Тест по биологии: Пищеварение в желудке и кишечнике (9 класс)

Пояснение:

Пепсин является ключевым протеолитическим ферментом желудочного сока, который начинает процесс химического расщепления белков. Он вырабатывается главными клетками слизистой оболочки желудка в неактивной форме (пепсиноген) и активируется соляной кислотой. Активный пепсин эффективно действует в сильнокислой среде желудка (pH 1,5-3,5), расщепляя крупные белковые молекулы на более короткие полипептиды. Этот этап является начальным в переваривании белков, которое будет продолжено в тонком кишечнике. Амилаза расщепляет углеводы, липаза – жиры, а трипсин действует на белки, но преимущественно в тонком кишечнике.

Пояснение:

Соляная кислота, вырабатываемая париетальными клетками слизистой оболочки желудка, выполняет несколько критически важных функций в процессе пищеварения. Во-первых, она создаёт сильнокислую среду (pH 1,5-3,5), которая необходима для превращения неактивного пепсиногена в активный пепсин – фермент, расщепляющий белки. Во-вторых, кислая среда способствует денатурации белков, делая их структуру более рыхлой и доступной для действия ферментов. В-третьих, соляная кислота обладает мощным бактерицидным действием, уничтожая большинство микроорганизмов, поступающих с пищей, и предотвращая развитие инфекций. Она также способствует свёртыванию молока и стимулирует моторику желудка. Защита стенок желудка обеспечивается слизью.

Пояснение:

Пищеварительный тракт представляет собой последовательность органов, каждый из которых выполняет свою функцию. После того как пища подверглась механической и химической обработке в желудке, она порциями в виде химуса поступает в следующий отдел. Этим отделом является двенадцатиперстная кишка – начальная часть тонкого кишечника. Именно в двенадцатиперстную кишку открываются протоки печени (с желчью) и поджелудочной железы (с панкреатическим соком), что делает её ключевым местом для продолжения и завершения переваривания всех групп питательных веществ. Пищевод находится перед желудком, а толстый и прямой кишечник – значительно после тонкого.

Пояснение:

Стенки желудка подвергаются воздействию крайне агрессивной среды, создаваемой соляной кислотой и ферментом пепсином, которые способны расщеплять белки. Для самозащиты слизистая оболочка желудка вырабатывает специальный защитный слой – слизь, состоящую главным образом из муцинов. Этот толстый, вязкий слой слизи образует физический барьер, покрывающий поверхность желудочных клеток. Кроме того, слизь содержит бикарбонат-ионы, которые нейтрализуют соляную кислоту непосредственно на поверхности клеток, поддерживая там нейтральный или слабощелочной pH и предотвращая их повреждение и самопереваривание. Таким образом, слизь играет критически важную роль в поддержании целостности слизистой оболочки желудка.

Пояснение:

Тонкий кишечник является основным местом всасывания переваренных питательных веществ в организме человека. Его уникальное анатомическое строение, включающее многочисленные складки, ворсинки и микроворсинки на поверхности эпителиальных клеток, значительно увеличивает площадь всасывания до огромных размеров (около 200 м²). Именно здесь происходит окончательное расщепление белков до аминокислот, углеводов до моносахаридов и жиров до глицерина и жирных кислот, которые затем активно транспортируются через стенки кишечника в кровь или лимфу. В желудке всасываются лишь некоторые вещества (например, алкоголь), а в толстом кишечнике – преимущественно вода и электролиты.

Пояснение:

Тонкий кишечник является самым длинным отделом пищеварительного тракта. Его длина у взрослого человека в состоянии функционального расслабления (in vivo) составляет приблизительно 5-6 метров. После смерти длина тонкого кишечника может достигать 6-7 метров из-за потери мышечного тонуса. Такая значительная длина, а также уникальное строение его слизистой оболочки (складки, ворсинки, микроворсинки) необходимы для обеспечения максимальной площади и времени контакта переваренной пищи с всасывающей поверхностью, что критически важно для эффективного переваривания и усвоения питательных веществ. Около 30 см составляет длина двенадцатиперстной кишки, которая является лишь начальным отделом тонкого кишечника.

Пояснение:

Печень – это самый крупный внутренний орган человеческого тела и одна из важнейших пищеварительных желез. Одной из её ключевых функций в пищеварении является непрерывная выработка желчи. Желчь – это сложная жидкость, которая не содержит пищеварительных ферментов, но играет критическую роль в переваривании жиров. Она эмульгирует жиры, то есть разбивает крупные жировые капли на мельчайшие частицы, значительно увеличивая площадь их поверхности. Это делает жиры доступными для действия фермента липазы. Желчь хранится в желчном пузыре, а затем поступает в двенадцатиперстную кишку. Поджелудочная железа вырабатывает панкреатический сок, желудок – желудочный сок, а селезёнка НЕ является пищеварительной железой.

Пояснение:

Для эффективной работы пищеварительных ферментов в тонком кишечнике требуется слабощелочная среда. Химус, поступающий из желудка, имеет кислую реакцию из-за соляной кислоты. Поэтому первой задачей в двенадцатиперстной кишке является нейтрализация этой кислоты. Это достигается за счёт бикарбонатов, содержащихся в панкреатическом соке и кишечном соке, а также за счёт желчи. Оптимальный pH для большинства ферментов тонкого кишечника (таких как панкреатические амилаза, липаза, протеазы, а также кишечные дисахаридазы и пептидазы) находится в диапазоне 7,5-8,5. В такой среде ферменты проявляют максимальную активность, обеспечивая полноценное расщепление питательных веществ.

Пояснение:

Поджелудочная железа – это уникальный орган, который является одновременно железой внешней (экзокринной) и внутренней (эндокринной) секреции. Её экзокринная функция заключается в выработке панкреатического сока, который поступает в двенадцатиперстную кишку. Этот сок представляет собой мощный коктейль из ферментов, способных переваривать все основные классы органических веществ: амилаза для углеводов, липаза для жиров и протеазы (например, трипсин, химотрипсин) для белков. Эта особенность делает поджелудочную железу ключевым игроком в процессе пищеварения. Печень вырабатывает желчь, желудок – желудочный сок, слюнные железы – слюну.

Пояснение:

Всасывание питательных веществ в тонком кишечнике происходит дифференцированно. Продукты полного расщепления жиров – глицерин и жирные кислоты – имеют особенный путь всасывания. После проникновения через эпителиальные клетки ворсинок, они вновь синтезируются в более сложные липиды и затем упаковываются в особые комплексы. Эти комплексы затем всасываются не в кровеносные, а в лимфатические капилляры (так называемые млечные сосуды), которые находятся внутри каждой ворсинки. Далее лимфатическая система доставляет их в кровь. Продукты расщепления белков (аминокислоты) и углеводов (моносахариды) всасываются непосредственно в кровеносные капилляры ворсинок.

Пояснение:

Толстый кишечник является завершающим отделом пищеварительного тракта, который следует за тонким кишечником. Его длина у взрослого человека составляет приблизительно 1,5-2 метра. Несмотря на то что он значительно короче тонкого кишечника, его диаметр больше, откуда и пошло название. Толстый кишечник подразделяется на несколько отделов: слепую кишку с аппендиксом, ободочную кишку (восходящая, поперечная, нисходящая, сигмовидная) и прямую кишку. Основные функции толстого кишечника включают всасывание воды и электролитов, формирование каловых масс и участие микрофлоры в пищеварительных процессах. 5-6 м – это длина тонкого кишечника.

Пояснение:

Печень – это центральная «химическая лаборатория» организма, выполняющая множество метаболических и детоксикационных функций. В процессе расщепления белков в кишечнике, особенно при участии бактериальной микрофлоры, могут образовываться различные ядовитые вещества, такие как фенолы, индолы и скатолы. Эти вещества всасываются в кровь и по воротной вене поступают непосредственно в печень. Здесь клетки печени (гепатоциты) активно участвуют в их обезвреживании путём химической модификации, превращая их в менее токсичные и более растворимые соединения, которые затем могут быть выведены из организма с желчью или мочой. Этот механизм защищает организм от отравления продуктами собственного метаболизма.

Пояснение:

Каловые массы, которые формируются в толстом кишечнике и поступают в прямую кишку, представляют собой концентрированные остатки непереваренной пищи и другие продукты. Значительную долю в их составе занимает вода. Примерно 70% каловых масс состоит из воды. Остальные 30% приходятся на непереваренные остатки пищи (главным образом растительные волокна или клетчатка), мёртвые бактерии и продукты их жизнедеятельности, отмершие клетки эпителия кишечника и некоторые другие вещества. Интенсивное всасывание воды из химуса в толстом кишечнике необходимо для формирования твёрдых каловых масс и поддержания водного баланса организма. Нарушение этого процесса приводит к расстройствам стула.

Пояснение:

Толстый кишечник состоит из нескольких отделов, которые расположены последовательно. Сначала идёт слепая кишка, от которой отходит аппендикс. Затем следует ободочная кишка, которая, в свою очередь, делится на восходящую, поперечную, нисходящую и сигмовидную части. Сигмовидная ободочная кишка является конечной частью ободочной кишки, которая соединяется с прямой кишкой. Прямая кишка является последним отделом толстого кишечника, где накапливаются каловые массы перед актом дефекации. Таким образом, сигмовидная ободочная кишка непосредственно предшествует прямой кишке, осуществляя переход содержимого к месту его временного хранения.

Пояснение:

Микробиом толстого кишечника играет чрезвычайно важную роль в поддержании здоровья человека, не только участвуя в переваривании неперевариваемых волокон, но и синтезируя ряд жизненно важных витаминов. Бактериальная флора кишечника способна вырабатывать витамин К, необходимый для свёртывания крови, а также некоторые витамины группы В (например, B1, B2, B6, B9, B12), участвующие во множестве метаболических процессов. Кроме того, некоторые исследования указывают на синтез витамина Е. Эти витамины, синтезированные микрофлорой, частично всасываются в толстом кишечнике и используются организмом, дополняя поступление витаминов из пищи. Нарушение баланса микрофлоры может привести к дефициту этих витаминов.

Пояснение:

Время, в течение которого пища находится в желудке, может значительно варьироваться и зависит от нескольких факторов, включая объём, состав и консистенцию съеденной пищи. Например, жидкая пища или пища, богатая углеводами, покидает желудок быстрее. Белковая и жирная пища требует гораздо больше времени для переваривания. В среднем, пребывание пищи в желудке длится от 3 до 10 часов. За это время она подвергается активной механической обработке (перемешивание) и химическому расщеплению (особенно белков), прежде чем порциями будет передана в тонкий кишечник. Таким образом, желудок выступает как резервуар и первичная станция обработки пищи.

Пояснение:

Толстый кишечник является завершающим отделом пищеварительной системы, и его функции отличаются от функций тонкого кишечника. Основными процессами здесь являются всасывание воды и электролитов, а также формирование каловых масс. Железы стенок толстого кишечника НЕ вырабатывают пищеварительных ферментов, но активно секретируют слизь. Эта слизь обволакивает непереваренные остатки пищи, облегчая их уплотнение и продвижение по кишечнику, а также защищает слизистую оболочку. В результате происходит формирование компактных каловых масс (кала), которые затем будут удалены из организма. Активное переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, синтез гормонов – в эндокринных железах, а детоксикация – преимущественно в печени.

Пояснение:

Эмульгирование – это важнейший процесс, который происходит в двенадцатиперстной кишке с участием желчи, вырабатываемой печенью. Желчь НЕ содержит ферментов, но её желчные кислоты обладают способностью снижать поверхностное натяжение жировых капель. В результате этого крупные жировые глобулы, поступающие с пищей, разбиваются на множество мельчайших капелек. Этот процесс, называемый эмульгированием, значительно увеличивает общую площадь поверхности жиров, делая их гораздо более доступными для действия фермента липазы, которая расщепляет жиры. Без эмульгирования переваривание жиров было бы крайне неэффективным. Гидролиз – это химическое расщепление, активация – приведение фермента в активное состояние, окисление – биохимическая реакция с кислородом.

Пояснение:

После полного химического расщепления белков и углеводов до их мономерных звеньев, эти вещества готовы к всасыванию. Аминокислоты, являющиеся конечными продуктами расщепления белков, и моносахариды (например, глюкоза, фруктоза, галактоза), являющиеся конечными продуктами расщепления углеводов, всасываются через эпителиальные клетки ворсинок тонкого кишечника. Оттуда они поступают непосредственно в кровеносные капилляры, расположенные внутри каждой ворсинки. Затем, с током крови, эти питательные вещества доставляются в печень для дальнейшей обработки и распределения по организму. Глицерин и жирные кислоты (продукты расщепления жиров) всасываются в лимфатические капилляры.

Пояснение:

Панкреатический сок, вырабатываемый поджелудочной железой, является одним из наиболее универсальных и мощных пищеварительных соков. Он содержит широкий спектр ферментов, способных расщеплять все три основные группы органических веществ, входящих в состав пищи: белки, жиры и углеводы. Среди них – протеазы (трипсин, химотрипсин) для белков, липаза для жиров и амилаза для углеводов. Такая поливалентность ферментного состава позволяет панкреатическому соку играть центральную роль в завершающем этапе пищеварения в тонком кишечнике, обеспечивая полное расщепление макронутриентов до их мономерных форм, готовых к всасыванию. Таким образом, панкреатический сок является ключевым для комплексного переваривания пищи.

Пояснение:

Тонкий кишечник, несмотря на свою общую значительную длину (5-6 метров), подразделяется на несколько отделов. Двенадцатиперстная кишка является начальным и самым коротким отделом тонкого кишечника, её длина составляет около 30 сантиметров (примерно двенадцать поперечников пальца, отсюда и название). Этот участок является стратегически важным, так как именно сюда открываются протоки поджелудочной железы и желчный проток из печени, доставляя ключевые пищеварительные ферменты и желчь. Здесь происходит интенсивное смешивание химуса с этими соками и начинается активное переваривание. Тощая и подвздошная кишки составляют большую часть длины тонкого кишечника, а слепая кишка – это начальный отдел толстого кишечника.

Пояснение:

Желудок выполняет несколько важных функций в пищеварительном процессе. Основной химической функцией желудка является частичное переваривание белков под действием фермента пепсина в кислой среде. Соляная кислота, являющаяся компонентом желудочного сока, также осуществляет дезинфекцию пищи, уничтожая большинство микроорганизмов, попавших с ней. Кроме того, в желудке происходит механическое перемешивание пищи. Однако активное всасывание аминокислот и моносахаридов происходит в тонком кишечнике, синтез витаминов микрофлорой – в толстом кишечнике, а обезвреживание ядовитых веществ – в печени. Таким образом, желудок специализируется на белках и защите.

Пояснение:

Желчь, вырабатываемая печенью, играет критически важную роль в пищеварении, особенно жиров, но она не содержит пищеварительных ферментов. Её основные функции включают: эмульгирование жиров – процесс дробления крупных жировых капель на мельчайшие, что значительно увеличивает площадь их поверхности для действия липазы; активацию фермента липазы, усиливая её эффективность; а также создание слабощелочной среды в двенадцатиперстной кишке, нейтрализуя кислый химус из желудка и обеспечивая оптимальные условия для работы ферментов поджелудочной железы и кишечного сока. Расщепление белков до аминокислот является функцией протеаз (пепсина, трипсина), но НЕ желчи.

Пояснение:

Перистальтика – это характерные волнообразные, ритмичные сокращения гладких мышц стенок полых органов пищеварительного тракта, включая желудок, тонкий и толстый кишечник. Эти движения играют двойную роль: они обеспечивают тщательное перемешивание пищевого содержимого (химуса) с пищеварительными соками, что улучшает контакт ферментов с питательными веществами, и одновременно проталкивают пищу вперёд по пищеварительному каналу. Без перистальтики пища не могла бы эффективно продвигаться и подвергаться полноценной обработке, что привело бы к серьёзным нарушениям пищеварения. Это непроизвольный процесс, регулируемый автономной нервной системой.

Пояснение:

Микробиом человека – это современный термин, который описывает совокупность всех микроорганизмов (бактерий, вирусов, грибов, простейших) и их генетического материала, обитающих в определённой среде, в данном случае – в толстом кишечнике человека. Микробиом кишечника играет чрезвычайно важную роль в пищеварении, иммунитете, метаболизме и общем здоровье. Бактерии микробиома участвуют в расщеплении неперевариваемых пищевых волокон (клетчатки), синтезе некоторых витаминов (К, группы В), защите от патогенных микроорганизмов и формировании местного иммунитета. Его сбалансированность критически важна для здоровья желудочно-кишечного тракта и всего организма. Термины “микробная флора”, “биоценоз”, “бактериальный комплекс” менее точны или более общи.

Пояснение:

Каловые массы, формирующиеся в толстом кишечнике, представляют собой конечный продукт пищеварения, подлежащий выведению из организма. Помимо воды (около 70%), их основной состав включает остатки непереваренной пищи, среди которых преобладает растительная клетчатка (пищевые волокна), так как человеческий организм не способен её переваривать. Также значительную часть каловых масс составляют бактерии (около 1/3 сухой массы), как живые, так и мёртвые, а также продукты их жизнедеятельности и отмершие клетки эпителия кишечника. Переваренные белки и жиры, активные ферменты и токсичные вещества, подлежащие обезвреживанию, в норме в значительном количестве в каловых массах отсутствуют, так как они либо усваиваются, либо нейтрализуются.

Пояснение:

Дефекация – это конечный этап пищеварительного процесса, представляющий собой сложный рефлекторный акт, направленный на удаление каловых масс из прямой кишки через анальное отверстие. Этот акт запускается при достижении определённого объёма каловых масс в прямой кишке, что вызывает растяжение её стенок и посылает сигналы в центральную нервную систему. Несмотря на то что это рефлекторный процесс, он находится под сознательным контролем головного мозга, позволяя человеку регулировать время и место опорожнения. Нарушение механизма дефекации может приводить к запорам или диарее, что существенно влияет на качество жизни. Перистальтика – это продвижение пищи, всасывание – поглощение веществ, моторика – общие движения ЖКТ.

Пояснение:

Желудок является эластичным органом, способным значительно изменять свой объём в зависимости от количества поступающей пищи. В пустом состоянии его объём относительно мал, но после приёма пищи он может растягиваться, вмещая до 1,5-2 литров содержимого. Это свойство желудка позволяет принимать пищу порциями и удерживать её достаточно долго для первичной механической и химической обработки. Стенки желудка обладают выраженной мышечной структурой, позволяющей ему расширяться без значительного повышения давления внутри и затем сокращаться для перемешивания и продвижения пищи. Таким образом, расширение желудка – это важная адаптация для эффективного пищеварения.

Пояснение:

На границе между тонким и толстым кишечником расположен специальный клапан, который выполняет регулирующую и защитную функцию. Этот клапан (илеоцекальный клапан) контролирует прохождение непереваренных пищевых масс из подвздошной кишки (конечный отдел тонкого кишечника) в слепую кишку (начальный отдел толстого кишечника). Его функция заключается в порционном пропускании содержимого и, что крайне важно, в предотвращении обратного заброса содержимого толстого кишечника (богатого бактериями) обратно в тонкий кишечник. Это предотвращает бактериальное обсеменение тонкого кишечника и обеспечивает однонаправленное движение пищевых масс по ЖКТ. Ферменты он НЕ вырабатывает и всасывание НЕ ускоряет.

Пояснение:

При активной физической или умственной деятельности значительно возрастает метаболическая активность клеток организма. Для поддержания этой активности требуется гораздо больше энергии, которая вырабатывается в процессе клеточного дыхания с участием кислорода. Соответственно, увеличивается потребность организма в кислороде и одновременно возрастает образование углекислого газа как побочного продукта метаболизма. В ответ на это дыхательная система человека рефлекторно усиливает свою работу: увеличивается как частота (количество дыхательных движений в минуту), так и глубина дыхания (объём вдыхаемого и выдыхаемого воздуха за одно движение). Это обеспечивает бóльший приток кислорода к лёгким и эффективное удаление избытка углекислого газа, поддерживая газовый гомеостаз. Учащение дыхания напрямую связано с потребностью в газах, а не с циркуляцией крови или стимуляцией пищеварения, хотя все эти системы взаимосвязаны.