Białka, tłuszcze i cukry należą do substancji chemicznych, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu. Pełnią one różne funkcje, m.in. budulcową, energetyczną, transportową, regulującą i ochronną. Substancje te są dostarczane wraz z pożywieniem, dlatego ważne jest, by nasza dieta była bogata w różnorodne składniki.

R1LguEGpl85vo1

Substancje o znaczeniu biologicznym, ich funkcje oraz źródła występowania — Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

iFuQ4whMKJ_d5e298

1. Co powinniśmy wiedzieć o tłuszczach?

Tłuszcze to estry glicerolu i wyższych kwasów karboksylowych. W warunkach laboratoryjnych można je otrzymać w wyniku reakcji estryfikacji glicerolu i kwasów tłuszczowych, m.in. kwasów: palmitynowego, stearynowego i oleinowego. Tłuszcze dostarczamy naszemu organizmowi w pożywieniu. Mogą to być substancje pochodzenia zwierzęcego lub roślinnego. Są nierozpuszczalne w wodzie, ale dobrze rozpuszczają się np. w benzynie.

Rd5sN3uSoSWhS1

Wzór grupowy tristearynianu glicerolu — Przykład tłuszczu

Podział tłuszczów
TŁUSZCZE	pochodzenia roślinnego	Pochodzenia zwierzęcego
stałe	masło orzechowe	masło
stałe	masło kokosowe	smalec
ciekłe	oliwa z oliwek	tran
	olej rzepakowy
	olej słonecznikowy
	olej sojowy

iFuQ4whMKJ_d5e337

2. Jak zbudowane są białka?

Białka to związki wielkocząsteczkowe zbudowane z reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami peptydowymi. Głównymi pierwiastkami wchodzącymi w skład białek są: węgiel, wodór, tlen i azot. Białka mogą również zawierać inne pierwiastki, m.in. siarkę, fosfor, rzadziej miedź, magnez i żelazo. Mają różne właściwości – zależne od budowy.

R1K4XOMTKWYH41

Fragment łańcucha białkowego — Źródło: Aleksandra Ryczkowska, licencja: CC BY 3.0.

Rvpjrsvzx2PYK1

Modele różnych struktur białek — Źródło: Opabinia regalis (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.

iFuQ4whMKJ_d5e377

3. Denaturacja a wysalanie białek

Białka ulegają koagulacji (wysalanie białka) pod wpływem m.in. chlorku sodu. Proces ten jest odwracalny, a struktura przestrzenna białka nie zostaje naruszona.

Denaturacja natomiast to proces nieodwracalny, w którym struktura przestrzenna białka zostaje zniszczona. Przypomnij sobie, jak różne czynniki wpływają na białko jaja kurzego.

R1MxFlIGg6G7b1

Źródło: Tomorrow Sp.z o.o., licencja: CC BY 3.0.

iFuQ4whMKJ_d5e418

4. Podział cukrów

Cukry (sacharydy) to związki chemiczne zbudowane z atomów węgla, wodoru i tlenu. Dzielimy je na cukry proste i złożone. Do cukrów prostych (monosacharydów) zaliczamy glukozę i fruktozę. Do cukrów złożonych należą dwucukry, m.in. sacharoza, laktoza (cukier mleczny) i maltoza (cukier słodowy). Skrobia, celuloza i glikogen to wielocukry zbudowane z wielu reszt cukrów prostych.

RifjVsXHvZkIr1

Podział cukrów — Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Ciekawostka

Wielocukrem o strukturze podobnej do struktury celulozy jest chityna. Buduje ona pancerze skorupiaków oraz występuje w ścianach komórkowych niektórych grzybów i bakterii.

iFuQ4whMKJ_d5e459

5. Cukry proste

Cukry proste to inaczej monosacharydy. Cechuje je dobra rozpuszczalność w wodzie. Cząsteczki cukrów prostych budują cukry złożone. Do tej grupy związków zaliczamy glukozę i fruktozę.

Rnj8q0XaJxRML1

Właściwości glukozy i fruktozy — Źródło: Dariusz Adryan, domeckopol (https://pixabay.com), Quique (https://pixabay.com/), Laborratte (https://pixabay.com/), PollyDot (https://pixabay.com/), licencja: CC BY 3.0.

iFuQ4whMKJ_d5e496

6. Cukry złożone

Cukry złożone to związki zbudowane z cukrów prostych. Należą do nich dwucukry (disacharydy) i wielocukry (polisacharydy). Dwucukry są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Tworzą je dwie połączone cząsteczki cukrów prostych. Wielocukry to związki organiczne zbudowane z wielu połączonych ze sobą cząsteczek cukrów prostych. Są one nierozpuszczalne w wodzie.

Właściwości cukrów złożonych
Cukier złożony	Sacharoza	Skrobia	Celuloza
wzór sumaryczny	$C_{12} H_{22} O_{11}$	$(C_{6} H_{10} O_{5})_{n}$	$(C_{6} H_{10} O_{5})_{n}$
występowanie	buraki cukrowe, trzcina cukrowa	ziemniaki, ziarna zbóż	drewno, bawełna
właściwości fizyczne	biała substancja stała o budowie krystalicznej	biała substancja stała o budowie ziarnistej	biała substancja stała o budowie włóknistej
	dobrze rozpuszcza się w wodzie	słabo rozpuszcza się w wodzie	nie rozpuszcza się w wodzie
	dobrze rozpuszcza się w wodzie	w gorącej wodzie tworzy roztwór koloidalny, tzw. kleik skrobiowy	nie rozpuszcza się w wodzie
właściwości chemiczne	słodki smak	nie ma smaku	nie ma smaku
	nie ma właściwości redukujących	nie ma właściwości redukujących	nie ma właściwości redukujących
	w podwyższonej temperaturze przekształca się w karmel	palna	palna

iFuQ4whMKJ_d5e624

7. Reakcje charakterystyczne

Reakcje charakterystyczne to reakcje, za pomocą których można zidentyfikować daną substancję lub grupę związków. Przypomnijmy, jakie reakcje poznaliśmy w przypadku substancji chemicznych o znaczeniu biologicznym.

Reakcje charakterystyczne
Reakcja	Biuretowa zobacz film	Ksantoproteinowa zobacz film	Próba Trommera zobacz film	Próba jodoskrobiowa zobacz film
Wykrywany związek/grupa związków	białka	białka	glukoza	skrobia
Odczynnik	$Cu {(OH)}_{2}$	${HNO}_{3}$	$Cu {(OH)}_{2}$ , temperatura	jodyna
Obserwacje	fioletowe zabarwienie	żółte zabarwienie	ceglastoczerwony osad	ciemnogranatowe zabarwienie

iFuQ4whMKJ_d5e722

Zadania

Pamiętam i rozumiem

Jak dzielimy tłuszcze? Podaj kryteria tych podziałów i wymień przykłady.
Co to są białka? Z jakich pierwiastków są zbudowane?
Jaka jest różnica między denaturacją a wysalaniem białka? Wymień czynniki, które powodują te procesy.
Jak dzielimy cukry? Podaj przykłady do każdego rodzaju cukrów.
Skrobia i celuloza – jakie są różnice i podobieństwa tych wielocukrów?
Wymień właściwości fizyczne i chemiczne glukozy.

Czytam i interpretuję

W tabeli poniżej przedstawiono etykietę gorzkiej czekolady. Przeanalizuj zawarte w niej dane i odpowiedz na pytania.
Wartości odżywcze
Wartości odżywcze
w 100 g
w porcji 20 g
Wartość energetyczna
2241 kJ/540 kcal
450 kJ/108 kcal
Białko
6,8 g
1,4 g
Węglowodany
37,8 g
7,6 g
Tłuszcze
37,9 g
7,6 g

Wartości odżywcze
Wartości odżywcze
Wartość energetyczna	2241 kJ/540 kcal	450 kJ/108 kcal
Białko	6,8 g	1,4 g
Węglowodany	37,8 g	7,6 g
Tłuszcze	37,9 g	7,6 g

Jakich substancji jest najwięcej w gorzkiej czekoladzie?
Jaka ilość węglowodanów znajduje się w 2 porcjach (40 g) czekolady?
Dzienne zapotrzebowanie na białko u dzieci wynosi ok. 65 g. Jaką część dziennego zapotrzebowania na białko pokrywa jedna porcja (20 g) czekolady?

Poniżej podano opisy kilku substancji o znaczeniu biologicznym. Jakie to substancje?

Substancja stała o słodkim smaku. Dobrze rozpuszcza się w wodzie. Jest produktem fotosyntezy.
Żółta substancja ciekła, nierozpuszczalna w wodzie. Jest pozyskiwana z nasion słonecznika. Dostarcza organizmowi energii.
Biała substancja stała o włóknistej budowie. Występuje m.in. w drewnie. Jest palna. Służy do produkcji materiałów wybuchowych.

Rozwiązuję problemy

Zaprojektuj doświadczenie pozwalające odróżnić glukozę od sacharozy. Zapisz przebieg doświadczenia, obserwacje i wnioski.
Roztwór glukozy ma zastosowanie w medycynie. Podaje się ją pacjentom drogą żylną w postaci tzw. kroplówki w przypadku np. zbyt niskiego poziomu glukozy we krwi. Stężenie procentowe takiego roztworu wynosi 5%. Oblicz, ile gramów glukozy dostanie się do organizmu po otrzymaniu 0,5 l takiej kroplówki. Do obliczeń przyjmij gęstość roztworu glukozy 1 g/cmIndeks górny 3.
Na stole kuchennym znajdują się następujące produkty spożywcze: ser biały, chleb, rzodkiewka, masło i płatki kukurydziane. Zastanów się i odpowiedz, w których produktach znajduje się skrobia. Zaprojektuj doświadczenie pozwalające potwierdzić twoje przypuszczenia.

iFuQ4whMKJ_d5e831

Projekt badawczy

Co się dzieje z warzywami podczas gotowania?
Autor/Nauczyciel	Tytuł projektu	Co się dzieje z warzywami podczas gotowania?
	Temat projektu
	Badana hipoteza	Wszystkie warzywa podczas gotowanie miękną
	Materiały źródłowe	strony internetowe, poradniki, czasopisma
Uczeń	Co dokładnie mam zamiar zrobić, by sprawdzić, czy hipoteza jest prawdziwa?	Ugotować w wodzie marchew i korzeń pietruszki.
		Wrzucić do gorącej wody groch i gotować.
		Zostawić groch na 24 godz. w zimnej wodzie, a później go ugotować.
	Co trzeba przygotować, by zweryfikować hipotezę?	warzywa: marchew, pietruszka, groch
	Co będę obserwować (mierzyć)?	twardość warzyw
	Czas trwania (ile czasu potrzeba, by wykonać projekt)	2 dni
	Wyniki (tabela, wykres, rysunek, fot.)
	Wniosek
	Refleksja (czego projekt mnie nauczył?)

iFuQ4whMKJ_d5e865

Test sprawdzający z działu X. Substancje chemiczne o znaczeniu biologicznym

Test sprawdzający

RtVHIiPe15DUY1

Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY 3.0.

Klucz testu

R1XDudP4kJozG1