Урок химии 9 кл химическая организация природы. Презентация на тему "химическая организация клетки"

Словосочетание «земной шар» входит в нашу жизнь уже с детского сада. И на самом деле наша планета - шар, только немного сплюснутый вблизи полюсов, что является результатом её вращения вокруг своей оси. У литовского поэта Э. Межелайтиса есть образные строчки: «А в минуту печали Земля подарила мне шар головы, так на Землю и Солнце похожий».

Химическая организация неживой природы . И Солнце, и Земля, и другие небесные тела, а также человек и весь окружающий его живой и неживой мир построены из одних и тех же химических элементов, представленных в таблице Д. И. Менделеева.

Рис. 5.
Солнце наполовину состоит из водорода

Так, звезда по имени Солнце более чем наполовину состоит из водорода (рис. 5), а гигантская планета Солнечной системы Юпитер (рис. 6) почти полностью построена из этого химического элемента. Из-за низких температур и гигантских давлений водород на этой планете находится в твёрдом состоянии. Вообще во Вселенной господствуют два химических элемента: водород и гелий. Считается, что на водород приходится около 75% , а на гелий около 23% .

Рис. 6.
Юпитер

Земной шар имеет сложное строение. В центре планеты располагается твёрдое внутреннее ядро радиусом около 1200 км, которое состоит из железа и никеля, находящихся под высоким давлением. Поэтому, несмотря на высокую температуру, эта часть ядра твёрдая. Его окружает расплавленное внешнее ядро радиусом около 2300 км. О строении внешнего ядра известно немного. Оно, как и внутреннее ядро, состоит из расплавленных железа и никеля и, возможно, из некоторых других элементов. Температура веществ в ядре достигает 5000-6500 °С.

Ядро покрывает мантия (от греч. мантион - покрывало, плащ) толщиной около 2800 км. Мантия состоит из минералов, построенных в основном кремнием, магнием и железом. Она имеет температуру около 2000-2500 °С. Вещества мантии находятся под высоким давлением, в ней на разных глубинах образуется магма (от греч. магма - густая мазь) - расплавленная вязко-жидкая масса, выходящая на поверхность при извержении вулкана в виде лавы. Вещества магмы представлены уже большим числом химических элементов: кислородом, кремнием, алюминием, железом, магнием, кальцием, натрием, калием. При извержениях выделяются летучие вещества: вода, сероводород, оксиды углерода и серы и др.

За мантией следует земная кора - литосфера. Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов (рис. 7). Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 1/4 - на кремний. Всего 18 элементов - О, Si, Al, Fe, Са, Na, К, Mg, Н, Ti, С, Cl, Р, S, N, Mn, F, Ва - составляют 99,8% массы земной коры.

Химические элементы в клетках живых организмов . В составе веществ, образующих клетки всех живых организмов (человека, животных, растений), обнаружено более 70 элементов. Эти элементы принято делить на две группы: макроэлементы и микроэлементы.

Макроэлементы содержатся в клетках в больших количествах. В первую очередь это углерод, кислород, азот и водород. Суммарное их содержание в клетке составляет 98%. Кроме названных элементов к макроэлементам относят также магний, калий, кальций, натрий, фосфор, серу и хлор. Суммарное их содержание 1,9%. Таким образом, на долю остальных химических элементов приходится около 0,1%. Это микроэлементы. К ним относят железо, цинк, марганец, бор, медь, иод, кобальт, бром, фтор, алюминий и др.

В молоке млекопитающих обнаружено 23 микроэлемента: литий, рубидий, медь, серебро, барий, стронций, титан, мышьяк, ванадий, хром, молибден, иод, фтор, марганец, железо, кобальт, никель и др.

В состав крови млекопитающих входит 24 микроэлемента, а в состав головного мозга человека - 18 микроэлементов.

Элементный состав человеческого тела представлен на рисунке 8.

Рис. 8.
Химические элементы в организме человека

Как можно заметить, в клетке нет каких-либо особенных элементов, характерных только для живой природы, т. е. на атомном уровне различий между живой и неживой природой нет. Эти различия обнаруживаются лишь на уровне сложных веществ - на молекулярном уровне. Так, наряду с неорганическими веществами (водой и минеральными солями) клетки живых организмов содержат вещества, характерные только для них, - органические вещества (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, витамины, гормоны и др.). Эти вещества построены в основном из углерода, водорода, кислорода и азота, т. е. из макроэлементов. Микроэлементы содержатся в этих веществах в незначительных количествах, тем не менее их роль в нормальной жизнедеятельности организмов огромна. Например, соединения бора, марганца, цинка, кобальта резко увеличивают урожайность отдельных сельскохозяйственных растений и повышают их сопротивляемость к различным болезням.

Человек и животные получают нужные им для нормальной жизнедеятельности микроэлементы с пищей. Если в пище не хватает марганца, то возможна задержка роста, замедление наступления половой зрелости, нарушение минерального обмена при формировании скелета. Добавка долей миллиграмма солей марганца к суточному рациону животных устраняет эти заболевания.

Кобальт входит в состав витамина В12, необходимого для нормальной работы кроветворных органов. Недостаток кобальта в пище вызывает серьёзное заболевание, приводящее к истощению и даже гибели организма.

Значение микроэлементов для человека впервые было выявлено при изучении эндемического зоба - заболевания щитовидной железы, которое вызывается недостатком иода в воде и пище. Добавка иода к пище в малых количествах предупреждает это заболевание. С профилактической целью проводят иодирование пищевой поваренной соли, в которую добавляют 0,001-0,01% иодида калия (рис. 9).

Рис. 9.
Иодированная соль

В состав большинства биологических катализаторов - ферментов входят цинк, молибден и некоторые другие металлы. Эти элементы, содержащиеся в клетках живых организмов в очень малых количествах, обеспечивают нормальную работу тончайших биохимических механизмов, являются активными участниками процессов жизнедеятельности.

Многие витамины содержат микроэлементы. Витамины - это органические вещества различной химической природы, поступающие в организм с пищей в малых дозах и оказывающие большое влияние на обмен веществ и общую жизнедеятельность организма. В отличие от ферментов, витамины не образуются в клетках организма человека. Большинство из них поступают с пищей (рис. 10), а некоторые синтезируются микрофлорой кишечника. Источниками многих витаминов служат растения: цитрусовые, шиповник, петрушка, лук, чеснок и многие другие. Некоторые витамины поступают в организм человека с животной пищей. Витамины А, B 1 , В 2 , К получают синтетическим путем. Своё название витамины получили от двух слов: вита - «жизнь» и амин - «содержащий азот».

Рис. 10.
Витамины в продуктах питания

Микроэлементы входят также в состав некоторых гормонов (от греч. хармао - побеждаю) - биологически активных веществ, регулирующих работу органов и систем органов человека и животных. Гормоны вырабатываются железами внутренней секреции и поступают в кровь, которая разносит их по всему организму.

Новые слова и понятия

1. Строение Земли.
2. Химический состав ядра, мантии и земной коры.
3. Макроэлементы и микроэлементы.
4. Роль микроэлементов в жизнедеятельности растений, животных и человека.
5. Органические вещества: белки, жиры, углеводы.
6. Ферменты.
7. Витамины.
8. Гормоны.

Задания для самостоятельной работы

1. На каком уровне форм существования химического элемента начинается различие между живой и неживой природой?
2. Назовите вещества, которых нет в неживой природе.
3. Почему отдельные макроэлементы называют также биогенными? Перечислите их.
4. Почему одно из заболеваний щитовидной железы называют эндемическим зобом? Что такое эндемики? Назовите некоторые эндемики-растения и эндемиков-животных.
5. Чем различаются витамины и ферменты? Что общего между ними?
6. Вспомните из курса анатомии некоторые гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции, и укажите их биологическое значение.

Урок химии на тему «Углерод – основа всей живой природы» в 9 классе.

Составила: учитель химии и биологии МКОУ «Бирючекосинская ООШ»

Козырева Елена Викторовна

Цели урока : обобщить и систематизировать знания о характерных особенностях углерода и его соединений. Углубить знания учащихся, полученные из курса биологии, о физиологических процессах, лежащих в основе работы кровеносной и дыхательной системы человека. Развивать самостоятельность учащихся в работе с учебником, с научно-популярной литературой, художественными произведениями, материалами периодической печати. Продолжить формирование умений наблюдать, сравнивать, делать выводы на основе результатов своих собственных исследований, развивать познавательную активность учащихся в работе.

Оборудование и реактивы : таблица «Круговорот углерода в природе». Химические реактивы: уголь, раствор сульфата меди (II), оксид азота (IV), карбонат кальция, известковая вода, соляная кислота, лучина, тесто, разрыхлитель теста, яйцо, зубная паста. Видеоролик «Круговорот углерода в природе».

Форма урока : урок-конференция (с использованием художественной литературы). Учащиеся работают в группах: пять групп по четыре человека.

Повторение вопросов темы по плану:

1. Углерод - химический элемент.
2. Физические свойства простых веществ – аллотропных модификаций углерода.
3. Химические свойства углерода.
4. Оксиды углерода, их действия на организм человека.
5. Угольная кислота и ее соли.
6. Значение соединений углерода. Круговорот углерода в природе.

Вступительное слово учителя: Углерод считается царем живой природы, хотя в природе его находится только 0,35%. Охарактеризуйте углерод как элемент и как простое вещество.

(Ученики характеризуют углерод как химический элемент. Отмечают, что углерод в природе существует в виде аллотропных видоизменений – алмаза и графита).

Ученик 1

В произведении И. А. Ефремова «Алмазная труба» описаны свойства алмаза: «В Сибири геологи обнаружили месторождение алмазов. На белом листе рассыпались мелкие кристаллы – столбчатые, призматические, многоугольные красного, бурого, черного, голубого, зеленого цвета. Это были сопутствующие алильменит, пироксен, оливин и другие стойкие минералы. А среди них, подобно кусочкам стекла, но все же не сходные с ним своим сильным блеском, выделялись мелкие кристаллы алмазов. Здесь были белые, чистой воды камни, были и покрытые шероховатой бурой корочкой. Некоторые кристаллы имели розовый или зеленый оттенок. Чурилин отделил спичкой зеленый двенадцатигранник. Этот вид алмаза отличается необыкновенной даже для этого камня твердостью…»

Вопрос : Что же обусловливает такие свойства алмаза? Почему алмаз и графит отличаются по свойствам?

Учащиеся отмечают причину – различие во внутреннем строении веществ, в строении их кристаллических решеток, вызванное, в частности, условиями их образования в земной коре.

Ученик 2

У писателя И.А.Ефремова в книге «Лезвие бритвы» есть следующие строки:

«Южная Африка. Здесь находятся крупнейшие залежи алмазов. Здесь вспучиваются земные недра, залегающие под гранитной корой, тяжелые, рассланцованные давлением породы из особой разновидности гранита – эклогиты. Оттуда сквозь трещины пробиваются под гигантским давлением струи раскаленного и сжатого до предела газа, несущие драгоценные алмазы…»

Учащиеся показывают на карте месторождение алмазов.

Для технических целей сейчас получают искусственные алмазы, но и в этих процессах воспроизводятся естественные условия – высокие температуры и давление. Сырье для этого производства – графит.

Вопрос: Почему именно графит? В чем заключается сущность процесса?

Учащиеся объясняют, что при указанных условиях происходит перестройка кристаллической решетки графита.

Учитель: В произведениях Ж. Верна «Таинственный остров» говорится: «…Уголь – ценнейшее из полезных ископаемых, - ответил инженер, - и природа как будто решила доказать это. Создав алмаз, ибо он, в сущности, не что иное, как кристаллический углерод». Вы помните, что древесный уголь после нагревания без доступа воздуха сохраняет тонкопористое строение древесины и имеет большую поверхность, благодаря этому уголь обладает особыми свойствами. Какими?

Ученик 3

Интересно одно из специфических свойств угля, с которым мы знакомимся в сказке Владимира Федоровича Одоевского «Мороз Иванович»: «…между тем Рукодельница воротится, воду процедит, в кувшины нальет, да еще какая затейница: коли вода не чиста, так свернет лист бумаги, наложит в нее угольков да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин, да нальет в нее воды, а вода-то, знай. Проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная…»

Вопрос : Какие методы очистки воды использует Рукодельница?

Учащиеся объясняют описанное явление, отмечают методы очистки веществ – фильтрование, адсорбция (поглощение газообразных или растворенных веществ поверхностью твердого вещества).

Ученик 4

Демонстрирует серию опытов, проделанных во внеурочное время: адсорбция углем раствора медного купороса, раствора марганцовки, раствора йода, вишневого компота, оксида азота (IV).

Ученик делает соответствующие выводы об адсорбционной способности древесного и активированного угля, упомянув о его получении, о скорости адсорбции веществ, о применении явления адсорбции в промышленности и медицине.

Учитель : Одно из наиболее очевидных свойств угля – горение. При полном сгорании углерода любой аллотропной модификации он проявляет восстановительные свойства.

Учащимся предлагается написать уравнение этой реакции и привести другие примеры проявления восстановительных свойств; назвать продукты реакции (оксиды углерода), сравнить их свойства:

• Способность к восстановлению металлов из оксидов;
• Способность к горению угарного газа;
• Солеобразующий характер углекислого газа.

Учащиеся записывают уравнения соответствующих реакций.

Учитель: Вспомните, в каких художественных произведениях описаны свойства оксидов углерода.

Ученик 5

В романе А. Конан Дойла «Маракотова бездна» есть эпизод, когда исследователи морских глубин терпят катастрофу и их батискаф остается на дне океана: «…воздух был тяжелый, спертый. Он так был пропитан углекислотой, что живительная струя сжатого кислорода с трудом выходила из баллона. Встав на диван, можно еще было глотнуть чистого воздуха, но отравленная зона поднималась все выше и выше…»

Вопросы : О каком соединении говорится в тексте? Назовите физические свойства СО 2 , перечисленные в тексте.

Учащиеся отмечают свойства углекислого газа6 не поддерживает дыхания, тяжелее воздуха.

Учитель: исходя из кислотной природы углекислого газа, предложите возможный поглотитель газа.

Учащиеся предлагают гашеную известь и записывают уравнение реакции:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

Учитель : Верно. Именно гидроксид кальция был применен в кислородных аппаратах закрытого типа, используемых альпинистами в гималайском высокогорье. Кроме того, изолирующие противогазы пожарных, шахтеров, военных обязательно имеют аналогичный поглотитель для отработанных продуктов дыхания.

Ученик 6

В произведении В.Короткевича «Черный замок Ольшанский. Дикая охота короля Стаха» мы читаем: «… - Вы слышали об эффекте «собачьей пещеры» в Италии?.. Есть там такая пещера – яма. Человек войдет и ходит, а собака или кролик погибают через несколько минут.

Почему?

Из вулканической трещины выделяется углекислый газ… А поскольку он…»

Задание: Закончите фразу. Объясните «загадочную гибель животных».

Учащиеся заканчивают фразу: «А поскольку углекислый газ тяжелее воздуха, то он остается внизу. Человеческая голова выше этой зоны. Собачья – нет…»

Ученик 7

Обратимся к произведению «Случайный переводчик» Артура Конан Дойла: «…три двери встретили нас на площадке второго этажа. И эти страшные стоны раздавались за средней, они то затихали до глубокого бормотания, то опять переходили в пронзительный вопль. Дверь была заперта, но снаружи торчал ключ. Холмс распахнул створки, кинулся вперед и мгновенно выбежал вон, схватившись рукой за горло.

Угарный газ! – воскликнул он. – подождите немного. Сейчас он уйдет.

Заглянув в дверь, мы увидели, что комнату освещает только тусклое синее пламя, мерцающее в маленькой медной жаровне посередине.

Оно отбрасывало на пол круг неестественного, мертвенного света, а в темной глубине мы различили две смутные тени, скорчившиеся у стены. В раскрытую дверь тянуло страшным ядовитым чадом, от которого мы задыхались и кашляли. Холмс взбежал по лестнице на самый верх, чтобы вдохнуть свежего воздуха, а затем, ринувшись в комнату, распахнул окно и вышвырнул горящую жаровню в сад.

Через минуту нам можно будет войти, - прохрипел он, выскочив опять на площадку. – Где свеча? Вряд ли мы сможем зажечь спичку в таком угаре.

…Мы бросились к отравленным и выволокли их на площадку. Оба были без чувств, с посиневшими губами, с распухшими, налитыми кровью лицами, с глазами навыкате. Лица их были до того искажены, что только черная бородка и плотная короткая фигура позволили нам опознать в одном из них грека-переводчика…Второй перестал стонать, и я с одного взгляда понял, что здесь помощь наша опоздала. Но мистер Мэлас был еще жив, и, прибегнув к нашатырю и бренди, я менее чем через час с удовлетворением убедился, увидев, как он открывает глаза, что моя рука исторгла его из темной долины, где сходятся все стези».

А вот произведение В. Д. Одоевского «Мороз Иванович»: «…а я затем в окошки постучусь. – отвечал Мороз Иванович, - чтобы не забывали печей топить, да трубы вовремя закрывать, а не то, ведь я знаю, есть такие неряхи, что печку истопить истопят, а трубу закрыть не закроют или и закрыть закроют, да не вовремя, когда еще не все угольки прогорели, а оттого в горнице угарно бывает, голова у людей болит, в глазах зелено, даже и совсем от угара умереть можно».

Вопросы: Оксид углерода (II) – сильный яд! Чем это объясняется?

Какова первая помощь при отравлении угарным газом?

В бытовых условиях отравление угарным газом происходит, если преждевременно закрыть дымоход, какие химические реакции при этом происходят? Дайте характеристику одной из них.

Учащиеся отмечают, что при сгорании угля и углеродсодержащих горючих веществ образуются оксиды. Неверно думать, что при недостатке кислорода уголь сгорает до угарного газа, а при избытке – до углекислого. Если бы это было верно, комнатную печь нельзя было бы закрывать до полного исчезновения в ней раскаленных углей. Будет ли уголь сгорать до СО или до СО 2 , зависит не только от концентрации кислорода, но и от температуры угля. Если температура угля недостаточно высока, он окисляется в СО 2 , а не до угарного газа, независимо от наличия кислорода. Мы не закрываем печь тотчас же после того, как дрова обратились в груду раскаленных углей. Потому что благодаря сильному накалу углей еще существуют условия для реакции образования угарного газа:

C + CO 2 ⇄ 2CO – 175 кДж

Реакция эндотермическая и обратимая. По принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие должно смещаться слева направо, т.е. в сторону образования угарного газа. А при понижении температуры – в сторону распада.

О том, что пора закрывать печь, мы узнаем по исчезновению голубых огоньков, вспыхивающих над раскаленными углями в результате встречи струй горячего угарного газа с притекающим через дверку печи воздухом. Сажа, осаждающаяся в печных трубах, получается не только из частиц свободного углерода, увлеченных тягой печки, частично она образуется в самой трубе вследствие того, что увлеченный из печи СО, соприкасаясь с относительно холодными стенками трубы, успевает частично разложиться:

2СО = СО 2 + С

Угарный газ менее ядовит, чем другие ядовитые газы, но спустя 2 часа после вдыхания воздуха, содержащего 0,1% СО, человек теряет сознание и вскоре умирает. Потеря сознания происходит постепенно и сопровождается упадком физических сил. Токсическое действие угарного газа объясняется тем, что он прочнее, чем кислород, соединяется с гемоглобином, превращая его в ярко-алый карбоксигемоглобин. Гемоглобин утрачивает способность связывать кислород. Возникает кислородное голодание, сопровождающееся головной болью, потерей сознания. Однако, угарный газ постепенно выходит из крови обратно, если вдыхать чистый воздух 9а еще лучше кислород), и отравление происходит бесследно. Поэтому в целях оказания первой помощи необходимо:

• Как можно быстрее вынести пострадавшего на свежий воздух;
• Сделать пострадавшему искусственное дыхание;
• Доставить в медицинское учреждение.

Учащиеся демонстрируют оказание первой помощи на муляже человека.

Учитель: А теперь сравним химические свойства оксидов углерода: оксид углерода (II) – безразличный оксид, оксид углерода (IV) – кислотный, он не просто растворяется в воде, а частично соединяется с нею, образуя кислоту.

Ученики записывают уравнение: характеризуют реакцию, указывают условия смещения химического равновесия:

H 2 O + CO 2 ⇄ H 2 CO 3

Кратко характеризуют свойства угольной кислоты: слабая, неустойчивая, образует два типа солей – гидрокарбонаты и карбонаты.

Затем каждая группа готовит по пять вопросов для других команд, охватывая материал по угольной кислоте и ее солям.

Например:

1. Почему раствор углекислого газа окрашивает лакмус в красный цвет, а при стоянии этого раствора лакмус снова приобретает фиолетовую окраску?
2. Какая соль образуется при пропускании оксида углерода (IV) через раствор гидроксида кальция? (Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакций).
3. Почему в огнетушителях используется гидрокарбонат, а не карбонат натрия?
4. Какова массовая доля углерода в гидрокарбонате аммония?
5. Какая соль угольной кислоты используется в качестве удобрения: NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 ?

(Внимание! Вопрос зачитывается для всех команд, а отвечает та команда, которая изъявила желание сделать это первой. Другие команды при необходимости дополняют).

Учитель: в произведениях отечественных и зарубежных авторов можно прочесть немало интересного о солях угольной кислоты. С какими произведениями познакомились вы?

Ученик 8

В романе Г.Р.Хаггарда «Клеопатра» читаем: «…она вынула из уха одну из тех огромных жемчужин… и… опустила жемчужину в уксус. Наступило молчание, потрясенные гости, замерев, наблюдали, как несравненная жемчужина медленно растворяется в крепком уксусе. Вот от нее не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая уксус, и выпила весь до последней капли».

Вопрос : Объясните растворение жемчужины, запишите необходимое уравнение реакции.

Учащиеся объясняют растворение жемчужины, принимая во внимание, что ее основу составляет карбонат кальция, записывает соответствующее уравнение реакции (учитель указывает им формулу уксусной кислоты) и подчеркивает, что данная реакция – качественная на соли угольной кислоты:

CaCO 3 + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O

Ученик 9

Продолжая рассмотрение указанного свойства, демонстрирует серию опытов:

• взаимодействие яичной скорлупы с соляной кислотой, доказательства наличия СО 2 :
• действие соляной кислоты на скорлупу яйца, обработанную зубной пастой и без нее;
• доказательство наличия карбонат-иона в разрыхлителе теста;
• демонстрация готовой продукции, полученной с использованием соды и без нее.

Распознавание:

1. Различная растворимость и термоустойчивость:

2NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

1. Гидратация кальцинированной соды – экзотермический процесс:

Na 2 CO 3 + 12H 2 O = Na 2 CO 3 ∙ 12H 2 O + 𝐐

1. Раствор – мылкий на ощупь. Изменяет окраску фенолфталеина на розовый цвет.

Учитель6 в романе И.Ефремова «Звездные корабли» читаем: «…доказана общность химических и физических законов во всех глубинах мирового пространства…живое вещество, состоящее из наиболее сложных молекул, в основе своей должно иметь углерод – элемент, способный образовывать сложные соединения». Кроме уже рассмотренных соединений элемент углерод входит в состав органических веществ, с которыми мы будем знакомиться через несколько уроков. Углерод, по сути, основа всей живой природы.

Ученик 10

В природе происходит непрерывный процесс разрушения одних углеродсодержащих веществ и образование других. Органические вещества разрушаются при сгорании топлива, при дыхании и гниении. Из них образуются более простые вещества…(Далее следует сообщение

Слайд 2

Единство живой и неживой природы

• Русский ученый В.И.Вернадский, проводя детальный анализ содержания элементов в земной коре и в живых организмах, пришел к выводу, что качественный состав этих объектов близок.
• Он предполагал, что в живом организме когда-нибудь будут найдены все элементы периодической системы, обнаруженные в неживой природе Земли.
• Действительно, к настоящему времени в организме человека надежно установлено присутствие около 70 элементов периодической системы.

Слайд 3

Группы химических элементов

• Макроэлементы
• Микроэлементы
• Ультрамикроэлементы

Слайд 4

Макроэлементы

а) H, O, C, N - 98%

• + S, P - биоэлементы, образуют органические соединения.

б) K, Na, Ca, Mg, Fe, Cl - около 2%

• K, Na, Cl – проницаемость клеточных мембран, проведение нервного импульса.
• P, Ca – формирование костной ткани, прочность костей.
• Ca - обеспечивает свертываемость крови.
• Fe – входит в состав гемоглобина.
• Mg - входит в состав хлорофилла у растений, в состав ферментов у животных.

Слайд 5

Микроэлементы

• Zn входит в состав инсулина – гормона поджелудочной железы, усиливает активность половых желез.
• Cu обеспечивает рост тканей, входит в состав ферментов.
• I входит в состав тироксина – гормона щитовидной железы.
• Zn входит в состав инсулина - гормона поджелудочной железы.
• F входит в состав эмали зубов.
• Co входит в состав витамина В12
• Mn обеспечивает обмен веществ.
• B отвечает за процесс роста.
• Mo отвечает за использование железа, за задержку фтора в организме.

Слайд 6

Ультрамакроэлементы

• Ультрамикроэлементы составляют менее 0,0000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты.
• Так же к ультрамикроэлементам относят платину и цезий.
• Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов еще мало понятны.

Слайд 7

Недостаток макро- и микроэлементов приводит к различным заболеваниям. И чтобы их предотвратить, необходимо употреблять определенные продукты питания.

• При недостатке кальция развивается остеопороз (мягкость, пористость костей), замедление роста скелета. Необходимо употреблять молочные продукты.
• При недостатке магния мускульные судороги, потеря жидкости организмом. Продукты: овощи, фасоль, орехи, молоко, фрукты.
• При недостатке хлора- сухость кожи. Продукты: вода, поваренная соль.
• При недостатке натрия – головная боль, слабая память, потеря аппетита. Продукты: помидоры, абрикосы, горох, поваренная соль.
• При недостатке калия –аритмия сердечных сокращений, внезапная смерть при увеличении нагрузок. Продукты – бананы, сухофрукты, картофель, помидоры, кабачки.
• Фосфор – внешние признаки недостаточности неизвестны. Содержится в рыбе, молочных продуктах, грецких орехах, гречке.
• При недостатке железа развивается анемия. Необходимо употреблять печень, мясо, зеленые листья овощей.
• При недостатке фтора – разрушение зубов. Продукты- рыба, вода.
• При недостатке цинка – повреждения кожи. Продукты – мясо, морские продукты.
• При недостатке йода развивается зоб. Необходимо употреблять хурму, морепродукты, йодированную соль.

Слайд 8

Вода

• Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле.
• Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов.
• Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время - достаточную сложность образующихся комплексных соединений.
• Благодаря водородной связи, вода остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том, который широко представлен на планете Земля в настоящее время.

Слайд 9

Содержание воды в разных органах человека

Слайд 10

Минеральные соли

• Кроме воды, в числе неорганических веществ, входящих в состав клетки, нужно назвать соли, представляющие собой ионные соединения. В водном растворе они диссоциируют с образованием катиона металла и аниона кислотного остатка.
• Для процессов жизнедеятельности клетки наиболее важны
• Катионы: K, Na, Ca, Mg .
• Анионы: H2PO4, Cl, HCO3.

Слайд 11

Значение солей

• Концентрация ионов на внешней поверхности клетки отличается от их концентрации на внутренней поверхности. На внешней поверхности клеточной мембраны очень высокая концентрация ионов натрия, а на внутренней поверхности высока концентрация ионов калия. Вследствие этого образуется разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностью клеточной мембраны, что обусловливает передачу возбуждения по нерву или мышце.
• Ионы кальция и магния являются активаторами многих ферментов.

Слайд 12

• От концентрации солей внутри клетки зависят ее буферные свойства.

Буферность – это способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию на постоянном уровне.

• Буферность внутри клетки обеспечивается анионами H2PO4 и НРО4.
• Во внеклеточной жидкости и в крови роль буфера играют Н2СО3 и НСО3.
• Анионы слабых кислот и слабые щелочи связывают ионы водорода и гидроксид-ионы, благодаря чему реакция внутри клетки не изменяется.

Слайд 13

• Соляная кислота создает кислую среду в желудке, ускоряя переваривание белков пищи.
• Ионы кальция и фосфора содержатся в костной ткани.
• Минеральные соли поступают в клетки организма из внешней среды. Избыток солей вместе с водой выводится из организма во внешнюю среду.

Слайд 14

Ответьте на вопросы

• Какие неорганические вещества входят в состав клетки?
• Сколько процентов воды в среднем содержится в организме человека?
• Перечислите свойства воды.
• Назовите функции воды.
• Что такое буферность?
• Какими анионами она поддерживается?
• Каковы функции катионов калия, натрия, кальция?

Посмотреть все слайды

Минеральные соли Na K Cl Обеспечивают проницаемость клеточных мембран. Проведение импульса по нервному волокну. Ca PУчаствуют в формировании костной ткани. Придают прочность костям. Ca Влияет на свёртываемость крови. Fe Входит в состав гемоглобина крови. Mg Входит в состав хлорофилла у растений.

Функции белков Строительная – входят в состав органелл клетки; Каталитическая – ускоряют протекающие в клетке химические реакции; Двигательная – обеспечивается специальными сократительными белками; Защитная – антитела представляют собой белки; Транспортная – существуют специальные белки – переносчики для разных веществ; Энергетическая – распадаются с высвобождением энергии.

Строение нуклеиновых кислот ДНКРНК структура Двойная спираль Различная для разных РНК Количество цепей Две Одна Азотистые основания Аденин, Тимин, Гуанин, Цитозин Аденин, Урацил Гуанин,Цитозин Моносахариды в нуклеотидах Дезоксирибоза Рибоза Функции Хранение и передача наследственной информации Участвует в синтезе белка

Основные положения темы В состав молекул живого вещества входят практически все химические элементы, но больше всего C,H,O,N,S,P. Вода как полярный растворитель, служит средой, где протекают все биохимические превращения. Нерегулярные линейные биополимеры – белки выполняют множество функций, среди которых наиболее важными являются каталитическая и пластическая.

Углеводы: моносахариды и полисахариды являются источником энергии для процессов протекающих в организме. Жиры – основа всех биологических мембран клеток. Источник энергии для организмов. ДНК – биополимер, мономером которого является нуклеотид. ДНК – хранитель наследственной информации. При участии РНК осуществляется реализация генетической информации.

Химический взгляд на природу, истоки и современное состояние Химический взгляд на природу, истоки и современное состояние Химия очень древняя наука. Существует несколько объясне­ний слова «химия». Согласно одной из имеющихся теорий, оно происходит от древнего названия Египта Kham и, следовательно, должно означать «египетское искусство». Химия очень древняя наука. Существует несколько объясне­ний слова «химия». Согласно одной из имеющихся теорий, оно происходит от древнего названия Египта Kham и, следовательно, должно означать «египетское искусство».

Согласно другой тео­рии, слово «химия» произошло от греческого слова cumoz (сок растения) и означает «искусство выделения соков». Этот сок может быть расплавленным металлом, так что при подобном расширенном толковании данного термина в него приходится включать и искусство металлургии. Согласно другой тео­рии, слово «химия» произошло от греческого слова cumoz (сок растения) и означает «искусство выделения соков». Этот сок может быть расплавленным металлом, так что при подобном расширенном толковании данного термина в него приходится включать и искусство металлургии.

С химией тесно связаны элементы стихий древнегреческой на­турфилософии, атомистика Левкиппа и Демокрита. Но, конечно, наибольший вклад в становление этой науки внесли египтяне. Имя первого из дошедших до нас химиков Болос из Менда, жившего в дельте Нила на рубеже III и II вв. до н.э. К 300 г. н.э. египтянин Зосима написал энциклопедию, которая охватывала все собранные к тому времени знания по химии.

Но химия, представленная в этом труде, еще не была наукой в полном смысле слова, а оставалась тесно связанной с древнеегипетской религией и не выходила в своем развитии за пределы формирования феноменологического уров­ня. В химии выявлялись свойства, устанавливались закономерности между ними, сущность же явлений подменялась их мистической интерпретацией.

Химию (химиков) искореняли и преследовали древ­неримские императоры, фанатики христианства: ученые изгонялись, книги их сжигались, сама наука запрещалась. Одни опасались, например, того, что химики занимались получением золота; вторые преследовали ученых за тесную связь химии с древнеегипетской религией, которая, с точки зрения христианства, была язычеством.

Начиная с последних веков I тыс. до н.э. химия бурно развивалась в арабском мире, а в первой половине нынешнего тысячеле­тия она получила широкое распространение в Западной Европе. С одной стороны, развитие химии в этот период шло вслед за раз­витием техники, однако, с другой стороны, она оставалась тесно связанной с религиозно- философской мыслью. В тот период химия существовала главным образом как алхимия.

В химии необходимо отметить, прежде всего, существование особого «химического взгляда» на природу, который не может быть сведен к физическому, несмотря на все успехи физической химии в нынешнем столетии. То есть у химии давно были обнаружены качества некоторого особого типа.

В химии, прежде всего в физической химии, появляются многочисленные самостоятельные научные дисциплины (химическая термодинамика, химическая кинетика, электрохимия, термохимия, радиационная химия, фотохимия, плазмохимия, лазерная химия). В химии, прежде всего в физической химии, появляются многочисленные самостоятельные научные дисциплины (химическая термодинамика, химическая кинетика, электрохимия, термохимия, радиационная химия, фотохимия, плазмохимия, лазерная химия).

В. И. Вернадский Химия активно интегрируется с остальными науками, результатом чего было появление биохимии, молекулярной био­логии, космохимии, геохимии, биогеохимии. Химия активно интегрируется с остальными науками, результатом чего было появление биохимии, молекулярной био­логии, космохимии, геохимии, биогеохимии. Первые изучают химические процессы в живых организмах, геохимия закономерности поведения химических элементов в земной коре. Биогеохимия это наука о процессах перемещения, распределения, рассеяния и концентрации химических элементов в биосфере при участии организмов. Биогеохимия это наука о процессах перемещения, распределения, рассеяния и концентрации химических элементов в биосфере при участии организмов. Основоположником биогео­ химии является В. И. Вернадский. Космохимия изучает химический состав вещества во Вселенной, его распространенность и распределение по отдельным космическим телам.

В химии появляются принципиально новые методы исследования (структурный рентгеновский анализ, масс-спектроскопия, радиоспектроскопия и др.). В химии появляются принципиально новые методы исследования (структурный рентгеновский анализ, масс-спектроскопия, радиоспектроскопия и др.).

Место химии среди наук о природе. Значение химии для понимания научной картины мира Место химии среди наук о природе. Значение химии для понимания научной картины мира Основными науками о природе является физика, химия, биология. Предметом изучения этих наук есть материя, то есть весь материальный мир со всем разнообразием его существования и преобразований. Основными науками о природе является физика, химия, биология. Предметом изучения этих наук есть материя, то есть весь материальный мир со всем разнообразием его существования и преобразований.

Материя существует в пространстве и времени и находится в непрерывном движении. Формы движения материи чрезвычайно разнообразны. Они взаимосвязаны и могут переходить друг в друга. Материя существует в пространстве и времени и находится в непрерывном движении. Формы движения материи чрезвычайно разнообразны. Они взаимосвязаны и могут переходить друг в друга.

Наук изучает конкретную форму движения материи. Физика изучает механическое движение и физические процессы. Химия изучает химическую форму движения материи - химические реакции, которые включают в себя и физическую форму движения (например, переход электронов от атомов одних элементов к атомам других элементов). Каждая из естественных наук изучает конкретную форму движения материи. Физика изучает механическое движение и физические процессы. Химия изучает химическую форму движения материи - химические реакции, которые включают в себя и физическую форму движения (например, переход электронов от атомов одних элементов к атомам других элементов).

К тому же химические реакции сопровождаются физическими процессами: нагрев, поглощение тепла, света, электроэнергии и т.п. Биология изучает органическую форму движения материи - жизнь, которое невозможно без механической и химической форм движения, но не исчерпывается ими. К тому же химические реакции сопровождаются физическими процессами: нагрев, поглощение тепла, света, электроэнергии и т.п. Биология изучает органическую форму движения материи - жизнь, которое невозможно без механической и химической форм движения, но не исчерпывается ими.

Итак, химия среди наук о природе занимает место между физикой и биологией. Химические знания в значительной мере формируются на основе физических знаний и, в свою очередь, составляют основу для формирования биологических знаний. В своей совокупности эти взаимосвязанные виды знаний дают возможность понимать научную картину мира. Итак, химия среди наук о природе занимает место между физикой и биологией. Химические знания в значительной мере формируются на основе физических знаний и, в свою очередь, составляют основу для формирования биологических знаний. В своей совокупности эти взаимосвязанные виды знаний дают возможность понимать научную картину мира.

Однако у некоторых растений химическая защита имеет не прямое, а косвенное воздействие по принципу «враг моего врага мой друг». Однако у некоторых растений химическая защита имеет не прямое, а косвенное воздействие по принципу «враг моего врага мой друг». В этом случае выделяемые летучие вещества привлекают хищников, которые регулируют численность травоядных и тем самым способствуют выживанию растения.

Какой репеллент от комаров используют южноамериканские обезьяны- капуцины? Южноамериканские обезьяны вида траурных капуцинов умеют использовать натуральные репелленты от комаров. Они находят в коре деревьев многоножек, которые выделяют защитные химические вещества класса бензохинонов, и натирают ими кожу. Они находят в коре деревьев многоножек, которые выделяют защитные химические вещества класса бензохинонов, и натирают ими кожу.

Почему мимозу стыдливую так назвали? Растение мимоза стыдливая известно тем, что его листья складываются после чьего-нибудь прикосновения, а через некоторое время опять распрямляются. Этот механизм обусловлен тем, что специфические области на стебле растения при внешнем раздражении выделяют химические вещества, в том числе ионы калия. Они воздействуют на клетки листьев, из которых начинается отток воды. Из-за этого падает внутреннее давление в клетках, и, как следствие, черешок и лепестки на листьях сворачиваются, причём данное воздействие может передаваться по цепочке и другим листьям. Они воздействуют на клетки листьев, из которых начинается отток воды. Из-за этого падает внутреннее давление в клетках, и, как следствие, черешок и лепестки на листьях сворачиваются, причём данное воздействие может передаваться по цепочке и другим листьям.

Если сравнить степень познания в отдельных научных отраслях, можно констатировать, что с точки зрения современных взглядов наибольшие результаты достигнуты в области ядерной физики, молекулярных науках о структуре материи (химия) и астрономии. По сравнению с этими науками знания о молекулярных изменениях в живом веществе, т. е. в области, принадлежащей современной биологии, практически незначительны. Дело в том, что процессы, происходящие в живом организме, несравненно сложнее, чем реакции и процессы in vitro, т. е. в пробирке. Если сравнить степень познания в отдельных научных отраслях, можно констатировать, что с точки зрения современных взглядов наибольшие результаты достигнуты в области ядерной физики, молекулярных науках о структуре материи (химия) и астрономии. По сравнению с этими науками знания о молекулярных изменениях в живом веществе, т. е. в области, принадлежащей современной биологии, практически незначительны. Дело в том, что процессы, происходящие в живом организме, несравненно сложнее, чем реакции и процессы in vitro, т. е. в пробирке.

Вот почему исследования в данной научной отрасли считаются чрезвычайно сложной проблемой, решение которой возможно лишь с помощью других отраслей естественных наук. Такая задача междисциплинарного подхода чрезвычайно важна при биологических исследованиях, ибо природные действия также имеют междисциплинарный характер и часто трудно установить, в какой форме мы должны их рассматривать - как действия физические, химические, или биологические. Вот почему исследования в данной научной отрасли считаются чрезвычайно сложной проблемой, решение которой возможно лишь с помощью других отраслей естественных наук. Такая задача междисциплинарного подхода чрезвычайно важна при биологических исследованиях, ибо природные действия также имеют междисциплинарный характер и часто трудно установить, в какой форме мы должны их рассматривать - как действия физические, химические, или биологические.

При стремлении к познанию природных процессов следует руководствоваться принципом комплексности и искать зависимости между ними. При стремлении к познанию природных процессов следует руководствоваться принципом комплексности и искать зависимости между ними. Природа - комплексное в своей сущности явление, а человек в качестве индивида и биологического вида - часть этого сложного комплекса.

Современная техника находится на таком уровне развития, что можно получать фантастические соединения и изготовлять из них удивительные материалы, но как решить проблемы, возникающие впоследствии в связи с их производством? Современная техника находится на таком уровне развития, что можно получать фантастические соединения и изготовлять из них удивительные материалы, но как решить проблемы, возникающие впоследствии в связи с их производством? Как видим, на научный и технический прогресс, и в первую очередь это касается химии, имеются две различные точки зрения.

В широких кругах общественности справедливо отмечают опасность загрязнения воздушного бассейна химическими выбросами, загрязнения рек, почвы, продуктов питания, злоупотребления лекарствами химического происхождения, токсикомании, т. е. внимание, заостряется на вопросах, которые возникли перед человечеством в процессе его деятельности по сохранению жизненной среды.

Самое простое из химических соединений, содержащихся в организме в большом количестве, это вода. Общее содержание воды различается у разных групп организмов. Так, у обитателей водной среды вода состав­ ляет до 98 % массы тела, у наземных животных до 70 %. В растениях содержание воды колеблется от 80 до 95 %. Водородные связи между соседними молекулами воды Молекулы воды - диполь

Включение кристаллов солей Минеральные соли. Большая часть неорганических веществ находится в клетках организмов в виде солей. Соли серной, фосфорной, соляной и других кислот могут содержаться в клетках как в твердом состоянии, так и в растворенном виде. В твердом состоянии минеральные соли можно наблюдать под микроско­пом в клетках некоторых растений. Так, включения карбонатов кальция встречаются у инжира. В клетках листа инжира В клетках чешуи лука

Крахмал и гликоген достаточно легко расщепляются на моносахариды. Например, в организме человека крахмал подвергается действию пищева­ рительных ферментов уже в ротовой полости. Целлюлоза же, напротив, очень трудно поддается расщеплению. Фермент, активирующий эту ре­акцию, чаще встречается у бактерий. Бактерии толстого кишечника, так называемая бактериальная флора, животных и человека в процессе своей жизнедеятельности расщепляют грубую растительную клетчатку, которая почти не поддается действию пищеварительных соков.

Денатурации, к примеру, подвергается белок, составляющий секрет паутинной железы паука. Паук выделяет капельку секрета, в результате механического натяжения структура белка нарушается: из растворимой формы он переходит в нерастворимую образуется нить паутины.

Во всех перечисленных примерах нарушение структуры и свойств бел­ковой молекулы необратимо. Но иногда белок в определенных условиях может восстановить прежнюю пространственную структуру. Этот процесс называют ренатурацией. Одна из функций белков, ферментативная осуществляемая ферментами. Ферменты (от лат. fermentum брожение, закваска) это белки- катализаторы, ускоряющие химические реакции. Действие любого фермента строго направленно и согласовано с работой других ферментов: у каждого свой «объект внимания» молекулы веществ, превращения которых он активирует. Так, фермент уреаза регулирует рас­щепление мочевины, фермент амилаза крахмала, а ферменты протеазы белков.

Интересно! Известно, что содержащие белок пятна от пота, крови, яичного желтка или других пищевых остатков удаляются с большим трудом. В начале XX в. к обычному моющему средству попробовали добавлять порошок, полученный из поджелудочной железы домашних животных. Этот порошок оказался эф­фективной биодобавкой, так как содержал протеазы поджелудочной железы, которые расщепляли белки на аминокислоты. В результате был получен замечательный эффект пятна с белья легко отмывались.

У многих растений под действием низких температур синтезируются особые белки холодового шока, защищающие клетку от разрушения кри­сталлами льда. Располагаясь на поверхности ледяных кристаллов, белки холодового шока тормозят их образование в клетках и межклетниках и тем самым предотвращают гибель растения в холодное время года.

Таким образом, функции, выполняемые белками, довольно многочисленны и лежат в основе многообразия проявлений жизни. Интересно, например, что у жуков- светляков имеются специальные клетки, напол­ненные особым белком люциферином. Благодаря «своему» ферменту он окисляется кислородом воздуха, происходит световая вспышка. Таким мерцающим светом насекомое привлекает самку.

Липиды (от греч. lipos жир) органические соединения, основным компонентом которых являются жирные кислоты. JB отличие от белков, полисахаридов, ДНК и РНК липиды не относят к макромолекулам. Они малорастворимы в воде, но хорошо растворяются в эфире, бензине, хло­роформе и некоторых других растворителях. Это в значительной степени объясняет то, что у токсикоманов, нюхающих растворители, в скором времени развивается деструкция (разрушение) мозговой ткани, в составе клеток которой много липидов.

Французский химик А. Лавуазье еще в XVIII в. осуществил серию экспе­риментов, на основе которых сделал вывод, что процесс горения осущест­вляется в присутствии кислорода воздуха. При горении кислород соединяется с углеродом топлива и образуется углекислый газ. Лавуазье предположил, что в организме животных и человека съеденная пища окисляется, в результате чего происходит выделение тепла и энергии вообще. В экспериментах Лавуазье установил, что после еды или во время физической работы человек потребляет кислорода больше, чем в голодном состоянии. Ученый сделал блестящий вывод: кислород необходим для окисления пищи и восстановления затраченной энергии. Однако механизм образования энергии в клетке смогли раскрыть лишь много позднее, в середине XX в., усилиями исследователей разных стран, в том числе русского биохимика В. А. Энгельгардта. Интересно