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GCSE 科学/消化

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人类消化系统

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消化从口腔开始,咀嚼的作用有两个:一是使食物更容易吞咽,二是增加表面积(这有助于加快消化速度)。口腔中也含有唾液腺分泌的淀粉酶(用于消化淀粉)。食道通过其肌肉收缩作用(称为蠕动)将食物从口腔运送到胃。

胃的作用很多,包括

  • 拍打和搅拌食物
  • 产生蛋白酶消化蛋白质
  • 产生盐酸,杀死细菌并提供蛋白酶发挥作用的理想pH值。

肝脏分泌胆汁,将脂肪乳化,即将其分解成小液滴,以获得更大的表面积。这将加快脂肪被脂肪酶消化的速度。胆汁还可以中和胃酸,为小肠中的酶提供理想的碱性环境。胆囊储存肝脏分泌的胆汁,直到需要时才释放。

小肠分泌淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶。胰腺是一个手枪形状的器官,分泌淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶,并在需要时将它们释放到小肠中。这些酶用于完全消化食物分子,使其小到足以扩散到血液中。食物分子在小肠中扩散,这非常适合这一目的。小肠壁非常薄,因此扩散路径很短。小肠很长并且折叠成绒毛,以增加表面积。血液供应丰富,可以保持扩散的陡峭浓度梯度。

当所有有用的产物都扩散到血液中后,剩余的废物会到达大肠,在那里大部分剩余的水会被吸收回血液。最后,废物以粪便的形式通过肛门排出体外。

需要知道,小肠十二指肠、空肠和回肠组成,大肠由盲肠、结肠和直肠组成,顺序依次排列。阑尾是盲肠底部的一个小盲囊。大多数 GCSE 考试只需要斜体词语。

消化过程

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消化系统的工作原理基于两点

  1. 肌肉活动 - 肠道是一个肌肉管,其收缩作用非常重要。它有助于将食物分解成非常小的碎片,为酶发挥作用提供更大的表面积。它还有助于食物的化学分解,将其与各种消化液混合,分解其分子。肌肉还将食物从一个化学消化区域移动到另一个区域。
  2. 酶作用 - 酶是加速(催化)其他反应的化学物质。它们实际上不参与反应或以任何方式改变反应,只是使反应更快地发生。每种类型的酶都会作用于特定类型的食物。

酶是蛋白质。它们是在细胞内制造的。大多数酶在细胞内发挥作用,但一些酶(例如消化酶)在细胞外发挥作用。酶是生物催化剂。催化剂加速化学反应。它不会改变最终产物。催化剂不会被反应改变 - 因此它可以反复使用。

酶的工作原理

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在酶中,反应物(方程式左侧的事物)被称为底物。酶是一个大分子。它表面有一个凹陷,称为活性位点。活性位点具有特定的形状,正好适合底物。当底物进入活性位点时,它们会与之结合形成酶/底物复合物。反应发生,产物被释放。这被称为锁和钥匙假说 - 酶是锁,底物是钥匙。

酶的关键特征

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  1. 它们将底物转化为产物
  2. 它们是蛋白质。
  3. 它们是催化剂。少量酶可以反复使用。
  4. 它们具有特异性,作用于特定的底物分子。
  5. 它们对pH敏感,大多数酶在pH 7 时作用最佳。蛋白质会被高pH或低pH破坏。
  6. 随着温度升高,酶催化的反应速度加快。
  7. 酶在最佳温度下反应最快。
  8. 在超过 40 摄氏度的温度下,它们会被灭活,因为蛋白质在这些温度下会变性,导致活性位点发生变形。

消化中的酶

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酶在消化中非常重要。它们作为催化剂,将大分子(不能通过肠壁扩散到血液中)分解成小分子(可以扩散到血液中)。淀粉、蛋白质和脂肪是大分子。糖、氨基酸和脂肪酸/甘油要小得多。

淀粉酶将淀粉转化为单糖,例如葡萄糖。
蛋白酶将蛋白质转化为氨基酸。
脂肪酶将脂肪转化为脂肪酸和甘油。
胆汁不是酶。但是,它会乳化脂肪,将其分解成微小的液滴。这为脂肪酶提供了更大的表面积,因此脂肪的消化速度更快。

其他酶

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过氧化氢酶是细胞中的一种酶,它将过氧化氢分解成水和氧气。

关键概念

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  • 必须将大的食物分子分解(使用酶作为催化剂),以便它们小到足以通过肠壁扩散到血液中。
  • 小肠很长,充满胆汁,肠壁薄,血液供应丰富 - 这些特征都加速了扩散。
  1. 说出咀嚼帮助消化的两种方式。
  2. 哪个器官将食物从口腔运送到胃,它是如何做到的?
  3. 胆汁在哪里 a) 产生?和 b) 储存?
  4. 说出三种不能扩散到血液中的大分子。
  5. 说出四种可以扩散到血液中的小分子。
  6. 说出参与消化的三种酶。
  7. 什么是酶?
  8. 它们在哪里产生?
  1. 咀嚼有助于消化,它使食物更容易吞咽,并为唾液腺分泌的淀粉酶提供更大的表面积。
  2. 食道通过蠕动(肌肉收缩作用)将食物从口腔运送到胃。
  3. 胆汁在肝脏中产生,在胆囊中储存。
  4. 淀粉、蛋白质和脂肪不能扩散到血液中。
  5. 葡萄糖(或其他单糖)、氨基酸、脂肪酸和甘油。
  6. 淀粉酶(用于淀粉)、蛋白酶(用于蛋白质)和脂肪酶(用于脂肪)。
  7. 加速化学过程。
  8. 在胰腺、胆囊和小肠中产生(取决于酶)。
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