Урок № 5 Дата 16.09
Тема урока: «Химическая организация клетки :вода, минеральные соли.
Цели урока: изучить химический состав клетки, выявить роль неорганических веществ.
Задачи:
Образовательная: показать многообразие химических элементов и неорганических соединений, входящих в состав живых организмов, значение их в процессах жизнедеятельности.
Развивающая: продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы с тестами, умение выделять главное, формулировать выводы.
Воспитательная: ответственное отношение к выполнению полученных заданий.
Тип урока: изучение нового материала.
Оборудование: таблица химических элементов Д.И.Менделеева,
тестовый материал.
Ход урока.
1. Организационный момент.
2. Мотивация учебной деятельности.
Сообщение темы, цели занятия.
В состав живой клетки входит почти вся таблица Д.И.Менделеева, роль каждого из элементов до конца не выявлена (таблица химических элементов)
3. Изложение нового материала.
1. Химическая организация клетки.
На сегодняшний день в живой природе обнаружено порядка 90 химических элементов. Элементный состав общий для живой и неживой природы, что указывает на их единство.
В зависимости от содержания все химические элементы, входящие в состав живой природы разделяют на несколько групп.
Основными компонентами живой клетки являются макроэлементы. К макроэлементам 1 группы относят кислород, углерод, водород, азот, входящие в состав всех органических соединений и выполняющих биологические функции. На долю этих 4 элементов приходится 98% от массы живой клетки .
К макроэлементам 2 группы относят фосфор, серу, калий, магний, натрий, кальций, железо, хлор. На долю этих элементов приходится 1,8% .
Каждый из них выполняет важные функции в клетке.
Натрий, калий и хлор создают разность электрических потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клетки, что приводит к мышечному сокращению .
Железо входит в состав гемоглобина – белка эритроцитов, участвующего в переносе кислорода от лёгких к тканям.
Кальций участвует в механизмах свёртывания крови, способствует выведению из организма солей тяжёлых металлов и радионуклеидов. Так же он входит в состав зубов, ногтей, волос. Вместе с фосфором он участвует в формировании костной ткани. Помимо этого фосфор является неотъемлемым компонентом мембранных структур, входит в состав фосфолипидов .
Магний в клетках растений входит в состав хлорофилла – пигмента фотосинтеза.
Сера входит в состав белков, она играет важную роль в повышении проницаемости клеточных мембран. В результате питательные вещества могут поступать в клетку, а продукты метаболизма выходить из неё .
Из всех макроэлементов кислород, углерод, водород, азот, фосфор и сера объединяются в группу биоэлементы, т.к. составляют основу большинства биополимеров.
Существует обширная группа химических элементов составляющих около 0,02% от массы клетки – микроэлементы. Это цинк, медь, марганец, селен, бром, бор, фтор и др. В основном микроэлементы входят в состав биологических соединеней, ферментов, гормонов, витаминов и их функции в организме довольно разнообразны .
Так цинк входит в состав инсулина – гормона поджелудочной железы, йод – необходимый компонент гормона щитовидной железы – тироксина. Наряду с силеном, йод обладает антиоксидантными свойствами, т.е. предотвращает преждевременное старение организма.
Молибден влияет на работу устьичного аппарата у растений. Медь входит в состав гемоцианина – дыхательного пигмента гемолимфы некоторых животных, обеспечиваю-щих транспорт кислорода в организме .
Марганец является компонентом некоторых ферментов, он необходми для поддержания нормальной структуры костей. Дефицит марганца в рационе кур – несушек сказывается на их яйценоскости .
Фтор участвует в образовании костей и эмали зубов .
Кроме макро- и – микроэлементов в клетке есть и ультромикроэлементы, содержащиеся в очень маленьких концентрациях, но обладающие высокой биологической активностью.
Это алюминий, никель, олово, мышьяк, серебро и даже золото. Функции ультромикроэле-ментов в клетке и в организме пока мало изучены .
2. Неорганические вещества, входящие в состав клетки.
Самое распространённое неорганическое соединение в живых организмах – вода. Её содержание колеблется в широких пределах: от 10 до более 90%. Вода придаёт клетке упругость и обеспечивает её гомеостаз. Функции воды во многом определяются её химическими и физическими свойствами. Эти свойства связаны главным образом с малыми размерами молекул воды и их полярностью, а также способностью соединяться друг с другом водородными связями .
Вода – превосходный растворитель для полярных веществ, участвующих в обменных процессах. В качестве растворителя вода обеспечивает поступление веществ в клетку и удаление продуктов обмена.
Не менее важна и чисто химическая роль воды. Под действием некоторых катализаторов – ферментов – она вступает в реакции гидролиза, при которых к свободным валентностям различных молекул присоединяются группы ОН- или Н+ воды. В результате образуются новые вещества с новыми свойствами.
Вода обладает хорошей теплопроводностью и большой теплоёмкостью, поэтому температура внутри клетки остаётся неизменной или её колебания оказываются значительно меньшими, чем в окружающей клетку среде. (Высокая теплоёмкость воды предохраняет живой организм от резких колебаний температур).
3. Минеральные соли играют важную роль в жизнедеятельности клетки. Они представлены в основном катионами и анионами. Хотя потребность человека и животных в минеральных веществах выражается десятками и даже тысячными долями грамма, однако отсутствие в пище какого-либо из биологически важных элементов ведёт к тяжёлым заболеваниям. Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны катионы натрия, калия, кальция, магния и анионы соляной, угольной, фосфорной и некоторых других кислот .
Концентрация ионов в клетке и окружающей её среде как правило различны. Так концентрация ионов натрия внутри клетки ниже, чем во внешней среде, а концентрация ионов калия наоборот выше. Благодаря наличию разности концентраций осуществляется сокращение мышечных волокон, возбуждение нервных клеток.
От концентрации солей внутри клетки зависит её буферные свойства . Буферностью называют способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.
Некоторые минеральные соли находятся в живых организмах не только в виде ионов, но и в твёрдом нерастворимом состоянии. Фосфаты калия и магния используются для построения костной ткани, а карбонат кальция входит в состав раковины моллюсков.
Физкультминутка (упражнения для глаз, схема зрительно-двигательных траекторий)
4. Закрепление.
1. Поместите эти химические элементы к тем молекулам, в состав которых они входят
молекула
хлорофилла Zn
молекула
тироксина Fe
молекула
гемоглобина J
молекула
инсулина Mq
2. Выбрать один вариант ответа.
а) водород, кислород, углерод и азот
б) калий, натрий, кальций, железо и хлор
в) йод, цинк, медь, кобальт, марганец
а) минеральные соли
б) вода
а) внутри клетки ниже, чем во внешней среде, а концентрация ионов калия выше
б) внутри клетки выше, а концентрация ионов калия ниже
а) только в виде ионов
б) только в твёрдом нерастворимом состоянии
в) в основном в виде ионов и в твёрдом состоянии
Домашнее задание. § , рабочая тетрадь стр. .
Подведение итогов урока.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.