Цель: воспитание у учащихся валеологической и экологической культуры.
Задачи:
- Познакомить учащихся с биологической ролью и физиологическими свойствами химических элементов.
- Провести исследовательскую работу и мониторинг по определению и обеспеченности организма человека некоторыми макро-и микроэлементами.
План проведения:
- Подготовительный этап (знакомство с информационными материалами, исследовательская работа, рекомендации учащимся, подготовка выступлений, оформление иллюстративного материала).
- Заседание ШНО (информационный материал, проведение практикума, “Мозговая атака”. (брейнсторминг).
- Рефлексия.
- Информационно-поисковое и творческое домашнее задание.
Ход заседания
1. Вводное слово учителей
Живой организм в целом следует изучать в неразрывной связи химии, физики, биологии и медицины. В настоящее время допускается, что в живом веществе находятся все известные химические элементы или их нуклиды, поэтому с совершенствованием методик определения наши сведения о наличии в живом веществе химических элементов будут расширяться. На то, что все организмы, их ткани и органы содержат в том или ином количестве все известные и ещё неизвестные стабильные и нестабильные химические элементы, указывал ещё А.П. Виноградов. Масса человеческого тела на 96% состоит из четырёх элементов: углерода, кислорода, водорода и азота; ещё 3% составляют кальций, фосфор, калий, сера. И только 1% массы человеческого тела приходится на йод, железо, натрий, хлор, магний, медь, марганец, кобальт, цинк и другие элементы периодической системы.
Существует ряд различных классификаций химических элементов, содержащихся в организме человека. В.И. Вернадский делил химические элементы по декадной системе. По количественному содержанию химических элементов в организме их условно делят на макроэлементы [10-2 % (масс.) и больше] – C, H, O, N, P, S, Na, Ca, K, Mg, Cl – и микроэлементы [от 10-3 до 10-12 % (масс.) и меньше] это Mn, Cu, Zn, Co, Fe, I, B, Ni, Br. Элементы, содержащиеся в количествах менее 10-12 % (масс.), иногда называют ультрамикроэлементами. Их концентрация не превышает 0,000001%. Физиологическая роль многих из них не установлена. Это U, Au, Be, Hg, Cs, Se, и др. Однако такая классификация не указывает на роль и значение в организме того или иного элемента.
Как отмечал В.И.Вернадский, организмы избирательно ассимилируют из внешней среды необходимые элементы, концентрируя их в определённых тканях и органах. Организм человека получает микроэлементы из внешней среды вместе с пищей и водой, и лишь некоторые – с воздухом. Содержание различных элементов в организме человека не одинаково и колеблется в пределах от 1*10-3 % (масс.) для цинка до 1*10-6 % (масс.) для ртути. Для нормального протекания физиологических процессов в организме должна поддерживаться определённая степень насыщения его тканей микроэлементами. Микроэлементы неравномерно распределяются между тканями и органами организма. А.П.Виноградов и А.И.Войнар связывают биологическую роль и физиологические свойства химических элементов с их физико-химическими особенностями и строением атомов, т.е. местоположением их в периодической системе элементов Д.И.Менделеева.
Биологическая роль химических элементов в организме человека очень многогранна. Макроэлементы, в основном играют роль пластического материала в построении тканей, поддерживают осмотическое давление, РН среды, ионное равновесие, кислотно-щелочное равновесие, состояние коллоидов и т.д. Микроэлементы вместе с ферментами, гормонами, витаминами, и другими биологически активными веществами участвуют в процессах размножения, роста, обмена белков, жиров, углеводов и т.д.
Лабораторными и экспериментальными исследованиями, а также клиническими наблюдениями твёрдо установлено, что многие заболевания (эндемический зоб, эндемическая подагра, кариес зубов и др.) обусловлены не только избыточным или недостаточным поступлением в организм определённых микроэлементов, но и их диспропорцией. Нарушение определённого равновесия между микроэлементами в организме – это болезнь. Дальнейшее расширение исследований, направленных на изучение обмена и взаимосвязи микроэлементов в тканях организма в норме и при различных заболеваниях, а также выяснение значения этих сдвигов обмена для течения болезней будет способствовать использованию микроэлементов в лечебной практике.
Мы считаем, что каждому человеку необходимо знать как устроен его организм и на чём основано функционирование органов. В нашем мире всё взаимосвязано на всех уровнях организации живой материи (от молекулярного до биосферного). Организм человека, как многоэтажный дом, строится из маленьких кирпичиков – клеток. В свою очередь клетки имеют сложное строение. Химический состав клетки также разнообразен. И, казалось бы, эти маленькие частички – атомы, ионы, которые можно разглядеть только в микроскоп с большим увеличением, не имеют особого значения, но на самом деле наоборот, именно с них начинается функционирование такой сложной системы под названием человеческий организм. Безусловно, изучение влияния химических элементов на деятельность различных органов определить очень сложно, поэтому эта область остаётся открытой для исследований.
2. Выступления учащихся
Биологическая роль химических элементов и их применение в медицине. Проведение практикума.
| Натрий и калий | Приложение 1 |
| Магний и кальций | Приложение 2 |
| Марганец и железо | Приложение 3 |
| Серебро и цинк | Приложение 4 |
| Бор и алюминий | Приложение 5 |
| Углерод и азот | Приложение 6 |
| Бром, хлор и йод | Приложение 7 |
| Фотографии | Приложение 8 |
3. Анализ результатов исследовательской работы
“Определение обеспеченности организма человека макро-и микроэлементами”
| “Мозговая атака” | Приложение 9 |
| Таблицы | Приложение 10 Приложение 11 Приложение 12 |
4. Обобщение
В медицинской практике нашли широкое применение препараты, содержащие следующие макро- и микроэлементы: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, калий, натрий, кальций, магний, хлор, медь, железо, кобальт, марганец, цинк, йод, селен, молибден, фтор, бром, хром, бор, кремний, серебро, никель, титан, литий, олово, бериллий, ртуть, уран.
Искусственная регуляция содержания микроэлементов в продуктах питания, а, следовательно, в организме человека, в настоящее время затрудняется выпуском большого ассортимента высокоочищенных пищевых продуктов, лишённых тех или иных микроэлементов. Это приводит к нарушению баланса микроэлементов в организме. Поэтому искусственная регуляция содержания микроэлементов в продуктах питания и в организме должна базироваться на учёте данных биогеохимических провинций, что имеет значение для изучения краевой патологии, предупреждения и лечения эндемических и других заболеваний человека.
В ходе работы секции мы узнали, что большинство элементов в таблице Д.И.Менделеева присутствуют в нашем организме. Роли, которые они выполняют, разнообразны. Но ясно одно, без некоторых соединений человек просто не может жить. Пища, которую мы потребляем, должна быть здоровой и полезной, содержать витамины, минералы, макро- и микроэлементы, ультромикроэлементы. Пожалуй, одной из главных составляющих здорового образа жизни, является рациональное питание. Рациональное питание обеспечивает правильный рост и формирование организма, способствует сохранению здоровья, высокой работоспособности и продлению жизни.
Лицам, страдающим хроническими заболеваниями, нужно соблюдать диету.
5. Рефлексия. Составление синквейнаСоставьте синквейн на опорные слова “Макроэлементы”, “Микроэлементы”, “Ультромикроэлемены”.
6. Информационно-поисковое и творческое домашнее задание
Найдите интересную информацию по теме “Роль химических элементов в жизнедеятельности организма человека”, подготовьте подборку фактов “Знаете ли вы, что…”, подготовить презентацию с использованием ИКТ.