«Основные химические соединения живой материи».
Цель урока: формирование знаний о химических элементах и веществах, входящих в состав тел живой природы.
Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т.е. атомарный, состав живой и неживой природы.
Самыми распространенными элементами земной коры, на долю которых приходится 90% ее атомарного состава, являются: О, Si, Al и Na. Далее следуют Са, Fe, Mg, P и другие элементы.
Вспомните, какие химические элементы встречаются в живых организмах?
- ответы учащихся.
О чём может свидетельствовать тот факт, что и в неживой и в живой природе встречаются одни и те же элементы?
- ответы учащихся (единстве происхождения неживой и живой природы).
Биологически значимые элементы — химические элементы, постоянно присутствующие в клетке и необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.
Химические элементы периодической системы, которые участвуют в процессах жизнедеятельности и развития организмов, называются биогенными. В составе клеток живых организмов входят 60-65 элементов ПСХЭМ.По содержанию в клетках организмов элементы делят на:
- макроэлементы (сотые доли процента и более); к ним относятся 11 элементов: O, C, H, N, P, S, Na, K, Ca, Mg, Cl.Из них 6 элементов – органогены: O, C, H, N, P, S.
- микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента); к ним относятся такие элементы как: Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Mo, J. Установлено, чем больше заряд ядра, тем меньше содержание элемента в организме и тем токсичнее его соединения.
- ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее), это такие элементы как: Hg, Au, U, Ra и т.д..
Существуют несколько путей поступления химических элементов в организм.
Какие пути поступления химических элементов в живые организмы вы можете назвать?
- ответы учащихся: через пищеварительную систему, дыхательную систему и кожу.
Большинство химических элементов в живой организм поступает по цепям питания. (Бесе да с опорой на знания учащихся по неорганической химии.)
Более подробно с макроэлементами мы познакомимся в ходе самостоятельной работы с таблицей 8 учебника.
Самостоятельная работа: заполните таблицу.
| Название макроэлемента | Содержание в организмах | Функции |
А теперь давайте рассмотрим микроэлементы и их биологическую роль.
Микроэлементывходят в состав ферментов, гормонов, витаминов и других биологически активных соединений. Они выполняют роль или комплексообразователей (200 металлоферментов) или активаторов, оказывая огромное влияние на обмен веществ, процессы размножения, кроветворения, костеобразования и т.д. Микроэлементы неравномерно распределены между тканями и органами. Большинство микроэлементов в максимальной концентрации содержатся в печени, это депо – микроэлементов.
В организме некоторые микроэлементы распределены неравномерно, они могут проявлять органную локализацию. Например, концентрация J наибольшая в щитовидной железе; F – в эмали зубов; Zn – в поджелудочной железе; Мо – в почках; Ва – в сетчатке глаза; Sr – в костях; Au – в ногтях, волосах.
Биологическая роль микроэлементов объясняется тем, что гормоны, в состав которых входят микроэлементы, а также витамины контролируют гомеостаз в живых организмах. Изменение содержания микроэлементов приводит к нарушению гомеостаза и развитию патологии и, следовательно, может служить диагностическим тестом.
Постановка проблемы: что в большей степени опасно для организма, избыток или недостаток микроэлементов?
- выдвижение гипотез, их обсуждение.
Недостаток микроэлементов в организме вызывает нарушения процессов метаболизма, что приводит к появлению заболеваний; в свою очередь избыток микроэлементов в организме вызывает отравление.
Элементы, содержание которых в клетке составляет миллионные доли процента, называются ультрамикроэлементы. К ультрамикроэлементам относятся: селен, цезий, алюминий, кадмий, ртуть, мышьяк, свинец, серебро, золото, радий и многие другие.
Биологические функции ультрамикроэлементов изучены недостаточно. В повышенных концентрациях они являются ферментными ядами. Ядовитые свойства ионов металлов часто обусловлены их необратимым связыванием с белками, при этом происходит денатурация белков.
Существует множество способов обезвреживания (детоксикации) этих элементов. Растения и грибы способны связывать вредные вещества в клеточных стенках. Кроме того, существуют специфические белки, способные связывать ионы металлов.
V I . Домашнее задание: изучить текст § 57 учебника и выполнить задания в конце параграфа.