101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
DOŚWIADCZENIA I OBSERWACJE
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH
W MATERIALE ORGANICZNYM
Krystyna Biskup
Uwagi o realizacji
Reakcje charakterystyczne uczniowie powinni już znać z lekcji chemii. Jeżeli tak nie jest, należy przed
przystąpieniem do doświadczeń zademonstrować uczniom te reakcje lub je omówić na lekcjach chemii
lub biologii. Doświadczenia mają na celu wykrycie najważniejszych składników organicznych w bada-
nym materiale roślinnym. Węglowodany, białka, tłuszcze i witaminy wykrywamy za pomocą znanych
uczniom metod.
Uwaga
Szczególną uwagę zwrócić należy na ścisły związek, jaki zachodzi między omawianymi w tym punkcie
zagadnieniami a doświadczeniami z rozdziału: Układ pokarmowy, odżywianie. Do wykrywania poszcze-
gólnych związków wykorzystujemy świeży materiał roślinny, a także produkty spożywcze pochodzenia
roślinnego.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 1
Badanie składu chemicznego węglowodanów
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 8 minut.
Środki dydaktyczne: probówki, cukier, palnik, drewienko, zapałki.
" Ogrzewaj probówkę z odrobiną cukru (dwie szczypty) nad palnikiem. Obserwuj cukier i ścianki pro-
bówki.
" Sprawdz
palność wydzielających się z probówki gazów, zbliżając zapalone drewienko do wylotu pro-
bówki.
" Uczniowie odpowiadają na pytania:
- Jakie palne gazy wydzielają się podczas ogrzewania probówki z cukrem?
- Wyjaśnij, korzystając z wyników doświadczenia, skąd pochodzi nazwa węglowodany?
Uwagi
To samo doświadczenie można powtórzyć z celulozą i skrobią.
Wyniki doświadczenia
Badane węglowodany barwią się początkowo na kolor brunatny. Na ściankach górnej części probówki
osadzają się kropelki wody. Z probówki ulatniają się brunatne, palne gazy.
Omówienie doświadczenia
Podczas długotrwałego ogrzewania węglowodany ulegają zwęgleniu, pozostaje czarny węgiel. Równo-
cześnie wydzielają się palne gazy: tlenek węgla i węglowodór. Na ściankach probówki skrapla się para
wodna. Węglowodany składają się z węgla, wodoru i tlenu. Przy czym stosunek liczby atomów tlenu do
atomów wodoru jest we wszystkich węglowodanach taki sam jak w wodzie (porównanie wzoru cukru
gronowego C6H12O6 lub trzcinowego C12H22O11). Stąd też pochodzi ich nazwa - węglowodany.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 2
Otrzymywanie skrobi z surowych ziemniaków
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 1 godziny.
Środki dydaktyczne: ziemniaki, tarka, lniana szmatka, zlewka, woda.
" Obierz ziemniaki i zetrzyj je na tarce.
" Zbierz otrzymaną papkę na lnianą szmatkę i dobrze wygniataj w zlewce z wodą.
" Zlewkę z wodą i przesączem odstaw na około 30 minut, po czym wylej ostrożnie wodę ze zlewki (wo-
dę zachowaj do następnych doświadczeń).
" Następnie wysusz skrobię (przez odparowanie) osadzoną na dnie zlewki.
" Zaobserwuj, jaka jest woda w zlewce podczas wygniatania papki ziemniaczanej, a jaka po odstaniu.
Wyniki doświadczenia
W czasie wygniatania papki ziemniaczanej woda ulega zmąceniu.
Po odstaniu się woda staje się ponownie przezroczysta.
Na dnie zlewki osadza się biały osad.
Omówienie doświadczenia
Podczas ucierania surowych ziemniaków na tarce niszczymy błony komórkowe, wskutek czego w czasie
wygniatania papki w wodzie wypłukaniu ulegają zmagazynowane w komórkach ziemniaków ziarna skro-
bi. Tworzą one początkowo zawiesinę, a następnie osadzają się na dnie zlewki.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 3
Wykrywanie skrobi jodkiem potasu
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 8 minut.
Środki dydaktyczne: skrobia, probówki, woda destylowana, palnik, płyn Lugola (roztwór jodu w jodku
potasu).
" Umieść dwie szczypty skrobi w probówce i dopełnij do połowy wodą destylowaną.
" Do drugiej probówki dodaj szczyptę skrobi i dopełnij do połowy wodą destylowaną i ogrzewaj nad
palnikiem, stale nią wstrząsając, aż do zagotowania się jej zawartości. Następnie zawartość probówki
należy schłodzić.
" Do obu probówek dolej kilka kropli płynu Lugola - roztworu jodu w jodku potasu i silnie wstrząsaj.
" Zaobserwuj, jak zabarwiła się skrobia w obu próbowkach.
" Wyjaśnij, jaki roztwór z wodą tworzy gotowana skrobia, a jaki surowa?
Skrobię można wykryć także w produktach spożywczych, np. w mące, ziemniakach oraz w częściach ro-
ślin. W tym celu skraplamy je rozcieńczonym roztworem jodku w jodu potasu. W podobny sposób wy-
krywamy także dekstrynę (składnik skrobi), która barwi się przy tym na kolor czerwonofioletowy.
Przygotowanie płynu Lugola - roztworu jodu w jodku potasu
W 10 ml wody destylowanej rozpuszczamy 0,5 g jodu metalicznego oraz 1 g jodku potasu. Otrzymany
roztwór rozcieńczamy 400 ml wody destylowanej i otrzymujemy płyn Lugola (taki sam skład ma jodyna
sprzedawana w aptekach).
Wyniki doświadczenia
Po dodaniu roztworu jodku w jodu potasu zarówno skrobia sucha jak i roztwór skrobi zabarwiły się na
kolor ciemnoniebieski, niebiesko-fioletowy.
Omówienie doświadczenia
Silnie rozcieńczony roztwór jodu w jodku potasu służy do wykrywania skrobi w fazie stałej i ciekłej. Z
roztworu jodu w jodku potasu jod jest absorbowany przez cząsteczki skrobi i dlatego pojawia się ciemno-
niebieskie zabarwienie.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 4
Wykrywanie cukru w materiale organicznym
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 10 minut.
Środki dydaktyczne: probówki, woda destylowana, cukier gronowy, buraczany i słodowy, roztwór
Fehlinga I i II, palnik.
" Rozpuść w trzech probówkach, w kilku mililitrach wody destylowanej, po 50 g cukru: gronowego, bu-
raczanego, słodowego.
" W czwartej probówce zmieszaj ze sobą dwa roztwory: Fehlinga I i II. Następnie dolewaj po kilka kro-
pel tej mieszaniny do każdej probówki z cukrem.
" Następnie ogrzewaj ostrożnie probówki nad palnikiem.
" Zaobserwuj, co się stało w probówkach.
" Wyniki zapisz w tabeli. Jeżeli potrafisz, to spróbuj wyjaśnić ten proces. Jeżeli nie, poproś o pomoc na-
uczyciela chemii.
Numer Cukier Wyniki
próbówki (g)
1.
2.
3.
" Uczniowie odpowiadają na pytanie:
- Jaki rodzaj cukru wchodzi w skład cukru: gronowego, buraczanego, słodowego?
W ten sam sposób możemy wykryć cukier w miodzie, mleku i innych środkach spożywczych zawierają-
cych monosacharydy i dwusacharydy.
Wyniki doświadczenia
Numer Cukier Wyniki
próbówki (50g)
1. Cukier gronowy (glukoza) Ceglasty osad
2. Cukier buraczany (sacharoza) Nie ma żadnych zmian
3. Cukier słodowy (maltoza) Ceglasty osad
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Omówienie doświadczenia
Roztwór Fehlinga służy do wykrywania cukrów prostych i dwucukrów, takich jak glukoza i maltoza, któ-
re mają wolną grupę aldehydową (ketonową). Cukry proste i dwucukry po dodaniu roztworu Fehlinga re-
dukują wodorotlenek miedzi (II) do tlenku miedzi (I), a same utleniają się. Cukier buraczany nie ma wol-
nej grupy aldehydowej i dlatego nie ma właściwości redukujących.
Cukier buraczany należy uprzednio poddać hydrolizie. W tym celu gotujemy roztwór cukru buraczanego
z dodatkiem kilku kropel kwasu solnego i po schłodzeniu dodajemy do roztworu wodorotlenku sodu. Po
dodaniu roztworu Fehlinga nastąpi reakcja pozytywna, ponieważ w czasie gotowania z kwasem dwusa-
charydy uległy hydrolizie na monosacharydy.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 5
Wykrywanie celulozy w materiale organicznym
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 2 minuty.
Środki dydaktyczne: kawałki materiału roślinnego, np. rdzeń z dzikiego bzu, rdzeń ze słonecznika,
włókno z łodygi lnu, płytka kolorymetryczna, roztwór chlorojodku cynku, cynk, roztwór HCl, jodek pota-
su.
" Włóż niewielkie kawałeczki różnych gatunków roślin zawierających celulozę (rdzeń z dzikiego bzu,
rdzeń ze słonecznika, włókna z łodygi lnu) do poszczególnych zagłębień płytki kolorymetrycznej.
" Dodaj do każdego zagłębienia kilka kropel roztworu chlorojodku cynku i obserwuj powstałe zabarwie-
nie.
Przygotowanie roztworu chlorojodku cynku
10 g cynku rozpuszczamy w 25 ml stężonego kwasu solnego. Otrzymany roztwór odparowujemy pod
wyciągiem do połowy i następnie dodajemy 3 g jodanu potasu oraz 1 g jodu.
" Odpowiedz na pytanie:
- Jaka jest rola celulozy?
W ten sam sposób możemy wykryć cukier w miodzie, mleku i innych środkach spożywczych zawierają-
cych monosacharydy i dwusacharydy.
Wyniki doświadczenia
Substancje zawierające celulozę barwią się po dodaniu roztworu chlorojodku cynku na kolor fioletowy.
Omówienie doświadczenia
Celulozę w roślinach wykrywamy roztworem chlorojodku cynku, który w obecności celulozy barwi się
na kolor fioletowy. Celuloza jest wielocukrem i stanowi ważny składnik roślin - zbudowane są z niej
głównie ściany komórek roślinnych.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 6
Wykrywanie składu białka w materiale organicznym
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 3 minuty.
Środki dydaktyczne: białko jaja kurzego, mączka grochowa, uniwersalny papierek wskaz
nikowy, papie-
rek ołowiany, probówki, palnik.
" Ogrzewaj białko jaja kurzego w probówce nad palnikiem.
" Otwór probówki zakryj zwilżonym papierkiem wskaz
nikowym i papierkiem ołowianym.
" Przez cały czas obserwuj białko, barwę papierków i ścianki próbówki.
" To samo doświadczenie powtórz z mączką grochową.
" Wyniki zapisz w tabeli.
Rodzaj ma- Wynik obserwacji biał- Ścianki Zabarwienie uniwersal- Zabar-wienie
teriału ba- ka w trakcie ogrzewania probówki nego papierka wskaz
ni- papierka oło-
danego kowego wia-nego
początek koniec początek koniec
Białko jaja
kurzego
Mączka gro-
chowa
Uczniowie odpowiadają na pytania:
- Jakie gazy ulatniają się z probówki (dotyczy gazów, które barwią papierek wskaz
nikowy podczas zwę-
glania się białka).
- Jaki jest zapach ulatniających się gazów?
- Jakie pierwiastki wchodzą w skład białek?
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Wyniki doświadczenia
Rodzaj ma- Wynik obserwacji biał- Ścianki Zabarwienie uniwersalnego Zabar-wienie
teriału ba- ka w trakcie ogrzewa- probówki papierka wskaz
nikowego papierka oło-
danego nia wia-nego
początek koniec początek koniec
Białko jaja brunat- czer- osadzają się czerwony brunatno- czarny
kurzego nienie nienie kropelki zielony
wody
Mączka brunat- czer- osadzają się czerwony brunatno- czarny
grochowa nienie nienie kropelki zielony
wody
Omówienie doświadczenia
Białko ulega zwęgleniu (powstaje czarny węgiel) w wysokich temperaturach. W trakcie zwęglania się
białka ulatniają się gazy, między innymi dwutlenek węgla i dwutlenek siarki, które barwią uniwersalny
papierek wskaz
nikowy na kolor czerwony. Dwutlenek siarki barwi równocześnie papierek ołowiany na
czarno (powstaje siarczek ołowiu PbS). Zielonkawo-brunatne zabarwienie papierka wskaz
nikowego po-
woduje przede wszystkim ulatniający się amoniak. Na ściankach górnej części probówek skrapla się para
wodna.
Białka oprócz węgla, wodoru i tlenu, które wchodzą również w skład węglowodanów, zawierają również
azot i siarkę. Najczęściej w skład białka wchodzi także fosfor.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 7
Wykrywanie rozpuszczonego białka
w materiale organicznym przez ogrzewanie
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 8 minut.
Środki dydaktyczne: białko jaja kurzego, woda, woda ziemniaczana (przygotowanie jak w Doświadcze-
niu 2. Otrzymywanie skrobi z surowych ziemniaków), kwas octowy, probówki, łaz
nia wodna, termometr.
" Przenieś do probówki około 1 ml białka kurzego, następnie dopełnij ją wodą do 3 cm poniżej brzegu.
" Zamknij probówkę kciukiem i dokładnie wstrząsaj, dopóki nie otrzymasz przezroczystego roztworu.
" Przelej kilka ml tego roztworu do drugiej probówki.
" Do trzeciej probówki nalej kilka ml wody ziemniaczanej.
" Obie probówki ogrzewaj na łaz
ni wodnej, stale kontrolując temperaturę.
" Obserwuj, w jakiej temperaturze białko zaczyna się ścinać?
" Zastanów się, co się stanie z białkiem, gdy je zakwasimy, np. kwasem octowym.
" Spróbuj sformułować problem badawczy i hipotezę do doświadczenia.
Wyniki doświadczenia
W temperaturze 60oC w obu probówkach wytrącają się z roztworu białe kłaczki, które po pewnym czasie
opadają na dno.
Omówienie doświadczenia
Większość białek, w tym białko jaja kurzego oraz białko występujące w ziemniakach (albumina), ścina
się, czyli aglutynuje w temperaturze powyżej 60oC. Białko możemy więc wykryć w roztworach przez
podgrzanie.
Problem badawczy
Jaki jest główny czynnik powodujący ścięcie się białka jaja kurzego?
Hipoteza
Głównym czynnikiem powodującym ścinanie się białka jaja kurzego jest wysoka temperatura.
Uzupełnienie
W ten sam sposób wykryć możemy białko (kazeina) w serwatce. Białko wytrącamy także z roztworu
przez zakwaszanie, np. kwasem octowym.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 8
Wykrywanie tłuszczu i oleju w materiale
organicznym za pomocą próby tłuszczowej
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 3 minuty.
Środki dydaktyczne: arkusze papieru, woda, ciekły tłuszcz, szklana pałeczka, nasiona, na przykład sło-
necznika, lnu, rzepaku, orzechy.
" Nanieś kroplę wody za pomocą szklanej pałeczki na papier. Następnie nanieś odrobinę tłuszczu.
" Złóż arkusz papieru na połowę.
" Kilka nasion zawierających tłuszcz (np. słonecznik, len, rzepak, orzechy) włóż pomiędzy złożony ar-
kusz papieru i rozgnieć odważnikiem.
" Obejrzyj pod światło.
" Wyniki obserwacji zapisz w tabeli.
Kartka papieru oglądana pod światło
Faza obserwacji Początkowa Po 1 minucie
Kropla wody
Kropla wody
z plamą tłuszczową
Plama tłuszczowa
" Następnie próbujemy nanieść na plamę tłuszczową kroplę benzyny, eteru, acetonu. Co obserwujesz?
Zapisz wyniki obserwacji.
Wyniki doświadczenia
We wszystkich przypadkach papier początkowo ciemnieje, a w przechodzącym świetle staje się przezro-
czysty. Jednak plama wodna szybko wysycha i nie pozostawia prawie żadnego śladu, natomiast plamy
tłuszczowe pozostają.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Kartka papieru oglądana pod światło
Faza obserwacji Początkowa Po 1 minucie
Kropla wody ciemnieje wysycha - nie ma śladu
Kropla wody ciemnieje pozostaje ślad
z plamą tłuszczową
Plama tłuszczowa ciemnieje pozostaje ślad
Omówienie doświadczenia
Tłuszcze odkładane jako substancje zapasowe w nasionach możemy wykryć stosunkowo łatwo za pomo-
cą próby na tzw. plamę tłuszczową. Podczas gdy plamy pozostawione na papierze przez wodę lub olejki
eteryczne szybko wysychają, plamy tłuszczowe są trwałe.
Uzupełnienie
Tłuszcze i oleje barwią się po dodaniu Sudanu III i Sudanu IV na kolor czerwony.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
ZADANIA
Zadanie 1
Uzupełnij schemat klasyfikacji cukrowców. W tym celu wykorzystaj następujące związki chemiczne: lak-
toza, dwucukry, cukry proste, glukoza, skrobia, celuloza, fruktoza, wielocukry, sacharoza, cukrowce, ga-
laktoza, maltoza, glikogen.
Zadanie 2
Korzystając z wiedzy zdobytej podczas doświadczeń ze związkami organicznymi, uzupełnij poniższą ta-
belę.
Wykrywanie
Cukrowce Białka Tłuszczowce
Materiał biologiczny
Odczynniki chemiczne
Wyniki obserwacji
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Odpowiednio wykorzystaj i wpisz:
- białko jaja kurzego, bulwa ziemniaka, nasiona słonecznika
- jod w jodku potasu, eter, kwas octowy
Zadanie 3
Wyjaśnij, dlaczego związki organiczne są z definicji zawiązkami węgla?
Zadanie 4
Wyjaśnij termin "koagulacja białek" i podaj warunki, w jakich ten proces zachodzi.
Zadanie 5
Wymień trzy czynniki fizyczne, pod wpływem których białka ulegają denaturacji. Spróbuj wyjaśnić, co
jest efektem tego procesu.
Zadanie 6
Uzupełnij poniższy tekst podanymi nazwami: nieodwracalny, peptydowe, denaturacja, białka, 100, kar-
boksylowa (użyj odpowiedniej formy gramatycznej).
W związkach tych - .......................................... sąsiadujące ze sobą aminokwasy połączone są wiązaniami
....................................... powstałymi w wyniku połączenia grupy aminowej jednego aminokwasu z grupą
................................................... po odłączeniu wody.
Przyjmuje się, że do związków tych zalicza się takie cząsteczki, które zbudowane są z co najmniej
............................... aminokwasów. Pod wpływem takich czynników jak: temperatura powyżej 50oC,
mocne zasady, kwasy i inne, związki te ulegają ........................................., proces ten jest w zasadzie
.......................................................
Zadanie 8
Czy białka w diecie można zastąpić innymi związkami? Odpowiedz
uzasadnij.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
WYKRYWANIE ZWI
ZKÓW ORGANICZNYCH W MATERIALE ORGANICZNYM
KRYSTYNA BISKUP
Zadanie 9
Białka w organizmie pełnią szereg ważnych funkcji.
Uzupełnij tabelę, wykorzystując następujące nazwy białek: miozyna, insulina, gamma-globuliny, albumi-
ny, amylaza, hemoglobina, aktyna.
Białka
Regulatorowe Transportujące Odpornościowe Warunkujące ruch komórek
Zadanie 10
Czy białka w diecie można zastąpić innymi związkami? Odpowiedz
uzasadnij.
Zadanie 11
Tłuszczowce stanowią grupę związków nierozpuszczalnych w wodzie. Zaproponuj proste doświadczenie
wykazujące tę własność. Sformułuj problem i hipotezę badawczą
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/