A kémiai elemek és biológiai szerepük. Milyen kémiai elemek alkotják a sejtet? A sejtet alkotó kémiai elemek szerepe, funkciói

Abubekerova Alfiya, Tokareva Victoria, Matveeva Rimma, a Nyikolajevszki "1. számú középiskola" önkormányzati oktatási intézmény 8. osztályos tanulói

A projekt bemutatja a munka előrehaladását és a kapott eredményeket a kémiai elemek élő szervezetekben betöltött szerepének tisztázása érdekében. Az album színesen mutatja be biológiai szerepe a legfontosabb kémiai elemek.

Letöltés:

Előnézet:

Önkormányzati oktatási intézmény

"Átlagos általános iskola Nyikolajevszk Nyikolajevszkij városának 1. sz önkormányzati kerület Volgograd régió

Projekt a következőn:

A munkát befejezte:

Tokareva Victoria, 8. osztály

Matveeva Rimma, 8. osztály

Abubekerova Alfiya, 8. osztály

Felügyelő:

Evdokimova A.S., kémia és biológia tanár

Nikolaevszk, 2014

1. Bevezetés……………………………………………………………….. 3

2. A kémiai elemek osztályozása a szervezetben betöltött funkcionális szerepük és tartalom szerint………………………………………………………………. 5

3. Kémiai elemek bejutása a szervezetbe……………………….6

4. A kémiai elemek biológiai szerepe……………………………7

5. A kémiai elemek kapcsolata………………………………… 7

6. Következtetések………………………………………………………………………………… 9

7. Munka eredménye ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

9. Információforrások………………………………………………………………9

Alkalmazás. ………………………………………………………………..tizenegy

1. Bemutatkozás.

Relevancia

8. osztályban kezdtünk el tanulni új elem– kémia. Megtudtuk, hogy a Földön különféle kémiai elemek atomjai vannak (több mint 100 van belőlük), mindegyiknek saját neve van, megvan a maga helye Periódusos táblázat kémiai elemek D.I. Mengyelejev. Kiderült, hogy sokuk nevével gyakran találkozunk Mindennapi élet. Például a tévéképernyőn megjelenő reklámok folyamatosan arra ösztönöznek bennünket, hogy vitaminokat szedjünk kalcium és tartalmú készítmények jód . És ezt is mondják fogkrém Val vel fluor jót tesz a fogaknak és Vas szükséges szervezetünk normális működéséhez. Miért olyan szükségesek ezek az elemek? Más kémiai elemek is fontosak az élő szervezetek számára? Hány darab szükséges belőlük a szervezet normális működéséhez? Hol találhatók, milyen termékekben? Mi történik, ha túl sok vagy nagyon kevés elem kerül a szervezetbe? Ezeket a kérdéseket nagyon fontosnak tartjuk az emberi egészség megőrzése szempontjából.

Probléma : a tanulók rossz ismerete a kémiai elemek biológiai szerepéről

Cél - Ismerje meg a leggyakoribb kémiai elemek biológiai szerepét, és használja fel ezeket az információkat arra, hogy a tanulókban az egészségükhöz való értékalapú hozzáállást alakítsa ki.

Feladatok:

1. Határozza meg a bolygónkon leggyakrabban előforduló kémiai elemek csoportját, és derítse ki biológiai jelentőségüket!

2. Tudja meg, hogy fontos-e a kémiai elemek kombinációja és aránya a szervezetbe jutáskor.

3. A kapott információkat prospektus vagy állvány formájában mutassa be a kémia tanteremben.

4. Mutassa be ezt az információt egy kémia órán osztálytársai előtt.

Projekt típusa : információs (biológia, kémia)

A projekt tevékenységének irányai:

1. Elemző (információgyűjtés)
2. Kreatív (prospektus és stand készítése)

3) Képviselő (prezentáció készítése, beszéd az órán)

Résztvevők:

8. osztályos tanulók

Projekt erőforrás támogatás:

Koordinátor – Anna Sergeevna Evdokimova kémia tanár.

Anyagforrások: iskolai mini-nyomda forrásai, A4-es papír, Whatman papír, kétoldalas ragasztószalag, számítógép, Internet.

Megvalósítási határidők, a projekt munkafázisai:

1. Problémanyilatkozat, feladatmegosztás, „szerepek” (2014. január)
2. Információgyűjtés (2014. január–február)
3. Eredmények összesítése, album készítés, stand tervezés, (2014. február)

Eredmény : a tanulók tudatosságának növelése a kémiai elemek biológiai szerepével kapcsolatban

Késleltetett eredmény: felelősségteljesebb magatartás kialakítása az egészség iránt

Gyakorlati jelentősége(termék): a projekt során összegyűjtött információkat prospektus formájában mutatjuk be, amely felhasználható vizsgákra, versenyekre, olimpiára való felkészülés során, valamint a kémia tanteremben lesz egy stand is, ahol a biológiai szerepe vegyi anyagok kerülnek bemutatásra fényes, piros és érdekes módon elemeket. Talán, ez az információ Nemcsak arra ösztönzi a tanulókat, hogy nagyobb felelősséget vállaljanak egészségükért, hanem növeli az érdeklődést a kémia tantárgy iránt, és segíti őket a szakmaválasztásban.

2. A kémiai elemek osztályozása a szervezetben betöltött funkcionális szerepük és tartalmuk szerint.

A bioszféra 100 milliárd tonna élő anyagot tartalmaz. A földkéreg tömegének körülbelül 50%-a oxigén, több mint 25%-a szilícium. Tizennyolc elem (O, Si, Al, Fe, Ca. Na, K, Mg, H, Ti, C, P, N, S, Cl, F, Mn, Ba) teszi ki a földkéreg tömegének 99,8%-át . Az élő szervezetek veszik Aktív részvétel a kémiai elemek újraelosztásában földkéreg. Ásványi anyagok, természetes vegyi anyagok ben keletkeznek a bioszférában különféle mennyiségben, élő anyagok aktivitása miatt (vasércképződés, sziklák, amelyek kalciumvegyületeken alapulnak). Ráadásul befolyásolják technogén szennyezés környezet. Változások zajlanak bea földkéreg felső rétegei befolyásolják az élő szervezetek kémiai összetételét. A testben szinte minden olyan elem megtalálható, amely a földkéregben és tengervíz. A szervezet egyes elemeinek tartalma megnövekszik a környezethez képest – ezt nevezzük az elem biológiai koncentrációjának. Például a földkéreg széntartalma 0,35%, az élő szervezetek tartalmát tekintve pedig a második helyen áll (21%). Ez a minta azonban nem mindig figyelhető meg. Így a szilícium a földkéregben 27,6%, de az élő szervezetekben kevés, az alumíniumban - 7,45%, az élő szervezetekben pedig -1 10-5 %.

Az élő anyagokban több mint 70 elemet találtak.

Elemek szükséges a szervezet számára sejtek és szervek felépítésére és működésére, úntápanyagok.

A biogenitást 30 elemre állapították meg. A tápanyagoknak több osztályozása létezik:

A) Funkcionális szerepük szerint:

1) organogének, 97,4%-uk a szervezetben (C, H, O, N, P, S),

2) az elektrolit háttér elemei (Na, K, Ca, Mg, Cl). Ezek a fémionok 99%-át teszik ki általános tartalom fémek a szervezetben;

3) A mikroelemek biológiaiak aktív atomok enzimek és hormonok központjai.

B) A testben lévő elemek koncentrációja alapján a biogén elemeket felosztják:

1) makroelemek (tartalmuk meghaladja a testtömeg 0,01%-át)

Ezek között 12 elem található: C, H, O, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl, Fe.

2) mikroelemek (a testtömeg 0,01%-a):Cink , Jód , Fluor , Szilícium , Króm , Réz , Mangán , Kobalt , Molibdén , Nikkel , Bor , Bróm , Arzén , Vezet , Ón , Lítium , Kadmium , Vanádium , Szelén

3) ultramikroelemek (tartalmuk kevesebb, mint 10-5% testtömeg).

3. Kémiai elemek bejutása a szervezetbe.

Minden élő szervezet szoros kapcsolatban áll a környezettel. Az élethez állandó anyagcsere szükséges a szervezetben. A kémiai elemek bejutását a szervezetbe a táplálkozás és az elfogyasztott víz elősegíti. A test 60%-a vízből, 34%-a szerves anyagból és 6%-a szervetlen anyagból áll. Fő összetevők szerves anyag C, H, O. Tartalmaznak még N, P, S. Tartalmaznak szervetlen anyagok 22 kémiai elem szükségszerűen jelen van. Például, ha egy személy súlya 70 kg, akkor ez tartalmazza (grammban): Ca - 1700, K - 250, Na -70, Mg - 42, Fe - 5, Zn - 3. A fémek 2,1 kg-ot tesznek ki. Az étrendi bizottság javaslatának megfelelően Nemzeti Akadémia USA-ban az élelmiszerekből származó kémiai elemek napi bevitelének kb egy bizonyos szint(1. számú táblázat).

1. táblázat Kémiai elemek napi bevitele az emberi szervezetbe

Ugyanannyi kémiai elemet kell kiválasztani, mivel ezek tartalmuk a szervezetben viszonylag állandó.

Az elemek biológiai szerepével kapcsolatos ismeretek jelenlegi állása e probléma felületes érintéseként jellemezhető. Az elemek tartalmáról sok tényszerű adat halmozódott fel különféle alkatrészek bioszféra, a szervezet válaszai ezek hiányára és feleslegére.
Ha az elemet nem juttatják el kellően a szervezetbe, jelentős károk keletkeznek a test növekedésében és fejlődésében. Ez az elemet tartalmazó enzimek aktivitásának csökkenésével magyarázható. Ennek az elemnek a dózisának növekedésével a szervezet reakciója növekszik, és eléri a normát (az elem biotikus koncentrációja). A dózis további növelése a működés csökkenéséhez vezet az elem feleslegének toxikus hatása miatt, beleértve a halált is. A biogén elem hiánya és feleslege károsítja a szervezetet. Minden élő szervezet reagál az elemek hiányára és túlzott vagy kedvezőtlen arányára.

Hagyományos mikroelemek, ha koncentrációjuk a szervezetben meghaladja a biotikus koncentrációt toxikus hatás a testen. A mérgező elemek nagyon alacsony koncentrációban nincsenek káros hatással a növényekre és az állatokra. Például az arzén mikrokoncentrációban biostimuláló hatású. Ezért nincsenek toxikus elemek, csak mérgező dózisok. Így egy elem kis adagja gyógyszer, nagy adag méreg. "Minden méreg, és semmi sem mentes a mérgezéstől, csak egy adag teszi láthatatlanná a mérget" - Paracelsus. Helyénvaló felidézni Rudaki tádzsik költő szavait: „Amit ma drognak tartanak, holnap méreg lesz.”

4 . A kémiai elemek biológiai szerepe.

A kémiai elemek biológiai szerepére vonatkozó információkat a „Kémiai elemek biológiai szerepe” című brosúra (1. sz. melléklet) tartalmazza.

5. A kémiai elemek kapcsolata,

Emlékezni kell bizonyos óvintézkedésekre ásványi komplexek (pl gyógyszerekés biológiailag aktív élelmiszer-adalékanyagok).

Egy ásványi anyag túladagolása funkcionális károsodáshoz és egy másik ásványi anyag fokozott kiválasztódásához vezethet. Nem kívánt mellékhatások kialakulása is lehetséges. Például, felesleges cink a koleszterintartalmú lipidek szintjének csökkenéséhez vezet nagy sűrűségű("jó" koleszterin).

itthon biológiai funkciója kálium - más elektrolitokkal (nátrium, klór) potenciálkülönbség képződése a sejtmembránokon és változásainak átvitele sejt membrán, a nátriumionokkal való csere miatt, ami különösen fontos az ideg- és izomsejtek számára. Ez a nátrium, klór és kálium állandó jelenlétét okozza a sejtekben. A szervezetben ezek az elemek bizonyos arányban vannak jelen, biztosítva a homeosztázist (állandóságot belső környezet). A kálium és a nátrium egyensúlyának felborulása a vízanyagcsere kórképéhez, kiszáradáshoz és izomgyengeséghez vezet.

Túlzott kalcium foszforhiányhoz vezethet, és fordítva. Az anyagcsere olyan finoman felépített, hogy a foszfor szorosan együttműködik a kalciummal (általában ezeknek az anyagoknak körülbelül azonos mennyiségben kell bejutniuk a szervezetbe, utolsó lehetőségként a foszfor másfélszerese lehet). Valójában a modern élelmiszerek sokkal többet tartalmaznak belőle, mint a kalcium. A tudósok kiszámították, hogy például egy átlagos amerikai étrend 2-4-szer több foszfort tartalmaz, mint a kalcium.Túlzott foszforserkenti a mellékpajzsmirigyek hormontermelését (ez négy borsó a pajzsmirigy mellett található). Ezután ez a hormon elkezdi kimosni a kalciumot a csontokból. Csontritkulás alakul ki - a csontok törékennyé és törékennyé válnak. Ma a világon ez a betegség járványsá vált. A combnyak törése idős embereknél és az úgynevezett „özvegyi púp” - tipikus megnyilvánulásai csontritkulás. A csontgyengeség miatti törések még tinédzsereknél is előfordulnak. Komoly tanulmányok bizonyították, hogy a lányok, akik szeretnek kólát és egyéb üdítőket inni (teszik hozzá foszforsav), az ilyen törések 3,14-szer nagyobb valószínűséggel fordulnak elő. És ha ők is sportolnak, akkor a törések kockázata 5-ször nagyobb. Minél több foszfát van a vérben, annál nagyobb a szívroham és a halálozás kockázata szív-és érrendszeri betegségek. A foszfor segíti a meszesedés kialakulását. Ez a vérerek legsúlyosabb és visszafordíthatatlan károsodása, amelynek során a kalcium lerakódik a belső falukra, és olyan sűrű plakkokat képez, mint a csont.

Túlzott molibdéncsökkenti a réztartalmat.

Túlzott volfrámcsökkenti a molibdéntartalmat.

A vashiány, valamint a kalcium, a foszfor, a magnézium és a cink hátterében megnő a szervezet ólomfelvevő képessége stb.

Amikor fogyasztják ásványok, az orvosi ajánlásokat szigorúan be kell tartani!

6. Következtetések:

Megállapítottuk, hogy sok kémiai elem (több mint 30) bizonyos jelentőséggel bír az élő szervezetek számára. Az olyan elemek, mint a C, H, O, N, P, S, amelyek makroelemek, játszanak nagy szerepet, amelyből egy élő szervezet sejtjei épülnek fel. Mások, bár alacsony tartalommal rendelkeznek a szervezetben (mikroelemek), szintén szükségesek. De a legtöbb elem esetében mind a hiány, mind a felesleg káros hatással van a szervezetre.

Arra is rájöttünk, hogy honnan származnak az elemek a szervezetünkben, hogyan kerüljük el a túlzott és elégtelen tartalmukat.

Vannak olyan elemek, amelyek kis adagja mérgező. Ezek olyan elemek, mint az arzén, ólom, higany, kadmium stb. Nehéz fémek képesek felhalmozódni a szervezetben.

Az egyik elem cseréjének kölcsönös befolyása a másik cseréjére szintén fontos. Így például a foszfornak és a kalciumnak bizonyos arányban be kell jutnia a szervezetbe. Ha több foszfor kerül be, ez hozzájárul a kalcium csontokból való kimosódásához és egyéb következményekhez.

7. Munka eredménye:

1) Talált és összefoglalt információk a kémiai elemek biológiai szerepéről.

2) Prospektust készített „A kémiai elemek biológiai szerepe” (1. sz. melléklet)

3) Prezentációt készített a kémiai elemek biológiai szerepéről és bemutatta a 8. és 9. osztályos kémia órán (2. sz. melléklet).

4) A kémia teremben lelátót állítottunk fel (3. sz. melléklet).

8. Információforrások:

1) Előadási jegyzetek a Általános kémia. Cseljabinszk állam orvosi akadémia. A. V. Zsolnin.

2) Livanov P.A., Sobolev M.B., Revich B.A. Ólomveszély és közegészségügy. // Ross. Sem. Orvos. 1999, 2. szám, p. 18–26.

3) Korbanova A.I., Sorokina N.S., Molodkina N.N. Ólom és hatása a

Szervezet. // Med. munkaügyi és ipari ökológia. 2001, 5. szám, p. 29–34.

4) Kémia. Tankönyv 9. osztálynak. Gabrielyan O.S.

5) Internetes források:

wikipedia.org stb.

Előnézet:

Az előnézet használatához hozzon létre egy Google-fiókot, és jelentkezzen be:

Bolygónk minden élőlénye hasonló kémiai összetételű sejtekből áll. Ebben a cikkben röviden beszélünk a sejt kémiai összetételéről, az egész szervezet életében betöltött szerepéről, és megtudjuk, milyen tudomány vizsgálja ezt a kérdést.

A sejt kémiai összetételének elemcsoportjai

Az élő sejt összetevőit és szerkezetét vizsgáló tudományt citológiának nevezik.

Minden elem benne van kémiai szerkezete A szervezet három csoportra osztható:

• makroelemek;
• mikroelemek;
• ultramikroelemek.

A makroelemek közé tartozik a hidrogén, a szén, az oxigén és a nitrogén. Az összes alkotóelem közel 98%-át teszik ki.

A mikroelemek tized és század százalékban vannak jelen. És nagyon alacsony ultramikroelem-tartalom - száz- és ezred százalék.

TOP 4 cikkakik ezzel együtt olvasnak

Görögről lefordítva a „makró” nagyot jelent, a „mikro” pedig azt, hogy kicsi.

A tudósok azt találták, hogy nincsenek olyan különleges elemek, amelyek az élő szervezetekre jellemzőek. Ezért mind az élő, mind az élettelen természet ugyanazokból az elemekből áll. Ez bizonyítja kapcsolatukat.

Egy kémiai elem mennyiségi tartalma ellenére legalább az egyik hiánya vagy csökkenése az egész szervezet halálához vezet. Végül is mindegyiknek megvan a maga jelentése.

A sejt kémiai összetételének szerepe

A makroelemek képezik a biopolimerek alapját, nevezetesen a fehérjéket, szénhidrátokat, nukleinsavakat és lipideket.

A mikroelemek a létfontosságú szerves anyagok részét képezik, és részt vesznek az anyagcsere folyamatokban. Ásványi sók alkotóelemei, amelyek kationok és anionok formájában vannak, arányuk meghatározza a lúgos környezetet. Leggyakrabban enyhén lúgos, mert az ásványi sók aránya nem változik.

A hemoglobin vasat, klorofillt - magnéziumot, fehérjéket - ként tartalmaz, nukleinsavak- foszfor, az anyagcsere elegendő kalcium mellett megy végbe.

Rizs. 2. Sejtösszetétel

Egyes kémiai elemek szervetlen anyagok, például víz összetevői. Fontos szerepet játszik mind a növények életében, mind állati sejt. A víz az jó oldószer Emiatt a testben lévő összes anyag a következőkre oszlik:

• Hidrofil - vízben oldódik;
• Hidrofób - ne oldja fel vízben.

A víz jelenlétének köszönhetően a sejt rugalmassá válik, és elősegíti a szerves anyagok mozgását a citoplazmában.

Rizs. 3. Sejtanyagok.

táblázat „A sejt kémiai összetételének tulajdonságai”

Annak érdekében, hogy világosan megértsük, mely kémiai elemek képezik a sejt részét, a következő táblázatba foglaltuk őket:

Mit tanultunk?

Az élő természet minden sejtjének megvan a maga kémiai elemkészlete. Összetételüknél fogva a tárgyak élő és élettelen természet van hasonlóság, ez bizonyítja szoros kapcsolatukat. Minden sejt makroelemekből, mikroelemekből és ultramikroelemekből áll, amelyek mindegyikének megvan a maga szerepe. Legalább az egyik hiánya az egész szervezet betegségéhez, sőt halálához vezet.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

átlagos értékelés: 4.5. Összes értékelés: 807.

A test elemi összetétele

A sejt kémiai összetétele szerint különböző organizmusokészrevehetően eltérhetnek, de ugyanazokból az elemekből állnak. Körülbelül 70 elemet találtak a sejtekben periódusos táblázat DI. Mengyelejev, de közülük csak 24-nek van fontosés folyamatosan megtalálhatók az élő szervezetekben.

Makrotápanyagok – oxigén, szénhidrogén, hidrogén, nitrogén – szerves anyagok molekuláinak részei. A makroelemekhez Utóbbi időben kálium, nátrium, kalcium, kén, foszfor, magnézium, vas, klór. Tartalmuk a cellában tized és század százalék.

A magnézium a klorofill része; vas - hemoglobin; foszfor – csontszövet, nukleinsavak; kalcium – a csontokban, kagylóteknősökben, kén – a fehérjék összetételében; a kálium-, nátrium- és klórionok részt vesznek a sejtmembrán potenciáljának megváltoztatásában.

Mikroelemek század- és ezredszázalékkal vannak ábrázolva a cellában. Ezek a cink, réz, jód, fluor, molibdén, bór stb.

A mikroelemek az enzimek, hormonok és pigmentek részét képezik.

Ultramikroelemek – olyan elemek, amelyek tartalma a cellában nem haladja meg a 0,000001%-ot. Ezek az urán, arany, higany, cézium stb.

A víz és biológiai jelentősége

A víz mennyiségileg között van kémiai vegyületek első hely minden cellában. A sejtek típusától függően azok funkcionális állapot, az élőlény típusától és megtalálásának körülményeitől, a sejtekben lévő tartalma jelentősen változik.

A csontsejtek legfeljebb 20% vizet tartalmaznak, a zsírszövet - körülbelül 40%, az izomsejtek - 76%, a magzati sejtek pedig több mint 90%.

1. megjegyzés

Bármely szervezet sejtjeiben a víz mennyisége észrevehetően csökken az életkorral.

Innen az a következtetés, hogy minél magasabb funkcionális tevékenység a szervezet egészét és minden sejtet külön-külön, minél nagyobb a víztartalmuk, és fordítva.

Jegyzet 2

Kötelező feltétel a sejtek létfontosságú tevékenysége a víz jelenléte. Ez a citoplazma fő része, fenntartja szerkezetét és a citoplazmát alkotó kolloidok stabilitását.

A víz sejtben betöltött szerepét kémiai és szerkezeti tulajdonságai határozzák meg. Ez elsősorban a molekulák kis méretének, polaritásának és hidrogénkötések segítségével történő kapcsolódási képességének köszönhető.

A hidrogénkötéseket elektronegatív atomokhoz (általában oxigénhez vagy nitrogénhez) kapcsolódó hidrogénatomok képezik. Ebben az esetben a hidrogénatom olyan nagy pozitív töltést kap, hogy új kötést tud kialakítani egy másik elektronegatív atommal (oxigénnel vagy nitrogénnel). A vízmolekulák, amelyek egyik vége pozitív, a másik negatív töltésű, szintén kötődnek egymáshoz. Az ilyen molekulát ún dipól. Az egyik vízmolekula elektronegatívabb oxigénatomja egy másik molekula pozitív töltésű hidrogénatomjához vonzódik, így hidrogénkötés jön létre.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy a vízmolekulák polárisak és kialakulhatnak hidrogénkötések, a víz tökéletes oldószer az úgynevezett poláris anyagokhoz hidrofil. Ezek olyan ionos vegyületek, amelyekben töltött részecskék (ionok) disszociálnak (szétválnak) a vízben, amikor egy anyag (só) feloldódik. Ugyanilyen képességgel rendelkeznek egyes nemionos vegyületek, amelyek molekulája töltött (poláris) csoportokat tartalmaz (cukrokban, aminosavakban, egyszerű alkoholokban ezek OH csoportok). A nem poláris molekulákból (lipidekből) álló anyagok vízben gyakorlatilag oldhatatlanok, azaz hidrofóbok.

Amikor egy anyag oldatba kerül, szerkezeti részecskéi (molekulái vagy ionjai) szabadabban tudnak mozogni, és ennek megfelelően az anyag reakcióképessége megnő. Ennek köszönhetően a víz a fő közeg, ahol a legtöbb a kémiai reakciók. Ezenkívül minden redoxreakció és hidrolízis reakció a víz közvetlen részvételével megy végbe.

A víz fajlagos hőkapacitása a legmagasabb ismert anyagok. Ez azt jelenti, hogy a hőenergia jelentős növekedésével a víz hőmérséklete viszonylag keveset emelkedik. Ez annak köszönhető, hogy ezt az energiát jelentős mennyiségben használják fel a hidrogénkötések megszakítására, amelyek korlátozzák a vízmolekulák mobilitását.

A víz nagy hőkapacitásának köszönhetően védi a növényi és állati szöveteket az erős és gyors hőmérséklet-emelkedéstől, a magas párolgási hő pedig a testhőmérséklet megbízható stabilizálásának alapja. A víz elpárologtatásához jelentős mennyiségű energia szükséges annak a ténynek köszönhető, hogy molekulái között hidrogénkötések léteznek. Ez az energia a környezetből származik, így a párolgás lehűléssel jár. Ez a folyamat izzadáskor figyelhető meg, kutyánál termikus zihálás esetén, a növények átszellőző szerveinek hűtési folyamatában is fontos, különösen sivatagi körülmények között, illetve száraz sztyeppék körülményei között, más vidékeken aszályos időszakokban.

A víz magas hővezető képességgel is rendelkezik, amely biztosítja a hő egyenletes eloszlását az egész testben. Így nem áll fenn a helyi „forró pontok” veszélye, amelyek károsíthatják a sejtelemeket. Tehát magas fajlagos hőés a folyadék magas hővezető képessége ideális közeggé teszi a vizet az optimális fenntartásához termikus rezsim test.

A vízre jellemző a magas felületi feszültség. Ez a tulajdonság nagyon fontos az adszorpciós folyamatokhoz, az oldatok szöveteken keresztüli mozgásához (vérkeringés, a növényen keresztüli fel-le mozgás stb.).

A vizet oxigén- és hidrogénforrásként használják, amelyek a fotoszintézis könnyű fázisában szabadulnak fel.

A fontoshoz élettani tulajdonságai a víz gázokat ($O_2$, $CO_2$ stb.) oldó képességére utal. Ezenkívül a víz oldószerként részt vesz az ozmózis folyamatában, amely szerepet játszik fontos szerep a sejtek és a test életében.

A szénhidrogének tulajdonságai és biológiai szerepe

Ha nem vesszük figyelembe a vizet, akkor ezt mondhatjuk a legtöbb A sejtmolekulák a szénhidrogének, úgynevezett szerves vegyületek közé tartoznak.

3. megjegyzés

Kémiai alapját a szénhidrogének alkotják, amelyek az élethez nélkülözhetetlen kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek.

Kis mérete és a külső héjában négy elektron jelenléte miatt egy szénhidrogénatom négy erős kovalens kötést tud kialakítani más atomokkal.

A legfontosabb a szénhidrogénatomok azon képessége, hogy összekapcsolódjanak láncok, gyűrűk és végső soron nagy, összetett szerves molekulák vázává.

Ezenkívül könnyen képződnek szénhidrogének kovalens kötések más tápanyagokkal (általában $H, Mg, P, O, S$). Ez magyarázza csillagászati ​​számú különböző létezését szerves vegyületek, amelyek minden megnyilvánulásában biztosítják az élő szervezetek létezését. Sokféleségük a molekulák szerkezetében és méretében nyilvánul meg, azok kémiai tulajdonságok, a szénváz telítettségi foka és különféle formák molekulák, amelyet az intramolekuláris kötések szögei határoznak meg.

Biopolimerek

Ezek nagy molekulatömegűek ( molekulatömeg 103 – 109) szerves vegyületek, amelyek makromolekulái a következőkből állnak nagy mennyiség Az ismétlődő egységek monomerek.

A biopolimerek közé tartoznak a fehérjék, nukleinsavak, poliszacharidok és származékaik (keményítő, glikogén, cellulóz, hemicellulóz, pektin, kitin stb.). A monomerek aminosavak, nukleotidok és monoszacharidok.

4. megjegyzés

A sejt száraz tömegének mintegy 90%-a biopolimerekből áll: a növényekben a poliszacharidok, az állatokban a fehérjék dominálnak.

1. példa

Egy baktériumsejtben körülbelül 3 ezerféle fehérje és 1 ezer nukleinsav található, az emberben pedig 5 millióra becsülik a fehérjék számát.

A biopolimerek nemcsak képződnek szerkezeti alapjaélő szervezetek, hanem vezető szerepet is játszanak a létfontosságú folyamatokban.

A biopolimerek szerkezeti alapja lineáris (fehérjék, nukleinsavak, cellulóz) vagy elágazó (glikogén) láncok.

És a nukleinsavak, az immunreakciók, a metabolikus reakciók - és a biopolimer komplexek képződése és a biopolimerek egyéb tulajdonságai miatt valósulnak meg.

BAN BEN modern körülmények között A kémia oktatásának egyik legégetőbb problémája a tantárgyi ismeretek gyakorlati orientációjának biztosítása. Ez azt jelenti, hogy tisztázni kell a vizsgált elméleti alapelvek és az élet gyakorlata közötti szoros kapcsolatot, bemutatva az alkalmazott jelleget. kémiai ismeretek. A diákok érdeklődéssel kezdik el tanulni a kémiát. A tanulók kognitív érdeklődésének fenntartásához meg kell őket győzni a kémiai ismeretek hatékonyságáról, személyes igényt kell kialakítani a tananyag elsajátítására.

Cél ezt a leckét: bővíti a tanulók látókörét és növeli a kognitív érdeklődést a tantárgy tanulmányozása iránt, ideológiai fogalmakat alkot a természet megismerhetőségéről. Ezt a leckét a 8. osztályban javasolják a periódusos rendszer kémiai elemeinek tanulmányozása után, amikor a gyerekeknek már van fogalmuk sokszínűségükről.

AZ ÓRÁK ALATT

Tanár:

A természetben nincs más
Se itt, se ott, a világűr mélyén:
Minden – a kis homokszemektől a bolygókig –
Egységes elemekből áll.
Mint egy képlet, mint egy munkarend,
A Mengyelejev-rendszer felépítése szigorú.
Mi történik körülötted a világ él,
Lépjen be, lélegezze be, érintse meg a kezével.

A lecke egy „Ki a legfontosabb a táblázatban?” című színházi sorozattal kezdődik. (cm. 1. számú melléklet).

Tanár: Az emberi test 81 kémiai elemet tartalmaz a természetben található 92 elemből. Az emberi test összetett kémiai laboratórium. Nehéz elképzelni, hogy mindennapi közérzetünk, hangulatunk, sőt étvágyunk is múlhat az ásványi anyagokon. Ezek nélkül a vitaminok hiábavalóak, a fehérjék, zsírok és szénhidrátok szintézise, ​​lebontása lehetetlen.

A tanulók asztalán „A kémiai elemek biológiai szerepe” című táblázatok (lásd. 2. függelék). Idő van arra, hogy megismerjük őt. A tanár és a tanulók kérdések feltevésével elemzik a táblázatot.

Tanár: Az élet alapját az első három periódus hat eleme (H, C, N, O, P, S) alkotja, amelyek az élőanyag tömegének 98%-át teszik ki (a periódusos rendszer többi eleme nem több, mint 2%).
A tápanyagok három fő jellemzője (H, C, N, O, P, S):

• kicsi atomméret,
• kis rokon atomtömeg,
• erős kovalens kötések kialakításának képessége.

A tanulók szövegeket kapnak (lásd 3. függelék). Feladat: figyelmesen olvassa el a szöveget; az élethez szükséges és az élő szervezetekre veszélyes elemek azonosítása; keresse meg őket a periódusos rendszerben, és magyarázza el szerepüket.
A feladat elvégzése után több diák különböző szövegeket elemzik.

Tanár: A természetes környezetben lévő analóg elemek versengenek egymással, és az élő szervezetekben felcserélhetők, negatívan hatnak rájuk.
A nátrium és a kálium lítiummal való helyettesítése állatokban és emberekben idegrendszeri zavarokat okoz, mivel ebben az esetben a sejtek nem vezetnek idegimpulzusokat. Az ilyen rendellenességek skizofréniához vezetnek.
A tallium, a kálium biológiai versenytársa, helyettesíti azt a sejtfalban, és hatással van a központi és perifériás idegrendszerre, a gyomor-bélrendszerre és a vesére.
A szelén helyettesítheti a ként a fehérjékben. Ez az egyetlen elem, amely nagy mennyiségben jelen van a növényekben, hirtelen halált okozhat az állatokban és az emberekben, akik megeszik.
Ha a talajban kalciumhiány van, a szervezet stronciummal helyettesíti, ami fokozatosan megzavarja a csontváz normál szerkezetét. Különösen veszélyes a kalcium stroncium-90-nel való helyettesítése, amely hatalmas mennyiségben halmozódik fel nukleáris robbanások helyszínén (nukleáris fegyverek kísérletei során), vagy atomerőművek balesetei során. Ez a radionuklid elpusztítja a csontvelőt.
A kadmium versenyez a cinkkel. Ez az elem csökkenti az emésztőenzimek aktivitását, megzavarja a glikogén képződését a májban, csontváz deformációt okoz, gátolja a csontnövekedést, valamint erőteljes fájdalom a hát alsó részén és a lábizmokban, a csontok törékenysége (például köhögéskor törött bordák). További negatív következmények a tüdő- és végbélrák, a hasnyálmirigy diszfunkciója. Vesekárosodás, csökkent vas-, kalcium- és foszforszint a vérben. Ez az elem gátolja az öntisztulási folyamatokat a vízi és szárazföldi növényekben (például a kadmium 20-30-szoros növekedését figyelik meg a dohánylevelekben).
A halogének nagyon könnyen felcserélhetők a szervezetben. A fluorfelesleg a környezetben (fluorozott víz, a talaj fluorvegyületekkel való szennyeződése egy alumíniumgyártó üzem környékén és egyéb okok) megakadályozza a jód bejutását az emberi szervezetbe. Ebben a tekintetben a pajzsmirigy betegségei fordulnak elő, endokrin rendszeráltalában.

Előre elkészített hallgatói üzenetek.

1. tanuló:

A középkori alkimisták az aranyat a tökéletességnek, a többi fémet pedig a teremtési aktus hibájának tartották, és mint ismeretes, nagy erőfeszítéseket tettek e hiba kiküszöbölésére. Az arany orvosi gyakorlatba való bevezetésének ötlete Paracelsus nevéhez fűződik, aki kijelentette, hogy a kémia célja nem az összes fém arannyá alakítása, hanem a gyógyszerek előállítása. Az aranyból és vegyületeiből készült gyógyszereket számos betegség kezelésére próbálták ki. Lepra, lupus és tuberkulózis kezelésére használták. Aranyérzékenyeknél zavart okozhat a vér összetételében, reakciót válthat ki a vesében, a májban, befolyásolhatja a hangulatot, a fogakat és a hajnövekedést. Az arany biztosítja az idegrendszer működését. A kukoricában található. És az erőd véredény germániumtól függ. Az egyetlen germániumot tartalmazó élelmiszertermék a fokhagyma.

2. tanuló:

BAN BEN emberi test a legnagyobb mennyiségű réz az agyban és a májban található, és ez a körülmény önmagában is jelzi annak fontosságát az életben. Megállapítást nyert, hogy a fájdalom alatt a réz koncentrációja a vérben és a cerebrospinális folyadékban növekszik. Szíriában és Egyiptomban az újszülöttek rézkarkötőt kapnak az angolkór és az epilepszia megelőzésére.

3. tanuló:

ALUMÍNIUM

Az alumínium edényeket a szegény ember edényének nevezik, mivel ez a fém hozzájárul a szenilis érelmeszesedés kialakulásához. Az ilyen edényekben való étel elkészítésekor az alumínium részben bejut a szervezetbe, ahol felhalmozódik.

4. tanuló:

• Milyen elemet tartalmaz az alma? (Vas.)
• Mi a biológiai szerepe? (A szervezet 3 g vasat tartalmaz, ebből 2 g a vérben van. A vas a hemoglobin része. Az elégtelen vastartalom fejfájás, gyors fáradtság.)

Ezután a hallgatók laboratóriumi kísérletet végeznek, melynek célja, hogy kísérletileg igazolják bizonyos fémek sóinak fehérjére gyakorolt ​​hatását. Összekeverik a fehérjét lúg- és réz-szulfát oldatokkal, és megfigyelik a lila csapadék képződését. Arra a következtetésre jutottak, hogy a fehérje elpusztult.

5. tanuló:

Az ember is természet.
Ő is naplemente és napkelte.
És négy évszak van benne.
És van benne egy sajátos zenei mód.

És a szín különleges rejtélye,
Néha kegyetlen, néha kedves tűzzel.
Az ember tél. Vagy nyáron.
Vagy ősz. Mennydörgéssel és esővel.

Mindent tartalmazott – mérföldeket és időt.
És megvakult az atomviharoktól.
Az ember egyszerre talaj és mag.
És egy gaz a mező közepén. És kenyér.

És milyen ott az idő?
Mennyi magány van benne? Találkozók?
Az ember is természet...
Tehát óvjuk a természetet!

(S. Ostrovoj)

A leckében megszerzett ismeretek megszilárdítása érdekében a „Mosoly” tesztet elvégzik (lásd. 4. függelék).
Ezután meg kell töltenie a „Vegyi kaleidoszkóp” keresztrejtvényt (lásd. 5. függelék).
A tanár összegzi az órát, megjegyzi a legaktívabb tanulókat.

6. tanuló:

Változás, változás!
Csörög a hívás.
Végre kész
Bosszantó lecke!

A ként húzva a copfánál fogva,
Magnézium futott el mellette.
Az osztály jódja elpárolgott,
Olyan volt, mintha soha nem is jártam volna ott.

A fluor véletlenül lángra lobbantotta a vizet,
A klór megette valaki más könyvét.
Szén hirtelen hidrogénnel
Sikerült láthatatlanná válni.

Kálium és bróm harcol a sarokban:
Nem osztják meg az elektronokat.
Oxygen egy szemtelen fiú az erdőben
Lóháton vágtatott el mellette.

Használt könyvek:

1. O.V. Baidalina A kémiai ismeretek alkalmazott oldaláról. „Kémia az iskolában” 2005. 5. sz
2. Kémia és ökológia in iskolai tanfolyam. „Szeptember elseje” 2005. 14. sz
3. I. N. Pimenov, A. V. Pimenov„Előadások általános biológia”, oktatóanyag, Saratov, OJSC „Lyceum” Kiadó, 2003
4. A kémiáról versben, Ki a legfontosabb a táblázatban?
5. „Szeptember elseje”, 2005. 15. sz
6. Fémek az emberi szervezetben „Kémia az iskolában”, 2005. 6. szám.
7. Keresztrejtvény „Vegyi kaleidoszkóp”. „Szeptember elseje”, 2005. 1 4. sz

– Kémia órára megyek. Könyv tanároknak. M. „Szeptember elseje”, 2002, 12. o.
1. Adja meg a fogalmak definícióit! Elem - atomok gyűjteménye egyenlő töltés
mag és a protonok száma, amelyek egybeesnek a periódusos rendszer sorszámával (atomszámmal). Mikroelem
- olyan elem, amely nagyon alacsony koncentrációban található meg a szervezetben. Makrotápanyag
- olyan elem, amely nagy koncentrációban található a szervezetben. Bioelem
- egy kémiai elem, amely részt vesz a sejt életében, és a biomolekulák alapját képezi. A sejt elemi összetétele

- a kémiai elemek százalékos aránya a sejtben.
2. Mi az egyik bizonyítéka az élő és az élettelen természet közös voltának? Egység kémiai összetétel

. Nincsenek csak az élettelen természetre jellemző elemek.

3. Töltse ki a táblázatot!

EGY SEJT ELEMI ÖSSZETÉTELE
4. Mondjon példákat olyan szerves anyagokra, amelyek molekulái három, négy és öt makroelemből állnak!
3 elem: szénhidrátok és lipidek.
4 elem: fehérjék.

5 elem: nukleinsavak, fehérjék.

5. Töltse ki a táblázatot!

AZ ELEMEK BIOLÓGIAI SZEREPE 6. Tanulmányozza a „Szerep” részt a 2.2. szakaszban külső tényezők
A biokémiai endémiák olyan növények, állatok és emberek megbetegedései, amelyeket egy adott területen bármely elem éles hiánya vagy feleslege okoz.

7. Milyen mikroelemhiánnyal járó betegségeket ismer?
Jódhiány - endemikus golyva. A tiroxin szintézisének csökkenése és ennek eredményeként a pajzsmirigyszövet proliferációja.
Vashiány – vashiányos vérszegénység.

8. Ne feledje, milyen alapon osztják fel a kémiai elemeket makro-, mikro- és ultra-mikroelemekre! Javasolja a kémiai elemek saját alternatív osztályozását (például az élő sejt funkciója szerint).
A mikro-, makro- és ultra-mikroelemeket a sejtben lévő százalékos arányuk alapján osztják fel. Ezen kívül lehetőség van az egyes szervrendszerek működését szabályozó elemek funkció szerinti osztályozására: ideg-, izom-, keringési és szív- és érrendszeri, emésztőrendszeri stb.

9. Válassza ki a helyes választ!
1. teszt.
Milyen kémiai elemek alkotják a legtöbb szerves anyagot?
2) C, O, H, N;

2. teszt.
Nem tartalmaz makroelemeket:
4) mangán.

3. teszt.
Az élő szervezeteknek nitrogénre van szükségük, mert a következőket szolgálja:
1) fehérjék és nukleinsavak alkotóeleme; 10. Határozza meg azt a jellemzőt, amellyel az összes alábbi elem egy kivételével egy csoportba kerül! Hangsúlyozza ezt az „extra” elemet.
Oxigén, hidrogén, kén, vas, szén, foszfor, nitrogén. Csak DNS-t tartalmaz. A többi pedig mind fehérjében van.

11. Ismertesse az eredetet és általános jelentése szavak (kifejezések), az őket alkotó gyökök jelentése alapján.

12. Válasszon ki egy kifejezést, és magyarázza el, hogyan modern jelentése gyökerei eredeti jelentésének felel meg.
Kiválasztott kifejezés– organogén.
Levelezés: a kifejezés elvileg megfelel az eredeti jelentésének, de ma már több pontos meghatározás. Korábban az volt a jelentés, hogy az elemek csak a szövetek és szervsejtek felépítésében vettek részt. Most már világos, hogy biológiailag fontos elemei nemcsak forma kémiai molekulák sejtekben stb., hanem szabályozzák a sejtekben, szövetekben és szervekben zajló összes folyamatot is. Hormonok, vitaminok, enzimek és más biomolekulák részét képezik.

13. Fogalmazza meg és írja le a 2.2. § fő gondolatait.
A sejt elemi összetétele a kémiai elemek százalékos aránya a sejtben. A sejtelemeket általában százalékuktól függően mikro-, makro- és ultramikroelemekre osztják. Azokat az elemeket, amelyek részt vesznek a sejt életében, a biomolekulák alapját képezik, bioelemeknek nevezzük.
A makroelemek közé tartoznak: C N H O. A sejtben található összes szerves vegyület fő alkotóelemei. Ezenkívül a P S K Ca Na Fe Cl Mg - részei az összes legfontosabb biomolekulának. Ezek nélkül a szervezet nem tud működni. Hiányuk halálhoz vezet.
Nyomelemekhez: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni I Se Br F B stb. A szervezet normális működéséhez is szükségesek, de nem annyira kritikusak. Hiányuk betegségeket okoz. A biológiailag aktív vegyületek részét képezik, és befolyásolják az anyagcserét.
Vannak ultramikroelemek: Au Ag Be, stb. A fiziológiai szerepe még nem tisztázott. De fontosak a sejt számára.
Létezik a „biokémiai endémiák” fogalma - növények, állatok és emberek betegségei, amelyeket egy bizonyos területen bármely elem éles hiánya vagy feleslege okoz. Például endemikus golyva (jódhiány).
Ha valamilyen elem hiánya áll fenn az étrend miatt, akkor betegség vagy betegség is előfordulhat. Például vashiány esetén - vérszegénység. Kalciumhiány esetén - gyakori törések, hajhullás, fogak elvesztése, izomfájdalom.