Конспект урока "Основные химические соединения живой материи" (11 класс)

Урок в 11 классе естественнонаучного профиля по теме

«Основные химические соединения живой материи».

Цель урока: формирование знаний о химических элементах и веществах, входящих в состав тел живой природы.

Задачи урока: 

Образовательные: создать условие для изучения и закрепления знаний о химическом составе живых организмов; функциях веществ в живых организмах;

Развивающие: продолжить развивать логическое и аналитическое мышление, развивать умения применять теоретические знания на практике.

Воспитательные: осуществлять экологическое воспитание обучающихся.

Средства обучения

Таблица «Содержание химических элементов в клетке»; ЭОРы (электронные образовательные ресурсы), представленные на порталах «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» и «Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов».

Планируемые результаты обучения:

предметные:

-    знание об основных химических соединениях живой материи, об их роли и функции в клетках и организмах;

-    умение объяснять значение химических макро- и микроэлементов как биогенных элементов, выполняющих важные биологические функции;

метапредметные:

-    умение самостоятельно находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, дополнительной литературе, справочниках, словарях, интернет-ресурсах); анализировать и оценивать информацию, преобразовывать её из одной формы в другую;

личностные:

-    проявление творческого отношения к учению и сформированность готовности к самообразованию;

-    умение излагать информацию в виде краткой записи из учебника, тезисов и схем.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Контроль и актуализация знаний о структурных компонентах клетки, о сходстве и различии клеток прокариот и эукариот, растительных и животных клеток.

III. Изучение нового материала

Постановка проблемы: «Чем различается химический состав живых организмов и тел неживой природы?»

- Выдвижение гипотез, их обсуждение.

Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т.е. атомарный, состав живой и неживой природы.

Самыми распространенными элементами земной коры, на долю которых приходится 90% ее атомарного состава, являются: О, Si, Al и Na. Далее следуют Са, Fe, Mg, P и другие элементы.

Вспомните, какие химические элементы встречаются в живых организмах?

- ответы учащихся.

О чём может свидетельствовать тот факт, что и в неживой и в живой природе встречаются одни и те же элементы?

- ответы учащихся (единстве происхождения неживой и живой природы).

Биологически значимые элементы — химические элементы, постоянно присутствующие в клетке и необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.

Химические элементы периодической системы, которые участвуют в процессах жизнедеятельности и развития организмов, называются биогенными. В составе клеток живых организмов входят 60-65 элементов ПСХЭМ. По содержанию в клетках организмов элементы делят на:

- макроэлементы (сотые доли процента и более); к ним относятся 11 элементов: O, C, H, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl. Из них 6 элементов – органогены: O, C, H, N, P, S.

- микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента); к ним относятся такие элементы как: Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Mo, J. Установлено, чем больше заряд ядра, тем меньше содержание элемента в организме и тем токсичнее его соединения.

- ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее), это такие элементы как: Hg, Au, U, Ra и т.д..

Существуют несколько путей поступления химических элементов в организм.

Какие пути поступления химических элементов в живые организмы вы можете назвать?

- ответы учащихся: через пищеварительную систему, дыхательную систему и кожу.

Большинство химических элементов в живой организм поступает по цепям питания. (Бесе­ да с опорой на знания учащихся по неорганической химии.)

Более подробно с макроэлементами мы познакомимся в ходе самостоятельной работы с таблицей 8 учебника.

Самостоятельная работа: заполните таблицу.

Название макроэлемента	Содержание в организмах	Функции

А теперь давайте рассмотрим микроэлементы и их биологическую роль.

Микроэлементы входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и других биологически активных соединений. Они выполняют роль или комплексообразователей (200 металлоферментов) или активаторов, оказывая огромное влияние на обмен веществ, процессы размножения, кроветворения, костеобразования и т.д. Микроэлементы неравномерно распределены между тканями и органами. Большинство микроэлементов в максимальной концентрации содержатся в печени, это депо – микроэлементов.

В организме некоторые микроэлементы распределены неравномерно, они могут проявлять органную локализацию. Например, концентрация J наибольшая в щитовидной железе; F – в эмали зубов; Zn – в поджелудочной железе; Мо – в почках; Ва – в сетчатке глаза; Sr – в костях; Au – в ногтях, волосах.

Биологическая роль микроэлементов объясняется тем, что гормоны, в состав которых входят микроэлементы, а также витамины контролируют гомеостаз в живых организмах. Изменение содержания микроэлементов приводит к нарушению гомеостаза и развитию патологии и, следовательно, может служить диагностическим тестом.

Постановка проблемы: что в большей степени опасно для организма, избыток или недостаток микроэлементов?

- выдвижение гипотез, их обсуждение.

Недостаток микроэлементов в организме вызывает нарушения процессов метаболизма, что приводит к появлению заболеваний; в свою очередь избыток микроэлементов в организме вызывает отравление.

Элементы, содержание которых в клетке составляет миллионные доли процента, называются ультрамикроэлементы. К ультрамикроэлементам относятся: селен, цезий, алюминий, кадмий, ртуть, мышьяк, свинец, серебро, золото, радий и многие другие.

Биологические функции ультрамикроэлементов изучены недостаточно. В повышенных концентрациях они являются ферментными ядами. Ядовитые свойства ионов металлов часто обусловлены их необратимым связыванием с белками, при этом происходит денатурация белков.

Существует множество способов обезвреживания (детоксикации) этих элементов. Растения и грибы способны связывать вредные вещества в клеточных стенках. Кроме того, существуют специфические белки, способные связывать ионы металлов.

IV. Закрепление знаний о химических веществах живой материи, о макроэлементах и микроэлементах клетки, их значении в её жизнедеятельности.

Вопросы для контроля: 1. Какие соединения входят в состав живой материи? 2. Каким путём химические элементы поступают из внешней среды в организм? 3. Какие химические элементы называют биогенными? 4. Что такое макроэлементы? Какова их функция? 5. Какое значение для клетки имеют микроэлементы; ультрамикроэлементы?

V. Рефлексия:

А сейчас я предлагаю вам составить синквейны:

1 группа – Макроэлементы.

2 группа – Микроэлементы.

3 группа – Ультрамикроэлементы.

После составления каждая группа предлагает свой вариант, другие группы оценивают работу своих товарищей.

VI. Домашнее задание: изучить текст § 57 учебника и выполнить задания в конце параграфа.

Творческое задание: подготовить реферат по темам, указанным в рубриках «Темы рефератов» и «Темы самостоятельных исследований» учебника, или сообщения о химических соединениях живой клетки по материалам дополнительной литературы и Интернета.