Προηγούμενες γνώσεις που θα χρειαστώ...

Η ενέργεια δεν δημιουργείται, ούτε καταστρέφεται, αλλά μετατρέπεται από μία μορφή σε άλλη.

…είτε την προμηθεύονται έτοιμη
(ετερότροφοι).

…την οποία είτε την παράγουν μόνοι
τους (αυτότροφοι)…

Οι οργανισμοί, για να καλύψουν τις
ενεργειακές τους ανάγκες, αλλά και τις
ανάγκες τους σε διάφορες χημικές
ουσίες, χρειάζονται τροφή…

…η οποία μετατρέπεται σε άλλες μορφές, όπως είναι η
κινητική ενέργεια.

Οι θρεπτικές ουσίες της τροφής περιέχουν χημική
ενέργεια…

...καινούριες γνώσεις που θα αποκτήσω

• Γιατί οι οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια.
• Πώς εξασφαλίζουν τα κύτταρα ενέργεια και χημικές ουσίες από την τροφή.
• Τι είναι ο μεταβολισμός και ποιος ο ρόλος του.
• Τι είναι και πώς δρουν τα ένζυμα.
• Μέσα στα κύτταρα πραγματοποιούνται χημικές αντιδράσεις, εξώθερμες και ενδόθερμες.

3.1 Άνθρωπος και ενέργεια

Έχουμε ήδη ολοκληρώσει ένα μεγάλο ταξίδι που ξεκίνησε από τα κύτταρα και την εσωτερική τους οργάνωση και κατέληξε στην οργάνωση των οικοσυστημάτων. Σε όλους τους σταθμούς αυτού του ταξιδιού συναντήσαμε την ενέργεια, ως απαραίτητη προϋπόθεση της ζωής. Η αξιοποίηση διάφορων μορφών ενέργειας κατέχει σημαντικό ρόλο και σε πολλές διαδικασίες της καθημερινότητάς μας, όπως είναι η κίνηση του αυτοκινήτου και η διατήρηση της οργάνωσης ενός σπιτιού.

Ο ανθρώπινος οργανισμός αποτελείται από κύτταρα που οργανώνονται σε ιστούς, όργανα και συστήματα οργάνων που

Ας σκεφτούμε

Πώς κινείται ένα αυτοκίνητο;Πώς διατηρείται η οργάνωση ενός σπιτιού;

Για να κινηθεί ένα αυτοκίνητο, απαιτείται ενέργεια (βενζίνη). Η βενζίνη είναι ένα μείγμα χημικών ουσιών που περιέχουν χημική ενέργεια. Με την καύση της βενζίνης, μέσα στον κινητήρα παράγονται αέρια που κινούν το έμβολο μέσα στον κύλινδρο (κινητική ενέργεια) και η κίνηση του εμβόλου κινεί τους τροχούς (παραγωγή μηχανικού έργου). Κατά τη διαδικασία αυτή συμβαίνουν σημαντικές «απώλειες». Τα εξαρτήματα της μηχανής και ο γύρω χώρος θερμαίνονται (θερμική ενέργεια), ενώ παράγονται καυσαέρια (χημική ενέργεια), που αποβάλλονται στο περιβάλλον από την εξάτμιση. Αν τελειώσει η βενζίνη, το αυτοκίνητο θα σταματήσει να κινείται.

Για να διατηρηθεί ένα σπίτι οργανωμένο, απαιτείται ενέργεια (εργασία). Κατά διαστήματα θα πρέπει να το τακτοποιούμε, να το καθαρίζουμε, να το βάφουμε, να επιδιορθώνουμε τις φθορές και τις βλάβες κ.ο.κ. Και εδώ υπάρχουν «απώλειες». Οι άνθρωποι που εργάζονται για τον σκοπό αυτό (μηχανική ενέργεια) ζεσταίνονται (θερμική ενέργεια) και ιδρώνουν, ενώ ένα μέρος των υλικών που χρησιμοποιούνται (χημική ενέργεια) καταλήγει στα σκουπίδια. Αν σταματήσουμε τις εργασίες συντήρησης, το σπίτι θα βρωμίσει, θα φθαρεί και στο τέλος θα γκρεμιστεί. Δηλαδή η οργάνωσή του θα καταστραφεί.

συνεργάζονται αρμονικά και συντονισμένα. Για να επιβιώσει και να αναπαραχθεί, πρέπει να μπορεί να διατηρεί αυτή την πολύπλοκη δομή και να επιτελεί διάφορες λειτουργίες. Οι διαδικασίες αυτές απαιτούν διαρκή προσφορά ενέργειας, όπως συμβαίνει με την κίνηση ενός αυτοκινήτου και τη διατήρηση της οργάνωσης ενός σπιτιού. 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.), καλύπτοντας με τον τρόπο αυτό τις ενεργειακές του ανάγκες.

Οι κινήσεις και η διατήρηση της οργάνωσης των κυττάρων του ανθρώπινου σώματος είναι δύο από τις πολλές διαδικασίες που συμβαίνουν συνεχώς και απαιτούν ενέργεια. Εδώ θα πρέπει να τονίσουμε μια πολύ σημαντική διαφορά! Τα άβια αντικείμενα, όπως είναι το σπίτι και το αυτοκίνητο, δεν μπορούν από μόνα τους να φροντίσουν την τροφοδοσία τους και να διατηρήσουν την οργάνωσή τους. Αντίθετα, οι οργανισμοί, χάρη στο γενετικό υλικό των κυττάρων τους, διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς μηχανισμούς παραγωγής έργου (μηχανικού, χημικού, μεταφοράς ουσιών κτλ.), μέσω των οποίων διατηρούν την οργάνωσή τους και επιτελούν τις λειτουργίες τους.

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ... ΑΛΛΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

Πού πάει... η ενέργεια;

Ο ανθρώπινος οργανισμός αξιοποιεί τη χημική ενέργεια της τροφής, παράγει έργο και ουσίες και μπορεί να:

• συνθέτει ουσίες (πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, λιπίδια κτλ.)
• διατηρεί την πολύπλοκη οργάνωσή του
• επιτελεί μεταφορά ουσιών μέσα και έξω από τα κύτταρά του
• αντικαθιστά τα μέρη που φθείρονται
• επουλώνει τις πληγές του
• κινείται
• αντιλαμβάνεται τις μεταβολές του περιβάλλοντος
• προσαρμόζεται στις μεταβολές του περιβάλλοντος
• διατηρεί σταθερές εσωτερικές συνθήκες
• αντιστέκεται στην εισβολή παθογόνων μικροοργανισμών
• αναπτύσσεται
• αναπαράγεται κτλ.

Ερωτήσεις

Προβλήματα

Δραστηριότητες

1. Να συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στο παρακάτω κείμενο:
   Οι οργανισμοί διαθέτουν προγραμματισμό και εσωτερικούς ......................, μέσω των οποίων διατηρούν τη(ν) ..................... τους και επιτελούν τις ...................... τους. Προκειμένου να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες, αξιοποιούν τη ...................... ενέργεια των ουσιών της τροφής.

2. Να βάλετε σε κύκλο το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση:

A. Ο 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. Η 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