Конспект по биологии на тему Химическая организация клетки: вода, минеральные соли (8 класс)

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.

• приветствие;

• подготовка аудитории к работе;

• наличие учащихся в классе.

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.

• К биоэлементам относят

а) водород, кислород, углерод и азот

б) калий, натрий, кальций, железо и хлор

в) йод, цинк, медь, кобальт, марганец

• Самое распространённое неорганическое соединение в живых организмах

а) минеральные соли

б) вода

• Концентрация ионов натрия

а) внутри клетки ниже, чем во внешней среде, а концентрация ионов калия выше

б) внутри клетки выше, а концентрация ионов калия ниже

• Минеральные соли находятся в живых организмах

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.