Химия и биология

На уроках биологии мы часто сталкиваемся с химическими веществами и химическими реакциями. Например, клетка животных и растений имеет схожий химический состав. Так, в растительной и животной клетке содержатся такие неорганические вещества, как вода и минеральные соли, а также органические вещества: белки, жиры, углеводы и витамины.

Основная масса живой клетки приходится на воду. Вода в клетке играет большую роль: обеспечивает упругость клетки, доставляет клетке необходимые вещества, удаляет ненужные продукты распада, участвует в процессах превращения одних веществ в другие.

Химические явления, или химические реакции, – это превращения одних веществ в другие.

Например, химическим явлением является и всем известный процесс фотосинтеза, при котором на свету из углекислого газа и воды образуется глюкоза и кислород. Однако этот процесс невозможен без хлорофилла, который содержится в зелёных листьях растений.

Если зелёный листок поместить в пробирку, залить его спиртом, а затем нагреть пробирку на пламени спиртовки, то через некоторое время спирт окрашивается в изумрудно-зелёный цвет.

Для того, чтобы определить процентное содержание веществ в зелёном растении, можно провести следующий эксперимент. Взять 100 грамм петрушки, высушить её в течение 5–7 дней, из неё уйдёт вода. Массу воды, которая была в петрушке, можно узнать, если взвесить высушенное растение. Для этого следует из 100 грамм вычесть массу высушенной петрушки, получим 85 грамм. Сухой остаток нужно прокалить в муфельной печи. При этом из сухого вещества уйдут органические вещества. Если взвесить остаток после прокаливания, то он составит 3 грамма. Это масса негорючих минеральных солей. Значит, в петрушке было 12 грамм органических веществ и 3 грамма неорганических.

Кроме воды, в растениях есть и органические вещества, такие как жиры. Жиры делят на жидкие и твёрдые. Жидкие жиры – это растительные жиры, а твёрдые жиры – это животные жиры.

Жидкий жир называют ещё растительным маслом. Масло может быть подсолнечным, оливковым, кукурузным, льняным и другим.

Сливочное масло также состоит их жиров, но животного происхождения. Сливочное масло получают из коровьего молока. К жирам животного происхождения относят свиное сало, говяжий, бараний жир и другое.

Жиры входят в состав любых живых организмов. Они дают организмам энергию, выполняют роль резервного запаса энергии.

Доказать наличие жиров в растениях очень просто. Для этого следует положить на лист белой бумаги семечку подсолнечника и раздавить её. На бумаге образуется жирное пятно.

Особую группу растительных масел занимают эфирные масла. Именно они придают такой неповторимый запах цветам, ягодам, фруктам и плодам.

Доказать наличие эфирных масел в растении очень просто. Если согнуть корочку апельсина и выдавить небольшое количество эфирного масла на пламя спиртовки, то наблюдается небольшой фейерверк. На самом деле эфирные масла – это горючие органические вещества.

Кроме жиров, в состав растений входят ещё и углеводы. К углеводам относят глюкозу, или виноградный сахар, фруктозу, или фруктовый сахар, сахарозу, которую называют в быту просто сахаром, а также лактозу, которая придаёт сладкий вкус молоку животных. Все эти углеводы хорошо растворимы в воде. Однако в природе встречается углевод, который не растворим в воде. Это целлюлоза. Крахмал также является углеводом, который не растворяется в воде, а набухает.

Доказать наличие крахмала в продуктах питания можно при помощи следующего эксперимента. Из муки и небольшого количества воды можно сделать тесто. Следует поместить кусочек теста в марлю и промыть в стакане воды. Вода в стакане становится мутной, если в неё добавить несколько капель йодной настойки, то появляется сине-фиолетовое окрашивание, так как в муке содержится крахмал.

К органическим веществам, которые содержатся в живых организмах, относятся и белки. Белки – это особая группа веществ, которая играет важную роль в живых организмах. Так, они участвуют в построении клеток и тканей, являются гормонами, ферментами, выполняют защитные функции и ряд других функций.

Поэтому для нормального существования живого организма требуются углеводы, жиры и белки, вода и минеральные соли.

Есть ещё одна очень важная группа веществ – это витамины. Впервые предположение о существовании витаминов высказал врач-педиатр Н. И. Лунин в 1880 году.

Он кормил одну группу мышей искусственно приготовленной пищей, которая состояла из чистых углеводов, белков и жиров. Другую группу мышей он кормил природными питательными веществами: зёрнами злаков, шариками из смеси бобовой муки и кусочков мяса, замешанных на молоке. Затем учёный обнаружил, что первая группа мышей вскоре начала болеть, а затем погибла. Вторая группа мышей продолжала чувствовать себя хорошо. Лунин сделал вывод, что в состав пищи второй группы мышей, кроме белков, жиров и углеводов входят ещё какие-то важные вещества. Позже эти вещества обнаружили и дали им название «витамины».

Всем вам известен такой витамин, как витамин С, или аскорбиновая кислота. Этим витамином богаты фрукты и овощи. Витамин С можно также обнаружить с помощью настойки йода.

Если взять таблетку аскорбиновой кислоты и растворить её в воде, а затем добавить несколько капель йодной настойки, то наблюдается обесцвечивание йода, так как аскорбиновая кислота обесцвечивает йод.