Bratcovici_5

8/16/2019 Bratcovici_5

1/5

PROFILES - Professional Reflection Oriented Focus

on Inquir y-based Learning and Education through

Science

Proiect finanţat în cadrul Programului EC FP7:

5.2.2.1 – SiS-2010-2.2.1, Grant Agreement No.:266589Acţiuni de sprijinire pentru inovare la orele de curs: Instruirea profesorilor cu

privire la metode de predare pe scară largă în Europa

1

4. Notiţele profesorului

Pentru aceste lecţii propuse, se presupune că elevii cunosc care sunt principalelefuncţii ale organismelor mamiferelor. Pornind de la funcţia de nutriţie, suntreamintite noţiuni întâlnite în clasele gimnaziale.

Ideile teoretice urmează să fie consolidate în cursul realizării lucr ărilor practicedin laborator.

4.1 Prezentare general ă

Funcţiile organismului unui mamifer sunt: funcţia de relaţie, funcţia de nutriţieşi funcţia de reproducere. Nutriţia se clasifică în: a) nutriţie autotrof ă, care constăîn sinteza de substanţe organice, pornind de la carbonul anorganic, şi b) nutriţie

heterotrofă, care constă în hr ănirea cu substanţe organice produse de alteorganisme.

Nutriţia autotrofă se realizează prin:1. FOTOSINTEZA = sinteza de substanţe organice pornind de la apă, dioxid de

car bon şi săruri minerale, cu ajutorul energiei luminii, eliberând oxigen. Esterealizată de organismele ce conţin pigmenţi asimilatori, organul specializat înfotosinteză este frunza.

Amidonul, deşi se formează în părţile verzi ale plantelor, nu se acumulează înacestea, deoarece o parte este trecută într -o formă solubilă şi utilizată ca hrană decătre plantă, iar în altă parte este depozitată sub formă de granule în rădăcini,tuberculi sau seminţe.

2. CHEMOSINTEZA = procesul în urma căruia sunt formate substanţe organice(în special carbohidrați) din subsțante anorganice, precum dioxidul de carbon șioxigenul. În cadrul chemosintezei este eliberată o cantitate considerabilă deenergie, necesară organismului. Chemosinteza este proprie unor specii de bacteriisulfuroase, nitrificatoare si metanogene.

Elevii vor realiza o lucrare practică de evidenţiere a substanţelor organice (aamidonului) produse în procesul de fotosinteză.Vor avea un ghiveci cu o plantă pecare au ţinut-o la întuneric 2 zile (pentru a consuma rezervele de amidon), i-auacoperit o parte a unei frunze cu staniol şi o vor lăsa la lumină. După 2 zile, eleviivor rupe frunza şi o vor fierbe în alcool pentru a dizolva clorofila. Se pune frunza

http://ro.wikipedia.org/wiki/Carbohidra%C8%9Bihttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Dioxid_de_carbin&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Oxigenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Oxigenhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bacteriehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bacteriehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Bacteriehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Oxigenhttp://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Dioxid_de_carbin&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Carbohidra%C8%9Bi


2/5



Science


5.2.2.1 – SiS-2010-2.2.1, Grant Agreement No.:266589Acţiuni de sprijinire pentru inovare la orele de curs: Instruirea profesorilor cu privire la metode de predare pe scară largă în Europa

2

în soluţie de iod şi vor constata că zona acoperită nu se colorează iar restul frunzeiva avea culoare albastră (reacţie caracteristică iodului în prezenta amidonului).

4.2. Formarea amidonului în plante şi rolul depozitelor de amidon

Amidonul face parte din categoria polizaharidelor vegetale, care prezintă o mareimportanţă biologică. În general, polizaharidele se caracterizează prin urmă toarele proprietăţi:

au aceiaşi structură moleculară [C6H10O5]n; nu au gust dulce; prin încălzire nu se topesc, ci se carbonizează; prin hidroliză trec în monozaharide. Amidonul este un amestec de două polizaharide - amilaza (partea solubilă din

amidon) şi amilopectina (partea insolubilă, care formează coca). Acestecomponente se deosebesc prin structura şi modul de comportare faţă de iod şi

enzime. Amilaza este componentul amidonului care cu iod dă o culoare albastrăintensă, în timp ce amilopectina dă cu iodul o coloraţie roşie -violetă. Amidonul se prezintă ca o pulbere fină, de culoare albă, mai mult sau mai puţin strălucitoare, înfuncţie de provenienţa şi de gradul de puritate. Este insolubil în apă rece, iar cu apacaldă, la circa 500C, formează soluţii vâscoase care la rece devin un gel numit cocă.Amidonul dă cu iodul o coloraţie albastră, care la încălzire dispare şi reapare larăcire. Amidonul nu reduce azotatul de argint amoniacal şi nici soluţia Fehling, faptcare indică blocarea grupelor aldehidice. Pr in hidroliza amidonului se formeazăglucoza, conform ecuaţiei chimice:

[C6H10O5]n + nH2O = nC6H12O6.Elevii vor realiza lucrări practice pentru a demonstra care este structura

granulelor de amidon în diferite tipuri de seminţe. Vor avea nvoie de tuberculi de

cartofi, seminţe de fasole, porumb şi grâu.Vor detaşa fragmente de endosperm laseminţe sau din ţesutul de depozitare de la cartoful crud, îl vor pune pe lamă într-o picătur ă de apă şi vor adăuga iod în iodură de potasiu. Vor acoperi lama cu olamelă şi vor descoperi forma diferită a granulelor de amidon, colorate în albastru:ovale la cartof, elipsoidale la fasole, poligonale la porumb şi sferice la grâu.

4.3 Rolul şi transformările amidonului în organismul uman.

Elevilor li se va reaminti definiţia digestiei şi structura sistemului digestiv.Digestia este prelucrarea hranei, până când substanţele nutritive sunt aduse la

forma cea mai simplă, în vederea utilizării lor.


3/5



Science



3

Sistemul digestiv este alcătuit din tub digestiv (cavitate bucală, faringe, esofag,stomac, intestin subţire, intestin gros, anus) şi glande anexe (glande salivare, ficat, pancreas).

Digestia constă în transformări mecanice, fizice şi chimice.În cavitatea bucală transformările mecanice sunt de sfărâmare, mărunţire,

transformările fizice de topire, dizolvare iar cele chimice sunt de transformare aalimentelor în prezenţa enzimei amilaza salivară din salivă.

Elevii vor realiza o lucrare de verificare a acţiunii amilazei salivare asupraamidonului din alimente. Ei vor pune 2 ml soluţie amidon + 1 ml salivă într-oeprubetă, vor agita şi adăuga o picătur ă de iod în iodură de potasiu. Aceasta se vacolora în albastru, datorita absorbţiei iodului pe molecula de amidon. Dacă vorfolosi amidon crud, experienţa nu va reuşi din cauza stratului fin de celuloză careacoperă grăuncioarele de amidon.

Prin digestie şi absorbţie intestinală atât dizaharidele (zaharoza, maltoza,lactoza), cât şi polizaharidele (amidonul, glicogenul) sunt descompuse în tubul

digestiv în monozaharide: glucoză, fructoză, galactoză şi manoză. Absorbite însânge, ajung apoi la ficat, unde fructoza, manoza şi galactoza sunt transformate înglucoză, aceasta din urmă fiind singura hexoză care părăseşte acest organ prinvenele suprahepatice. Aşadar, ficatul primeşte prin vena portă glucoză, fructoză,manoză şi galactoză şi eliberează prin venele suprahepatice numai glucoză. Glucoza existentă în sânge reprezintă zahărul sanguin sau glicemia. Aceastavariază, în condiţii normale, între 4,4 şi 6,7 milimoli pe litru de sânge. Reglareaglicemiei se face prin intervenţia a două mecanisme, unul hipoglicemiant,reprezentat în esenţă prin acţiunea insulinei, şi altul hiperglicemiant, reprezentat prin hormonii antehipofizari, adrenalină, glucagon, hormonii glicocorticosteroizi,tiroxina şi activitatea nervoasă simpatică.

Hipoglicemia se manif estă prin slăbiciune, transpiraţii, iar în cazuri mai grave,

poate duce la pierderea cunoştinţei. Deoarece starea hipoglicemică se declanşeazărapid (1/2 - 1 oră), trebuie intervenit urgent, şi anume: Dacă persoana afectată este conştientă, i se administrează pe cale orală

glucoză, băuturi sau alimente care conţin glucoză; Dacă persoana afectată este inconştientă, i se injectează glucagon. Hiperglicemia prezintă un mare risc pentru organism, deoarece poate fi unul din

simptomele diabetului. Starea hiperglicemică apare pe parcursul mai multor ore şi poate dura mult timp. În funcţie de gravitatea situaţiei, se recomandă un regimalimentar cu puţine glucide, administrarea pe cale orală a unor medicamentehipoglicemiante iar în cazul diabetului de tip 1, injectarea de insulină.


4/5



Science



4

4.4 Prelucrarea şi utilizările amidonului

Amidonul poate fi prelucrat în produse de importanţă alimentară şi industrială.În acest scop se folosesc diferite reacţii chimice, dintre care cea mai importantăeste hidroliza. Procesul de hidroliză se poate face fie sub acţiunea acizilor (HCl,H2SO4), fie sub acţiunea unor enzime care se numesc amilaze - alfa amilaza(amilaza dextrinogenă), care transformă amidonul în dextrine şi beta amilaza (amilaza zaharogenă) care transformă amidonul în maltoză. Aceste enzime segăsesc atât în regnul vegetal (orz încolţit, grâu etc.), cât şi în regnul animal(pancreas, ficat etc.).

Prin hidroliză acidă, cu acid clorhidric sau sulfuric, amidonul trece succesiv îndextrine, maltoză şi ca ultim produs se obţine glucoza, după schema: amidon – dextrine - maltoză – glucoză. Prin hidroliză enzimatică, cu amilaze sau diastaze,amidonul nu mai hidrolizează total până la glucoză, ci dă ca produs final maltoza,

mai precis: amidon - dextrine – maltoză. În industrie, hidroliza acidă a amidonuluieste folosită la prepararea glucozei, iar hidroliza enzimatică, la obţinerea etanolului. Pentru obţinerea glucozei se încălzeşte amidonul cu acid sulfuric diluat, timp de

câteva ore, în autoclave. Când procesul hidrolizei s-a terminat, se neutralizeazăacidul cu carbonat de calciu: precipitatul de sulfat de calciu care se formează, sefiltrează, iar soluţia rămasă se concentrează prin fierbere. Prin răcirea soluţiei seformează glucoza cristalină.

Fabricarea etanolului din amidon necesită trei operaţii principale: hidrolizaamidonului (care poartă numele de zaharificare) fermentarea şi distilarea. Înindustrie, pentru obţinerea etanolului se foloseşte amidonul din cartofi (feculă) saudin cereale. Cerealele separate de impurităţi sau cartofii spălaţi se tratează cuvapori de apă sub presiune de 3 - 3,5 atm, până se formează o cocă. În această cocă

de amidon, care este răcită până la 600

C, se adaugă malţ (boabe de orz încolţite,sfărâmate, care conţin amilază), amidonul transformându-se în maltoză, odizaharidă care fermentează. Din această operaţie, care se numeşte zaharificare şicare durează circa 5 ore de la introducerea malţului, lichidul dulce se răceşte la 15-200C şi i se adaugă drojdie de bere. Microorganismele din drojdia de bereacţionează asupra maltozei şi glucozei prin intermediul a două enzime: maltaza,care transformă maltoza în glucoză, şi zimaza, care transformă glucoza în alcool şidioxid de carbon. Prin distilarea lichidului se obţine alcoolul etilic. Substanţeleimplicate în reacţiile chimice succesive, care au loc la obţinerea etanolului dinamidon sunt:[C6H10O5]n (amidon) - C12H22O11 (maltoza) - C6H12O6 (glucoza) - C2H5OH (etanol).


5/5



Science



5

Amidonul se mai utilizează la obţinerea dextrinelor (care se formează prinîncălzirea amidonului uscat la 200-2500C), la apretarea rufelor. Amidonul din orezeste folosit la prepararea pudrelor. Dextrinele se întrebuinţează la finisareaţesăturilor şi la prepararea cleiului.

Bibliografie

1. Biologie, clasa a IX-a, Ioana Arinis, Aurora Mihail, Ed.All, 2004.2. Biologie, clasa a X-a, Stelica Ene, Gheorghiţa Sandu, Gheorghe Gamaneci

Ed. Crepuscul, 2005.3. Fotosinteza. Lucian Atanasiu, Lucia Polescu, Ed.Albatros, 1999.

Documents

Bratcovici_5