ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Οι James Watson και Francis Crick δίπλα από το μοντέλο της διπλής έλικας του DNA που τους εξασφάλισε το Βραβείο Νόμπελ. 2015

2 2 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Λέξεις κλειδιά ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Άτομ ο... Πυρήνας... Ηλεκτρόνιο... Πρωτόνιο... Νετρόνιο... Νουκλεόνιο... Ιόν... Ανιόν... Κατιόν... Στοιχείο...

3 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 3 Μόριο... Χημ ική ένωση... Μοριακός τύπος... Συντακτικός τύπος... Ισότοπο στοιχείο... Χημ ικός δεσμ ός... Ιοντικός ή ετεροπολικός δεσμ ός... Ομ οιοπολικός δεσμ ός.... Δεσμ ός υδρογόνου...

4 4 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Σωστό Λάθος ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ 1. Ο δεσμ ός υδρογόνου αναπτύσσεται και μ εταξύ ατόμ ων του ίδιου μ ορίου. 2. Είναι δυνατή η δημ ιουργία δεσμ ού υδρογόνου μ εταξύ ΝΗ 3 και Η 2 Ο. 3. Η σειρά ισχύος των δεσμ ών ή δυνάμ εων είναι: ομ οιοπολικός> δεσμός υδρογόνου> ιοντικός> υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις. Ανοικτού τύπου 1. Το παρακάτω σχήμ α δείχνει τη διάταξη των ηλεκτρονίων σε ένα διατομ ικό μ όριο. Να απαντήσετε στα πιο κάτω: ( α ) Πρόκειται για στοιχείο ή ένωση;... ( β ) Πόσοι χημ ικοί δεσμ οί δημ ιουργούνται;... ( γ ) Τι είδους είναι οι δεσμ οί... ( δ ) Είναι κάποιοι από τους δεσμ ούς πολωμ ένοι; Πώς θα σχεδιάζατε ένα δεσμ ό υδρογόνου μ εταξύ ενός μ ορίου νερού και ενός μ ορίου αμμ ωνίας ( ΝΗ 3 );

5 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 5 Λέξεις κλειδιά ΝΕΡΟ Πολωμ ένος ομ οιοπολικός δεσμ ός... Πολικό μ όριο ( δίπολο)... Μη πολικό μ όριο... Ιονισμ ός... Αμφίδρομ η αντίδραση... ph... Οξύ..... Βάση..... Φυσική κατάσταση..... Συνοχή...

6 6 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Συνάφεια... Ειδική θερμ οχωρητικότητα... Επιφανειακή τάση... Θερμ ική διαστολή... Βιολογική σημ ασία... ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1 Χρησιμοποιώντας το σχολικό σας βιβλίο (σελίδες 11-14) καταγράψετε τις φυσικοχημικές ιδιότητες του νερού και σημειώστε ποιες από αυτές έχουν βιολογική σημασία. Φυσικοχημική ιδιότητα του νερού Βιολογική σημασία (ΝΑΙ ή ΟΧΙ)

7 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 7 Σωστό Λάθος 1. Το ph είναι 4 όταν [ ΟΗ ]= Ασκήσεις στο νερό 2. Το καθαρό νερό έχει μ εγαλύτερο ιξώδες από το αίμ α. 3. Για να αυξηθεί η θερμ οκρασία του νερού κατά 1 o C απαιτείται μεγάλο ποσό ενέργειας. 4. Η επιφανειακή τάση οφείλεται στις ελκτικές δυνάμ εις των μ ορίων των υγρών. 5. Το νερό έχει τη μ εγαλύτερη πυκνότητα στους 4 o C. Ανοικτού τύπου 1. Ποια η σημ ασία των δεσμ ών υδρογόνου στη φυσική κατάσταση του νερού; 2. Ποιες φυσικοχημ ικές ιδιότητες του νερού σχετίζονται μ ε τη διατήρηση σταθερής της θερμ οκρασίας του σώμ ατος στους ανώτερους οργανισμ ούς; 3. Η συνάφεια και η συνοχή είναι δύο από τις φυσικοχημ ικές ιδιότητες του νερού. Σε τι διαφέρουν;

8 8 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 4. ( α) Πού οφείλεται η μ εγάλη διαλυτική ικανότητα του νερού; ( β) Γιατί η ιδιότητα αυτή του νερού έχει μ εγάλη βιολογική σημ ασία; 5. Ποια είναι η βιολογική σημ ασία της μ εγάλης ειδικής θερμότητας εξαέρωσης του νερού στους ενδόθερμ ους οργανισμ ούς; 6. Να εξηγήσετε πώς η ανώμ αλη θερμ ική διαστολή του νερού συμβάλλει στη διατήρηση της υδρόβιας ζωής στον Βόρειο Παγωμ ένο Ωκεανό.

9 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 9 7. Πού οφείλεται το γεγονός ότι όταν βράζουμ ε νερό μ έσα σε μεταλλικό δοχείο, πρώτα θερμ αίνονται τα τοιχώμ ατα του δοχείου και μ ετά η μάζα του νερού; 8. Πού οφείλεται κυρίως το ότι αυξάνεται ελάχιστα η θερμ οκρασία του αέρα μ όλις αρχίζει να βρέχει ή να χιονίζει;

10 10 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Λέξεις κλειδιά ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Οργανική ουσία... Μακρομ όριο... Πολυμ ερές... Μονομ ερές..... Ένζυμ ο... Συμ πύκνωση... Υδρόλυση..... Πολυμερισμ ός... Όσον αφορά στο ρόλο και στη χρησιμ ότητά τους στους ζωντανούς οργανισμ ούς, οι οργανικές ενώσεις κατατάσσονται σε τρεις βασικές κατηγορίες: 1. Ενεργειακές που αποτελούν πηγές ενέργειας των κυττάρων. Κύριες ενεργειακές ΟΕ θεωρούνται οι Υδατάνθρακες, εφεδρικές τα λιπίδια και σε μ ικρότερο βαθμ ό οι πρωτεΐνες. 2. Δομικές που αποτελούν βασικά υλικά για την οικοδόμ ηση των κυττάρων και του σώμ ατος των οργανισμ ών. Κύριες δομ ικές ΟΕ θεωρούνται οι πρωτεΐνες, δευτερεύουσες τα λιπίδια και οι υδατάνθρακες. 3. Λειτουργικές που ασκούν έλεγχο σε όλες τις βιοχημ ικές διεργασίες που γίνονται στα κύτταρα. Κύριες λειτουργικές ΟΕ θεωρούνται οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊ νικά οξέα. Δ ευτερεύουσες τα λιπίδια.

11 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 11 Λέξεις κλειδιά ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ Σάκχαρο... Μονοσακχαρίτης ή απλό σάκχαρο... Πέντε παραδείγμ ατα μονοσακχαριτών Εξόζη... Τρία παραδείγμ ατα εξοζών Πεντόζη... Τρία παραδείγμ ατα πεντοζών Τριόζη... Δ ισακχαρίτης... Τρία παραδείγμ ατα δισακχαριτών

12 12 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Ολιγοσακχαρίτης... Πολυσακχαρίτης... Γράφω τέσσερα παραδείγμ ατα πολυσακχαριτών και τον βιολογικό ρόλο του καθενός Αντίδραση συμ πύκνωσης υδατανθράκων... Γλυκοσιδικός ή γλυκοζιδικός δεσμ ός... Αντίδραση υδρόλυσης υδατανθράκων... Αμ ινοσάκχαρο...

13 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 13 ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 2 1. Ποιο μ όριο απεικονίζεται στο πιο πάνω σχήμ α; 2. Εάν δύο τέτοια μ όρια ενωθούν μ αζί ποια δύο προϊόντα θα προκύψουν; 3. Πώς ονομ άζεται η βιοχημ ική αντίδραση της συνένωσης των δύο μ ορίων; 4. Πώς ονομ άζεται ο δεσμ ός μ εταξύ των δύο μ ορίων; 5. Πώς ονομ άζεται η βιοχημ ική διαδικασία κατά την οποία ενώνεται μ εγάλος αριθμ ός τέτοιων μ ορίων; 6. Αν πολλά τέτοια μ όρια ενωθούν, δώστε δύο ονομ ασίες μ ε τις οποίες θα μπορούσαμ ε να ονομάσουμ ε τα προϊόντα. 7. Τι θα μ πορούσε να αντιστρέψει τη διαδικασία που περιγράφεται στην ερώτηση 2;

14 14 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Πολλαπλής επιλογής Ασκήσεις στους υδατάνθρακες 1. Ποιο από τα παρακάτω είναι δισακχαρίτης; a. Γλυκόζη b. Γαλακτόζη c. Σακχαρόζη d. Άμυλο e. Χιτίνη 2. Όλα όσα αναφέρονται στην κυτταρίνη είναι ορθά εκτός από το ότι: a. Συντίθεται από τα ίδια μονομ ερή όπως το άμ υλο και το γλυκογόνο b. Δ εν βρίσκεται στα ζώα c. Αποτελεί ζωντανό μ έρος του φυτικού κυττάρου d. Δ ιασπάται παρέχοντας ενέργεια στο στομ άχι μ ερικών ζώων e. Δ ιασπάται από την κυτταρινάση σε βακτήρια και μύκητες 3. Είναι ο αποταμ ιευτικός πολυσακχαρίτης των ζώων: a. Γλυκογόνο b. Άμυλο c. Γλυκόζη d. Γλυκαγόνη e. Κυτταρίνη 4. Το σχέδιο παριστάνει ένα μ όριο a. Μαλτόζης b. Λακτόζης c. Αμυλόζης d. Σακχαρόζης e. Αμύλου

15 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 15 Σωστό Λάθος 1. Οι μ ονοσακχαρίτες στο κύτταρο βρίσκονται μ ε την κυκλική τους μ ορφή. 2. Η ριβόζη είναι ένας μ ονοσακχαρίτης. 3. Η γλυκόζη και η γαλακτόζη έχουν τον ίδιο συντακτικό τύπο. 4. Η φρουκτόζη έχει καρβονυλομ άδα και είναι μ ία κετο εξόζη. 5. Η κυτταρίνη είναι ένας δομ ικός πολυσακχαρίτης μ ε διακλαδισμένο μ όριο. 6. Στο μ όριο της χιτίνης υπάρχει άζωτο. Ανοικτού τύπου 1. Η υπάλληλος του κυλικείου του σχολείου σας, σας προτείνει ένα επιδόρπιο, διαβεβαιώνοντάς σας ότι δεν περιέχει υδατάνθρακες. Δ ιαβάζοντας την ετικέτα του προϊόντος διαπιστώνετε ότι περιέχει σακχαρόζη. Σας είπε την αλήθεια η υπάλληλος; Αιτιολογήστε την απάντησή σας Τι δείχνει το παρακάτω σχήμ α;

16 16 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 3. Τι διαφορά έχει ο γλυκοζιτικός δεσμ ός της μ αλτόζης από της σακχαρόζης; 4. Ποιος είναι ο μ οριακός τύπος του πολυσακχαρίτη που αποτελείται από δέκα μ όρια γλυκόζης; 5. Πού οφείλονται οι δομ ικές διαφορές μ εταξύ κυτταρίνης, αμ ύλου και γλυκογόνου, αφού και οι τρεις πολυσακχαρίτες αποτελούνται από γλυκόζη; 6. Γιατί οι γιατροί συστήνουν την κατανάλωση ψωμ ιού ολικής αλέσεως, που είναι πλούσιο σε κυτταρίνη;.....

17 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 17 Λέξεις κλειδιά ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ Αμ ινοξύ... Καρβοξυλομ άδα... Αμινομ άδα... Πλευρική ομ άδα... Σχεδιάζω ένα αμινοξύ Δ ιπεπτίδιο... Αντίδραση συμ πύκνωσης πρωτεϊνών... Πεπτιδικός δεσμ ός..... Αντίδραση υδρόλυσης πρωτεϊνών Ολιγοπεπτίδιο... Πολυπεπτίδιο ή πολυπεπτιδική αλυσίδα...

18 18 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Βιολογικοί ρόλοι πρωτεϊνών ( σελίδα 28). Τα είκοσι αμ ινοξέα ( σελίδα 29). Πολικό αμ ινοξύ... Μη πολικό αμ ινοξύ... Υδρόφοβο αμ ινοξύ... Απαραίτητα αμ ινοξέα... Πρωτοταγής δομ ή πρωτεϊνών... Οι χημ ικοί δεσμ οί που λαμ βάνουν μ έρος στην πρωτοταγή δομή ονομ άζονται... Δ ευτεροταγής δομ ή πρωτεϊνών... Οι χημ ικοί δεσμ οί που λαμ βάνουν μ έρος στη δευτεροταγή δομή είναι... Δ ύο τύποι δευτεροταγούς δομ ής είναι... Τριτοταγής δομ ή πρωτεϊνών...

19 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 19 Οι χημ ικοί δεσμ οί που λαμ βάνουν μ έρος στην τριτοταγή δομή είναι... Ο πιο ισχυρός από τους χημ ικούς δεσμ ούς που λαμ βάνουν μ έρος στην τριτοταγή δομ ή είναι... Αποδιάταξη... Μετουσίωση... Παράδειγμ α μ ετουσίωσης είναι... Αναδιάταξη ή επαναδιάταξη... Τεταρτοταγής δομ ή πρωτεϊνών... Δ ύο παραδείγμ ατα τεταρταγούς δομ ής είναι... Αμ φολυτική δράση αμ ινοξέων... Ρυθμ ιστικό διάλυμμ α... Δ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 3 1. Ποιο μ όριο απεικονίζεται στο διπλανό σχήμ α; Ποια είναι η απλούστερη μ ορφή του R;...

20 20 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 3. Ποιο μ έρος του μ ορίου προσδίδει σε αυτό όξινες ιδιότητες; 4. Ποιο μ έρος του μ ορίου προσδίδει σε αυτό βασικές ιδιότητες; 5. Σχεδιάστε το αποτέλεσμ α της ένωσης δύο μ ορίων όπως αυτό του σχεδιαγράμμ ατος. 6. Πώς ονομ άζεται η βιοχημ ική αντίδραση που παραστήσατε πιο πάνω; 7. Πώς ονομ άζεται ο δεσμ ός που δημ ιουργείται μ εταξύ των δύο μ ορίων; 8. Γράψετε την αντίδραση παραγωγής διπεπτιδίου από δύο αμ ινοξέα. Συνεχίστε γράφοντας την αντίδραση παραγωγής τριπεπτιδίου από διπεπτίδιο και αμ ινοξύ, την αντίδραση παραγωγής τετραπεπτιδίου από τριπεπτίδιο και αμ ινοξύ κ. ο. κ.

21 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 21 Πολλαπλής επιλογής Ασκήσεις στις πρωτεΐνες 1. Στο σχήμ α του διπεπτιδίου που ακολουθεί τα βέλη δείχνουν a. Δ ύο ομ οιοπολικούς δεσμ ούς στο ίδιο αμινοξύ b. Δ ύο ομ οιοπολικούς δεσμ ούς σε διαφορετικά αμινοξέα c. Δ ύο πεπτιδικούς δεσμούς d. Έναν ομ οιοπολικό και ένα πεπτιδικό δεσμό e. Δ ύο δεσμ ούς υδρογόνου 2. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις χαρακτηρίζει τα αμ ινοξέα; a. Είναι ανόργανα οξέα b. Είναι ισχυρά οργανικά οξέα c. Ενώνονται μ εταξύ τους μ ε πεπτιδικό δεσμό d. Περιέχουν στο μ όριό τους τις ομ άδες COOH και NO 2 e. Είναι μακρομόρια 3. Η αλλαγή που συμ βαίνει σε μ ία πρωτεΐνη όταν μ ετουσιώνεται έχει να κάνει με a. Τους πεπτιδικούς δεσμούς b. Τους δεσμ ούς υδρογόνου c. Το σχήμ α και τη λειτουργικότητά της d. Το σχήμ α της e. Το σχήμ α της, τη λειτουργικότητά της και τη διαμ όρφωσή της στο χώρο 4. Ποιος από τους πιο κάτω μ οριακούς τύπους αναφέρεται σε αμ ινοξύ; a. C 2 H 5 OH b. NH 4 NO 3 c. C 57 H 104 O 6 d. NH 2 CH 2 COOH e. C 6 H 12 O 6

22 22 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 5. Ποια βέλη δείχνουν πεπτιδικό δεσμ ό; a. 2 b. 4 και 5 c. 1 d. 2 και 3 e Ένα από τα πιο κάτω είναι λανθασμ ένο: a. Οι πλευρικές ομ άδες των αμ ινοξέων μ πορεί να είναι υδρόφιλες ή υδρόφοβες b. Η πρωτοταγής δομ ή των πρωτεϊνών είναι η αλληλουχία των αμινοξέων c. Οι πρωτεΐνες μ ε δύο πολυπεπτιδικές αλυσίδες δεν είναι τεταρτοταγείς d. Οι β πτυχωτές επιφάνειες αναφέρονται ως δευτεροταγή πρωτεϊνική δομή e. Οι δισουλφιδικοί δεσμ οί απαντώνται και στις πρωτεΐνες 7. Ποια από τις παρακάτω λειτουργίες δεν εκτελείται από πρωτεΐνες; a. Κατάλυση αντιδράσεων b. Δόμ ηση οργανιδίων c. Αποθήκευση πληροφοριών d. Ορμ ονική ρύθμιση e. Μεταφορά ουσιών 8. Απαραίτητα αμ ινοξέα χαρακτηρίζονται αυτά που a. Πρέπει να παράγονται ανά πάσα στιγμ ή σους ζωικούς οργανισμούς b. Κατασκευάζουν οι φυτικοί οργανισμοί c. Είναι απαραίτητα για τη διατροφή των φυτικών οργανισμών d. Κατασκευάζει κάποιος ζωικός οργανισμ ός μ ε τροποποίηση οργανικών ουσιών e. Πρέπει οι ζωικοί οργανισμ οί να προσλαμ βάνουν μ ε την τροφή τους

23 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 23 Σωστό Λάθος 1. Το κολλαγόνο είναι μ ία μ εταφορική πρωτεΐνη, όπως και η αιμ οσφαιρίνη. 2. Σε p Η 2 εξουδετερώνεται η αρνητικά φορτισμ ένη πλευρική ομ άδα του γλουταμ ινικού οξέος. 3. Η τρυπτοφάνη είναι ένα υδρόφιλο αμ ινοξύ Ένα πεπτίδιο μ ε 20 αμ ινοξέα μ πορεί να έχει 20 διαφορετικές αλυσίδες αμ ινοξέων. 5. Η αρχή των πεπτιδικών αλυσίδων γίνεται πάντα από την αμινομ άδα του πρώτου αμ ινοξέος. 6. Η λυσοζύμ η έχει α έλικα στο μ όριο της γιατί σχημ ατίζονται δεσμού υδρογόνου κάθε 8 αμ ινοξέα. 7. Παράδειγμ α υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων είναι οι δισουλφιδικοί δεσμοί των πεπτιδίων. 8. Η πρωτοταγής δομ ή της αμ υλάσης καθορίζεται γενετικά. 9. Τα αμ ινοξέα είναι αμ φολυτικά μ όρια, ανάλογα μ ε το ph του διαλύμ ατός. 10. Οι πρωτεΐνες των βακτηρίων των θερμ ών πηγών μετουσιώνονται στους 40 ο C. Ανοικτού τύπου 1. Ένα εννιαπεπτίδιο υδρολύθηκε μ ε τρία διαφορετικά ένζυμ α και σχημ άτισε πέντε διαφορετικά μ ικρότερα πεπτίδια ( αλα λευ ασπ τυρ βαλ λευ, τυρ βαλ λευ, Ν γλυ προ λευ, ασπ τυρ βαλ λευ, Ν γλυ προ λευ αλα λευ ). Ποια είναι η πρωτοταγής δομ ή του εννιαπεπτιδίου;

24 24 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 2. Πόσες δομ ές α έλικας έχει η πρωτεΐνη του παρακάτω σχήμ ατος; 3. Πόσα μ όρια νερού αποσπώνται από τη συνένωση 100 αμ ινοξέων; 4. Πώς η θερμ οκρασία και το ph επηρεάζουν τη στερεοδιάταξη μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας; 5. Γιατί αλλάζει η λειτουργία ενός πεπτιδίου, αν αλλάξει η σειρά κάποιων αμ ινοξέων στο μ όριό του; 6. Γράψτε την αντίδραση της γλυκίνης μ ε την αλανίνη. Ποιο διπεπτίδιο σχημ ατίζεται; ( βλ. εικ σελ.29 σχολικού βιβλίου)

25 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Σε τι δεσμ ούς οφείλονται οι δομ ές της α έλικας και της β πτυχωτής επιφάνειας στις πρωτεΐνες; 8. A ς υποθέσουμ ε ότι τα γράμμ ατα Α και Β αντιπροσωπεύουν δύο διαφορετικά αμ ινοξέα. Γράψετε όλα τα πιθανά τριπεπτίδια που μ πορούν να παραχθούν μ ε τα δύο αυτά αμ ινοξέα, αν το καθένα από αυτά χρησιμ οποιείται α πό καμμ ία μ έχρι τρεις φορές. 9. Ένα τετραπεπτίδιο αποτελείται από τα αμ ινοξέα Αλανίνη ( Α), Βαλίνη ( Β ), Ισολευκίνη ( Ι) και Γλυκίνη ( Γ). Πόσες και ποιες είναι οι δυνατές πρωτοταγείς δομ ές του, αν γνωρίζετε ότι η Βαλίνη έχει ελεύθερη την αμινομ άδα της και η Γλυκίνη ελεύθερη την καρβοξυλομ άδα της; 10. Ποιo από τα 20 αμ ινοξέα βρίσκεται σε μ εγάλο ποσοστό σε μία πολυπεπτιδική αλυσίδα μ ε πολλούς δισουλφιδικούς δεσμ ούς και ποια πέντε αμ ινοξέα είναι υδρόφιλα; ( βλ. εικ σελ.29 σχολικού βιβλίου)

26 26 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 11. ( α ) Σε ποια κατηγορία οργανικών ενώσεων ανήκουν τα μ όρια Α και Β που φαίνονται πιο κάτω; ( β ) Να γράψετε τη χημ ική αντίδραση μ εταξύ των ενώσεων Α και Β και να ονομ άσετε το χημ ικό δεσμ ό. ( γ ) Να εξηγήσετε γιατί αν αλλάξει η σειρά κάποιων αμ ινοξέων στο μ όριο μ ιας πρωτεΐνης αλλάζει και η λειτουργία που αυτή εκτελεί. 12. Το σχεδιάγραμμ α παριστάνει ένα μ ικρό πολυπεπτίδιο που αποτελείται από οκτώ (8) αμ ινοξέα ( κ ρ): ( α )(i) Να ονομ άσετε το μ έρος Α του πολυπεπτιδίου... (ii) Να ονομ άσετε το χημ ικό δεσμ ό μ ε τον οποίο συνδέονται τα αμ ινοξέα μ εταξύ τους.... ( β ) Να εξηγήσετε γιατί οι πρωτεΐνες δρουν ως ρυθμ ιστικά διαλύμ ατα.

27 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Η πιο κάτω ένωση είναι ένα διπεπτίδιο: Το διπεπτίδιο υδρολύεται μ ε τη βοήθεια ενζύμ ων μ ε αποτέλεσμ α να προκύπτουν κατά σειρά δύο αμ ινοξέα, η γλυκίνη και η αλανίνη. ( α ) Να γράψετε τους χημ ικούς τύπους των δύο αμ ινοξέων. ( β ) Ποιο άλλο προϊόν σχημ ατίζεται από την ένωση των δύο αμινοξέων εκτός από το διπεπτίδιο; ( γ ) Πού βρίσκουν οι οργανισμ οί τα αναγκαία για αυτούς αμ ινοξέα για τη σύνθεση των πρωτεϊνών τους; ( δ ) Μια πρωτεΐνη χάνει τη λειτουργικότητα της όταν θερμ ανθεί στους 85 ο C. Πώς ονομ άζεται το φαινόμ ενο αυτό και πού οφείλεται; ( ε ) Να γράψετε τρεις λειτουργίες των πρωτεϊνών.

28 28 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Λέξεις κλειδιά ΛΙΠΑΡΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΛΙΠΙΔΙΑ Λιπαρές ουσίες ( λιπίδια)... Οι λιπαρές ουσίες αποτελούνται κυρίως από... Οι λιπαρές ουσίες χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: ( α)... ( β)... ( γ)... Ουδέτερα λίπη ή τριγλυκερίδια..... ΣΤ γλυκερίνης ή γλυκερόλης... Γενικός τύπος λιπαρών οξέων... Αντίδραση εστεροποίησης... Εστερικός δεσμ ός..... Αντίδραση υδρόλυσης τριγλυκεριδίων.... Ακόρεστα λιπαρά οξέα..... Γενικός τύπος ακόρεστων λιπαρών οξέων...

29 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 29 Παραδείγμ ατα τροφών που είναι πλούσιες σε ακόρεστα λιπαρά οξέα.... Κορεσμ ένα λιπαρά οξέα... Γενικός τύπος κορεσμ ένων λιπαρών οξέων... Παραδείγμ ατα τροφών που είναι πλούσιες σε κορεσμ ένα λιπαρά οξέα.... Αθηροσκλήρωση ( αρτηριοσκλήρυνση) Υδρογονομ ένα φυτικά έλαια... Παραδείγμ ατα τροφής που είναι πλούσια σε υδρογονομ ένα φυτικά έλαια... Ιδιότητες ουδετέρων λιπών: ( α).... ( β).... ( γ).... ( δ).... Φωσφορολιπίδια ή φωσφολιπίδια...

30 30 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Μυκήλιο..... Δ ιπλοστοιβάδα..... Στεροειδές... Πολλαπλής επιλογής Ασκήσεις στα λίπη 1. Ποιο από τα παρακάτω αποδίδει περισσότερη ενέργεια ανά γραμμ άριο; a. Λιπίδιο b. Γλυκόζη c. Άμυλο d. Πρωτεΐνη e. Γλυκογόνο 2. Οι κυτταρικές μεμ βράνες αποτελούνται κυρίως από a. b. c. d. διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων διπλοστοιβάδα τριγλυκεριδίων διπλοστοιβάδα λιπαρών οξέων διπλοστοιβάδα στεροειδών 3. Ποια τριγλυκερίδια επικρατούν στα ζώα και στα φυτά αντιστοίχως; a. τα ακόρεστα και τα κορεσμένα b. τα κορεσμ ένα και τα ακόρεστα c. τα υγρά και τα στερεά d. αυτά μ ε διπλούς και αυτά μ ε τριπλούς δεσμούς 4. Μέσα στο νερό τα φωσφορολιπίδια σχημ ατίζουν διπλοστοιβάδα διότι a. b. c. οι κεφαλές τους είναι υδρόφιλες οι ουρές τους είναι υδρόφοβες δεν διαλύονται d. ισχύουν όλα τα προηγούμενα

31 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 31 Σωστό Λάθος 1. Τα λιπίδια είναι ουσίες βλαβερές για τον οργανισμ ό. 2. Τα στεροειδή είναι ομ άδα φωσφολιπιδίων. 3. Τα τριγλυκερίδια είναι η καταλληλότερη αποταμ ιευτική ουσία. 4. Τα φωσφολιπίδια παράγονται μ ε προσθήκη H3PO 4 και μ ικρού πολικού μ ορίου σε τριγλυκερίδια. 5. Τα λιπίδια είναι πολυμ ερή των λιπαρών οξέων. 6. Τα λιπαρά οξέα ενώνονται στη γλυκερόλη μ ε την καρβοξυλομ άδα τους. 7. Τα στερεά λίπη είναι πλούσια σε ακόρεστα λιπαρά οξέα. 8. Τα ουδέτερα λίπη είναι πιο παχυντικά σε σχέση μ ε τους δισακχαρίτες. 9. Η πολική ομ άδα των φωσφολιπιδίων μ πορεί να είναι η χολίνη. Ανοικτού τύπου 1. Από άποψη υγείας είναι προτιμ ότερο να καταναλώνουμε υδρογονωμ ένα φυτικά έλαια ή μ η υδρογονωμ ένα ; Εξηγήστε. 2. Η αναλογία των ακόρεστων προς τα κορεσμ ένα λιπαρά οξέα, είναι μ εγαλύτερη στα ψάρια παρά σε άλλα κρέατα. Με βάση αυτή την πληροφορία, ποια συμ βουλή θα δίνατε σε κάποιον που θέλει να ετοιμάσει ένα υγιεινό διαιτολόγιο;...

32 32 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 3. Γιατί τα φυτά αποθηκεύουν ως ενεργειακές ουσίες τους υδατάνθρακες, ενώ τα ζώα αποθηκεύουν τα λιπίδια; ( α) Να γράψετε δύο ιδιότητες των λιπών και τη βιολογική σημ ασία της καθεμ ίας ( β) Γιατί οι πολικές αρκούδες έχουν παχύ στρώμ α λίπους κάτω από το δέρμ α τους;......

33 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Στο πιο κάτω σχεδιάγραμμ α φαίνεται η συμ περιφορά των μ ορίων μίας κατηγορίας λιπαρών ουσιών σε υδάτινο περιβάλλον. ( α) Να ονομ άσετε την κατηγορία των ουσιών αυτών. Τι παριστάνουν τα γράμμ ατα Α και Β; ( β) Πώς αντιδρούν τα φωσφορολιπίδια όταν βρεθούν σε υδάτινο περιβάλλον και γιατί;....

34 34 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 6. Τα σχεδιαγράμμ ατα παριστάνουν δύο μ όρια φωσφορολιπιδίων ( το ένα μ όριο σε απλοποιημ ένη μ ορφή). Β. ( α ) Να ονομ άσετε τα μ έρη του φωσφορολιπιδίου μ ε τα γράμμ ατα Α και ( β ) Να γράψετε μ ία δομ ική διαφορά μ εταξύ ουδετέρων λιπών και φωσφορολιπιδίων. 7. α) Τι είναι η χοληστερόλη; β) Να αναφέρετε ένα λόγο για τον οποίο θεωρείται αναγκαία για τον οργανισμ ό μ ας και ένα για τον οποίο θεωρείται βλαβερή......

35 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 35 Λέξεις κλειδιά ΝΟΥΚΛΕΪΝΙΚΑ ΟΞΕΑ Νουκλεϊ νικά ή νουκλεϊκά οξέα... Γονίδιο..... Τέσσερα είδη RNA..... Νουκλεοτίδιο..... Σχεδιάζω ένα νουκλεοτίδιο Σχεδιάγραμμ α σύστασης νουκλεοτιδίου

36 36 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Σχεδιάζω ένα μ όριο DNA Αντίδραση συμ πύκνωσης νουκλεϊ νικών οξέων.... Φωσφοδιεστερικός δεσμ ός Αζωτούχα βάση Δεσμ οί υδρογόνου Συμπληρωμ ατικότητα βάσεων Πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα Αντιπαράλληλες αλυσίδες

37 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 37 Αντίδραση υδρόλυσης νουκλεϊνικών οξέων Πίνακας 1 Σύγκριση D ΝΑ και RNA DNA Αποτελείται από νουκλεοτίδια που έχουν ως σάκχαρο τη δεσοξυριβόζη Περιέχει τέσσερα είδη νουκλεοτιδίων που διαφέρουν ως προς τις αζωτούχες βάσεις τους (A, C, G και Τ) 3. Δ ιπλή πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα 4. Μεγάλο μ όριο που αποτελείται συνήθως από εκατομμύρια νουκλεοτίδια. RNA Αποτελείται από νουκλεοτίδια που έχουν ως σάκχαρο τη ριβόζη Περιέχει τέσσερα είδη νουκλεοτιδίων που διαφέρουν ως προς τις αζωτούχες βάσεις τους (A, C, G και U) Απλή πολυνουλεοτιδική αλυσίδα Μικρό μ όριο που αποτελείται από μ ερικές δεκάδες μ έχρι χιλιάδες νουκλεοτίδια. Ασκήσεις στα νουκλεϊνικά οξέα Πολλαπλής επιλογής 1. Τι από τα παρακάτω απεικονίζεται στο σχήμ α; a. Πεντόζη b. Εξόζη c. Πουρίνη d. Πυριμιδίνη e. Γλυκερόλη 2. Ποιες από τις παρακάτω αντιδράσεις γίνονται μ ε αποβολή μ ορίων νερού; e. Αμ ινοξέα πολυπεπτίδια f. g. Μονοσακχαρίτες πολυσακχαρίτες Νουκλεοτίδια νουκλεϊκά οξέα h. Λιπαρά οξέα + γλυκερίνη τριεστέρες γλυκερίνης i. Όλες οι παραπάνω

38 38 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 3. Ποιοι δεσμ οί απαντώνται σε ένα μ όριο DNA; a. Φωσφοδιεστερικοί b. Υδρογόνου c. Γλυκοζιτικοί d. Το a και το b e. Το a, το b και το c 4. Όλα τα νουκλεϊκά οξέα a. Είναι πολυμ ερή των νουκλεοτιδίων b. Είναι πολυμ ερή αμινοξέων c. Αποτελούνται από διπλή έλικα d. Αποτελούνται από μ ονή έλικα e. Περιέχουν δεσοξυριβόζη Σωστό Λάθος 1. Το DNA έχει τεταρτοταγή δομ ή. 2. Η κυτοσίνη είναι μ ία πουρίνη γιατί περιέχει άζωτο στο μ όριό της. 3. Ένα μ όριο RNA πού έχει 80 αδενίνες, έχει και 80 ουρακίλες. 4. Ένα μ όριο DNA μ ε 500 ζεύγη βάσεων, έχει 499 φωσφοδιεστερικούς δεσμ ούς. 5. Υπάρχουν 4 είδη DNA και 4 είδη RNA. 6. Οι δύο αλυσίδες του DNA είναι συμπληρωμ ατικές, αλλά όχι αντιπαράλληλες. 7. Ένα μ όριο DNA 100 νουκλεοτιδίων και μ ε ποσοστό αδενίνης 20% έχει 90 δεσμ ούς υδρογόνου. 8. Ένα γνωστό νουκλεοτίδιο είναι το ADP. 9. H αδενίνη και η θυμ ίνη συνδέονται πάντα στο 1 άτομ ο C της πεντόζης. 10. Το DNA έχει αρνητικό φορτίο και είναι ένα πολύ ασθενές οξύ.

39 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 39 Ανοικτού τύπου 1. Το παρακάτω σχέδιο δείχνει ένα μονομ ερές. ( α) Ονομ άστε το μονομ ερές. ( β) Τι είναι τα Α, Β, και Γ; ( γ) Τι υπάρχει στην κορυφή του πενταγώνου Β και πώς θα αριθμούσατε τις γωνίες του; 2. Πόσα μ όρια νερού αποσπάστηκαν για το σχηματισμ ό ενός μορίου δεσοξυριβοζονουκλεϊκού οξέος που αποτελείται από 60 νουκλεοτίδια; 3. Ένα τμήμ α DNA έχει 10 φωσφοδιεστερικούς δεσμ ούς και 15 δεσμούς υδρογόνου. Πόσες A, T, G και C περιέχει;

40 40 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 4. Τι νομ ίζετε ότι θα συμ βεί αν θερμάνουμ ε ένα διάλυμ α δίκλωνου δεσοξυριβοζονουκλεϊκού οξέος; 5. Τι καλείται συμπληρωμ ατικότητα αζωτούχων βάσεων και πού εμ φανίζεται; 6. Ποιοι δεσμ οί ονομ άζονται ανυδριτικοί ; 7. Ποια είναι τα 30 απαραίτητα δομ ικά μονομ ερή των μακρομ ορίων των οργανισμ ών; Μπορείτε να ονομ άσετε πέντε διαφορετικά βιομ όρια (μονομ ερή ή πολυμ ερή) που περιέχουν άζωτο;.

41 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛ. ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ Ποιες από τις χημ ικές ενώσεις που βρίσκονται στο κύτταρο χρησιμεύουν ως δομ ικά συστατικά, ως υλικά από την αποικοδόμ ηση των οποίων λαμ βάνεται ενέργεια και ως εφεδρικά ή αποταμ ιευτικά υλικά; Συμ πληρώστε τον πίνακα που ακολουθεί: Οργανική Ένωση Μονομερές Διμερές Πολυμερές Υδατάνθρακας Πρωτεΐνη Νουκλεϊ νικό οξύ 11. Στο παρακάτω τμήμ α DNA πόσα νουκλεοτίδια υπάρχουν, πόσοι δεσμοί υδρογόνου και πόσοι φωσφοδιεστερικοί δεσμ οί δημ ιουργούνται, ποιο είναι το ποσοστό (%) των αζωτούχων βάσεων και ποιος είναι ο προσανατολισμ ός του αριστερού κλώνου ( από πάνω προς τα κάτω);....

42 42 ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ 12. Το πιο κάτω σχεδιάγραμμ α δείχνει τμήμ α DNA: ( α) Να ονομ άσετε: i. Τις χημ ικές ενώσεις Α, Β και Γ. Γ. ii. Τη δομ ική μ ονάδα του DNA που σχημ ατίζουν οι ενώσεις Α, Β και ( β) Να γράψετε τα ζεύγη Δ και Ε των αζωτούχων βάσεων που φαίνονται στο σχεδιάγραμμ α. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. ( γ) Αν το ποσοστό της γουανίνης σε ένα μ όριο DNA είναι 20%, ποιο είναι το ποσοστό της θυμ ίνης σε αυτό; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας.