План-конспект урока на тему " неорганические вещества, входящие в состав клетки"

У р о к  25

Неорганические вещества,
входящие в состав клетки

Цели: изучить химический состав клетки, выявить роль неорганических веществ.

Задачи:

образовательная: показать многообразие химических элементов и соединений, входящих в состав живых организмов, значение их в процессах жизнедеятельности;

развивающая: продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы с учебником, умение выделять главное, формулировать выводы;

воспитательная: ответственное отношение к выполнению полученных заданий.

Тип урока: изучение нового материала.

Метод проведения: лекция, самостоятельная работа.

Планируемые предметные результаты:

ученик должен

иметь представление о химических веществах и соединениях, входящих в состав любого живого организма;

знать основные химические элементы и соединения, входящие в состав клетки;

уметь объяснять значение неорганических веществ в процессах жизнедеятельности.

Междисциплинарные связи: химия, физика.

Внутридисциплинарные связи: цитология, анатомия и физиология.

Образовательные ресурсы: таблица «Строение молекулы воды»; опорный конспект.

Сценарий урока

I. Мотивация учебной деятельности.

Сообщение темы, цели.

В состав живой клетки входит почти вся таблица Д. И. Менделеева, роль каждого из элементов до конца не выявлена.

II. Открытие новых знаний.

1. Химическая организация клетки.

В состав клетки входит около 80 различных химических элементов, которые встречаются в объектах неживой природы.

– О чем это может говорить? (Доказательство общности живой и неживой природы.)

Все химические соединения, которые содержатся в живых организмах, делятся на группы.

Жизнедеятельность всех живых систем проявляется во взаимодействии молекул различных химических веществ. В составе живой природы обнаружено более 80 химических элементов, 27 из которых выполняют определенные функции, остальные попадают в организмы с пищей, водой, воздухом.

¯

Все элементы по содержанию их в живых

организмах разделяются на три группы

¯

Элементы, входящие в состав клеток организмов (в %)
Макроэлементы	Микроэлементы	Ультрамикроэлементы
Кислород 65–75 Углерод 15–18 Азот 1,5–3 Водород 8–10 Магний 0,02–0,03 Калий 0,15–0,4 Натрий 0,02–0,03 Кальций 0,04–2,00 Железо 0,01–0,15 Сера 0,15–0,2 Фосфор 0,20–1,00	Содержатся в очень небольших количествах: от 0,001 до 0,000001. Бор Кобальт Медь Молибден Цинк Ванадий Иод Бром	Содержание не превышает 0,000001. Уран Радий Золото Ртуть Бериллий Цезий Селен

Сера и фосфор являются необходимыми компонентами молекул биологических полимеров (белки, нуклеиновые кислоты), их часто называют биоэлементами.

2. Неорганические вещества, входящие в состав клетки.

Из всех химических соединений, содержащихся в живых организмах вода составляет 75–85 % от массы тела.

– В связи с чем необходимо такое количество воды? Какие функции выполняет вода в живом организме?

(Учащиеся перечисляют известные им функции воды.)

Вы уже знаете, что строение и функции взаимосвязаны.

Рассмотрим более подробно строение молекулы воды, чтобы выяснить, почему вода обладает такими свойствами.

Учитель демонстрирует таблицу «Строение молекулы воды».

По ходу объяснения начинается заполнение таблицы «Неорганические вещества» (заполняет учитель).

Название	Особенности строения	Функции
ВОДА	Строение молекулы        Диполь Образование водородной связи	·  Универсальный растворитель; ·  выполняет функцию терморегуляции в живых организмах; ·  обеспечивает гидролиз, окисление высокомолекулярных органических соединений (белков, углеводов, жиров); ·  является осморегулятором, влияет на физические свойства клетки: упругость, тургор, изменение объема; ·  обеспечивает перенос и выделение определенных веществ из клетки и в клетку

3. Минеральные соли.

Из числа неорганических соединений, входящих в состав организмов, наибольшее значение имеют соли минеральных кислот и соответствующие катионы и анионы. 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 ведет к тяжелым заболеваниям (см.: Дополнительная информация).

Задание. Заполните таблицу, графу «Минеральные соли», используя материал учебника с. 106–107.

При заполнении таблицы в графе «Особенности строения» лучше рассматривать отдельно минеральные соли в диссоциированном состоянии и в связанном состоянии.

МИНЕ-РАЛЬ-НЫЕ СОЛИ

а) в диссоциированном состоянии: в виде катионов: K+, Na+, Ca++, Mg++; в виде анионов: H2PO–4, Cl–, HCO–3, HPO–4; б) в связанном с органическими веществами состоянии обеспечивают многие функции: железо магний медь йод натрий и калий кобальт

ВЛИЯЮТ: ·   на постоянство внутренней среды клетки и организма, обеспечивая кислотно-щелочное равновесие (буферность); ·   осмотическое давление, поступление воды в клетку; ·   активируют ферменты; ·   участвует в построении молекулы гемоглобина; ·   входит в состав хлорофилла; ·   входит в состав многих окислительных ферментов; ·   содержится в составе молекул тироксина; ·   обеспечивают электрический заряд на мембранах нервных волокон; ·    входит в состав витамина В12

По окончании работы идет обсуждение занесенных в таблицу данных.

Учитель может выборочно проверить эту работу и оценить ее.

IV. Закрепление.

Формулировка обобщающего вывода о значении неорганических веществ.

По усмотрению учителя на этапе закрепления полученных знаний может использоваться опорный конспект (или его часть).

В опорном конспекте содержатся сведения о химическом составе клеток, в которых обнаружено значительное большинство элементов периодической системы Менделеева (они объединены в 3 группы по количеству содержания в клетке: 1-я группа – углерод, водород, кислород, азот, они занимают 98 % содержимого; 2-я группа – железо, магний и др., составляют 1,9 %; 3-я группа – йод, бром, хлор и др., содержатся в очень небольших количествах); о содержании в клетках неорганических и органических соединений; о свойствах и биологических функциях воды (является растворителем: многие вещества поступают и выводятся из клетки в водном растворе; определяет физические свойства клетки – объем, упругость; участвует в терморегуляции; участвует во многих химических реакциях); о значении минеральных солей в поддержании внутри клетки постоянного ионного состава и слабощелочной реакции.

V. Рефлексия.

Учащиеся оценивают степень реализации поставленных на уроке целей, свои учебные действия и содержательно обосновывают правильность (ошибочность) результата.

Домашнее задание: § 21; вопросы 1–5.

Дополнительная информация

Щитовидная железа находится спереди гортани, вес ее 30–60 г. Она снабжена густой сетью кровеносных и лимфатических сосудов, иннервируется симпатическими и парасимпатическими нервами; состоит из трех долек: двух боковых и одной средней. Внутри железы имеются небольшие пузырьки, или фолликулы, стенки которых образованы железистым эпителием и наполнены особым (коллоидным) веществом. В этом веществе содержатся гормоны щитовидной железы – тироксин, в состав которого входят йод и трийодтиронин, действие последнего в несколько раз сильнее тироксина. Оба гормона влияют на обмен веществ, рост и развитие организма, возбудимость нервной системы, деятельность сердца, кровообращение и т. д. В сутки выделяется около 0,3 мг тироксина. При введении 1 мг тироксина человек может расходовать дополнительно еще 1000 калорий, поэтому важнейшим показателем деятельности щитовидной железы служит уровень основного обмена. Повышенный или пониженный основной обмен человека является важнейшим показателем для диагностики патологии в деятельности щитовидной железы. При гиперфункции щитовидной железы развивается заболевание, называемое базедовой болезнью (по имени врача, описавшего эту болезнь). При базедовой болезни увеличивается обмен веществ, повышается возбудимость нервной системы и утомляемость. Симптомы: увеличение щитовидной железы (зоб), пучеглазие, учащение сердцебиения – тахикардия, снижение веса, дрожание рук, резкая потливость и др.

Гипофункция щитовидной железы также приводит к различным изменениям во всем организме. Так, у больных микседемой понижен обмен веществ, наблюдается задержка роста и развития, нарушается психика, наблюдается специфическая отечность кожи и др. Другой пример гипофункции щитовидной железы – кретинизм (слабоумие). Кретинизм развивается и при полной атрофии щитовидной железы в детском возрасте: больные характеризуются карликовым ростом, непропорциональным строением тела (большая голова, короткие конечности), нарушением умственных способностей, недоразвитием вторичных половых признаком и др.

В ряде горных районов различных стран и на территории нашей области встречается заболевание – эндемический зоб. Развитие данного заболевания связано с недостаточным содержанием в питьевой воде йода и выделением малого количества гормонов щитовидной железы. При эндемическом зобе происходит разрастание ткани щитовидной железы и иногда она достигает очень больших размеров. Разрастание железы сопровождается увеличением секреции гормонов, но она все-таки может быть недостаточной. У больных нередко наблюдается нарушение умственных способностей и физическое недоразвитие. Для предупреждения развития болезни в таких районах к поваренной соли добавляют йод.