Χημεία Γ' Γυμνασίου - Βιβλίο Μαθητή (Εμπλουτισμένο)
3.H αιθανόλη Λεξιλόγιο Επιστροφή στην αρχική σελίδα του μαθήματος

4. Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

Τροφές ονομάζονται τα προϊόντα που προέρχονται από τα φυτά ή τα ζώα και τα οποία προσλαμβάνει ο άνθρωπος, για να πάρει θρεπτικά συστατικά.

Η έκφραση «το αυτοκίνητό μου τρώει πολλή βενζίνη» δείχνει μια πραγματικότητα. Οι υδρογονάνθρακες είναι αποθήκες ενέργειας τις οποίες καίει το αυτοκίνητο, για να λειτουργήσει. Σε ορισμένες χώρες, όπως η Βραζιλία, ως αποθήκες ενέργειας στα αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται και οι αλκοόλες. Όπως τα αυτοκίνητα έτσι και οι ζωντανοί οργανισμοί καίνε άλλες αποθήκες ενέργειας που τις βρίσκουν στις τροφές. Οι αποθήκες αυτές είναι οργανικές ενώσεις που «καίνε» οι οργανισμοί.

εικόνα

Έννοιες κλειδιά: αμινοξέα • άμυλο • γλυκόζη • έλαια • κυτταρίνη

• λίπη • πρωτεΐνες • υδατάνθρακες • φωτοσύνθεση

Όταν θα έχετε μελετήσει την ενότητα αυτή, θα μπορείτε:

  1. Να διαπιστώνετε πειραματικά την ύπαρξη του άνθρακα σε ορισμένες οργανικές ουσίες.
  2. Να αναφέρετε τους σημαντικότερους υδατάνθρακες.
  3. Να αναφέρετε ποιες ουσίες ονομάζονται πρωτεΐνες.
  4. Να αναφέρετε τις κυριότερες βρώσιμες λιπαρές ουσίες και τη βιολογική αξία τους.
  5. Να εκτιμάτε το ρόλο των υδατανθράκων, των πρωτεϊνών και των λιπών στους οργανισμούς.
  6. Να συμπεραίνετε ότι ο άνθρακας είναι ένα από τα απαραίτητα στοιχεία της ζώσας ύλης.
  7. Να συνδέετε τα κύρια στάδια του κύκλου του άνθρακα με διαδικασίες ανοικοδόμησης, αποικοδόμησης και ανταλλαγής ενέργειας.

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

4.1 Γενικά

ΠΕΙΡΑΜΑ επίδειξης Διαπιστώνουμε πειραματικά την ύπαρξη του άνθρακα στη ζάχαρη.

  1. εικόναΣε μια ύαλο ωρολογίου βάζουμε μια μικρή ποσότητα, περίπου 5 γραμμάρια, ζάχαρης.
  2. Με ένα σταγονόμετρο ρίχνουμε πάνω στη ζάχαρη 3-4 σταγόνες πυκνού θειικού οξέος, το οποίο είναι αφυδατικό και δεσμεύει το νερό.

    Τι χρώμα απέκτησε η ζάχαρη στο σημείο που έπεσαν οι σταγόνες του θειικού οξέος;

    Να συγκρίνετε το χρώμα που απέκτησε η ζάχαρη στην περιοχή που έπεσαν οι σταγόνες του πυκνού θειικού οξέος με το χρώμα του κάρβουνου.

H ζάχαρη όταν πάνω της πέφτει θειικό οξύ απανθρακώνεται, δηλαδή γίνεται άνθρακας που έχει μαύρο χρώμα. Eπομένως, η ζάχαρη περιέχει άνθρακα και ανήκει στις οργανικές ενώσεις. Η ζάχαρη ανήκει επίσης στη μεγάλη κατηγορία των θρεπτικών συστατικών.

Θρεπτικά συστατικά ονομάζονται οι ουσίες που περιέχονται στις τροφές και είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη και συντήρηση του οργανισμού.

Τα θρεπτικά συστατικά:

  • παρέχουν στον οργανισμό την απαιτούμενη ενέργεια για τη συντήρησή του,
  • παρέχουν τις πρώτες ύλες από τις οποίες σχηματίζονται τα δομικά συστατικά των ιστών του οργανισμού και
  • ρυθμίζουν τη λειτουργία του μεταβολικού ρυθμού, δηλαδή των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται στα κύτταρα.

Τα θρεπτικά συστατικά ταξινομούνται σε μακροθρεπτικά που προσφέρουν ενέργεια στον οργανισμό και σε μικροθρεπτικά που χωρίς να προσφέρουν ενέργεια βοηθούν τη λειτουργία του. Η ταξινόμηση αυτή φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

Πίνακας 6: Θρεπτικά συστατικά
μακροθρεπτικά παρεχόμενη ενέργεια/g θερμίδα μικροθρεπτικά
υδατάνθρακες (4 kcal/g) μεγάλη θερμίδα ή kcal είναι μία μονάδα ενέργειας με την οποία μετριέται η ενεργειακή αξία ενός τροφίμου 1kcal = 4,184 kJ βιταμίνες
πρωτεΐνες (4 kcal/g) βιταμίνες
λίπη και έλαια (9 kcal/g) νερό

Διατροφή και άσκηση

4.2 Yδατάνθρακες ή σάκχαρα

Η ζάχαρη (C12H22O11) ανήκει σε μια μεγάλη κατηγορία οργανικών ενώσεων, τους υδατάνθρακες. Οι υδατάνθρακες, περιέχουν άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο και είναι η πιο διαδεδομένη κατηγορία θρεπτικών συστατικών. Στο μοριακό τύπο της ζάχαρης η αναλο-

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

γία ατόμων υδρογόνου και ατόμων οξυγόνου είναι 2/1, δηλαδή ίδια με αυτή που συναντάμε στο μόριο του νερού (Η2Ο).

Η ονομασία υδατάνθρακες για τις ενώσεις αυτές προέκυψε από τη σύνθεση των λέξεων ύδωρ + άνθρακας, γιατί πολλές από αυτές περιέχουν τα άτομα Η και Ο σε αναλογία 2/1 αντίστοιχα. Οι υδατάνθρακες είναι το καύσιμο των ζώντων οργανισμών.

Οι υδατάνθρακες ταξινομούνται σε δύο κατηγορίες:

  • Τα απλά σάκχαρα ή μονοσακχαρίτες, όπως για παράδειγμα η γλυκόζη και η εικόναφρουκτόζη με ίδιο μοριακό τύπο C6H12O6. Η γλυκόζη, που ονομάζεται και σταφυλοσάκχαρο, είναι το πιο διαδεδομένο σάκχαρο. Βρίσκεται στα σταφύλια, στο μέλι και σε άλλους ώριμους καρπούς. Συντίθεται στα πράσινα μέρη των φυτών και κυρίως στα φύλλα κατά τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης. Φωτοσύνθεση

Η φωτοσύνθεση είναι ένα εξαιρετικά πολύπλοκο φαινόμενο που αποδίδεται συνοπτικά από τη χημική εξίσωση:

εικόνα

 

Κατά τη φωτοσύνθεση, η ηλιακή ενέργεια αποθηκεύεται με τη μορφή χημικής ενέργειας στα μόρια της γλυκόζης και χρησιμοποιείται από τους ζωικούς οργανισμούς, όταν οι υδατάνθρακες καταναλωθούν ως τροφή. Η γλυκόζη είναι πολύ σημαντική για τους οργανισμούς, γιατί ρυθμίζει το μεταβολισμό, είναι πηγή ενέργειας για τον εγκέφαλο και ρυθμιστικός παράγοντας για την αρτηριακή πίεση. Αποτελεί συστατικό του αίματος σε περιεκτικότητα 75-110 mg/100mL, που αυξάνεται σε παθολογικές καταστάσεις (σακχαρώδης διαβήτης).

  • Τους σύνθετους υδατάνθρακες, οι οποίοι διακρίνονται σε:

1. ολιγοσακχαρίτες ή σακχαροειδείς, που προκύπτουν από συνένωση μικρού αριθμού μορίων απλών σακχάρων με ταυτόχρονη αποβολή μορίων νερού και έχουν γλυκιά γεύση, όπως το καλαμοσάκχαρο ή σακχαρόζη που είναι η κοινή ζάχαρη, η μαλτόζη και η λακτόζη, με ίδιο μοριακό τύπο C12H22O11.

 

C6H12O6 + C6H12O6→C12H22O11 + Η2Ο

γλυκόζη + φρουκτόζη → σακχαρόζη + νερό

 

Πίνακας 7: Xαρακτηριστικοί ολιγοσακχαρίτες
όνομα ολιγοσακχαρίτη μονοσακχαρίτες από τους οποίους προέρχεται πού βρίσκεται
σακχαρόζη ή ζάχαρη γλυκόζη + φρουκτόζη σακχαρότευτλα, σακχαροκάλαμο
μαλτόζη γλυκόζη + γλυκόζη κριθάρι ζυθοποιίας
λακτόζη γλυκόζη + γαλακτόζη γάλα θηλαστικών και ανθρώπου

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

 

Σακχαροκάλαμα και σακχαρότευτλο
Σακχαροκάλαμα και σακχαρότευτλο

Το καλαμοσάκχαροΕλληνική Βιομηχανία Ζάχαρης είναι ο πιο γνωστός δισακχαρίτης, γνωστός και ως σακχαρόζη ή ζάχαρη. Σχηματίζεται στους χλωροπλάστες και από εκεί μεταφέρεται στα διάφορα όργανα και τους ιστούς, όπου μεταβολίζεται. Ως αποταμιευτική ουσία βρίσκεται στο βλαστό του σακχαροκάλαμου που καλλιεργείται στην τροπική και υποτροπική ζώνη και στη ρίζα των σακχαρότευτλων που καλλιεργούνται στην εύκρατη ζώνη. Η ζάχαρη αποτελεί πηγή ενέργειας για τον άνθρωπο, στον οργανισμό του οποίου διασπάται αρχικά σε γλυκόζη και φρουκτόζη. H μεγάλη όμως κατανάλωση ζάχαρης οδηγεί στην παχυσαρκία.

2. πολυσακχαρίτες ή μη σακχαροειδείς, που προκύπτουν από συνένωση μεγάλου αριθμού μορίων απλών σακχάρων, συνήθως γλυκόζης, με ταυτόχρονη αποβολή μορίων νερού και δεν έχουν γλυκιά γεύση. Οι σημαντικότεροι πολυσακχαρίτες είναι το άμυλο, η κυτταρίνη και το γλυκογόνο με κοινό μοριακό τύπο (C6H10O5)v. Οι ενώσεις αυτές είναι αποτέλεσμα πολυμερισμού που γίνεται από την ίδια τη φύση και χαρακτηρίζονται ως φυσικά πολυμερή.

 

γλυκόζη + γλυκόζη + … + γλυκόζη άμυλο (ή κυτταρίνη ή γλυκογόνο) + νερό

 

εικόναεικόναΤο άμυλο αποτελεί τη μορφή με την οποία αποθηκεύεται η γλυκόζη στους φυτικούς οργανισμούς. Χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη του φυτού και αποθηκεύεται στα φυτικά κύτταρα με τη μορφή των αμυλόκοκκων. Τροφές πλούσιες σε άμυλο είναι οι πατάτες, τα δημητριακά, το ρύζι και τα όσπρια. Στον ανθρώπινο οργανισμό, η διάσπαση του αμύλου αρχίζει στη στοματική κοιλότητα, όπου με τη βοήθεια του ενζύμου πτυελίνη, που υπάρχει στο σάλιο, διασπάται και μετατρέπεται σε μαλτόζη, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε γλυκόζη με τη βοήθεια του ενζύμου μαλτάση που υπάρχει στο έντερο. Οι άνθρωποι καλύπτουν το 50 – 80% των ενεργειακών τους αναγκών με αμυλούχες τροφές.

Το γλυκογόνο είναι υδατάνθρακας ζωικής προέλευσης και αποτελεί τη μορφή με την οποία αποθηκεύεται η γλυκόζη στους ζωικούς οργανισμούς. Το γλυκογόνο είναι για τους ζωικούς οργανισμούς το αντίστοιχο του αμύλου των φυτικών οργανισμών, γι' αυτό και χαρακτηρίζεται ως «ζωικό άμυλο». Βρίσκεται στο συκώτι και στους μυς. Το γλυκογόνο

Η κυτταρίνη αποτελεί το κύριο συστατικό των κυτταρικών τοιχωμάτων των φυτικών κυττάρων και είναι η πιο διαδεδομένη οργανική ένωση στη φύση. Πολλά από τα παράγωγα της κυτταρίνης, όπως το χαρτί, το τεχνητό μετάξι (ρεγιόν), το σελοφάν που χρησιμοποιείται στη συσκευασία τροφίμων, η νιτροκυτταρίνη που χρησιμοποιείται ως εκρηκτικό, έχουν τεράστια βιομηχανική αξία. Η κυτταρίνη δεν έχει θρεπτική αξία για τον άνθρωπο και για πολλά ζώα, εκτός από τα μηρυκαστικά, γιατί ο οργανισμός τους δε διαθέτει τα κατάλληλα ένζυμα για τη διάσπασή της. Είναι όμως απαραίτητη ουσία για την καλή λειτουργία του εντέρου.

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

4.3 Πρωτεΐνες

Ο όρος πρωτεΐνη προέρχεται από τη λέξη πρώτος, για να τονιστεί ο πρωτεύων ρόλος της ως συστατικό του πρωτοπλάσματος των ζωικών και φυτικών κυττάρων. Οι πρωτεΐνες είναι μεγαλομοριακές ενώσεις που αποτελούν απαραίτητο συστατικό όλων των έμβιων οργανισμών.

Σύσταση και σύνθεση των πρωτεϊνών

πρωτεΐνη πρόσθετο στοιχείο

αιμοσφαιρίνη

σίδηρος (Fe)

καζεΐνη

φωσφόρος (P)

Οι πρωτεΐνες περιέχουν απαραίτητα τα στοιχεία άνθρακα (C), οξυγόνο (O), υδρογόνο (H), άζωτο (N) και σπανιότερα θείο (S), φωσφόρο (P), σίδηρο (Fe), χαλκό (Cu), μαγνήσιο (Mg), ψευδάργυρο (Zn) και ιώδιο (I). Δομική μονάδα όλων των πρωτεϊνών είναι τα αμινοξέα. Η κάθε πρωτεΐνη προκύπτει από τη συνένωση πολλών μορίων αμινοξέων τα οποία συνδέονται με έναν ειδικό δεσμό, τον πεπτιδικό.

Τα αμινοξέα είναι οργανικές ενώσεις με κοινά χαρακτηριστικά την καρβοξυλομάδα (-COOH) και την αμινομάδα –ΝH2.

Σε κάθε πρωτεΐνη η σύνδεση αυτή γίνεται με μια καθορισμένη και μοναδική αλληλουχία. Στο σχηματισμό των πρωτεϊνών συνήθως μετέχουν 20 αμινοξέα, εκ των οποίων τα 10 δεν μπορεί να συνθέσει ο οργανισμός και ονομάζονται απαραίτητα αμινοξέα. Ορισμένες τροφές που περιέχουν πρωτεΐνες, όπως το γάλα και τα προϊόντα του, το κρέας, τα αυγά, τα ψάρια, έχουν υψηλή βιολογική αξία, γιατί παρέχουν στον οργανισμό τα απαραίτητα αμινοξέα.

Η επαρκής πρόσληψη πρωτεϊνών από τον οργανισμό σε καθημερινή βάση είναι αναγκαία για:

  • την ανάπτυξή του
Πίνακας 8: Aμινοξέα
αλανίνη γλουταμινικό οξύ

βαλίνη

γλουταμίνη

λευκίνη

αργινίνη

ισολευκίνη

λυσίνη

σερίνη

ιστιδίνη

θρεονίνη

φαινυλαλανίνη

κυστεΐνη

τυροσίνη

μεθειονίνη

τρυπτοφάνη

ασπαραγινικό οξύ

προλίνη

γλυκίνη

ασπαραγίνη

  • τη συντήρησή του και την αντικατάσταση των πρωτεϊνών που χάνονται από τους ιστούς με τα βιολογικά υγρά,
  • την παραγωγή ενέργειας έμμεσα, όταν η πρωτεΐνη χρησιμοποιείται για την παραγωγή γλυκόζης, σε περιπτώσεις έντονης μυϊκής άσκησης,
  • τη σύνθεση ενζύμων, δηλαδή βιοκαταλυτών, ορμονών, όπως η αδρεναλίνη, καθώς και μορίων που μεταφέρουν άλλες ουσίες,
  • την παραγωγή αντισωμάτων, δηλαδή ειδικών πρωτεϊνών, που αντιστέκονται σε ουσίες-εισβολείς στον οργανισμό που τον κάνουν να νοσεί.

 

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

4.4 Λίπη και έλαιαΣΕΒΙΤΕΛ

εικόναΤα λίπη και τα έλαια είναι βασική κατηγορία θρεπτικών υλών και αποτελούν σημαντική πηγή ενέργειας. Ανήκουν στην ομάδα των φυσικών υλών που ονομάζονται λιπίδια. Από χημική άποψη, τόσο τα λίπη όσο και τα έλαια είναι μείγματα ενώσεων (εστέρων) που προκύπτουν από την αντίδραση οργανικών οξέων με γλυκερίνη. Οι ενώσεις αυτές ονομάζονται γλυκερίδια.

 

Λίπη ονομάζονται τα μείγματα γλυκεριδίων που είναι στερεά σε συνήθεις θερμοκρασίες και έλαια αυτά που είναι υγρά. εικόνα

Σε ό,τι αφορά την προέλευσή τους διακρίνονται σε:

  • ζωικά λίπη και έλαια
  • φυτικά λίπη και έλαια

Τα λίπη και τα έλαια έχουν μεγάλη βιολογική αξία, γιατί:

α. εξασφαλίζουν σημαντικό μέρος της απαιτούμενης ενέργειας. Κατά το μεταβολισμό, 1 g λίπους αποδίδει 9 kcal, ενώ 1 g υδατάνθρακα ή πρωτεΐνης αποδίδει 4 kcal,

β. εξασφαλίζουν τα απαραίτητα λιπαρά οξέα, που δεν μπορεί να συνθέσει ο οργανισμός,

γ. μεταφέρουν τις απαραίτητες λιποδιαλυτές βιταμίνες A, D, E, K,

δ. εμποδίζουν την απώλεια θερμότητας από το σώμα και έτσι συμβάλλουν στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σε φυσιολογικά επίπεδα.

 

 

4.5 Ο κύκλος του άνθρακα στη φύση Ο κύκλος του άνθρακα

Τα άτομα άνθρακα στη φύση έχουν ήδη ηλικία πάνω από ένα δισεκατομμύριο χρόνια και εικόνα«προσβλέπουν» σε ένα μέλλον που εμείς οι άνθρωποι δεν μπορούμε να φανταστούμε ότι θα υπάρχει. Αυτή η συνέχεια της ύλης διασφαλίζεται με τη συνεχή μετατροπή σε διαφορετικές μορφές και περιγράφεται στο σκίτσο της επόμενης σελίδας, το οποίο απεικονίζει τον κύκλο του άνθρακα στη φύση.

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

εικόνα

Συμβολίζονται: με κόκκινα βέλη → οι καύσεις • με πράσινα βέλη → η φωτοσύνθεση • με γκρι βέλη → τα προϊόντα οργανικής αποσύνθεσης • με μπλε βέλη → άλλες ανταλλαγές (διάλυση, πυρόλυση)

 

Ο άνθρακας μεταφέρεται συνεχώς από την ατμόσφαιρα στο έδαφος και τους ωκεανούς της Γης και αντίστροφα. Ορισμένα φυτά πεθαίνουν και αποσυντίθενται ελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα, την ίδια στιγμή που ορισμένα άλλα μπαίνοντας στην τροφική αλυσίδα μετατρέπονται σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό και άλλα απλά μόρια. Το διοξείδιο του άνθρακα εκλύεται από τους κρατήρες ηφαιστείων, τη διάσπαση ασβεστολιθικών πετρωμάτων, τους ωκεανούς και την αναπνοή ζώων και ανθρώπων. Μεγάλες ποσότητές του παράγονται από τη χρήση ορυκτών καυσίμων για κίνηση, θέρμανση και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και από τις πυρκαγιές σε δασικές εκτάσεις.

Η συνεισφορά της ανθρώπινης δραστηριότητας στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα.

εικόναΚάθε χρόνο απομακρύνονται από την ατμόσφαιρα περίπου 200 δισεκατομμύρια τόνοι άνθρακα ως διοξείδιο του άνθρακα. Από αυτούς 110 δισεκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα αποθηκεύονται στον ιστό των φυτών με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και 93 δισεκατομμύρια τόνοι διαλύονται στους ωκεανούς και χρησιμοποιούνται σε χημικές και βιολογικές διεργασίες από το πλαγκτόν. Στους ωκεανούς συσσωρεύεται κυρίως στα όστρακα και τα κοράλλια και από κει με αργές διαδικασίες βρίσκει το δρόμο του πάλι για τη στεριά με τη μορφή ασβεστολιθικών και άλλων πετρωμάτων. Οι κυκλικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα έχουν ως αποτέλεσμα να αποκαθίσταται μια αξιοθαύμαστη δυναμική ισορροπία, κατά την οποία καταναλώνεται σχεδόν όσο διοξείδιο του άνθρακα παράγεται.

Ο κύκλος του άνθρακα είναι η κυκλική διαδικασία με την οποία ο άνθρακας

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

 

εικόνακαι οι ενώσεις του ανακυκλώνονται μεταξύ του φυτικού, ζωικού βασιλείου και ανόργανου κόσμου.

Τα τελευταία χρόνια η ανθρώπινη δραστηριότητα αυξάνει την ποσότητα του CO2 κατά 3 δισεκατομμύρια τόνους κάθε χρόνο, με αποτέλεσμα τη διατάραξη της περιβαλλοντικής ισορροπίας και την εμφάνιση προβλημάτων, όπως το λιώσιμο των πάγων στους πόλους και την ερημοποίηση, εξαιτίας του φαινομένου του θερμοκηπίου.

http://www.cotf.edu/ete/modules/carbon/efcarbon.html

http://earthobservatory.nasa.gov/Library/CarbonCycle/

 

O άνθρακας, είναι αλήθεια, είναι ένα στοιχείο μοναδικό. Eίναι το μοναδικό που ξέρει να δένεται με τον εαυτό του σε μακριές στέρεες αλυσίδες χωρίς μεγάλη σπατάλη ενέργειας και στη ζωή επί της Γης (τη μόνη που γνωρίζουμε μέχρι τώρα) τέτοιες αλυσίδες είναι απαραίτητες. Γι’ αυτό ο άνθρακας είναι το στοιχείο-κλειδί των ζώντων όντων.
Όμως η προαγωγή του, η είσοδός του στον οργανικό κόσμο, δεν είναι εύκολη και πρέπει να ακολουθήσει μια υποχρεωτική και μπερδεμένη πορεία που διαλευκάνθηκε μόνο τα τελευταία χρόνια (και πάλι όχι τελείως). Aν η οργανικοποίηση του άνθρακα δε λάμβανε χώρα καθημερινά γύρω μας (σε ποσότητες δισεκατομμυρίων τόνων κάθε εβδομάδα), οπουδήποτε υπάρχει το πράσινο χρώμα ενός φύλλου, τότε θα της δίναμε τελείως δικαιωματικά το όνομα του θαύματος.

ΠPIMO ΛEBI, «Tο περιοδικό σύστημα», EIKOΣTOΣ AIΩNAΣ, EKΔOΣEIΣ KAΣTANIΩTHΣ

 

Ερωτήσεις

 

 

EPΩTHΣEIΣ – AΣKHΣEIΣ
ΣΤΟΧΟΙ

1

 

 

2

3

5

 

 

4

4,5

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

6

 

7

 

7

  1. H ζάχαρη ανήκει στις οργανικές ενώσεις. Nα περιγράψετε μια πειραματική μέθοδο η οποία να αποδεικνύει ότι η ζάχαρη περιέχει άνθρακα..
  2. α. Σε ποιες μεγάλες ομάδες διακρίνονται οι υδατάνθρακες;
    β. Nα αναφέρετε τους υδατάνθρακες που ανήκουν σε καθεμιά από τις παραπάνω ομάδες και αναφέρονται στο βιβλίο σας.
  3. Ποιες είναι οι δομικές μονάδες των πρωτεϊνών;
  4. Ποια είναι η βιολογική αξία των πρωτεϊνών για τον ανθρώπινο οργανισμό;
  5. α. Ποιες είναι οι κυριότερες λιπαρές ουσίες;
    β. Ποιες λιπαρές ουσίες χαρακτηρίζονται ως λίπη και ποιες ως έλαια;
    γ. Nα αναφέρετε ορισμένα είδη λιπών και ελαίων.
  6. Ποια είναι η βιολογική αξία των λιπαρών ουσιών για τον ανθρώπινο οργανισμό;
  7. Σε 100 mL φρέσκου γάλακτος (πλήρους) περιέχονται 3,2 g πρωτεϊνών, 4,6 g υδατανθράκων και 3,5 g λιπαρών. Πόση ενέργεια εξασφαλίζετε, αν πιείτε ένα ποτήρι φρέσκο γάλα; Περιεχόμενο ποτηριού 200 mL.
  1. Nα αντιστοιχίσετε τις ουσίες της στήλης I με τα στοιχεία των στηλών II και III

Στήλη I

Στήλη II

Στήλη III

Λιπαρή ουσία

Eίδος λιπαρής ουσίας

Προέλευση

• ελαιόλαδο

• ζωική

• σογιέλαιο

• λίπος

• βούτυρο

• μουρουνέλαιο

• βούτυρο του κακάο

• έλαιο

• ηλιέλαιο

• φυτική

 

  1. Tι εννοούμε με την έκφραση «κύκλος του άνθρακα»;
  2. α. Tι ονομάζεται φωτοσύνθεση;
    β. Ποιος ο ρόλος της φωτοσύνθεσης στον «κύκλο του άνθρακα»;
  3. Nα αναφέρετε τους δύο σημαντικότερους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας που συμβάλλουν στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα.

 

Με λίγα λόγια

εικόναΣτην ενότητα αυτή μελετήσαμε χημικές ενώσεις του άνθρακα, δηλαδή οργανικές ενώσεις οι οποίες είναι σημαντικές για το βιοτικό επίπεδο των ανθρώπων, την ενεργειακή αγορά, τη βιομηχανία και την οικονομία, αλλά και την ίδια τη ζωή.

  • Οι υδρογονάνθρακες είναι οι απλούστερες οργανικές ενώσεις. Αποτελούνται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο και είναι συστατικά του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. Οι υδρογονάνθρακες με βάση τη δομή της αλυσίδας τους διακρίνονται σε άκυκλους και κυκλικούς και με βάση το είδος των δεσμών μεταξύ των ανθράκων σε κορεσμένους και ακόρεστους. Καίγονται με το οξυγόνο του αέρα προς CO2 και Η2Ο, όταν η καύση είναι τέλεια και προς CO ή αιθάλη και Η2Ο όταν είναι ατελής.
  • Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο σχηματίστηκαν στο υπέδαφος της Γης από την αποικοδόμηση οργανικών υλών που εγκλωβίστηκαν σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων. Το πετρέλαιο που αντλείται με τις γεωτρήσεις ονομάζεται αργό πετρέλαιο και μεταφέρεται στα διυλιστήρια, όπου υφίσταται αποθείωση και κλασματική απόσταξη. Τα κλάσματα του πετρελαίου χρησιμοποιούνται ως καύσιμα θέρμανσης και κίνησης, αλλά και ως πολύτιμη πρώτη ύλη για την πετροχημική βιομηχανία. Το φυσικό αέριο είναι μείγμα αέριων υδρογονανθράκων με λίγα άτομα άνθρακα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο αντί του πετρελαίου διασφαλίζοντας εξοικονόμηση ενέργειας, μείωση της εξάρτησης από το πετρέλαιο και καθαρότερο περιβάλλον. Σημαντικά προϊόντα της πετροχημικής βιομηχανίας είναι τα συνθετικά πολυμερή τα οποία προκύπτουν από τη συνένωση μεγάλου αριθμού μορίων ίδιων ή διαφορετικών οργανικών μορίων, που ονομάζονται μονομερή.
  • Η αιθυλική αλκοόλη ή αιθανόλη ή οινόπνευμα (CH3CH2OH ) παράγεται από την αλκοολική ζύμωση της γλυκόζης με τη βοήθεια ενζύμων που ονομάζονται ζυμάσες και είναι το κύριο συστατικό των αλκοολούχων ποτών.

Ζυμώσεις ονομάζονται οι αντιδράσεις μετατροπής οργανικών ουσιών σε άλλες απλούστερες με τη βοήθεια ενζύμων, δηλαδή βιοκαταλυτών.

  • Ο άνθρακας είναι το κύριο συστατικό των ενώσεων της ζωής, δηλαδή των υδατανθράκων, των πρωτεϊνών, των λιπών και των ελαίων που είναι τα θρεπτικά συστατικά.

Οι υδατάνθρακες ή σάκχαρα διακρίνονται σε μονοσακχαρίτες, όπως η γλυκόζη που στα φυτά παράγεται κατά τη φωτοσύνθεση, και σε σύνθετους υδατάνθρακες, όπως ο δισακχαρίτης καλαμοσάκχαρο ή σακχαρόζη, και οι πολυσακχαρίτες άμυλο, γλυκογόνο και κυτταρίνη. Οι πρωτεΐνες είναι τα πολυμερή των αμινοξέων και αποτελούν το πρωτεύον συστατικό όλων των έμβιων οργανισμών. Τα λίπη και τα έλαια είναι σημαντική πηγή ενέργειας για τους οργανισμούς, τους εξασφαλίζουν τα απαραίτητα λιπαρά οξέα, μεταφέρουν τις λιποδιαλυτές βιταμίνες και συμβάλλουν στη διατήρηση της θερμοκρασίας τους.

Ο άνθρακας στη φύση βρίσκεται σε μια συνεχή ανακύκλωση, μέσω των ενώσεών του, μεταξύ του φυτικού, ζωικού και ανόργανου βασιλείου (κύκλος του άνθρακα).

 

Aπαντήσεις στις ασκήσεις της ενότητας 3:

H Xημεία του άνθρακα

Oι υδρογονάνθρακες

γραμμή όλα τα ονόματα έχουν ως πρώτο συνθετικό προπ- και ως κατάληξη -ιο. Και στις 2 γραμμές διαφέρουν στο 2ο συνθετικό του ονόματος.

1γ. Οργανικές ενώσεις είναι: i, ii, iii, iv Yδρογονάνθρακες είναι: ii, iii γιατί αποτελούνται μόνο από C,H.

3δ. Αυξάνεται όσο αυξάνεται ο αριθμός ατόμων άνθρακα.

αιθάνιο

κορεσμένος

αιθένιο ακόρεστος

αιθίνιο ακόρεστος

προπάνιο

κορεσμένος

προπένιο

ακόρεστος

προπίνιο

ακόρεστος

μεθάνιο

κορεσμένος

H αιθανόλη

2. ένζυμα, ταχύτητα

4. οξυγόνο, διοξείδιο, άνθρακα, 3,2, CO2, 3, Η2Ο

5. Αυτός που πίνει μπύρα καταναλώνει 50mL αιθανόλης, ενώ αυτός που πίνει κρασί 36 mL.

3β. Στη 2η στήλη: CvH2v

Yδατάνθρακες-Πρωτεΐνες-Λίπη

3γ. Στην 1η γραμμή όλα τα ονόματα έχουν ως πρώτο συνθετικό αιθ- και ως κατάληξη -ιο.Στη 2η

7. 125,4 kcal