيه
قارن بين مسار البروتين ومسار الدسم من حيث عدد الأنزيمات المتدخّلة
استنتج قاعدة عامّة تربط بين الأنزيم والمادّة التي يؤثّر فيها

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نتأمّل الوثيقة فنحدّد ثلاثة مسارات: اللعابين يؤثّر في النشاء ويعطي سكّر الشعير؛ والبروتياز يؤثّر في البروتين؛ والليباز يؤثّر في الدسم ويعطي أحماضا دسمة وجليسيرول. ولا يعبر أيّ أنزيم إلى مسار غير مساره.
نقارن: مسار الدسم يتمّ بأنزيم واحد هو الليباز. أمّا مسار البروتين فيتمّ على مرحلتين: أنزيم البروتياز P1 يحوّل البروتين إلى ببتونات، ثمّ أنزيم البروتياز P2 يحوّلها إلى أحماض أمينية.
نستنتج القاعدة: لكلّ أنزيم مادّة واحدة يؤثّر فيها وناتج يعطيه، ولا يؤثّر في غيرها. لذلك نقول إنّ عمل الأنزيم نوعيّ، أي يتميّز بالخصوصية.

الاستنتاج: يتميّز عمل الأنزيمات بالخصوصية. البروتياز P1 يحوّل البروتين إلى ببتونات ثمّ يحوّلها البروتياز P2 إلى أحماض أمينية، والليباز يحوّل الدسم إلى أحماض دسمة وجليسيرول. وتعمل الأنزيمات على إسراع التفاعلات الكيميائية لتبسيط الغذاء.

النشاط 3: ماذا يبقى في المعي الدقيق بعد الهضم؟

لوحتان متجاورتان: في اليمنى صحن فيه ثمانية أشكال متمايزة، كلّ شكل ببطاقته، وفي اليسرى أشكال تسبح في سائل دون أيّ بطاقة. — ثمانية أشكال تدخل، وليست كلّها تخرج بالشكل نفسه.

🎯تعليمات للبحث

تأمّل الوثيقة وصنّف مكوّنات الوجبة إلى ما تغيّر شكله وما بقي على حاله
فسّر بقاء الماء والشوارد والفيتامينات وسكّر العنب دون تغيّر
استنتج تعريفا للمغذّي، وسمّ السائل الأبيض الذي تسبح فيه المغذيات

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نصنّف المكوّنات إلى صنفين: تغيّرت السكّريات المعقّدة والبروتينات والدسم فصارت جزيئات أصغر؛ وبقي على حاله الماء والشوارد والفيتامينات وسكّر العنب، وبقي معها السيليلوز كاملا كما دخل.
نفسّر بقاء الماء والشوارد والفيتامينات وسكّر العنب بأنّها عناصر بسيطة أصلا، فلا يتمّ تحليلها. أمّا السيليلوز فجزيئة سكّر ضخمة مصدرها نباتي، لكنّها جزيئة كبيرة غير قابلة للهضم فتبقى كما هي.
نستنتج أنّ المغذّي عنصر غذائي بسيط: سكّريات بسيطة، وأحماض أمينية، وأحماض دسمة وجليسيرول، وأيونات وفيتامينات وماء. وتسبح هذه المغذيات في سائل أبيض في المعي الدقيق يُدعى الكيلوس.

الاستنتاج: تتعرّض معظم الأجزاء الضخمة للغذاء أثناء انتقالها في الأنبوب الهضمي لتأثير الأنزيمات فتتحوّل إلى مغذيات بسيطة، تصبح على شكل سائل أبيض في المعي الدقيق يُدعى الكيلوس. أمّا العناصر البسيطة أصلا فلا تُحلّل، والسيليلوز يبقى غير قابل للهضم.

مفهوم الأنزيم

الأنزيم نوع من الخمائر الكيميائية التي تذوب في الماء، وهو مادّة بروتينية تفرزها الخلايا، مثل خميرة اللعابين. وله القدرة على التفاعل مع المواد الغذائية فيفكّكها ويغيّر من تركيبها.

العمل النوعي وشروطه

تعمل الأنزيمات على إسراع التفاعلات الكيميائية لتبسيط الغذاء، ويتميّز عملها بالخصوصية: لكلّ أنزيم مادّته التي يؤثّر فيها وناتجه الذي يعطيه. لذلك نقول إنّ عمل الأنزيم نوعيّ.

وتتأثّر الأنزيمات بدرجة الحرارة: عند ⁦0 °⁩م وما تحتها يتوقّف نشاطها، وعند ارتفاعها إلى ⁦100 °⁩م تنخرب الأنزيمات.

✅الخلاصة

الأنزيم	المادّة التي يؤثّر فيها	الناتج
اللعابين	النشاء	سكّر الشعير (سكّر ثنائي)
البروتياز P1	البروتين	ببتونات
البروتياز P2	الببتونات	أحماض أمينية
الليباز	الدسم	أحماض دسمة وجليسيرول

أربعة أسطر، وفي كلّ سطر مادّة واحدة لا تشبه جارتها.

الهضم على طول الأنبوب الهضمي

المستوى	العصارة	ما يحدث
الفم	اللعاب	يتحوّل جزء من النشاء إلى سكّر الشعير، لأنّ الغذاء لا يبقى في الفم إلّا قليلا
المعدة	العصارة المعدية	تبدأ البروتينات في التجزّؤ، ويتوقّف عمل اللعاب في وسطها الحامضي
المعي الدقيق	العصارة البنكرياسية	يتحوّل ما بقي من النشاء إلى سكّر الشعير، وتتجزّأ البروتينات إلى أجزاء أصغر
المعي الدقيق	الصفراء	تجزّئ الدسم إلى قطيرات دقيقة، ولا أنزيم فيها
المعي الدقيق	العصارة المعوية	يتحوّل سكّر الشعير إلى سكّر العنب، والبروتينات إلى أحماض أمينية، والدسم مع العصارة البنكرياسية إلى أحماض دسمة وجليسيرول

من الفم إلى المعي الدقيق، تكمل كلّ عصارة ما بدأته التي قبلها

المغذيات، وما لا يُهضم

يتمّ تبسيط الأغذية، كالسكّريات المعقّدة والبروتينات والدسم، إلى عناصر غذائية تُسمّى المغذيات، وهي السكّريات البسيطة والحموض الأمينية والحموض الدسمة والجليسيرول، وذلك تحت تأثير أنزيمات هاضمة متخصّصة.

ولا يتمّ تحليل الفيتامينات والأيونات (الشوارد) والماء وسكّر العنب لأنّها عناصر بسيطة. ويحتوي المعي الدقيق على المغذيات المختلفة، كما يحتوي على جزيئات كبيرة غير قابلة للهضم كالسيليلوز، وهو جزيئة سكّر ضخمة مصدرها نباتي.

أمّا العصارة الصفراوية فلا تحتوي على أنزيمات، ولكنّها تقتل الجراثيم وتساعد في تحوّل الدسم.

لا تحفظ الجدول سطرا سطرا: احفظ الأزواج. نشاء مع لعابين، بروتين مع بروتياز، دسم مع ليباز. ثمّ اسأل عن الناتج، فهو دائما أصغر من المادّة التي جاء منها. وتذكّر أنّ الصفراوية عصارة بلا أنزيم، فلا تنتظر منها تحويلا.

مخطّط يجمع عمل الأنزيمات: أغذية ضخمة تلقى أنزيمات متخصّصة فتصير مغذيات، وبجانبها عناصر تعبر الأنبوب الهضمي دون أن تتحوّل. — لكلّ سهم مقابله، وما لا سهم له يعبر كما هو.

🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في الامتحان على تجربة أو جدول: «بيّن أنّ عمل الأنزيم نوعيّ»، أو «أكمل الجدول: الأنزيم، المادّة التي يؤثّر فيها، الناتج»، أو «سمِّ المغذيات التي يحتويها الكيلوس». ثلاثة عناصر جاهزة: ① الأنزيم: مادّة بروتينية تفرزها الخلايا وتذوب في الماء، تسرّع التفاعلات الكيميائية التي تبسّط الغذاء ② الأزواج: اللعابين والنشاء يعطيان سكّر الشعير ؛ والبروتياز P1 والبروتين يعطيان ببتونات، ثمّ يحوّلها P2 إلى أحماض أمينية ؛ والليباز والدسم يعطيان أحماضا دسمة وجليسيرول ③ المغذيات: سكّريات بسيطة، وأحماض أمينية، وأحماض دسمة وجليسيرول، وأيونات وفيتامينات وماء، تسبح في الكيلوس ؛ والسيليلوز لا يُهضم. ⛔ والخطأ الشائع: الاستنتاج من تجربة تغيّر فيها أكثر من عامل ؛ الأنبوبان يتّحدان في اللعاب والحرارة والمدّة ويختلفان في المادّة الغذائية وحدها، وبهذا يُثبت العمل النوعيّ. وخطأ ثانٍ: انتظار تحويل من الصفراء، وهي عصارة بلا أنزيم.

الخلاصة: الأنزيم مادّة بروتينية تفرزها الخلايا وتذوب في الماء، تسرّع التفاعلات الكيميائية التي تبسّط الغذاء. وعملها نوعيّ: لكلّ أنزيم مادّته وناتجه، ولا يؤثّر في غيرها. وبتأثير هذه الأنزيمات تتحوّل السكّريات المعقّدة والبروتينات والدسم إلى مغذيات بسيطة تكوّن الكيلوس في المعي الدقيق، بينما تعبر العناصر البسيطة أصلا دون تحويل، ويبقى السيليلوز غير قابل للهضم.

الصفحة 1/6