ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT :49 ÂÏ 1

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 1

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 3 ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Bασικές ερωτήσεις θεωρίας 1 Γιατί ο ανθρώπινος οργανισμός χρειάζεται συνεχή προσφορά ενέργειας; Ο ανθρώπινος οργανισμός είναι ένας πολυκύτταρος οργανισμός. Τα πολυάριθμα κύτταρα οργανώνονται σε ιστούς, όργανα και συστήματα οργάνων, τα οποία συνεργάζονται μεταξύ τους και επιτελούν διάφορες λειτουργίες. Η διατήρηση της πολύπλοκης αυτής δομής και η πραγματοποίηση των λειτουργιών απαιτούν διαρκή προσφορά ενέργειας. 2 Να αναφέρεις δύο διαδικασίες που πραγματοποιούνται συνεχώς στον οργανισμό του ανθρώπου και απαιτούν κατανάλωση ενέργειας. Δύο διαδικασίες που πραγματοποιούνται συνεχώς στο ανθρώπινο σώμα και απαιτούν ενέργεια είναι οι κινήσεις και η διατήρηση της οργάνωσης των κυττάρων. 3 Τι είδους ενέργεια χρησιμοποιεί ο άνθρωπος προκειμένου να επιβιώσει και να αναπαραχθεί και πώς την αξιοποιεί; Ο άνθρωπος, προκειμένου να επιβιώσει και να αναπαραχθεί, χρησιμοποιεί τη χημική ενέργεια των ουσιών οι οποίες περιέχονται στην τροφή του. Ο οργανισμός του ανθρώπου μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε άλλες μορφές ενέργειας και παράγει έργο (π.χ. μηχανικό). Με τον τρόπο αυτόν καλύπτει τις ενεργειακές του ανάγκες και επιτελεί τις διάφορες λειτουργίες του. 3

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 4 4 Ποια είναι η ομοιότητα και ποια η διαφορά των άβιων αντικειμένων και των οργανισμών όσον αφορά στην πρόσληψη ενέργειας και στη διατήρηση της οργάνωσής τους; Και τα άβια αντικείμενα (όπως είναι το σπίτι και το αυτοκίνητο) και οι οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια, προκειμένου να εξασφαλιστεί η εύρυθμη λειτουργία τους και η διατήρηση της δομής τους. Τα άβια αντικείμενα δεν μπορούν από μόνα τους να φροντίσουν την τροφοδοσία τους με ενέργεια και τη διατήρηση της οργάνωσής τους. Για παράδειγμα ένα αυτοκίνητο δεν μπορεί ούτε να προμηθευτεί μόνο του βενζίνη, ούτε να επιδιορθώσει τυχόν μηχανικές βλάβες. Οι οργανισμοί, χάρη στο γενετικό υλικό των κυττάρων τους, διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς μηχανισμούς παραγωγής έργου, μέσω των οποίων διατηρούν την οργάνωσή τους (για παράδειγμα μια πληγή επουλώνεται, ένα σπασμένο οστό αποκαθίσταται κ.ο.κ.) και επιτελούν τις λειτουργίες τους. 4

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 5 Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες από το Βιβλίο του Μαθητή 1 Nα συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στο παρακάτω κείμενο: Aπάντηση Oι οργανισμοί διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς μηχανισμούς, μέσω των οποίων διατηρούν τη δομή τους και επιτελούν τις λειτουργίες τους. Προκειμένου να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες, αξιοποιούν τη χημική ενέργεια των ουσιών της τροφής. 2 Nα βάλετε σε κύκλο το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση: Aπάντηση A. O ανθρώπινος οργανισμός χρειάζεται ενέργεια προκειμένου: α. να κινηθεί. β. να διατηρήσει τη δομή του. γ. να συνθέσει ουσίες. δ. να επιτελέσει όλα όσα αναφέρονται στα α, β και γ. B. H μετατροπή ενέργειας που παρατηρείται κατά την κίνηση είναι: α. χημική μηχανική + θερμική β. μηχανική χημική + θερμική γ. θερμική μηχανική + χημική δ. όλες όσες αναφέρονται στα α, β και γ. 5

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 6 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 Αξιοποίηση της ενέργειας στον ανθρώπινο οργανισμό A. Nα συμπληρώσετε στα κενά τους κατάλληλους όρους (MHXANIKO, XHMIKH, AKTINOBOΛIA). 1 HΛIAKH... ΦΩTOΣYNΘEΣH μετατρέπεται σε: 2... ENEPΓEIA TPOΦH αξιοποιείται για: MYΪKH ΣYΣTOΛH ΣYNΘEΣH OYΣIΩN... 3 EPΓO 4... ENEPΓEIA Aπάντηση 1. AKTINOBOΛΙΑ, 2. XHMIKH, 3. MHXANIKΟ, 4. ΧΗΜΙΚΗ Β. Nα αναφέρετε πέντε διαδικασίες του ανθρώπινου οργανισμού για τη διεξαγωγή των οποίων απαιτείται ενέργεια: Aπάντηση α) κίνηση, β) ανάπτυξη, γ) επούλωση πληγών, δ) λειτουργία των αισθήσεων, ε) μεταφορά ουσιών μέσα και έξω από τα κύτταρα του οργανισμού. 6

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 7 ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ* (Άνθρωπος και ενέργεια) Α. Να χαρακτηρίσεις με (Σ) τις σωστές και με (Λ) τις λανθασμένες προτάσεις. Στην περίπτωση που κρίνεις ότι μια πρόταση είναι λανθασμένη, να αιτιολογήσεις την απάντησή σου. 1. Η διατήρηση της οργάνωσης ενός σπιτιού και η διατήρηση της οργάνωσης ενός πολυκύτταρου οργανισμού απαιτούν συνεχή προσφορά ενέργειας. 2. Ένα άβιο αντικείμενο μπορεί να φροντίσει από μόνο του την τροφοδοσία του σε ενέργεια και τη διατήρηση της οργάνωσής του. 3. Ένας οργανισμός μπορεί να φροντίσει από μόνος του την τροφοδοσία του σε ενέργεια και τη διατήρηση της οργάνωσής του. 4. Η ενέργεια είναι απαραίτητη στον άνθρωπο μόνο για την κίνηση και για την αναπαραγωγή του. 5. Οι οργανισμοί διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς μηχανισμούς παραγωγής έργου χάρη στον εγκέφαλό τους. Β. Πώς καλύπτει ο άνθρωπος τις ενεργειακές του ανάγκες; * Οι απαντήσεις στο Κριτήριο Αξιολόγησης βρίσκονται στο τέλος του ένθετου. 7

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 9 ΕΝΖΥΜΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Bασικές ερωτήσεις θεωρίας 1 Τι εξασφαλίζει ένας οργανισμός από την τροφή του; Ο οργανισμός μέσω της τροφής του προμηθεύεται διάφορες χημικές ενώσεις τις οποίες διασπά. Η διάσπαση των χημικών ενώσεων εξασφαλίζει στον οργανισμό: ñ ενέργεια, με την οποία καλύπτει τις ενεργειακές του ανάγκες, ñ απλές ενώσεις, με τις οποίες συνθέτει δικές του χημικές ενώσεις. 2 Τι ονομάζεται μεταβολισμός; Μεταβολισμός ονομάζεται το σύνολο των χημικών αντιδράσεων, με τις οποίες ένα κύτταρο, και κατ επέκταση ο οργανισμός, ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του. Ο μεταβολισμός ενός οργανισμού αποτελείται από τον καταβολισμό και τον αναβολισμό. 3 Τι ονομάζεται καταβολισμός; Καταβολισμός ονομάζεται το σύνολο των χημικών αντιδράσεων, κατά τις οποίες γίνεται διάσπαση μορίων και απελευθερώνεται ενέργεια. 4 Τι ονομάζεται αναβολισμός; Αναβολισμός ονομάζεται το σύνολο των χημικών αντιδράσεων, κατά τις οποίες γίνεται σύνθεση χημικών ενώσεων και καταναλώνεται ενέργεια. 9

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 10 5 Τι είναι τα ένζυμα και ποιος είναι ο ρόλος τους στο μεταβολισμό ενός οργανισμού; Τα ένζυμα είναι ειδικά πρωτεϊνικά μόρια, τα οποία διευκολύνουν τις χημικές αντιδράσεις που γίνονται μέσα σε έναν οργανισμό: ñ επιταχύνοντάς τες, ñ επιτρέποντας τη σταδιακή πραγματοποίησή τους. Τα ένζυμα δρουν ως βιολογικοί καταλύτες. 6 Γιατί η διάσπαση ορισμένων ουσιών, όπως είναι η γλυκόζη, γίνεται σε περισσότερα από ένα στάδια μέσα στο κύτταρο; Το γεγονός ότι η διάσπαση της γλυκόζης γίνεται σταδιακά, δηλαδή με περισσότερες από μία χημικές αντιδράσεις: ñ προστατεύει το κύτταρο από καταστροφή, διότι δεν απελευθερώνονται απότομα μεγάλα ποσά ενέργειας, ñ εξασφαλίζει καλύτερη αξιοποίηση των ποσών της ενέργειας που απελευθερώνονται σε κάθε στάδιο. 7 Τι ονομάζεται ενεργό κέντρο ενός ενζύμου; Ενεργό κέντρο ενζύμου ονομάζεται μια ειδική περιοχή του ενζύμου, στην οποία δεσμεύονται τα χημικά μόρια που πρόκειται να αντιδράσουν. 8 Τι ονομάζεται υπόστρωμα ενός ενζύμου; Υπόστρωμα ενός ενζύμου ονομάζονται τα μόρια, τα οποία δεσμεύονται στο ενεργό κέντρο του ενζύμου προκειμένου να αντιδράσουν. 9 Με ποιον τρόπο δρουν τα ένζυμα; Τα μόρια που πρόκειται να αντιδράσουν (αντιδρώντα) δεσμεύονται στο ενεργό κέντρο του ενζύμου. Η σύνδεση των αντιδρώντων (υπόστρωμα) με το ένζυμο φέρνει κοντά τα αντιδρώντα και τους παρέχει τις κατάλληλες προϋποθέσεις προκειμένου να αντιδράσουν. Με αυτόν τον τρόπο διευκολύνεται η αντίδραση. 10

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 11 10 Τι εννοούμε όταν λέμε ότι ένα ένζυμο μπορεί να δράσει πολλές φορές; Τα ένζυμα δεν συμμετέχουν στα αντιδρώντα ή στα προϊόντα της αντίδρασης. Στο τέλος της αντίδρασης τα μόρια που δημιουργήθηκαν (προϊόντα) απομακρύνονται και το ένζυμο παραμένει αναλλοίωτο. Έτσι, νέα αντιδρώντα μόρια μπορούν να δεσμευτούν στο ενεργό κέντρο του ίδιου ενζύμου και να επαναληφθεί η αντίδραση. 11 Τι εννοούμε όταν λέμε ότι η δράση των ενζύμων είναι ειδική; Όταν λέμε ότι η δράση των ενζύμων είναι ειδική, εννοούμε ότι κάθε ένζυμο καταλύει μια συγκεκριμένη αντίδραση. 12 Τι εννοούμε όταν λέμε ότι τα ένζυμα ελέγχουν την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων; Τα ένζυμα δεν διευκολύνουν απλώς τις χημικές αντιδράσεις. Αν δεν υπάρχει το κατάλληλο ένζυμο το οποίο καταλύει μια συγκεκριμένη χημική αντίδραση, τότε αυτή πρακτικά δεν γίνεται. Για το λόγο αυτό λέμε ότι τα ένζυμα ελέγχουν την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων μέσα στον οργανισμό. 13 Από τι καθορίζεται η λειτουργικότητα των ενζύμων; Η λειτουργικότητα των ενζύμων καθορίζεται από την τρισδιάστατη δομή τους, μια και προκειμένου να δράσουν πρέπει το υπόστρωμα να προσδεθεί στο ένζυμο. Η συγκεκριμένη δομή του ενζύμου, και κατ επέκταση του ενεργού του κέντρου, είναι συνυφασμένη με την επιτυχή πρόσδεση του υποστρώματος. Αλλαγή της δομής του ενεργού κέντρου σημαίνει αδυναμία πρόσδεσης του υποστρώματος και απώλεια της λειτουργικότητας (δραστικότητας) του ενζύμου. 14 Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τη δραστικότητα των ενζύμων; Η δραστικότητα των ενζύμων επηρεάζεται από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη δομή τους, όπως είναι η θερμοκρασία και η οξύτητα (ph) του περιβάλλοντος του ενζύμου. 11

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 12 15 Σε ποιες περιπτώσεις της καθημερινής ζωής βρίσκουν εφαρμογή τα ένζυμα και οι γνώσεις μας σχετικά με αυτά; Ένζυμα χρησιμοποιούνται: ñ για την παρασκευή γλυκών, ñ για την παρασκευή απορρυπαντικών, ñ για τη βελτίωση της γεύσης και της εμφάνισης κάποιων τροφίμων, όπως το κρέας. Η δημιουργία κάποιων φαρμάκων έχει βασιστεί στις γνώσεις μας που αφορούν τα ένζυμα. Τα φάρμακα αυτά καταστρέφουν παθογόνους μικροοργανισμούς καταστρέφοντας ένζυμα τα οποία είναι απαραίτητα για την επιβίωσή τους. 12

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 13 ΕΝΖΥΜΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ περιλαμβάνει Το σύνολο των χημικών αντιδράσεων σε έναν οργανισμό Αναβολισμός Αντιδράσεις σύνθεσης χημικών ενώσεων καταναλώνεται Eνέργεια απελευθερώνεται Καταβολισμός Αντιδράσεις διάσπασης χημικών ενώσεων διευκολύνονται από Χαρακτηριστικά Είναι πρωτεΐνες Δρουν ως βιολογικοί καταλύτες Η δράση τους είναι ειδική Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης παραμένουν αναλλοίωτα Η καταλυτική τους δράση καθορίζεται από την τρισδιάστατη δομή του πρωτεϊνικού μορίου ΕΝΖΥΜΑ Παράγοντες που επηρεάζουν τη δραστικότητά τους Παράγοντες που επηρεάζουν τη δομή τους Θερμοκρασία ph Εφαρμογές τους στην καθημερινή ζωή Παραγωγή γλυκών Παραγωγή απορρυπαντικών Βελτίωση γεύσης και εμφάνισης τροφίμων Παρασκευή αντιμικροβιακών φαρμάκων που στοχεύουν σε ένζυμα 13

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 14 Ας σκεφτούμε από το Βιβλίο του Μαθητή Υπάρχουν κάποιοι μικροοργανισμοί που είναι θερμόφιλοι (αναπτύσσονται καλύτερα σε υψηλές θερμοκρασίες) και κάποιοι που είναι ψυχρόφιλοι (αναπτύσσονται καλύτερα σε χαμηλές θερμοκρασίες). Για ποιο λόγο πιστεύετε ότι ένας θερμόφιλος μικροοργανισμός αναπτύσσεται καλύτερα σε θερμοκρασία άνω των 50 C; Τα ένζυμα είναι ειδικές πρωτεΐνες οι οποίες ελέγχουν στους οργανισμούς την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων του μεταβολισμού και κατ επέκταση την ανάπτυξη των οργανισμών. Η δομή των ενζύμων είναι καθοριστική για τη λειτουργικότητά τους. Ένας παράγοντας που επηρεάζει τη δομή και τη λειτουργικότητα των ενζύμων είναι η θερμοκρασία. Κάθε ένζυμο, ανάλογα με τη φύση του και τον οργανισμό στον οποίο ανήκει, παρουσιάζει άριστη δραστικότητα σε συγκεκριμένη τιμή θερμοκρασίας. Τα ένζυμα τα οποία διαθέτουν οι θερμόφιλοι μικροοργανισμοί εμφανίζουν άριστη δραστικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες (άνω των 50 ο C), ενώ τα ένζυμα των ψυχρόφιλων μικροοργανισμών εμφανίζουν άριστη δραστικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Για το λόγο αυτόν ένας θερμόφιλος μικροοργανισμός αναπτύσσεται καλύτερα σε θερμοκρασία άνω των 50 ο C. Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες από το Βιβλίο του Μαθητή 1 Να συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στο παρακάτω κείμενο. Οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται διάσπαση μορίων αποτελούν τον καταβολισμό και συνοδεύονται από απελευθέρωση ενέργειας και οι αντιδράσεις κατά τις οποίες γίνεται σύνθεση χημικών ενώσεων αποτελούν τον αναβολισμό, που απαιτεί ενέργεια. Ο αναβολισμός και ο καταβολισμός συναποτελούν το μεταβολισμό ενός οργανισμού. 14

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 15 2 Με καθεμία από τις παρακάτω λέξεις να σχηματίσετε μία πρόταση, ώστε να αποδίδεται σωστά ο όρος που αντιπροσωπεύει: μεταβολισμός, αναβολισμός, καταβολισμός, ένζυμα. Μεταβολισμός ονομάζεται το σύνολο των χημικών αντιδράσεων, με τις οποίες ένα κύτταρο, και κατ επέκταση ο οργανισμός, ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του. Καταβολισμός ονομάζεται το σύνολο των χημικών αντιδράσεων, κατά τις οποίες γίνεται διάσπαση μορίων και απελευθερώνεται ενέργεια. Αναβολισμός ονομάζεται το σύνολο των χημικών αντιδράσεων, κατά τις οποίες γίνεται σύνθεση χημικών ενώσεων και καταναλώνεται ενέργεια. Τα ένζυμα είναι ειδικά πρωτεϊνικά μόρια, τα οποία διευκολύνουν τις χημικές αντιδράσεις που γίνονται μέσα σε έναν οργανισμό. 3 Με βάση τα όσα μάθατε για το πώς η θερμοκρασία επηρεάζει τη δράση των ενζύμων, να αιτιολογήσετε γιατί όταν έχουμε πυρετό δεν γίνονται σωστά διάφορες λειτουργίες του οργανισμού μας και έχουμε ορισμένα συμπτώματα, όπως αδυναμία. Πώς μπορεί να συμβάλει ο πυρετός στην άμυνα του οργανισμού μας; Τα ένζυμα στον οργανισμό μας λειτουργούν βέλτιστα σε θερμοκρασία 36,6 ο C. Η υψηλότερη θερμοκρασία κατά τη διάρκεια του πυρετού επηρεάζει τη δομή των ενζύμων και μειώνει τη δραστικότητά τους. Έτσι διαταράσσεται ο μεταβολισμός, με αποτέλεσμα να αισθανόμαστε αδυναμία. Ο πυρετός συμβάλλει στην άμυνα του οργανισμού απέναντι σε παθογόνους μικροοργανισμούς. Αυτό συμβαίνει, διότι ο πυρετός μειώνει τη δράση των ενζύμων όχι μόνο του οργανισμού μας αλλά και των παθογόνων μικροοργανισμών που τον έχουν προσβάλει, παρεμποδίζοντας τον πολλαπλασιασμό τους. 15

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 16 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 Αντιδράσεις του μεταβολισμού Α. Nα συμπληρώσετε τους κατάλληλους όρους στα κενά που υπάρχουν στις παρακάτω χημικές εξισώσεις (εξώθερμη, ενδόθερμη, αναβολισμός, μεταβολισμός, καταβολισμός). 1. ουσία A + ουσία B + ENEPΓEIA ουσία Γ i ii (... αντίδραση,... απαιτείται ενέργεια για να προχωρήσει) 2. ουσία Γ ουσία A + ουσία B + ENEPΓEIA i ii (... αντίδραση,... κατά τη διεξαγωγή της απελευθερώνεται ενέργεια) Aπάντηση 1. i) ενδόθερμη ii) αναβολισμός 2. i) εξώθερμη ii) καταβολισμός Β. Να αναφέρετε ένα παράδειγμα εξώθερμης και ένα ενδόθερμης αντίδρασης του μεταβολισμού που συμβαίνουν στα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού: Aπάντηση α) ενδόθερμη αντίδραση: σύνθεση νουκλεϊκών οξέων β) εξώθερμη αντίδραση: διάσπαση της γλυκόζης (κατά την κυτταρική αναπνοή) 16

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 17 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2 Ζητείται ένζυμο Παρακάτω απεικονίζονται τρεις ουσίες, η Α, η Β και η Γ, καθώς και τρία ένζυμα, τα Ε 1, Ε 2 και Ε 3. Θέση του ενζύμου όπου συνδέονται οι ουσίες που αντιδρούν 1. Ποιο ένζυμο θεωρείτε ότι μπορεί να καταλύσει την αντίδραση Γ A + B; Aπάντηση Το E 2. 2. Nα αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Aπάντηση Προκειμένου να δράσει ένα ένζυμο, το υπόστρωμα δεσμεύεται στο ενεργό κέντρο του ενζύμου, με το οποίο ταιριάζει όπως το κλειδί ταιριάζει στην κλειδαριά. Στην αντίδραση Γ Α + Β, η ουσία Γ είναι το υπόστρωμα και οι ουσίες Α και Β είναι τα προϊόντα της ενζυμικής αντίδρασης. Η ουσία Γ, λοιπόν, θα πρέπει να συνδεθεί με το ενεργό κέντρο του ενζύμου που καταλύει την αντίδραση. Παρατηρώντας τα τρία ένζυμα καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι μόνο το ενεργό κέντρο του ενζύμου Ε 2 «ταιριάζει» με το υπόστρωμα. Άρα αυτό είναι το ένζυμο που καταλύει την αντίδραση. 17

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 18 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 Το συκώτι που αφρίζει! Α: ωμό συκώτι Β: βρασμένο συκώτι Nα τοποθετήσετε σε ένα πιάτο κομμάτια από ωμό συκώτι και σε ένα άλλο κομμάτια από μαγειρεμένο συκώτι. Nα ρίξετε και στα δύο μερικές σταγόνες οξυζενέ. Nα συμπληρώσετε στο παρακάτω σχήμα τι παρατηρείτε. Στα κύτταρα του συκωτιού παράγεται καταλάση, ένα ένζυμο που διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H 2 O 2, το γνωστό μας οξυζενέ) σε νερό και οξυγόνο. α. Σε ποιο από τα δύο δείγματα παρατηρείτε δημιουργία φυσαλίδων; Aπάντηση Στο δείγμα με το ωμό συκώτι. β. Πώς εξηγείται η δημιουργία φυσαλίδων; Aπάντηση Το ένζυμο καταλάση, στα ζωντανά κύτταρα συκωτιού (ωμό συκώτι), διασπά το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο. Tο οξυγόνο, όπως ελευθερώνεται, δημιουργεί φυσαλίδες μέσα στο νερό. Στο βρασμένο συκώτι η δομή της καταλάσης έχει καταστραφεί λόγω των υψηλών θερμοκρασιών κατά το βράσιμο. Η καταστροφή της δομής του ενζύμου συνεπάγεται απώλεια της λειτουργικότητάς του. 18

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 19 ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ* ( Ένζυμα και μεταβολισμός) Α. Να συμπληρώσεις με τις κατάλληλες λέξεις τα κενά στις παρακάτω προτάσεις: 1. O άνθρωπος προμηθεύεται από την τροφή του... και... απαραίτητες για να συνθέσει τις δικές του χημικές ενώσεις. 2. Ο οργανισμός ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον μέσα από τις αντιδράσεις.... 3. Η διάσπαση της γλυκόζης γίνεται.... 4. Η δράση των ενζύμων είναι..., δηλαδή ένα ένζυμο καταλύει μία συγκεκριμένη αντίδραση. 5. Στους παράγοντες που επηρεάζουν τη δομή των ενζύμων ανήκουν η... και η.... Β. Να χαρακτηρίσεις με (Σ) τις σωστές και με (Λ) τις λανθασμένες προτάσεις. Στην περίπτωση που κρίνεις ότι μια πρόταση είναι λανθασμένη, να αιτιολογήσεις την απάντησή σου. 1. Τα ένζυμα μπορούν να δράσουν μόνο μέσα στα κύτταρα και όχι έξω από αυτά. 2. Τα ένζυμα δεν επηρεάζονται από ακραίες τιμές θερμοκρασίας. 3. Αντιδράσεις μεταβολισμού συμβαίνουν και στα φυτά. 4. Ορισμένα ένζυμα δρουν σε υψηλές θερμοκρασίες. 5. Ένζυμα χρησιμοποιούνται για την παρασκευή γλυκών. Γ. Το σχήμα που ακολουθεί απεικονίζει τον τρόπο δράσης ενός ενζύμου σε μια χημική αντίδραση. B Γ Δ A Γ * Οι απαντήσεις στο Κριτήριο Αξιολόγησης βρίσκονται στο τέλος του ένθετου. 19

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 20 α. Τι παριστάνουν τα Α, Β, Γ, Γ και Δ; β. Ποιος είναι ο ρόλος του Β; γ. Ποια είναι η τύχη του Α μετά το τέλος της αντίδρασης; Δ. Τι εννοούμε όταν λέμε ότι τα ένζυμα ελέγχουν τις χημικές αντιδράσεις; Ερωτήσεις Προβλήματα Δραστηριότητες από το Βιβλίο του Μαθητή 1 Να συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στο παρακάτω κείμενο. Ο άνθρωπος, όπως όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, αξιοποιεί τη χημική ενέργεια των ουσιών της τροφής, τη μετατρέπει σε άλλες μορφές ενέργειας και παράγει έργο (μηχανικό, χημικό κτλ.) καλύπτοντας με τον τρόπο αυτόν τις ενεργειακές του ανάγκες. Στα κύτταρα του ανθρώπου οι χημικές αντιδράσεις καταλύονται από ειδικά πρωτεϊνικά μόρια, τα ένζυμα. Όπως και όλοι οι καταλύτες, ο ρόλος τους είναι να επιταχύνουν (ή να ελέγχουν ή να καταλύουν) τις χημικές αντιδράσεις που γίνονται μέσα σε ένα ζωντανό κύτταρο, χωρίς όμως να συμμετέχουν στα αντιδρώντα ή στα προϊόντα της αντίδρασης. 2 Γιατί χρειάζονται ενέργεια οι οργανισμοί; Πώς την προμηθεύονται; Οι οργανισμοί, είτε μονοκύτταροι είτε πολυκύτταροι, διαθέτουν οργάνωση και επιτελούν διάφορες λειτουργίες (π.χ. κινούνται, αντιδρούν σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος, δίνουν απογόνους κ.ά.). Προκειμένου να διατηρήσουν την πολύπλοκη δομή τους αλλά και να επιτελέσουν τις διάφορες λειτουργίες τους, χρειάζονται ενέργεια. Οι οργανισμοί προμηθεύονται την ενέργεια που χρειάζονται αξιοποιώντας τη χημική ενέργεια των ουσιών που περιέχονται στην τροφή τους. Οι αυτότροφοι οργανισμοί συνθέτουν μόνοι τους την τροφή τους με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, ενώ οι ετερότροφοι καταναλώνουν άλλους οργανισμούς ή διασπούν τη «νεκρή» οργανική ύλη. 20

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 21 3 Ποια είναι η χημική φύση των ενζύμων; Ποια είναι τα δομικά τους συστατικά; Τα ένζυμα είναι ειδικά πρωτεϊνικά μόρια. Τα δομικά τους συστατικά είναι τα αμινοξέα. 4 Αφού διαβάσετε το παρακάτω κείμενο, να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν: «Στα κύτταρα του συκωτιού παράγεται μέσα από ορισμένες αντιδράσεις υπεροξείδιο του υδρογόνου (οξυζενέ) που είναι τοξικό για τα κύτταρα. Η καταλάση, ένα ένζυμο, διασπά το μόριο αυτό σε νερό και οξυγόνο, που δεν είναι βλαβερά. Μάλιστα, ένα μόριο καταλάσης δρα τόσο γρήγορα, που μπορεί να διασπάσει 6.000.000 μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου σε ένα λεπτό». α. Γιατί το οξυζενέ θεωρείται πολύ καλό αντισηπτικό; β. Όταν ρίξουμε οξυζενέ σε μια ανοιχτή πληγή, παρατηρούμε το σχηματισμό φυσαλίδων. Πώς το εξηγείτε; α. Για να θεωρηθεί μια ουσία καλό αντισηπτικό, θα πρέπει να καταστρέφει τους παθογόνους μικροοργανισμούς. Όπως αναφέρεται παραπάνω, το υπεροξείδιο του υδρογόνου (οξυζενέ) είναι τοξικό για τα κύτταρα, άρα και για τους παθογόνους μικροοργανισμούς, αφού και αυτοί αποτελούνται από κύτταρα. β. Όταν ρίξουμε οξυζενέ σε μια ανοιχτή πληγή, αυτό διασπάται σε νερό και οξυγόνο από το ένζυμο καταλάση, το οποίο έχει απελευθερωθεί στην περιοχή της πληγής από τα κατεστραμμένα κύτταρα. Οι φυσαλίδες που παρατηρούμε οφείλονται στο αέριο οξυγόνο το οποίο απελευθερώνεται στο αίμα, που είναι υγρό. 5 Χαρακτηριστικό παράδειγμα χρήσης των ενζύμων στην καθημερινή μας ζωή αποτελούν τα απορρυπαντικά. Τα περισσότερα, αν όχι όλα, περιέχουν ένζυμα (π.χ. πρωτεάσες, δηλαδή ένζυμα που διασπούν πρωτε ϊνες). Χάρη στα ένζυμα αυτά, διασπώνται ευκολότερα οι χημικές ενώσεις που περιέχονται στους λεκέδες. Δηλαδή, αν ένα απορρυπαντικό έχει πρωτεάσες, θα διασπά ευκολότερα λεκέδες από κρέας, αίμα, αυγά, γάλα κτλ., ενώ, αν έχει λιπάσες (ένζυμα που διασπούν λίπη), θα διασπά ευκολότερα λεκέδες από βούτυρο, λάδι, σάλτσες κτλ. Με βάση τα παραπάνω, να αναφέρετε γιατί είναι σημαντικό να πλένουμε τα ρούχα μας στη θερμοκρασία που συνιστούν οι οδηγίες οι οποίες αναγράφονται στη συσκευασία των απορρυπαντικών που περιέχουν ένζυμα. Αν πλύνουμε τα ρούχα μας σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από αυτήν που προτείνουν οι κατασκευαστές του απορρυπαντικού, θα καθαρίσουν καλύτερα τα ρούχα μας; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. 21

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 22 Η θερμοκρασία είναι ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη δομή και κατά συνέπεια τη δραστικότητα των ενζύμων. Υπάρχουν ένζυμα τα οποία καταλύουν χημικές αντιδράσεις σε υψηλές θερμοκρασίες, άλλα σε μέτριες και άλλα σε χαμηλές. Κάθε ένζυμο εμφανίζει άριστη δραστικότητα σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Το ίδιο συμβαίνει και με τα ένζυμα τα οποία περιέχονται στα απορρυπαντικά. Οι οδηγίες στη συσκευασία των απορρυπαντικών που περιέχουν ένζυμα αναγράφουν ως συνιστώμενη θερμοκρασία πλυσίματος αυτή στην οποία τα ένζυμα που περιέχονται εμφανίζουν άριστη δραστικότητα. Αν πλύνουμε τα ρούχα μας σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από αυτήν που προτείνουν οι κατασκευαστές του απορρυπαντικού, η δομή των ενζύμων θα αλλάξει, με αποτέλεσμα αυτά να μη δράσουν και τα ρούχα μας να μην καθαρίσουν καλά. 22

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 23 1o ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ* (Μεταβολισμός) Α. Να βάλεις σε κύκλο το γράμμα το οποίο αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση: 1. Πώς αξιοποιεί ο άνθρωπος τη χημική ενέργεια της τροφής του; α. Συνθέτει νέες ουσίες. β. Αναπαράγεται. γ. Επιδιορθώνει φθορές. δ. Φέρει σε πέρας όλα τα παραπάνω. 2. Πού ανήκουν τα ένζυμα; α. Στους υδατάνθρακες. β. Στις πρωτεΐνες. γ. Στα νουκλεϊκά οξέα. δ. Στα λιπίδια. 3. Τι συμβαίνει κατά τις αντιδράσεις του αναβολισμού; α. Γίνεται διάσπαση μορίων. β. Απελευθερώνεται ενέργεια. γ. Χρησιμοποιείται ενέργεια. δ. Δεν χρησιμοποιούνται ένζυμα. 4. Πώς ονομάζεται η περιοχή του ενζύμου όπου προσδένονται τα αντιδρώντα; α. Ενεργό κέντρο. β. Υπόστρωμα. γ. Προϊόν. δ. Καταλύτης. 5. Πού χρησιμοποιούνται τα ένζυμα; α. Για την παρασκευή γλυκών. β. Για την παρασκευή απορρυπαντικών. γ. Για τη βελτίωση της γεύσης και της εμφάνισης κρεάτων. δ. Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις. * Οι απαντήσεις στο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης βρίσκονται στο τέλος του ένθετου. 23

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 24 Β. Να αντιστοιχίσεις τους όρους της στήλης Α με τις έννοιες ή τις φράσεις της στήλης Β. Στήλη Α Στήλη Β 1. Ένζυμα ñ ñ α. ph 2. Υπόστρωμα ñ ñ β. Σύνθεση χημικών ενώσεων που απαιτεί ενέργεια 3. Οξύτητα ñ ñ γ. Βιολογικοί καταλύτες 4. Αναβολισμός ñ ñ δ. Μόρια που πρόκειται να αντιδράσουν Γ. Να αναφέρεις τρεις ιδιότητες των ενζύμων. Δ. Δίνονται οι ακόλουθες αντιδράσεις: AB ένζυμο A + B + ενέργεια ένζυμο Γ+ Δ + ενέργεια ΓΔ α. Να συμπληρώσεις δίπλα σε καθεμία από τις αντιδράσεις, αν πρόκειται για αντίδραση αναβολισμού ή για αντίδραση καταβολισμού. β. Να αιτιολογήσεις την επιλογή σου. γ. Για ποιο λόγο η διάσπαση της γλυκόζης πραγματοποιείται σταδιακά μέσα στα κύτταρα; 24

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 25 2o ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ* (Μεταβολισμός) Α. Να βάλεις σε κύκλο το γράμμα το οποίο αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση: 1. Από τι αποτελείται το ενεργό κέντρο ενός ενζύμου; α. Από λιπαρά οξέα. β. Από λιπίδια. γ. Από αμινοξέα. δ. Από μόρια γλυκόζης. 2. Για ποιο λόγο χρειάζεται ενέργεια ο ανθρώπινος οργανισμός; α. Για να κινείται. β. Για να αντιλαμβάνεται τα ερεθίσματα του περιβάλλοντος και να αντιδρά σε αυτά. γ. Για να διατηρήσει την πολύπλοκη δομή του. δ. Για να επιτελέσει όλα όσα αναφέρονται στα α, β, γ. 3. Πώς καλύπτει ο άνθρωπος τις καθημερινές ενεργειακές του ανάγκες ως οργανισμός; α. Με τις αντιδράσεις αναβολισμού. β. Με την τροφή. γ. Με τον ήλιο. δ. Με τίποτα από τα παραπάνω. 4. Ποιο χαρακτηριστικό των οργανισμών εξασφαλίζει ότι μόνοι τους φροντίζουν για την τροφοδοσία τους με ενέργεια; α. Tα ένζυμα. β. Το γενετικό υλικό. γ. Οι καταλύτες. δ. Tίποτα από τα παραπάνω. 5. Σε ποιες συνθήκες μπορούν να δράσουν ένζυμα; α. Σε όξινο περιβάλλον. β. Σε βασικό περιβάλλον. * Οι απαντήσεις στο Επαναληπτικό Κριτήριο Αξιολόγησης βρίσκονται στο τέλος του ένθετου. 25

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 26 γ. Σε κανονική θερμοκρασία. δ. Σε όλες τις παραπάνω συνθήκες. Β. Να χαρακτηρίσεις με (Σ) τις σωστές και με (Λ) τις λανθασμένες προτάσεις. Στην περίπτωση που κρίνεις ότι μια πρόταση είναι λανθασμένη, να αιτιολογήσεις την απάντησή σου. 1. Εάν μεταβληθεί η τρισδιάστατη δομή του μορίου του ενζύμου, τότε μεταβάλλεται και η δραστικότητά του. 2. Ένα ένζυμο καταλύει περισσότερες από μία διαφορετικές αντιδράσεις. 3. Κατά τον καταβολισμό γίνεται η διάσπαση οργανικών ενώσεων με ταυτόχρονη κατανάλωση ενέργειας. 4. Τα ένζυμα χαρακτηρίζονται ως βιολογικοί καταλύτες, γιατί ελαττώνουν τις βλαβερές ουσίες που παράγονται κατά τον καταβολισμό. 5. Η δραστικότητα ενός ενζύμου είναι άριστη σε οποιεσδήποτε συνθήκες θερμοκρασίας. Γ. 1. Να αναφέρεις δύο διαφορές μεταξύ του καταβολισμού και του αναβολισμού. 2. Να περιγράψεις τον τρόπο δράσης των ενζύμων. Δ. 1. Για ποιους λόγους τα ένζυμα είναι απαραίτητα για τα κύτταρα; 2. Πώς εξηγείται το γεγονός ότι μικρή ποσότητα ενός ενζύμου είναι επαρκής για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση, για την οποία υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση του υποστρώματος με το οποίο το ένζυμο ταιριάζει όπως το κλειδί με την κλειδαριά; 26

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 27 ΤΕΤΡΑΔΙΟ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 1η Δραστηριότητα Το ισοζύγιο της ενέργειας. Πόση ώρα πρέπει να κολυμπήσετε για να «κάψετε» τις θερμίδες μιας μακαρονάδας; Μια μακαρονάδα με κιμά περιέχει 675 χιλιοθερμίδες, τις οποίες στην καθημερινή ζωή τις ονομάζουμε απλά θερμίδες. Για να «κάψουμε» 200 θερμίδες πρέπει να κολυμπήσουμε 30 λεπτά (μισή ώρα), άρα για να «κάψουμε» 675 θερμίδες θα πρέπει να κολυμπήσουμε 675 30/200 = 101,25 λεπτά. Θα πρέπει να κολυμπήσουμε, λοιπόν, 101,25 λεπτά για να «κάψουμε» τις θερμίδες μιας μακαρονάδας. Δεδομένου ότι μια ώρα έχει 60 λεπτά, θα πρέπει να κολυμπήσουμε μία ώρα, 41 λεπτά και λίγα δευτερόλεπτα*.. Πόση ώρα πρέπει να διαβάσετε για να «κάψετε» τις θερμίδες ενός παγωτού; Ένα παγωτό περιέχει 240 χιλιοθερμίδες. Διαβάζοντας μισή ώρα «καίμε» 70 χιλιοθερμίδες. Άρα για να «κάψουμε» 240 θερμίδες θα πρέπει να 240 30 διαβάζουμε για = 102,86 λεπτά. Δεδομένου ότι μια ώρα 70 έχει 60 λεπτά, θα πρέπει να διαβάσουμε μία ώρα, 42 λεπτά και λίγα δευτερόλεπτα**. Á. Πόσες μερίδες σαλάτα πρέπει να φάτε για να πάρετε τις θερμίδες που θα σας έδινε ένα χάμπουργκερ; Ένα χάμπουργκερ έχει 400 χιλιοθερμίδες, ενώ μία μερίδα σαλάτα 123. Άρα ένα χάμπουργκερ έχει όσες θερμίδες έχουν (400: 123=) 3,25 μερίδες σαλάτα, δηλαδή 3 μερίδες σαλάτας και το 1/4 της μερίδας. * Το 1 λεπτό έχει 60 δευτερόλεπτα Τα 0,25 λεπτά έχουν x δευτερόλεπτα x=60 0,25=15 δευτερόλεπτα ** Τα 0,86 λεπτά έχουν 51,6 δευτερόλεπτα. 27

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 28 2η Δραστηριότητα Ενέργεια και κίνηση-ενέργεια και οργάνωση. Πώς εξασφαλίζουν τα κύτταρα την απαραίτητη ενέργεια; Τα κύτταρα εξασφαλίζουν ενέργεια από τη διάσπαση των χημικών ενώσεων οι οποίες περιέχονται στην τροφή. Η διάσπαση πραγματοποιείται με τη διαδικασία της κυτταρικής αναπνοής (αερόβιας ή αναερόβιας. Δες το ένθετο ΠΡΟΣΕΧΕΤΕ ΝΑ ΜΗΝ ΚΑΨΕΤΕ ΤΟΥΣ ΜΥΣ ΣΑΣ του σχολικού βιβλίου). Οι αυτότροφοι οργανισμοί συνθέτουν μόνοι τους την τροφή τους με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, ενώ οι ετερότροφοι καταναλώνουν άλλους οργανισμούς ή διασπούν τη «νεκρή» οργανική ύλη.. Πώς εξασφαλίζουν τα μυϊκά κύτταρα την απαραίτητη ενέργεια; Χημικές ενώσεις οι οποίες περιέχονται στην τροφή (π.χ. γλυκόζη) μεταφέρονται μέσω του κυκλοφορικού συστήματος σε όλα τα κύτταρα του οργανισμού, άρα και στα μυϊκά. Τα μυϊκά κύτταρα πραγματοποιούν κυτταρική αναπνοή και εξασφαλίζουν την ενέργεια που χρειάζονται. Á. Τι μετατροπές ενέργειας μπορούμε να παρατηρήσουμε κατά την κίνηση των μυϊκών κυττάρων; Υπάρχουν «απώλειες»; Η κύρια μετατροπή ενέργειας που μπορούμε να παρατηρήσουμε κατά την κίνηση των μυϊκών κυττάρων είναι η μετατροπή της χημικής ενέργειας, που περιέχεται στις ενώσεις της τροφής, σε κινητική ενέργεια. Υπάρχουν «απώλειες» με τη μορφή θερμότητας. 28

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 29 Κριτήριο αξιολόγησης Άνθρωπος και ενέργεια Α. 1. Σ. 2. Λ. Για παράδειγμα, ένα αυτοκίνητο δεν μπορεί από μόνο του να φροντίσει για την προμήθεια βενζίνης και για την επιδιόρθωση των βλαβών του. 3. Σ. 4. Λ. Ο άνθρωπος χρειάζεται την ενέργεια προκειμένου να διατηρεί την πολυπλοκότητά του, αλλά και να επιτελεί τις διάφορες λειτουργίες του, που δεν είναι μόνο η κίνηση και η αναπαραγωγή. 5. Λ. Οι οργανισμοί διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς μηχανισμούς παραγωγής έργου χάρη στο γενετικό τους υλικό. B. Ο άνθρωπος, όπως όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, αξιοποιεί τη χημική ενέργεια των ουσιών που περιέχονται στην τροφή, τη μετατρέπει σε άλλες μορφές ενέργειας και παράγει έργο (μηχανικό κ.ά.). Κριτήριο αξιολόγησης A. 1. ενέργεια, ουσίες 2. μεταβολισμού 3. σταδιακά ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Ένζυμα και Μεταβολισμός 4. ειδική 5. θερμοκρασία, οξύτητα B. 1. Λ. Τα ένζυμα, για παράδειγμα αυτά που περιέχονται στα απορρυπαντικά, μπορούν να δράσουν και έξω από τα κύτταρα. 2. Λ. Οι ακραίες τιμές θερμοκρασίας επηρεάζουν τη δομή των ενζύμων και κατ επέκταση τη λειτουργικότητά τους. 3. Σ. Αντιδράσεις μεταβολισμού συμβαίνουν σε όλους τους οργανισμούς, άρα και στα φυτά. 4. Σ. Ένζυμα που υπάρχουν σε θερμόφιλους οργανισμούς δρουν σε υψηλές θερμοκρασίες. 5. Σ. Γ. α. Α=ένζυμο, Β=ενεργό κέντρο, Γ, Γ =υπόστρωμα (ή αντιδρώντα), Δ=προϊόν β. Το ενεργό κέντρο (Β) είναι η θέση όπου δεσμεύονται τα μόρια που πρόκειται να αντιδράσουν (υπόστρωμα) με το ένζυμο. Η σύνδεση του υποστρώματος με το ένζυμο φέρνει κοντά τα αντιδρώντα και τους παρέχει τις κατάλληλες προϋποθέσεις προκειμένου να αντιδράσουν. γ. Το ένζυμο (Α) δεν συμμετέχει στα αντιδρώντα ή στα προϊόντα της αντίδρασης. Έτσι, μετά το τέλος της αντίδρασης, αφού έχει παραμείνει αναλλοίωτο, μπορεί να δράσει και πάλι. Δ. Τα ένζυμα δεν διευκολύνουν απλώς τις χημικές αντιδράσεις. Αν δεν υπάρχει το κατάλληλο ένζυμο το οποίο καταλύει μια συγκεκριμένη χημική αντίδραση, τότε αυτή 29

ENTHETO-TEL-BIOL B GYM-SOT 26-10-16 12:49 ÂÏ 30 πρακτικά δεν γίνεται. Για το λόγο αυτό λέμε ότι τα ένζυμα ελέγχουν την πραγματοποίηση των χημικών αντιδράσεων μέσα στον οργανισμό. Μεταβολισμός 1o Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης Α. 1-δ, 2-β, 3-γ, 4-α, 5-δ. Β. Η σωστή αντιστοίχιση είναι η εξής: 1-γ, 2-δ, 3-α, 4- β. Γ. α. Τα ένζυμα δεν συμμετέχουν στα αντιδρώντα ή στα προϊόντα της αντίδρασης. Έτσι το ίδιο ένζυμο μπορεί να δράσει πολλές φορές. β. Η δράση των ενζύμων είναι ειδική, δηλαδή κάθε ένζυμο καταλύει μια συγκεκριμένη αντίδραση. γ. Τα ένζυμα ελέγχουν τις χημικές αντιδράσεις, αφού για να γίνει μια αντίδραση είναι απαραίτητο να υπάρχει το κατάλληλο ένζυμο που θα την καταλύσει. Δ. α. ένζυμο AB A + B + ενέργεια καταβολισμός ένζυμο Γ+ Δ + ενέργεια ΓΔ αναβολισμός β. Η πρώτη αντίδραση παριστάνει αντίδραση καταβολισμού, διότι η ουσία ΑΒ διασπάται στα προϊόντα Α και Β με ταυτόχρονη απελευθέρωση ενέργειας. Η δεύτερη αντίδραση παριστάνει αντίδραση αναβολισμού, διότι οι ουσίες Γ και Δ αντιδρούν, με κατανάλωση ενέργειας, και δημιουργούν την περισσότερο σύνθετη ουσία ΓΔ. γ. Με τη σταδιακή διάσπαση της γλυκόζης δεν καταστρέφεται το κύτταρο, ενώ παράλληλα αξιοποιούνται καλύτερα τα ποσά της ενέργειας που απελευθερώνονται σε κάθε στάδιο. 2o Επαναληπτικό κριτήριο αξιολόγησης Α. 1-γ, 2-δ, 3-β, 4-β, 5-δ. 2. Λ. Τα ένζυμα έχουν ειδική δράση. Δηλαδή ένα ένζυμο καταλύει μια συγκεκριμένη αντίδραση. 3. Λ. Οι αντιδράσεις καταβολισμού συνοδεύονται από απελευθέρωση ενέργειας, την οποία μπορεί να χρησιμοποιήσει ο οργανισμός για να επιτελέσει τις λειτουργίες του. 4. Λ. Τα ένζυμα χαρακτηρίζονται βιολογικοί καταλύτες γιατί επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις που γίνονται σε έναν οργανισμό. 5. Λ. Τιμές της θερμοκρασίας που καταστρέφουν τη δομή ενός ενζύμου οδηγούν σε απώλεια της δραστικότητάς του. Γ. 1. Ο καταβολισμός αναφέρεται στις αντιδράσεις διάσπασης χημικών μορίων, ενώ ο αναβολισμός στις αντιδράσεις σύνθεσης. Στις αντιδράσεις καταβολισμού απελευθερώνεται ενέργεια, ενώ σε αυτές του αναβολισμού καταναλώνεται ενέργεια. 2. Κάθε ένζυμο διαθέτει μια συγκεκριμένη περιοχή, η οποία ονομάζεται ενεργό κέντρο του ενζύμου. Στο ενεργό κέντρο του ενζύμου δεσμεύονται τα μόρια που πρόκειται να αντιδράσουν και αποτελούν το υπόστρωμα. Η σύνδεση του υποστρώματος με το ενεργό κέντρο του ενζύμου δημιουργεί τις κατάλληλες προϋποθέσεις, ώστε να πραγματοποιηθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα και σε χαμηλές σχετικά θερμοκρασίες η αντίδραση. Μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση, τα προϊόντα απομακρύνονται, ενώ το ένζυμο παραμένει αναλλοίωτο, έτοιμο να ξαναχρησιμοποιηθεί. Δ. 1. Τα ένζυμα είναι απαραίτητα για τα κύτταρα, μια και χωρίς τα ένζυμα πολλές χημικές αντιδράσεις στο εσωτερικό τους θα γίνονταν με ταχύτητα και σε θερμοκρασίες που δεν θα ήταν συμβατές με την επιβίωση των κυττάρων. Επιπλέον η παρουσία των ενζύμων εξασφαλίζει ότι πολλές αντιδράσεις γίνονται σταδιακά και έτσι δεν απελευθερώνονται μεγάλα ποσά ενέργειας, που μπορεί να καταστρέψουν το κύτταρο. 2. Το ένζυμο δεν συμμετέχει στα αντιδρώντα ή στα προϊόντα της αντίδρασης και έτσι το ίδιο ένζυμο μπορεί να δράσει πολλές φορές. B. 1. Σ. 30