В начальной школе такие предметы, как окружающий мир и естествознание дают детям представление о простейших процессах, происходящих в природе вокруг нас. При этом данные дисциплины объединяют базовые знания по таким наукам, как биология, физика, химия.
Непосредственно к биологии ребята приступают к 5 - 6 классам, и сначала программа не слишком перегружена какими-то научными фактами: в основном акцент делается на многообразии живых существ и их особенностях. Химия начинается в 8 классе.
Какое-то время эти предметы двигаются параллельно, и взаимосвязь между ними может быть неочевидной для подростков. В старших же классах между ними протягивается ниточка, которую в научном сообществе называют «биохимией». И несмотря на то, что в школе преподаются самые базовые знания, для тинейджеров это может быть непросто, да и понимание важности этих основ отсутствует. Но всё же, давайте посмотрим, зачем нам это учить.
Урок биологии
Основной предмет биохимии — это метаболические процессы в живых организмах. Иначе говоря, она изучает, как клетки растений, животных, микроорганизмов взаимодействуют между собой, какие происходят химические процессы во время этого. Какие есть основные моменты, с которыми нужно ознакомиться каждому начинающему биохимику?
В основе биохимии лежат аминокислоты — своеобразные строительные кирпичики, составляющие белки. Их всего 20, и их структуру необходимо запомнить, если вы берётесь за эту сложную науку. Если выучить их трёхбуквенные и двухбуквенные обозначения, то в будущем вы сможете легко понять, о чём идёт речь. Для того, чтобы эта информация отложилась в памяти, принято делить аминокислоты на 5 групп по 4 наименования в каждой. У каждой аминокислоты есть заряд и полярность.
Следующий уровень — белки. Они состоят из цепочек аминокислот, и эта структура имеет 4 уровня. У всех на слуху также термин «ферменты» — белки, являющиеся катализаторами, то есть ускорителями биохимических и метаболических процессов.
Ещё одним важным параметром для биохимиков является уровень pH, который характеризует кислотность, указывая на имеющееся в растворе количество ионов водорода и гидроксид-ионов. Если перед нами кислый раствор, то в нём преобладают ионы водорода, а гидроксиды в большом количестве составляют щёлочи.
Зачем мне это учить?
В целом наука завязана не на всех этих терминах, как таковых, а скорее на протекании всевозможных процессов. Так всё же, зачем старшеклассникам акцентировать на них своё внимание? Кому биохимия нужна в профессиональной карьере, и как эта наука может быть применима в быту?
Кому нужна биохимия?
Фармацевтам. Именно благодаря знаниям о влиянии различных химических веществ на структуру клеток и процессы, протекающие в них, мы сегодня можем получать лечение и менять свою жизнь и здоровье в лучшую сторону.
Генным инженерам. Данная наука сегодня претерпевает колоссальные изменения. В её основе также лежит цитология, то есть понимание структуры клетки, но также изучаются процессы, которые влияют на генетические изменения. Учёные ищут способы предотвратить наследственные болезни или заменить больной ген на здоровый.
Медикам. Мы знаем многое о жизни клетки в теле человека, животного, растения и других организмов, понимаем, по каким принципам происходит процесс развития, старения и гибели клеток.
Бабушкина лаборатория
Когда мы говорим о биохимии, мы представляем себе учёного в строго научной обстановке, одетого в униформу и имеющего вокруг себя массу непонятных простому смертному приспособлений. Но что, если мы скажем вам, что ваша бабушка (или даже мама) могли бы посоревноваться с ним в каких-то вопросах? На постсоветском пространстве до сих пор в некоторых семьях существует традиция консервировать на зиму овощи. Наверняка, вы сейчас вспомнили хруст солёного огурчика или сочный помидор из банки.
Возможно, ваша бабушка и не знает всех биохимических терминов, руководствуясь многолетним опытом в приготовлении блюд, но именно биохимией объясняется потрясающий вкус её кулинарных шедевров. В процессе консервации основная роль принадлежит ферментам: бабушка умело запускает процесс их работы и создаёт подходящие условия, дальше дело только за ними. За счёт ферментации продукт приобретает определённую консистенцию, текстуру, вкусовые свойства и переходит в легкоусвояемую форму. Мы не знаем, сможет ли ваш главный семейный биохимик объяснить, что такое pH среды, но, мы уверены, она точно знает, как повлияет на финальный результат температура во время приготовления, влажность и время консервации, что делать, чтобы крышки не вздулись, а банки не взорвались, а её родные не умерли от ботулизма. Подумайте об этом, когда в следующий раз будете есть солёные огурчики из бабушкиного шкафа.
Изменчивое отражение
Биохимия объясняет и то, почему наше отражение терпит естественные изменения на протяжение всей жизни. Если вам 15, 25 или 30 лет, скорее всего, эти изменения не слишком очевидны. Но со временем у всех людей появляются морщины, а кожа становится менее упругой, на чём активно спекулируют производители всевозможных кремов и сывороток.
Для объяснения процессов старения мы можем применить термин «тургор» — напряжённое состояние оболочек живых клеток. Тургорное давление обязано своим возникновением осмосу — проникновению жидкостей в эти самые живые клетки. В результате цитоплазма заполняет их до самой клеточной стенки, почему вода не может больше заполнять эти крошечные сосуды: в них уже нет места. По мере старения тургор снижается, а следовательно, клетки слабее насыщаются водой и постепенно увядают.
Вполне возможно, вы никогда не свяжете свою профессиональную карьеру с медициной, фармакологией или генной инженерией. Но это не делает биохимические знания, которые школьники получают в старших классах, ненужными лично для вас. С их помощью вы можете понять лучше даже самые элементарные бытовые процессы. Например, вы сможете лучше разбираться в приготовлении пищи, в том, как она влияет на ваш организм, лучше освоите фазы, через которые проходит ваш организм, тело в целом. А современному человеку без этих знаний обойтись очень трудно, согласитесь.