Разагулова
Гульназиф Бершимбаевна
учитель
химии КГУ «СОШ №13»
город
Сарань, Карагандинской области
Распространённость
химических элементов в живой
и
неживой природе, химическая роль микро-, макроэлементов
в
организме человека
Сценарий урока химии 8 класса по теме «Распространённость химических элементов
в живой и неживой природе, химическая роль микро-, макроэлементов в организме
человека» с использованием активных методов преподавания и обучения позволит
учащимся установить общие закономерности содержания химических элементов в
природе и определить биологическую роль химических элементов в организме
человека.
|
п/п
|
Основные цели
и результаты обучения
|
Формы работы,
используемые при активном обучении
(ГР, ПР,ИР)
|
Результаты
обучения
|
Как вы будете
вовлекать всех учеников в классе (талантливых, одаренных)
|
Оценивание
включая оценивание для обучения (ОдО)
|
Как вы
установите, что все ученики научились тому, что Вы запланировали и ожидали от
них
|
|
1.
|
Ученик должен:
вспомнить характеристику
химического элемента
|
Индивидуальная
работа.
Стратегия
«Мозговой штурм»
Задание 1. Составить кластер
«Химические элементы» (Что мы знаем о химических элементах?)
|
Вспомнили основные характеристики
химического элемента
|
Диалог, возможность для всех
учащихся высказаться.
|
Стратегия
«Похвала»
|
По ответам учащихся.
|
|
2.
|
- понять общие закономерности
содержания химических элементов в природе; биологическую роль химических
элементов в организме человека.
|
Работа в группе
Стратегия
«Карусель»
Задание 2
Составить концепт-карту по
подготовленной информации:
1ГР: «Распространенность ХЭ в
природе»
2 ГР: «Распространенность ХЭ в
живой природе»
3ГР: «Биологическая роль
макроэлементов»
4ГР: «Биологическая роль
микроэлементов»
|
Поняли закономерности в
содержании ХЭ в природе; биологическую роль химических элементов в организме
человека
|
Работа в группе: А-слушает,
спрашивает, консультируется, выполняет задание;
В- предлагает пути решения
задачи, объясняет и работает по выполнению задания;
С - проявляет лидерские
качества, берет на себя инициативу, распределяет материал на подтемы,
консультирует
при составлении концепт-карты.
|
Стратегия «Светофор»
«Две звезды и одно пожелание»
(«Карусель»)
«Похвала»
|
По результатам наблюдений за
работой в группе, по результатам взаимооценивания, по продукту деятельности
учащихся –концепт-карте.
|
|
3.
|
-
размышлять о необходимости знаний о химических элементах и их влиянии на
здоровье человека
|
Индивидуальная
работа
Задание
3. Обсуждение вопросов
1.Почему
на уроке химии мы так много говорим о биологии?
2.Есть
ли среди ваших близких люди с заболеваниями, вызванными дефицитом или
избытком макро- и микроэлементов?
3Как вы
думаете, чем может быть вызван дефицит или избыток макро- и микроэлементов в
твоём организме?
Рефлексия
|
Выразили
своё отношение и сделали выводы о взаимосвязи живой и неживой природы; о
необходимости знанийо влиянии ХЭ на живые организмы и ответственного
отношения к собственному здоровью.
|
Через
вопросы разного уровня, учащиеся:
А -
высказывает свое мнение, В,С –выражают свое мнение, аргументируют. Есть
возможность проявить свой талант при формулировании выводов, подведении
итогов
|
Стратегия
«Похвала»
«Оцени
себя на уроке»
Урок
1.интересно
2.скучно
3.безразлично
Я на
уроке
1.
работал
2.
отдыхал
3. помогал
другим
Итог
1. понял
материал
2. узнал
больше, чем знал
3. не
понял
|
По
ответам учащихся, по уровню аргументации,
через
рефлексивный лист
|
Приложение
1. Распространенность элементов в природе.
ПСХЭ
Д.И. Менделеева дает первоначальные необходимые сведения о строении атомов
элементов и об их химических свойствах. Однако остается неясным, как химические
элементы распространены в природе. Среднее относительное содержание каждого
элемента, выраженное в атомных или массовых процентах, называют его
распространенностью или кларком. Такое название было предложено А.Е. Ферсманом
в честь американского геохимика Ф.У. Кларка, который в 1889 г. вычислил
распространенность элементов в земной коре.
Рассматривая
нахождение химических элементов на Земле, обычно принимают во внимание 3 сферы
«неживой» природы: атмосферу, гидросферу, литосферу и 4 сферу – биосферу. По
Вернадскому «биосфера – это определённо организованная среда, переработанная
жизнью и космическими излучениями, и приспособлена к жизни». В.И. Вернадский
считал, что качественный состав химических элементов в земной коре и в живых
организмах очень близок.
В
природе известно лишь 89 химических элементов, т.к. №№ 43, 85, 87 и 93-109
получены искусственно в результате ядерных реакций. Главная особенность
распространения химических элементов установлена – это огромная контрастность
кларков. Величины кларков литосферы различаются в миллиарды раз: от 47 % для
кислорода до 7х10-8 для рения (еще ниже содержание радия,
протактиния и некоторых других элементов). Контрастность распространения
химических элементов станет особенно наглядной, если расположить все элементы в
ряд по их кларкам. Тогда окажется, что почти половина твердой земной коры
состоит из одного элемента – кислорода (кларк 47 %). Иначе говоря, земная кора
– это «кислородная сфера», кислородное вещество. На втором месте стоит кремний
(29,5 %), на третьем – алюминий (8,05). В сумме они составляют 84,55 % твердой
земной коры. Если к этому числу добавить еще железо (4,65), кальций (2,96),
калий (2,5), натрий (2,5), магний (1,87), титан (0,45), то получим 99,48 %,
т.е. практически почти всю земную кору. На долю остальных 80 % элементов
приходится менее 1 % массы литосферы.
В
каждой сфере Земли можно выделить несколько наиболее распространенных
химических элементов. Основную массу литосферы, как уже отмечалось выше,
составляют три элемента (кислород, кремний и алюминий), живых организмов – три
(кислород (кларк весовой 70 %), углерод (18 %), водород (10,5 %), гидросферы
– два (кислород (85,77 %) и водород (10,73 %), атмосферы – два (азот
(75,31 %) и кислород (23, 01%). На долю всех остальных химических элементов приходится
в земной коре 0,97 %, в живых организмах – 1,5 %, в гидросфере – 3,5 %, в
атмосфере – 1,68 %.
Закономерности
распространения химических элементов в ландшафтах нашли отражение в
периодической системе Д.И.Менделеева. Наиболее распространены те элементы,
которые имеют небольшие порядковые номера. Например, первые 26 элементов
таблицы составляют 99,74 %. Преобладают элементы с четными порядковыми номерами
(86 %). Повышенной распространенностью характеризуются элементы в области
порядковых номеров 22 (титан) – 28 (никель). Содержания химических
элементов зависят от строения их атомного ядра, а их миграция – от строения
электронных оболочек, определяющих химические свойства элементов.
Все
элементы по величине среднего содержания в земной коре делятся на основные,
редкие и рассеянные. Основные элементы (кислород, кремний, алюминий, железо,
кальций, калий, натрий, магний, водород, кларк их больше единицы) широко
распространены в породах и минералах, иногда концентрируются в месторождении.
Элементы с низкими кларками (примерно менее 0,01-%) называются редкими.
Элементы, которые обладают и низкими кларками и малой способностью образовывать
минералы, называют рассеянными. В зависимости от химических свойств элементов
они встречаются в природе в разных формах (в виде простых веществ или различных
соединений).
Приложение
2. Распространенность химических элементов в живой природе.
Живое вещество несравненно сложнее неживого - оно способно обмениваться
веществом с окружающей средой и строить свой организм из поступающих внутрь
веществ. Живые вещества способны размножаться - строить подобные себе организмы
из поступающих в их организм веществ.
Жизнедеятельность
всех живых систем проявляется во взаимодействии молекул различных веществ.
Каждая клетка человеческого тела содержит химические элементы, которые
участвуют в различных химических реакциях, обеспечивающих жизнедеятельность
человека
Определение
кларков (среднее относительное содержание каждого элемента, выраженное в
атомных или массовых процентах) живого вещества затруднено тем, что очень
сильны колебания химического состава разных систем. Неодинакова и концентрация
химических элементов в различных тканях организма.
Движение химических элементов в живой организм из окружающей среды обусловлено
следующими факторами:
-
нахождение химического элемента в природе в доступной форме;
-
способность организма поглощать элемент и выводить его из организма (существует
баланс);
-
способность накапливать элемент.
Таким образом, живые организмы принимают активное участие в перераспределении
химических элементов. В составе живого вещества найдено более 70 элементов.
Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества
и 6% - на неорганические. Элементы необходимые организму для построения и
жизнедеятельности клеток и органов, называют биогенными элементами. Для 30
элементов биогенность установлена. Поскольку основную массу живых организмов
составляет вода, основными составляющими органических соединений являются
кислород (О) и водород (Н). К основным элементам также относятся углерод (С) и
азот (N). Именно эти четыре химических элемента представляют собой основу жизни
и их называют биогенными (органогенными) элементами.
Такие органические вещества, как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты
преимущественно построены из биогенных элементов, а также серы и фосфора.
В
неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22
химических элемента: Ca, P, O,
Na, Mg, S, B, Cl, K, V, Mn,
Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si, I, F, Se,
которые являются структурными элементами скелета и мягких тканей, а также
факторами, регулирующими основные физиологические функции организма.
По
концентрации элементов в организме биогенные элементы делят:
1)
макроэлементы;
2)
микроэлементы;
3)
ультрамикроэлементы.
|
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
0,15-0,20
фосфор
0,20-1,00
|
содержатся
в очень небольшом количестве: от 0,001 до 0,000001
бор
кобальт
медь
молибден
цинк
ванадий
иод
бром
|
содержание
не превышает 0,000001
уран
радий
золото
ртуть
бериллий
селен
цезий
|
|
Элементы
|
Содержание,
%
|
Количество
(в кг) в
расчете
на 70 кг массы
|
|
Макроэлементы
|
|
Кислород
|
65
|
45,5
|
|
Углерод
|
18
|
12,6
|
|
Водород
|
10
|
7
|
|
Азот
|
3
|
2,1
|
|
Кальций
|
2
|
1,4
|
|
Фосфор
|
1,1
|
0,77
|
|
Калий
|
0,35
|
0,245
|
|
Сера
|
0,25
|
0,175
|
|
Натрий
|
0,15
|
0,105
|
|
Хлор
|
0,15
|
0,105
|
|
Микроэлементы
|
|
Магний,
железо, марганец, медь, йод, кобальт, цинк, стронций, молибден и др.
|
Менее
0,01
|
Менее
10 г в сумме
|
Приложение
3. Биологическая роль макроэлементов.
Макроэлементы, встречаются в организме в количествах, существенно превышающих
0,01% (углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, сера, магний, натрий
железо, кальций. Макроэлементы входят в состав основных тканей организма -
кости, мышцы, кровь и др.
|
Макро
элементы
|
Средняя
суточная потребность для взрослых
|
Максимальная
суточная доза
|
Пищевые
источники макроэлементов
|
|
мужчины
|
женщины
|
|
Кальций
|
1000
мг
|
1000
мг
|
2500
мг
|
Молоко
и молочные продукты
|
|
Калий
|
2000
мг
|
2000
мг
|
5000
мг
|
Сухофрукты,
бобовые, картофель, дрожжи
|
|
Натрий
|
550
мг
|
550
мг
|
2300
мг
|
Пищевая
соль
|
|
Магний
|
350
мг
|
300
мг
|
350
мг
|
Продукты
из муки грубого помола, орехи, бобовые, зеленые овощи
|
|
Фосфор
|
700
мг
|
700
мг
|
4000
мг
|
Молоко,
молочные продукты, мясо, рыба
|
|
Железо
|
10
мг
|
15
мг
|
45
мг
|
Бобовые,
мясо, грибы, продукты из муки грубого помола
|
|
Биологическая
роль макроэлементов
|
|
Макроэлементы
|
Биологическое
воздействие на организм
|
Возможные
заболевания при дефиците макроэлементов
|
|
Кальций
|
Образование
костной ткани, формирование зубов, процесс свертывания крови, нервно-мышечная
проводимость
|
Остеопороз,
судороги, рахит у детей
|
|
Калий
|
Важнейший
компонент внутриклеточной жидкости; регулирует содержание воды внутри клеток,
кислотно-щелочное равновесие; нервно-мышечная проводимость; участвует в
синтезе белков и гликогена, активирует работу ряда ферментов
|
Острая
невралгия, мышечная дистрофия, паралич мышц, нарушение
передачи нервного импульса, нарушение сердечного ритма, нарушение функции
почек, эрозивный гастрит, язвенная
болезнь
|
|
Натрий
|
Важнейший
компонент межклеточной жидкости, поддерживающий осмотическое давление;
кислотно-щелочное равновесие; передача нервного импульса
|
Гипотония,
тахикардия, мышечные судороги, невралгия
|
|
Магний
|
Образование
костной ткани, формирование зубов; нервно-мышечная проводимость; коэнзим
(кофермент) в углеводном и белковом обменах; неотъемлемый компонент
внутриклеточной жидкости; участвует в поддержании нормальной функции нервной
системы и мышцы сердца, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную
активность кишечника
|
Мышечные
судороги и спазмы, бессонница, хроническая
усталость, депрессия,
мигрень, зуд, остеопороз,
фибромиалгия, сердечная аритмия, функциональные
расстройства органов желчевыводящей системы и заболевания
желудочно-кишечного тракта
|
|
Фосфор
|
Элемент
органических соединений, буферных растворов; образование костной ткани,
трансформация энергии
|
Нарушения
роста, костные
деформации, рахит, остеопороз, депрессия, гемолитическая
анемия
|
|
Железо
|
В
составе гемоглобина; в составе цитохромов, участников окислительных процессов
в клетках
|
Нарушение
эритропоэза (образования эритроцитов), анемия,
нарушение роста, истощение
|
Приложение
4. Биологическая роль микроэлементов.
Микроэлементы содержатся в клетках в количестве от 0,001 до 0,00001% (бор,
кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, иод, бром).
|
Микро
элементы
|
Средняя
суточная потребность для взрослых
|
Максимальная
суточная доза
|
Пищевые
источники микроэлементов
|
|
мужчины
|
женщины
|
|
Йод
|
200
мкг
|
150
мкг
|
1,1
мг
|
Рыба,
устрицы, водоросли, субпродукты, яйца
|
|
Кремний
|
5-20
мг
|
5-20
мг
|
100
мг
|
Зерна
злаковых, корнеплоды, топинамбур, водоросли, отруби, ягоды, зелень
|
|
Цинк
|
10
мг
|
7
мг
|
40
мг
|
Зерна
злаковых, мясо, субпродукты, молочные продукты
|
|
Фтор
|
3,8
мг
|
3,1
мг
|
10
мг
|
Рыба,
соя, лесные орехи
|
|
Селен
|
30-70мкг
|
30-70мкг
|
300-400
мкг
|
Рыба,
мясо, субпродукты, орехи
|
|
Медь
|
1,0-1,5мг
|
1,0-1,5мг
|
10
мг
|
Печень,
бобовые, морские продукты, продукты
из
муки грубого помола
|
|
Хром
|
30-100мкг
|
30-100мкг
|
200
мг
|
Мясо,
печень, яйца, помидоры, овсяные хлопья, кочанный салат, грибы
|
|
Молибден
|
50-100мкг
|
50-100мкг
|
0,6-2
мг
|
Бобовые,
злаковые
|
|
Марганец
|
2-5
мг
|
2-5
мг
|
11
мг
|
Орехи,
зерна злаковых, бобовые, листовые овощи
|
|
Биологическая
роль микроэлементов
|
|
Микроэлементы
|
Биологическое
воздействие на организм
|
Возможные
заболевания при дефиците микроэлементов
|
|
Йод
|
Важнейший
компонент гормонов щитовидной железы
|
Аутоиммунный
тиреоидит, гипотиреоз,
замедление развития центральной нервной системы
|
|
Кремний
|
Входит
в состав скелетных образований - мышечная и костная ткань; соединительные
компоненты ткани - коллаген, эластин и мукополисахариды; в крови содержится
3,9 мг/л кремния
|
Раннее
развитие атеросклероза,
слабость соединительной и костной ткани - заболевания бронхо-легочной
системы, связок, хрящей, остеопороз,
склонность к переломам; воспалительные заболевания желудка и кишечника
|
|
Цинк
|
Компонент
(кофактор) более чем ста ферментов; стабильность биологических мембран;
заживление ран
|
Нарушение
роста, плохое заживление ран, отсуствие аппетита, нарушение вкуса
|
|
Фтор
|
Образование
зубной эмали, костной ткани
|
Нарушения
роста; нарушения процесса минерализации; кариес зубов
|
|
Селен
|
Существенная
часть ферментной системы - глутатион-пероксидазы, защищающей биологические
мембраны от повреждающего действия свободных радикалов; функции щитовидной
железы; иммунитет
|
Анемия, кардиомиопатия,
нарушения роста и образования костной ткани
|
|
Медь
|
Механизмы
ферментного катализа (биокатализа); перенос электронов; взаимодействие с
железом
|
Крайне
редко - анемия
|
|
Хром
|
Углеводный
обмен
|
Изменение
уровня глюкозы в крови; симптомы диабета
|
|
Молибден
|
Механизмы
ферментного катализа (биокатализа); перенос электронов
|
Cклонность
к кариесу; крайне
редко - нарушение обмена серосодержащих аминокислот; нарушения функций
нервной системы
|
|
Марганец
|
Механизмы
ферментного катализа (биокатализа)
|
Неизвестны
|
Каждую секунду в человеческом организме происходят сотни тысяч химических
реакций - разрушается огромное количество молекул различных веществ, из которых
состоит тело, и одновременно синтезируются, т. е. образуются из более простых
веществ, новые молекулы. Все сложнейшие химические превращения, которые
постоянно происходят в нашем теле, обеспечивают разнообразные ферменты.
Значительная часть микроэлементов является жизненно необходимым, т. к. при их
отсутствии или недостатке снижается активность ферментов, в состав которых
входят данные элементы.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.