Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Тема розділу І :Єдність хімічного складу організмів Тема уроку №1

Скачати 115.36 Kb.

Тема розділу І :Єдність хімічного складу організмів Тема уроку №1




Скачати 115.36 Kb.
Дата конвертації21.05.2017
Розмір115.36 Kb.

Тема розділу І :Єдність хімічного складу організмів

Тема уроку № 1: Хімічний склад живих організмів та хімічні процеси, що лежать в основі їх життєдіяльності.
Хі́мія - одна з наук про природу, яка вивчає молекулярно-атомні перетворення речовин, тобто, при яких молекули одних речовин руйнуються, а на їх місці утворюються молекули інших речовин з новими властивостями.
Елементний склад живих організмів. Неорганічні сполуки як компоненти живих організмів.

Викладач Чорномаз Т.М.


Мета: - ознайомити учнів з хімічним складом живих організмів;
Біоло́гія (дав.-гр. βίοσ - життя, дав.-гр. λόγος - слово; наука) - система наук, що вивчає життя в усіх його проявах й на всіх рівнях організації живого, про живу природу, про істот, що заселяють Землю чи вже вимерли, їхні функції, розвиток особин і родів, спадковість, мінливість, взаємини, систематику, поширення на Землі; про зв'язки істот та їхні зв'язки з неживою природою.
з біологічними елементами макро-, мікро- і ультрамікроелементами; розглянути їхню біологічну роль в організмі;
         - розширити знання про біологічне значення в організмі неорганічних сполук;

- розвивати інтерес до вивчення предмета біохімія.



Основні терміни і поняття: біохімія, органогенні елементи, макро- і мікроелементи, ультрамікроелементи, неорганічні речовини.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І.
Неоргані́чні сполу́ки - хімічні сполуки, які не містять атомів Карбону, ковалентно пов'язаних із атомами Гідрогену. Прості карбоновмісні сполуки типу CO, CO2, HCN та ціаніди, карбіди розглядаються саме неорганічною хімією.
Неоргані́чна речовина́ - 1) у хімії є сукупним поняттям для термінів «неорганічна сполука» та проста речовина. В межах ряду інших дисциплін (геології, екології (environmental science)) має інше значення - 2) хімічні речовини не рослинного і не тваринного походження, а також речовини до складу яких входить одна або декілька неорганічних сполук.
Періоди́чна систе́ма елеме́нтів - класифікація хімічних елементів, розроблена на основі періодичного закону.
Менделєєва, таблиця “Хімічний склад клітини”.

Структура уроку, основний зміст і методи роботи.

І.Організаційний момент.

1.Привітання.

2.Позитивна установка на навчальну діяльність

І. Вивчення нового матеріалу.
1. Біохімія як наука (Розповідь викладача з елементами бесіди).
2. Елементній склад живих організмів та їх біологічна роль в організмі. (Розповідь викладача з заповненням таблиць: “Елементи, які зустрічаються у всіх живих організмах”; “Макро- і мікроелементи”).
3. Хімічні сполуки живих організмів.

Хімі́чна сполу́ка - речовина, молекули якої складаються з атомів двох або більше різних хімічних елементів, сполучених між собою тим чи іншим типом хімічного зв'язку. Сполука має певний хімічний склад і їй можна приписати точну хімічну формулу.
(Розповідь викладача з заповненням таблиці “Вміст хімічних сполук у клітині - у масових %).
4. Вода, її роль у життєдіяльності організмів. (Розповідь учителя з елементами бесіди, заповнення текстової таблиці).
5. Мінеральні солі, їх значення для життєдіяльності організмів (Бесіда).

1. Біохімія як наука.
Біохімія - наука про хімічний склад живої матерії та про хімічні процеси, що відбуваються в організмах.
Вивчення хімії живих організмів, тобто біохімії, тісно пов'язано з бурним розвитком біології. Будучи спочатку дисципліною допоміжною, біохімія виділилась з часом в самостійну галузь знань. Значення її в тому, що вона дає фундаментальне розуміння фізіології, другими словами, розуміння того, як працюють біологічні системи.

2. Елементній склад живих організмів та її біологічна роль.
Живі організми містять майже всі відомі в природі хімічні елементи.
Хімі́чний елеме́нт (заст. первень) - тип атомів з однаковим зарядом атомних ядер (тобто однаковою кількістю протонів в ядрі атому) і певною сукупністю властивостей. Маса ядра атома хімічного елементу може бути різною, в залежності від кількості нейтронів у ньому.
Одні з них виявлені в усіх живих організмах без винятку (дивись таблицю), інші - лише в окремих.

Елементи, які зустрічаються у всіх живих організмах


(в порядку зменшення числа атомів).

Головні елементи
органічних молекул

Іони

Мікроелементи

Н гідроген

Nа натрій

Mn марганець

С карбон

Mg магній

ферум

N нітроген

Cl хлор

Co кобальт

O оксиген

K калій

Cu купрум

P фосфор

C кальцій

Zn цинк

S сульфур

 

 




Найбільш поширені в живих організмах 4 хімічних елементи: гідроген, карбон, оксиген і нітроген. На їх долю припадає майже 99% маси, так і числа атомів, які входять до складу всіх живих організмів. Тому їх називають також органогенними елементами. Їх біологічне значення пов'язане в основному з їх валентністю, яка відповідає 1, 2, 3, 4, а також з їх здатністю утворювати більш міцні ковалентні зв'язки, ніж зв'язки, які утворюють інші елементи тієї ж валентності.
За масовою часткою хімічні елементи живих організмів поділяють на:
макроелементи (w > 10-2%) - C, H, O, N, S, P, NА, Ca, K, Mg, Fe, Cl, які становлять основну масу органічних і неорганічних сполук живих організмів. Концентрація їх коливається від 60 до 0,001% маси тіла;
мікроелементи (w = 10-3 - 10-6%) - B, Co, Cu, Mo, V, Zn, Br та ін. Мікроелементи переважно іони важких металів, складові компоненти ферментів, гормонів та інших життєво важливих сполук.
Важкі метали - нечітко визначена група елементів з металічними властивостями, що зазвичай включає перехідні метали, деякі металоїди, лантаноїди і актиноїди. Історично було запропоновано багато визначень цього терміну, деякі засновані на густині, інші на атомному номері або атомній масі, ще інші на хімічних властивостях або токсичності.
Знаходяться в організмах у кількості 0,001 - 0,000001%;

ультрамікроелементи (w < 10-6%) - Au, Ra, Hg, Ag, Be та інші. Концентрація



ультрамікроелементів не перевищує 0,000001%.

Основні хімічні елементи та їх значення для життєдіяльності організмів.

Елемент і його символ

Вміст у клітині, %

Значення










Оксиген (О)

62-75

Входить до складу молекул води і органічних сполук; забезпечує реакцію окислення, в ході яких виділяється необхідна організму енергія.

Карбон (С)

15-18

Входить до складу органічних сполук, кісток, черепашок

Гідроген (Н)

8-10

Входить до складу органічних сполук і молекул води.

Нітроген (N)

1,5-3

Структурний компонент білків, нуклеїнових кислот, АТФ та деяких інших біомолекул.

Фосфор (Р)

0,2-1,0

Входить до складу кісток, білків, нуклеїнових кислот, АТФ та ін.

Калій (К)

0,15-0,4

Забезпечує транспорт речовин через клітинні мембрани; впливає на діяльність серця людини.

Сульфур(S)

0,15-0,2

Входить до складу білків та інших біомолекул.

Хлор (Cl)

0,05-0,1

Входить до складу хлорідної кислоти, яка є складовою частиною шлункового соку.

Кальцій (Са)

0,04-2,0

Входить до складу кісток і черепашок, бере участь у регуляції метаболічних процесів; скорочень м'язів, діяльності серця людини.

Магній (Mg)

0,02-0,03

Активізує діяльність ферментів, енергетичний обмін і синтез ДНК.

Натрій (Na)

0,02-0,03

Забезпечує транспорт речовин через клітинні мембрани

Ферум (Fe)

0,01-0,015

Входить до складу багатьох біомолекул, у тому числі гемоглобіну.

Цинк (Zn)

0,0003

Входить в склад деяких гормоні та ферментів, сприяє розщепленню вугільної кислоти.

Йод (I)

0,0001

Входить до складу гормонів щитовидної залози.

Фтор (F)

0,0001

Входить до складу емалі зубів.




За біологічним значенням хімічні елементи живих організмів поділяють на:
- елементи життя (їх частка - 98-99% маси живої речовини) - C, H, O, N, S, P.
- елементи, роль і значення яких для життєдіяльності організму відомі, - Na, Ca, K, Mg, Fe, Cl, B, Co, Cu, Mo, V, I, Zn, Br.
- елементи, роль яких ще не з'ясована, та токсичні елементи - Au, Ra, Hg, Ag, Be.

3. Хімічні сполуки живих організмів.



Вміст хімічних сполук у клітині (у масових %)

Неорганічні речовини

Вода

70-80%

 

Мінеральні солі

1-1,5%

Органічні речовини

Вуглеводи

0,2-2%

 

Білки

10-20%

 

Жири

1-5%

 

Нуклеїнові кислоти

1-2%

 

АТФ, вітаміни та інші органічні речовини

0,1-0,5%




4. Вода, її роль у життєдіяльності організмів.

Вміст води в клітинах різних організмів відрізняється, наприклад, вміст води в огірках дорівнює 95%, в моркві - 90, в яблуках - 85. Не відстаємо від рослин і ми. Води мало лише в жировій тканині і кістках - 33%, в м'язах - 77%, в легенях і нирках - 80, в нервовій тканині - 84, а в сірій речовини мозку - 85%.

Нерво́ва ткани́на - тканина ектодермального походження і є системою спеціалізованих структур, що утворюють основу нервової системи і забезпечують умови для реалізації її функцій.
Жирова́ ткани́на - різновид сполучної тканини тваринних організмів, яка утворюється з мезенхіми і складається з жирових клітин.

Не випадково автори давньоіндійського філософського тракту “Упанішада” вважали: “… воды размышляли: “Пусть мы станем многим, пусть мы размножимся”.
Вода - дійсно, найбільш дивовижна речовина в природі. Оскільки, вона - універсальний розчинник. В ній розчиняються всі необхідні для живого організму сполуки (органічні і мінеральні речовини, гази);

Мінера́л (від пізньолат. minera - руда, рудна жила, рудник) - природна речовина, що утворилась під час геологічних процесів в земній корі або за еквівалентних процесів на інших космічних тілах у Всесвіті.
вона має високу теплоємність і одночасно високу для рідин теплопровідність. Ці властивості роблять воду ідеальною для підтримання теплової рівноваги організму.
Завдяки полярності своїх молекул вода виступає в ролі стабілізатора структури, визначає функціональну активність макромолекул залежно від товщини гідратної оболонки, що знаходиться навколо них.

Вода - джерело кисню, що виділяється при фотосинтезі, і водню, який використовується для відновлення вуглекислого газу.

Рівнова́га термодинамі́чної систе́ми або термодинамічна рівновага - стан, при якому термодинамічні параметри усіх тіл, що входять у термодинамічну систему тривалий час не змінюються. Такий стан є тоді, коли тиск, температура і хімічний склад системи в усіх її частинах є однаковими.
Діокси́д вуглецю́, оксид карбону (IV), вуглекислий газ, CO2 - тривка хімічна сполука, поширена в природних газах, що містять його в кількості від декількох відсотків до практично чистого вуглекислого газу.
Вода є основним середовищем де протікають біохімічні і хімічні реакції.
Хімі́чна реа́кція - це перетворення речовин, при якому молекули одних речовин руйнуються і на їхньому місці утворюються молекули інших речовин з іншим атомним складом. Усі хімічні реакції зображують хімічними рівняннями.


Вода практично не стискується, що дуже важливо для надання форми органам і підтримання її, створення тургору і забезпечення відповідного положення органів і частин організму.
Завдяки води можливе здійснення осмотичних явищ у живих клітинах.
О́смос (рос. осмос, англ. osmosis, нім. Osmose f) - спонтанний перехід, однобічна дифузія через напівпроникну перегородку (мембрану), яка відокремлює розчин від чистого розчинника або розчину меншої концентрації.

Вода - основний засіб пересування речовин в організмі (кровообіг, висхідний і низхідний потік розчинів по тілу рослин тощо).
Тому, вода дійсно дивовижна речовина в природі.
Всі тіла при охолодженні стискуються, а вода - розширюється; на її поверхні можуть плавати тіла, важчі за воду; вона ніколи не буває в природі абсолютно чистою ; вода навіть може подолати гравітацію!

Викладач - Чим можна пояснити ці дивовижні властивості води?

- Мабуть, хімічною будовою та фізично-хімічними властивостями води.


Викладач: - Дійсно, так. Зараз ми всі згадаємо хімічну будову, фізичні властивості та біологічні функції води, заповнюючи текстову таблицю.
Фіз́ичні власт́ивості - властивості будь якої речовини, які вона проявляє поза хімічною взаємодією: температура плавлення, температура кипіння, в'язкість, густина, розчинність, діелектрична проникність, теплоємність, теплопровідність, електропровідність, абсорбція, колір, концентрація, емісія, текучість, індуктивність, радіоактивність, гідрофільність і гідрофобність, теплота змочування та ін.


Хімічна будова

Фізичні властивості

Біологічні функції

H 1S'
O 1S22S22P4

1. За звичайних умов рідина, велика щільність речовини

1) Визначає об'єм клітини, основне середовище, транспорт речовин



2. Висока діелектрична проникність

2) Розчинник (поняття про гідрофобність і гідрофільність)



3. Високий поверхневий нитях

3) Здатністю до антигравітаційного руху.



4. Висока теплоємність

4) Участь в терморегуляції




Отже, виходячи з даної таблиці, ми ще раз можемо зазначити, що значення води у життєдіяльності організмів дуже велика, а саме :
1) Вона визначає фізичні властивості клітини (об'єм, пружність і терморегуляцію).
2) Розчинник для речовин.
3) Середовище для хімічної реакції.
4) Приймає участь в хімічній реакції.

5. Мінеральні солі, їх значення для життєдіяльності організмів.

Мінеральні солі - неорганічні речовини, які підтримують в середині клітини стану (pH), забезпечують її нормальне функціонування.


Мінеральні солі в великій кількості містяться в клітинах, які утворюють опорні органи - -черепашки, хітиновий панцер кістки. В цитоплазмі інших клітин більша частина солей знаходиться в дисоційованому стані в вигляді катіонів і аніонів - K , Na , Ca2 , Cl-, HCO3-, H2PO4- і інші.

Вміст в клітині катіонів має важливе значення для її функціонування. Від концентрації солей залежить постачання води в клітину, оскільки клітинна мембрана проникла для молекул води і не проникаючи для багатьох великих молекул і іонів. Якщо в навколишньому середовище міститься менша кількість іонів, ніж в цитоплазмі клітини, то відбуваються поступання води в клітину до вирівнювання концентрації солей (осмос).

Цитопла́зма - основна за об'ємом частина клітини, її внутрішній вміст. За фізичними властивостями це напіврідка маса колоїдної структури - цитозоль, в якій знаходяться всі клітинні органели, крім ядра.


Розчин солі NaCl в концентрації 0,85% отримав назву фізіологічного.

Хлоридна кислота створює кисле середовище в шлунку хребетних тварин і людини, забезпечують цим активність ферментів шлункового соку.

Залишки сульфатної кислоти, приєднуючись до нерозчинних у воді сполук, забезпечують їхню розчинність, що сприяє виведенню даних сполук з клітин і організму.
Наявність солей в цитоплазмі визначає її буферні властивості-здатність підтримувати pH на постійному рівні.

ІІ. Закріплення знань учнів.
1)Мозковий шторм:
    а) Який хімічний склад клітини?

Сульфа́тна кислота́ (сірчана кислота, IUPAC - дигідрогенсульфат, застаріла назва - купоросне масло) - сполука сірки з формулою H2SO4. Безбарвна масляниста, дуже в'язка і гігроскопічна рідина. Сірчана кислота - одна з найсильніших неорганічних кислот і є дуже їдкою та небезпечною.
Хребе́тні (лат. Vertebrata) - підтип хордових тварин, що виділяється наявністю кісткового хребта. Разом з комахами, ця група тварин домінує на суші і у воді.
Хімі́чний склад кліти́ни - сукупність хімічних елементів, що містяться у клітині та виконують певні функції, пов'язані з її життєдіяльністю та з життєдіяльністю організму в цілому. Умовно хімічний склад клітини можна роздивлятися на атомному та молекулярному рівні.

    б) Чому основна маса молекул живих організмів утворена атомами чотирьох елементів: С, Н, О, N?
    в) Які ви можете назвати макроелементи?
    г) Які ви можете назвати мікроелементи?


2) Виконати завдання письмово.
Зашифруйте за допомогою коду:
Хімічний склад клітини.
А. Білки. Б. Жири. В Вуглеводи. Г Нуклеїнові кислоти.
Нуклеїнові кислоти - складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди.
Д Вода. Е Мінеральні солі. Є Вуглець. Ж Водень. З Азот. И Кисень. Й Калій.

1. Неорганічні сполуки.


2. Органічні сполуки.
Органі́чні сполу́ки - клас сполук, в склад яких входить хімічний елемент Карбон (за винятком карбідів, карбонатної кислоти, карбонатів, оксидів Карбону і ціанідів). Окрім Карбону, вони майже завжди містять Гідроген, досить часто - Оксиген, Нітроген та галогени, рідше Фосфор, Сульфур та інші елементи.

3. Неорганічні сполуки, які відіграють одну з важливих ролей у житті клітин.
4. Хімічні елементи клітин.

ІІІ. Домашнє завдання.
Вивчити у підручнику §1; текстова таблиця (зошит).


Скачати 115.36 Kb.

  • Елементний склад живих організмів . Неорганічні сполуки як компоненти живих організмів .
  • І.Організаційний момент.
  • Основні хімічні елементи та їх значення для життєдіяльності організмів.
  • 4. Вода, її роль у життєдіяльності організмів.
  • Викладач
  • 5. Мінеральні солі, їх значення для життєдіяльності організмів
  • ІІ. Закріплення знань учнів. 1)Мозковий шторм: а) Який хімічний склад клітини
  • 2) Виконати завдання письмово. Зашифруйте за допомогою коду: Хімічний склад клітини. А. Білки. Б. Жири. В Вуглеводи. Г Нуклеїнові кислоти
  • ІІІ. Домашнє завдання.