Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Заняття № 2
Тема. Елементний склад живих організмів. Неорганічні речовини: вода і мінеральні солі. Мета: ознайомити учнів з особливостями хімічного складу живих організмів. Література: л. 1 Загальна біологія: (підруч. Для учнів 10-11 кл серед. загальноосвіт.шк.) М. Є. Кучеренко, Ю.Г.Верес – К.: Генеза, 2000._ 464 с.: іл. §1. л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. § 4-7. План 1. Елементи, які входять до складу живих організмів. 2. Значення води для існування життя. 3. Мінеральні солі.
1. Життя на планеті різноманітне: тварин налічується понад 2 млн. видів, рослин понад 500 тис. видів. Крім цього вони займають різні типи середовища: повітряне, водне, ґрунтове. Біологічні науки вивчають живі організми, а розділ, який дає розуміння того як працюють біологічні системи, називається біохімія. В земній корі зустрічається більше 100 хімічних елементів, але для життя необхідні лише 16 з них. Найбільш необхідніші з них чотири: водень, вуглець, кисень, азот. Їх називають органогенними елементами. На їх долю припадає більше 98% як маси, так і кількості атомів, які входять до складу всіх живих організмів. Біологічне значення цих елементів пов’язано з їх валентністю: 1, 2, 3, 4, а також з їх здатністю утворювати більш міцні кова-лентні зв’язки ніж інші елементи з тією ж валентністю. Крім цих елементів, до складу живих організмів входять: фосфор, сірка, калій, хлор, кальцій, магній, натрій, залізо, йод, цинк, мідь, фтор - макроелементи. Мікроелементи містяться в організмах від 0, 001- 0, 000001% маси тіла. Вони входять до складу ферментів, гормонів і ряду інших важливих сполук. Наприклад, йод входить до складу ферментів щитовидної залози, а ферум – до складу гемоглобіну. Ультрамікроелементи також мають важливий вплив на організм. Їх маса становить менше 0, 000001% маси тіла. До цієї групи входять срібло, золото, свинець, бром, тощо. Проблеми, пов’язані з порушенням умісту елементів. Порушення вмісту елементів у живих організмах досить часто призводить до негативних для них наслідків. Причиною негативних наслідків може бути як нестача, так і надлишок елемента. Так, нестача йоду призводить у людини до порушення роботи щитовидної залози, а надлишок важких елементів (ртуті, свинцю) викликає важкі отруєння та порушує роботу печінки та нирок. Нестача феруму у людини викликає анемію, нестача фосфору підвищує ламкість кісток, а його надлишок викликає ураження нервової системи. У рослин дефіцит натрію пригнічує їхній ріст, викликає пожовтіння й опадіння листя та зменшує врожайність. Дефіцит фосфору також викликає пригнічення росту і зміну забарвлення листків. Надлишок марганцю викликає пожовтіння листків, а надлишок бору призводить до відмирання країв листків. В таблиці 1 наведено вміст та значення основних хімічних елементів для організму.
Таблиця 1
2. Значення води. Без води життя на планеті не могло б існувати. Вода для організмів має подвійне значення: це необхідний компонент клітин, а також ще й середо-вище існування багатьох організмів. Тому зупинимось на властивостях води. Своїми особливими властивостями вода завдячує свої будові. Властивості води пов’язані з головним чином з невеликими розмiрами молекул, з їх здатністю сполучатися одна з одною за допомогою водневих зв’язків, полярністю молекул. Під полярністю розуміють нерівномірне розподілення зарядів в молекулі. В молекулі води один кінець несе неве-ликий позитивний заряд, а інший – негативний. Таку молекулу називають диполем. Більш електронегативний атом кисню притягує електрони атомів водню. В результаті між молекулами води виникає електростатична взаємодія, і оскільки, протилежні заряди притягуються, молекули наче склеюються. Ці зв’язки слабші ніж іонні і ковалентні і називаються водневими зв’язками. Коли вода перебуває у рідкому стані, її молекули безперервно рухаються і водневі зв’язки постійно то розриваються, то виникають знову. Ось чому вода становить собою не в’язку, а текучу рідину. Біологічна роль води: - Добрий розчинник полярних речовин. До них відносяться солі, які дисоціюють на іони, а також неіонні сполуки(цукрові речовини, прості спирти), молекули яких мають полярні групи. - Вода виконує транспортну функцію: перенос поживних речовин по організму. - Вода має велику теплоємкість це зводить до мінімуму температурні зміни, які відбуваються в ній. Завдяки цьому, біохімічні процеси відбуваються з постійною швидкістю. - Вода – це середовище існування багатьох живих організмів. - Велика теплота випаровування води. Це явище використовується у тварин при потовиділенні. - Для води характерна велика теплота плавлення. Вода – єдина речовина, густина якої у рідкому стані більша ніж у твердому. Густина води від + 4 до 0 С понижується, тому крига у воді не тоне. Це важливо в умовах холодного клімату. - Вода як реагент. Значення води визначається тим, що вона є одним з найнеобхіднішім метаболітом(як джерело водню при фотосинтезі, приймає участь в реакціях гідролізу. - Вода визначає фізичні властивості клітин – їхній об’єм, внутрішньоклітинний тиск (тургор). 3. Неорганічні солі. До складу клітин живих організмів входять деякі неорганічні солі. Для процесів життєдіяльності з катіонів, що входять до складу солей. найбільш важливі калій, натрій, кальцій, з аніонів – гідро фосфат-іон, дигідрофосфат-іон, хлорид-іон, гідрокарбонат-іон. Концентрація катіонів і аніонів у клітині й у її життєвому середовищі, як правило дуже різняться. Так, усередині клітини завжди досить висока концентрація іонів калію і дуже мала іонів натрію. Навпаки, в середовищі, яке оточує клітину, у плазмі крові, у морській воді – мало іонів калію і багато іонів натрію. Поки клітина жива, це співвідношення стійко тримається. Після смерті клітини вміст іонів у клітині і середовищі швидко вирівнюється. Різна концентрація іонів калію та натрію зовні й всередині клітини призводить до появи різниці електричних потенціалів на зовнішній та внутрішній поверхнях плазматичних мембран, що зумовлює передачу збудження по нервах або у м'язах, а також забезпечує транспорт речовин у клітину. Іони кальцію та магнію виконують регуляторну функцію, активують багато ферментів. Сполуки кальцію та фосфору відкладаються у кістках, даючи їм міцності. Іони в клітині мають важливе значення для її нормального функціонування, а також для підтримки всередині клітини сталої реакції. Незважаючи на те, що в процесі життєдіяльності безперервно утворюються кислоти і луги, у нормі реакція клітини слаболужна, майже нейтральна. Це забезпечують аніони слабких кислот(НСО3, НРО4) і слабкі кислоти (Н2СО3). Неорганічні речовини містяться в клітині не тільки в розчиненому стані, а й твердому стані. Зокрема, міцність і твердість кісткової тканини забезпечується фосфатом калію. Загальний вміст неорганічних речовин у клітині варіює у межах від одного до кількох відсотків.
|