Разработка урока на тему: "Химическая организация клетки. Неорганические вещества, входящие в состав клетки"

ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.

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.

Группы химических элементов

• Макроэлементы
• Микроэлементы
• Ультрамикроэлементы

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.

Микроэлементы

Содержание около 0,02%

• 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.

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.

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.

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.

Содержание воды в разных органах человека

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: H 2 PO 4 , Cl, HCO 3 .

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.

Значение солей

• От концентрации солей внутри клетки зависят ее буферные свойства.

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

• Буферность внутри клетки обеспечивается анионами H 2 PO 4 и НРО 4 .
• 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.

Значение солей

• 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.

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?