Неорганические (минеральные) соединения

План урока №3

ТЕМА: Органические и неорганические вещества клетки и живых организмов.

ЦЕЛИ:

1.Образовательная:

- углубить знания о химическом составе клетки: органических и неорганических веществах, их роли в клетке

2.Развивающая:

- содействовать развитию внимания, памяти, любознательности

- формировать ответственное отношение к учебному процессу

Ход урока:

I Организационный момент

1. Ознакомление студентов с темой и целью урока.

2. Перед студентами ставится ряд заданий, которые необходимо выполнить в процессе урока:

- знать основные неорганические и органические соединения клетки

- знать их роль в ее жизнедеятельности

II Основная часть

1. Проверка домашнего задания (видео-тест)

- Используя знания о клеточной теории, докажите единство происхождения жизни на Земле, живой и неживой природы

- Назовите основные положения клеточной теории

- Расскажите об ученых, положивших начало цитологии

- Докажите, что клетка – структурная и функциональная единица живых организмов

- Назовите элементный состав клетки

- Расскажите о группах макро- и микроэлементов

2. Объяснение нового материала

а) неорганические соедине­ния: вода, соли; их роль в процессе обеспечения жизнедеятельности клетки

б) органические вещества: белки, строение и функции; углеводы, липиды - структурные элементы клетки и источники энергии

3. Закрепление нового материала

- Какие неорганические вещества входят в состав клетки?

- В чем заключается биологическая роль воды? Минеральных солей?

- Какое строение имеют белки?

- Функции белков

- Каков химический состав углеводов и на какие группы они делятся?

- Функции углеводов в клетке

- Функции липидов в клетке

III Подведение итогов урока

IV Домашнее задание

1. Записи в тетрадях.

2. Учебник В.Б.Захаров, С.Т.Мамонтов «Биология» (стр.86-87, 90-99)

Занятие№3

Тема: «Органические и неорганические вещества клетки и живых организмов».

1. Неорганические соедине­ния: вода, соли; их роль в процессе обеспечения жизнедеятельности клетки

2. Органические вещества: белки, строение и функции; углеводы, липиды - структурные элементы клетки и источники энергии

Химические соединения, содержащиеся в живых организмах:

Неорганические (минеральные) соединения.

В состав живых клеток входят ряд относительно простых соединений, которые встречаются и в неживой природе - в минералах, природных водах – это неорганические соединения.

Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле. Она покрывает большую часть земной поверхности. Почти все живые существа состоят в основном из воды. У человека содержание воды в органах и тканях варьирует от 20% (в костной ткани) до 85% (в головном мозге). Около 2/3 массы человека составляет вода. В организме медузы – до 95%, даже в сухих семенах растений вода составляет 10-12%.

Вода уникальна – в молекуле воды один атом кислорода ковалентно (полная замкнутость) связан с двумя атомами водорода. Молекула воды полярна (диполь). Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, т.к. кислород электроотрицательнее водорода. Отрицательно заряженный атом кислорода одной молекулы воды притягивается к положительно заряженному атому водорода другой молекулы с образованием водородной связи.

По прочности водородная связь примерно в 15-20 раз слабее ковалентной связи. Поэтому водородная связь легко разрывается, что наблюдается при испарении воды. Вследствие теплового движения молекул в воде одни водородные связи разрываются, другие образуются. Т.о. в жидкой воде молекулы подвижны – это важно для процесса обмена веществ. Молекулы воды легко проникают через клеточные мембраны.

Из-за высокой полярности молекул вода является растворителем других полярных соединений. В воде растворяется большее количество веществ, чем в любой другой жидкости. Именно поэтому в водной среде клетки осуществляетсямножество химических реакций. Вода растворяет продукты обмена веществ и выводит их из организма в целом.

Вода обладает большой теплоемкостью, т.е. способностью поглощать теплоту при минимальном изменении собственной температуры. Благодаря этому она предохраняет клетку от резких изменений температуры. Поскольку на испарение воды расходуется большое количество теплоты, то испаряя воду, организмы могут защищать себя от перегрева (потоотделение).

Вода обладает высокой теплопроводностью. Такое свойство создает возможность равномерного распределения теплоты между тканями тела.

Вода служит растворителем для «смазочных» материалов, необходимых везде, где есть трущиеся поверхности (суставы).

Вода имеет максимальную плотность при 4°C. Поэтому лед, обладающий меньшей плотностью, легче воды и плавает на ее поверхности, что защищает водоем от промерзания.

По отношению к воде все вещества клетки разделяются на две группы:

гидрофильные (в пер.с греч.»гидро»- вода, «филео» - любить) – «любящие воду»:

вещества, хорошо растворимые в воде – соли, сахара, аминокислоты) и

гидрофобные («фобос» - боязнь) – «боящиеся воды»: практически нерастворимые в

воде – жиры.

Клеточные поверхности, отделяющие клетку от внешней среды, состоят из водонерастворимых (гидрофобных) соединений. Благодаря этому сохраняется структурная целостность клетки.

Биологические функции воды:

1. Вода – универсальный растворитель для полярных веществ. По растворимости в воде все вещества подразделяются на гидрофильные (водорастворимые)и гидрофобные (нерастворимые).

2. Вода – среда для транспорта веществ. Передвижение воды с растворенными в ней веществами позволяет доставлять их к различным частям организма.

3. Вода выполняет терморегуляторную функцию в живых организмах. Высокая теплоемкость воды позволяет ей смягчать влияние на организм значительных перепадов температуры в окружающей среде, а также позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.

4. Вода – реагент. Служит не только средой протекания химических реакций, но и участвует во многих из них. Так, образование биополимеров из мономеров сопровождается образованием молекул воды, а расщепление полимеров (гидролиз) ее затратой.

5.Стркуктурная функция. Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды, и именно она придает клеткам их нормальную форму. У растений вода определяет тургор, а у некоторых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом.

6.При замерзании вода расширяется (т.к. образуется много водородных связей); лед легче воды, плавает на ее поверхности; самая «тяжелая вода» при t +4°C, что спасает жизнь водным обитателям зимой.

7. Вода – донор электронов, источник ионов водорода и свободного кислорода при фотосинтезе.

8. Вода – смазывающее вещество в биологических системах.

Минеральные соли.Помимо воды, в числе неорганических веществ клетки нужно назвать соли, представляющие собой ионные соединения. Они образованны катионами калия, натрия, магния и иных металлов ианионами соляной, угольной, серной, фосфорной кислот. При диссоциации (распад молекул на более простые частицы) таких солей в растворах появляются катионы (катион — положительно заряженный ион. Характеризуется величиной положительного электрического заряда: например, NH4+ — однозарядный катион, Ca2+ — двухзарядный катион) - K+, Na+, Са+, Мg+ и др. и анионы (анион — отрицательно заряженный ион. Характеризуется величиной отрицательного заряда; например, Cl− — однозарядный анион, а SO42− — двухзарядный анион. В электрическом поле анионы перемещаются к положительному электроду — аноду. Анионы имеются в растворах большинства солей, кислот и оснований, а также в кристаллических решетках соединений с ионной связью и в расплавах) – Cl-. HCO3-. HCO4- и др. Концентрация ионов на внешней поверхности клетки отличается от их концентрации на внутренней поверхности.

Биологические функции:

1. Участие в создании мембранных потенциалов клеток. (Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе возникновения нервного и мышечного возбуждения).

2.Разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны обусловлен активный перенос веществ через мембрану.

3.Сохранение кислотно-щелочного равновесия. (От концентрации солей внутри клетки зависят буферные свойства клетки. Буферностью называют способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне.)

4.Участвуют в активации ферментов, в процессах мышечного сокращения, свертывания крови и др.

5. Образование внутреннего и наружного скелета. (В твердом состоянии минеральные соли (фосфат кальция) входят в состав межклеточного вещества костной ткани, раковины моллюсков, обеспечивая прочность этих образований.)

Т.о., функция минеральных солей в клетке состоит в обеспечении постоянства внутренней среды и в обеспечении процессов жизнедеятельности.

Поиск по сайту: