Pytania powtórkowe do lekcji “Nieorganiczne składniki organizmów żywych”

Poniżej czekają na Ciebie pytania powtórkowe do lekcji “Nieorganiczne składniki organizmów żywych”. Odpowiedz na nie, a następnie sprawdź swoje odpowiedzi! Powodzenia 🙂

Pytania

1. Jaka jest różnica między makroelementami a mikroelementami?
2. Co to jest sucha masa organizmu?
3. Jakie pierwiastki należą do pierwiastków biogennych i jak je zapamiętać?
4. Dlaczego węgiel jest tak istotnym pierwiastkiem w chemii organicznej?
5. Czym jest grupa funkcyjna i jakie ma znaczenie?
6. Jaką funkcję pełni azot w organizmach?
7. Jakie są funkcje fosforu w organizmach?
8. Jaką rolę pełni siarka w organizmach?
9. Jakie makroelementy oprócz pierwiastków biogennych są ważne dla organizmów?
10. Jakie są podstawowe funkcje wapnia w organizmach zwierzęcych?
11. Jaką rolę pełni magnez w organizmach?
12. Jakie są podstawowe funkcje potasu, sodu i chloru w organizmach?
13. Jakie mikroelementy są kluczowe dla organizmów i jakie pełnią funkcje?
14. Jakie są podstawowe typy wiązań chemicznych?
15. Co to są elektrony walencyjne i jaką pełnią funkcję w tworzeniu wiązań chemicznych?
16. Co to jest elektroujemność i jaki ma wpływ na tworzenie wiązań chemicznych?
17. Kiedy powstaje wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane?
18. Co charakteryzuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane i podaj przykład takiego wiązania.
19. Kiedy tworzy się wiązanie jonowe i jakie są jego właściwości?
20. Na czym polega oddziaływanie jon-dipol?
21. Co to są wiązania wodorowe i gdzie występują?
22. Czym są siły van der Waalsa i jakie mają znaczenie?
23. Czym są oddziaływania hydrofobowe i kiedy je obserwujemy?
24. Wyjaśnij, dlaczego woda ma budowę polarną.
25. Porównaj wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane i wiązanie jonowe pod względem różnicy elektroujemności oraz sposobu wiązania atomów.
26. Dlaczego gazy szlachetne, takie jak neon, nie tworzą wiązań chemicznych?
27. Jakie są podstawowe właściwości wody w warunkach standardowych?
28. Dlaczego woda jest środowiskiem życia wielu organizmów?
29. Co oznacza, że woda jest dipolem?
30. Jakie oddziaływania występują pomiędzy cząsteczkami wody?
31. Dlaczego lód ma mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym?
32. W jakiej temperaturze woda osiąga największą gęstość?
33. Jakie są różnice w ruchu cząsteczek wody w stanie ciekłym i stałym?
34. Dlaczego woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych?
35. Na czym polega proces solwatacji i hydratacji?
36. Czym różnią się substancje hydrofobowe od hydrofilowych?
37. Co to jest napięcie powierzchniowe i jakie siły za nie odpowiadają?
38. Jak woda wpływa na temperaturę organizmów oraz środowisk wodnych?
39. Co to jest ciepło właściwe i dlaczego woda ma wysokie ciepło właściwe?
40. Jakie znaczenie biologiczne ma przezroczystość wody?

Odpowiedzi

1. Makroelementy to pierwiastki, których zawartość w suchej masie komórek wynosi powyżej 0,01%, podczas gdy mikroelementy stanowią mniej niż 0,01% suchej masy. Makroelementów jest w organizmach znacznie więcej niż mikroelementów.
2. Sucha masa to masa organizmu lub jego części po odparowaniu wody.
3. Do pierwiastków biogennych należą: węgiel (C), wodór (H), tlen (O), fosfor (P), siarka (S) oraz azot (N). Można je zapamiętać, układając w skrót “CHOPS i N”.
4. Węgiel tworzy stabilne wiązania, które umożliwiają powstawanie różnych struktur chemicznych – prostych, rozgałęzionych oraz pierścieniowych. Jest składnikiem wszystkich związków organicznych.
5. Grupa funkcyjna to zespół atomów połączonych w określony sposób, który decyduje o właściwościach chemicznych danego związku. Przykłady grup funkcyjnych to: karboksylowa, aminowa, aldehydowa, ketonowa, hydroksylowa i tiolowa.
6. Azot jest składnikiem aminokwasów budujących białka oraz zasad azotowych, które tworzą kwasy nukleinowe, jak DNA.
7. Fosfor występuje w grupach fosforanowych nukleotydów, które budują kwasy nukleinowe. Jest także składnikiem fosfolipidów i związków nieorganicznych, które budują kości i zęby.
8. Siarka występuje w białkach, zwłaszcza w aminokwasie cysteinie, gdzie bierze udział w tworzeniu mostków dwusiarczkowych, stabilizujących strukturę przestrzenną białek.
9. Wapń (Ca), magnez (Mg), potas (K), sód (Na) oraz chlor (Cl) są kluczowymi makroelementami pełniącymi istotne funkcje w organizmach.
10. Wapń pełni funkcje związane z budową kości, skurczem mięśni, przewodzeniem impulsów nerwowych oraz krzepnięciem krwi.
11. Magnez aktywuje około 300 enzymów, m.in. enzymy replikacyjne, i bierze udział w łączeniu się podjednostek rybosomów podczas syntezy białek. Jest również składnikiem chlorofilu u roślin.
12. Potas (K⁺) jest głównym kationem wewnątrzkomórkowym, natomiast sód (Na⁺) to kation płynów pozakomórkowych. Ich różnica stężeń umożliwia powstawanie impulsu nerwowego. Chlor (Cl⁻) jest najważniejszym anionem płynów pozakomórkowych, a także składnikiem kwasu solnego w żołądku.
13. 
    • Żelazo (Fe): Składnik hemoglobiny i mioglobiny, odpowiada za transport i magazynowanie tlenu. Bierze udział w oddychaniu komórkowym i fotosyntezie.
    • Jod (I): Składnik hormonów tarczycy.
    • Miedź (Cu): Składnik enzymów oraz białka hemocyjaniny transportującego tlen.
    • Kobalt (Co): Składnik witaminy B₁₂, ważnej w syntezie składników krwi.
    • Fluor (F): Składnik szkliwa zębów, chroni zęby przed próchnicą.
14. Wśród podstawowych typów wiązań chemicznych wyróżniamy: wiązania kowalencyjne niespolaryzowane, wiązania kowalencyjne spolaryzowane, wiązania jonowe.
15. Elektrony walencyjne to elektrony znajdujące się na ostatniej lub ostatniej i przedostatniej powłoce elektronowej atomu, uczestniczące w tworzeniu wiązań chemicznych.
16. Elektroujemność to miara zdolności atomu do przyciągania elektronów. Różnica elektroujemności między atomami decyduje o typie wiązania, jakie powstanie (kowalencyjne niespolaryzowane, spolaryzowane lub jonowe).
17. Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane powstaje, gdy różnica elektroujemności między atomami wynosi mniej niż 0,4. Przykładem są cząsteczki homoatomowe, takie jak O₂.
18. Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane występuje zwykle wtedy, gdy różnica elektroujemności między atomami wynosi od 0,4 do 1,7, co powoduje powstanie cząstkowych ładunków na atomach. Przykładem jest cząsteczka wody (H₂O), gdzie atom tlenu przyciąga elektrony silniej niż atomy wodoru.
19. Wiązanie jonowe tworzy się zwykle wtedy, gdy różnica elektroujemności między atomami przekracza 1,7. Jeden atom całkowicie przekazuje elektron drugiemu, tworząc kation i anion, które przyciągają się elektrostatycznie. Przykładem jest chlorek sodu (NaCl).
20. Oddziaływanie jon-dipol zachodzi, gdy jon przyciąga przeciwny ładunek cząstkowy cząsteczki będącej dipolem.
21. Wiązania wodorowe to słabe oddziaływania między atomem wodoru a silnie elektroujemnym atomem z wolną parą elektronową, występują np. pomiędzy cząsteczkami wody (H₂O).
22. Siły van der Waalsa to bardzo słabe oddziaływania międzycząsteczkowe występujące pomiędzy wszystkimi cząsteczkami. Ich znaczenie wynika z dużej liczby tych oddziaływań, np. gekony mogą chodzić po ścianach dzięki siłom van der Waalsa.
23. Oddziaływania hydrofobowe to tendencja niepolarnych cząsteczek do łączenia się w grupy, aby zminimalizować kontakt z wodą. Obserwujemy to np. podczas mieszania oleju z wodą.
24. Woda ma budowę polarną, ponieważ atom tlenu przyciąga elektrony silniej niż atomy wodoru (różnica elektroujemności wynosi 1,4). W wyniku tego przy atomie tlenu powstaje cząstkowy ładunek ujemny (delta minus), a przy atomach wodoru – cząstkowy ładunek dodatni (delta plus), co powoduje powstanie dipola.
25. W wiązaniu kowalencyjnym niespolaryzowanym różnica elektroujemności wynosi mniej niż 0,4, a atomy współdzielą elektrony równomiernie. W wiązaniu jonowym różnica elektroujemności wynosi ponad 1,7, a jeden atom całkowicie przekazuje elektron/y drugiemu, tworząc jony o przeciwnych ładunkach.
26. Gazy szlachetne, takie jak neon, posiadają oktet elektronowy na ostatniej powłoce, co oznacza, że mają najniższą możliwą energię i nie potrzebują tworzyć wiązań chemicznych, aby uzyskać stabilność.
27. Woda jest bezbarwną, przezroczystą cieczą, pozbawioną smaku i zapachu w warunkach standardowych (temp. pokojowa i ciśnienie atmosferyczne).
28. Woda stanowi środowisko życia dla bakterii, protistów, grzybów, roślin i zwierząt, ponieważ ma zdolność rozpuszczania wielu związków chemicznych i stanowi dużą część ich masy (60-70%).
29. Woda jest dipolem, ponieważ jej cząsteczki mają nierównomierne rozmieszczenie ładunków: atom tlenu ma ładunek ujemny, a atomy wodoru – dodatni.
30. Pomiędzy cząsteczkami wody występują wiązania wodorowe, które są efektem przyciągania się cząstkowych ładunków ujemnych i dodatnich.
31. Lód ma mniejszą gęstość niż woda ciekła, ponieważ w niskich temperaturach cząsteczki wody tworzą krystaliczną strukturę, w której są od siebie bardziej oddalone.
32. Woda osiąga największą gęstość w temperaturze 4°C.
33. W stanie ciekłym cząsteczki wody poruszają się szybciej i wiązania wodorowe są ciągle zrywane i tworzone na nowo. W stanie stałym cząsteczki są bardziej oddalone od siebie i tworzą stabilną strukturę krystaliczną.
34. Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych, ponieważ pomiędzy jej cząsteczkami mogą się tworzyć wiązania wodorowe i oddziaływania elektrostatyczne z innymi polarnymi cząsteczkami.
35. Solwatacja to proces otaczania cząsteczek rozpuszczanego związku przez cząsteczki rozpuszczalnika. Kiedy rozpuszczalnikiem jest woda, proces ten nazywa się hydratacją.
36. Substancje hydrofobowe nie rozpuszczają się w wodzie i unikają z nią kontaktu, ponieważ są niepolarne. Substancje hydrofilowe rozpuszczają się w wodzie dzięki obecności grup polarnych.
37. Napięcie powierzchniowe to zjawisko, w którym powierzchnia wody zachowuje się jak sprężysta błona, wynikające z sił kohezji (przyciąganie między cząsteczkami wody).
38. Dzięki wysokiemu ciepłu właściwemu woda stabilizuje temperaturę organizmów i środowisk wodnych, chroniąc organizmy przed nagłymi zmianami temperatury.
39. Ciepło właściwe to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury 1 kg substancji o 1 kelwin. Woda ma wysokie ciepło właściwe, co oznacza, że wymaga dużej ilości energii do zmiany temperatury.
40. Przezroczystość wody umożliwia przenikanie światła, co pozwala na fotosyntezę roślin wodnych do pewnej głębokości w zbiornikach wodnych.