Цель урока:
- Углубить знания учащихся о неорганических веществах клетки.
- Раскрыть межпредметные связи по химии и биологии
Задачи урока:
- Изучить особенности химического состава клетки
- Изучить неорганические вещества, входящие в состав клетки и рассмотреть их биологическую роль.
- Выяснить особенности строения воды и её роль в клетке.
- Дать понятие буферность, осмос, плазмолиз, деплазмолиз. Раскрыть их значение в жизнедеятельности клетки.
Ход урока
1. Организационный момент и введение в тему урока.
Учитель биологии (слайд 1,2)
Эпиграфом нашего урока будут слова С.Щипачёва из стихотворения “Читая Менделеева” (слайд 3)
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там, в космических глубинах:
Все – от песчинок малых до планет –
Из элементов состоит единых.Как формула, как график трудовой,
Строй менделеевской системы строгой.
Вокруг тебя творится мир живой,
Входи в него, вдыхай, руками трогай!
С.Щипачёв “Читая Менделеева” 1948 г.
2. Вызов. Постановка проблемы.
Учитель биологии.
На уроках мы неоднократно убеждались: все, что нас окружает, - это мир химических соединений. В любом живом организме непрерывно протекает множество химических реакций.
Можно сказать, что каждая живая клетка представляет собой микроскопическую химическую лабораторию. Сущность живого - целая цепь хорошо организованных химических реакций, и эти химические реакции создают материальную основу всего живого.
Учитель химии. (слайд 4)
Две трети поверхности Земли покрыты водами рек, озер, морей, океанов. Океаны - колыбель жизни на Земле, с точки зрения химика, представляют собой водный раствор множества химических веществ.
(слайд 5)
“Именно в этом растворе впервые развились живые организмы, и из этого раствора они получали ионы и молекулы, необходимые для их роста и жизни….”-пишет в одной из своих работ лауреат Нобелевской премии американский химик Лайнус Полинг.
Химия вокруг нас - это часто встречающееся утверждение неточно. Химия не только вокруг нас, но и внутри нас. Вся вселенная построена из химических элементов, которые составляют ПСЭ Д.И. Менделеева. Одни и те же элементы и на Земле, и в глубинах Космоса . В состав живых клеток входят 80 элементов из Периодической таблицы. (слайд6)
Элементы химии
Уселись в одну линию
И решили спор устроить:
Кто и что чего-то стоит.
Кто-то твердый, кто-то газ,
Как тепло и ток не раз
Проводил по всей стране
Не остались в стороне
Неметаллы и металлы…
Кто бесцветный, кто блестит
Кто дышать нам не вредит,
Кто активный, кто лентяй
Слушай все, запоминай!
На каком уровне организации (атомном или молекулярном) живые организмы проявляют сходство с неживой природой, а на каком появляются отличия? Почему?
Учитель биологии
Какое вещество встречается и в живой и в неживой природе? (вода)
Вода занимает первое место среди всех веществ, входящих в состав клетки. К какой группе веществ относится вода? (неорганические) . На уроке мы рассмотрим особенности строения молекулы воды и её роль в клетке. (слайд 7)
Учитель химии.
Клетка должна обладать постоянным химическим составом. Как называется это свойство живого организма? (гомеостаз) Живая клетка поддерживает гомеостаз с помощью буферности и осмотических явлений.
3. Осмысление. Изучение новой темы.
А)Работа в группах. Класс разбивается на рабочие группы. Каждая группа получает свое задание и в течение 10минут выполняет это задание, составляет опорный конспект в виде таблицы, схем, ключевых понятий по этой теме.
После выполнения работы идет презентация каждой группы у доски.
Задания для групп. (слайд 8)
- 1 группа “Химические элементы и их роль в клетке”.
- 2 группа “Строение молекулы воды и её роль в клетке”
- 3 группа “ Минеральные соли. Буферность и осмос”
1 группа получает конверт с карточками химических элементов, с указанием их процентного содержания в клетке и работает с текстом .
Задание №1 (Приложение1)
1) дать определение макро , микро , ультрамикроэлементы, биоэлементы.
2)распределите химические элементы по группам , исходя из процентного содержания.
кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %), магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %.)ванадий( 10-3 %), германий( 10-3 %),, йод( 10-3 %),, кобальт( 10-3 %), марганец( 10-3 %), никель( 10-3 %), рутений( 10-3 %), фтор( 10-3 %), медь( 10-3 %), хром( 10-3 %),, цинк( 10-3 %),
золото(10-6%), серебро(10-6%), ртуть(10-6%), платину(10-6%), и цезий(10-6%),. селен(10-6%),3) Определите значение этих химических элементов в живых организмах
| Название химического элемента | Биологическая роль в клетке |
| входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. | |
| для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. | |
| входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды. | |
| входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. | |
| входит в состав серосодержащих аминокислот,витаминов и ферментов | |
| входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали | |
| входит в состав хлорофилла. | |
| — участвует в свёртывании крови ,участвуют в формировании костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных | |
| входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина | |
| входит в состав гемоглобина, миоглобина. Хрусталика и роговицы глаза, активизирует деятельность ферментов | |
| входит в состав тироксина - гормона щитовидной железы | |
| входит в состав эмали зубов | |
| участвуют в проведении нервного импульса. Поддерживают осмотическое давление в клетке |
2 группа
Работа с текстом. Найти ответы на вопросы.
Задание №2 (Приложение2)
1. Химическая формула воды –
2.Структурная формула -
3. Электронная формула воды
4. Вид химической связи
5. Число сигма связей
6. Угол связи в молекуле воды
7. Диполь –
8. Гидрофильные и гидрофобные вещества
9. Высокая теплопроводность и теплоемкость объясняется
10. Самая “тяжелая вода” при температуре
11. Биологические функции воды в клетке.
3 группа.
Работа с текстом.
Задание №3 (Приложение 3)
1) определение буферности
2) от концентрации каких анионов зависят буферные свойства клетки
3) роль буферности в клетке
4) уравнение реакций, протекающих в бикарбонатной буферной системе (на магнитной доске)
5) определение осмоса (привести примеры)
6) что такое тургор?
7) определение плазмолиза и деплазмолиза
Б) Презентация каждой группы у доски с показом слайдов и фрагментов видеофильмов
Выступление учащихся 1 группы (слайды9,10). После выступления - демонстрация фрагмента “Химический состав клетки” (слайд 11)
Выступление учащихся 2 группы (слайд 12). После выступления – демонстрация фрагмента “Строение молекулы воды” (слайд 13)
Выступление учащихся 3 группы (слайд 14,15). После выступления – демонстрация фрагмента “Минеральные соли” (слайд 16)
Учитель химии
Задание всему классу : запишите уравнения реакций, протекающих в фосфатной буферной системе. (Приложение 4)
Предлагаю вам задание: имеется фосфат анион
, покажите
буферные свойства этого аниона.
Ответ.
Учитель биологии
Имеющиеся в организме нерастворимые минеральные соли, например: фосфат кальция, карбонат кальция входят в состав межклеточного вещества костной ткани, раковин моллюсков, обеспечивая их прочность.
Сейчас мы это докажем экспериментально во время проведения лабораторной работы.
Инструктивная карточка
Лабораторная работа. Определение химического состава кости.
Цель работы:
1) Доказать наличие органических и неорганических веществ в кости
2) Определить свойства неорганических и органических веществ в кости.
Ход работы
1. Возьмите натуральную кость. Попробуйте её согнуть. А затем растянуть. Согнулась ли она? Смогли ли вы её растянуть?
2. Что происходит при попытке согнуть прокаленную кость? Каким свойством она обладает?
3. Можно ли растянуть кость, находившуюся в соляной кислоте? Каким свойствами обладает кость?
4. Сделайте вывод: чем отличаются декальцинированная и прокаленная кость?
4. Рефлексия. Подведение итогов урока.
Учитель химии.
1) Мы сегодня говорили о химическом составе клеток. Для закрепления этого материала мы предлагаем вам составить синквейны. (слайд 17)
- 1 группа составляет синквейн по теме “Вода”
- 2 группа составляет синквейн по теме “Буферность
- 3 группа составляет синквейн по теме “Минеральные соли”
Проверка синквейна
Синквейн №1 “Вода” (слайд 18)
1. Вода
2. Прозрачная, бесцветная
3. Растворяет. смазывает, замерзает
4. Плохой проводник тепла
5. Жизнь
Синквейн №2. “Буферность” (слайд 19)
1. Минеральные соли
2. Растворимые, нерастворимые
3. Переносят, регулируют, диссоциируют
4. Поддерживают гомеостаз
5. Ионы
Синквейн №3 “Буферность” (слайд 20)
1. Буферность
2. Фосфатная, карбонатная
3. Поддерживает, регулирует, обеспечивает
4. Зависит от концентрации солей
5. Гомеостаз
2) Выполнить задание по карточке. (слайд 21,22,23)
Учитель биологии. Подведем итог урока.
В состав живых организмов входит ряд простых соединений, которые встречаются и в неживой природе. Это неорганические соединения. И, конечно, первоочередная роль среди этих соединений принадлежит воде. Она обладает уникальными свойствами. Свойства эти настолько важны, что нельзя представить жизнь живых организмов без этого соединения водорода и кислорода. (слайд 24)
“Природа – это открытая книга.
Надо только правильно читать её”. (слайд 25)