Химические соединения обеспечивающие функционирование живой системы конспект 9 класс

Обновлено: 02.07.2024

Задачи: сформировать представление о химическом составе клетки: макро и микроэлементах, их роли в клетке; сформировать умение доказывать материальное единство мира на основе знаний об элементарном составе клетки.

Элементы содержания: органические вещества, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды, биополимеры, мономеры.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: ЭОР, ЦОР, таблица, иллюстрирующая содержание химических элементов в клетке, строение биополимеров.

Организационный момент
Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся

Вопросы для беседы

Рассказ учителя с элементами беседы

Мы уже знаем, что можем встретить в природе огромное разнообразие клеток, которые различаются по размеру, функциям, форме и рядом других параметров, мы познакомимся с химическим составом клетки, разберем, в чем состоят две важные особенности живой клетки, и обсудим функции органических веществ, входящих в ее состав.

В природе можно встретить большое разнообразие клеток (рис. 1). Они отличаются по размеру, функциям, форме, являются свободноживущими или же входят в состав многоклеточных организмов, но при всем этом разнообразии все они состоят из одних и тех же типов химических веществ, претерпевающих одинаковые превращения.

Рис. 1. Разнообразие клеток ( Источник )

Живую клетку отличают две важные особенности:

1. Высокое содержание воды.

2. Большое количество сложных органических веществ.

В живой клетке можно встретить различные химические элементы. Ученые подсчитали, что в клетке содержится более 70 химических элементов, то есть более половины всех существующих, только 24 из них постоянно встречаются в различных типах клеток. По количеству элементы, содержащиеся в клетках, делятся на макро- и микроэлементы (рис. 2).

Рис. 2. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы ( Источник )

Макроэлементы встречаются в клетках в большом количестве. К ним относятся кислород, углерод, водород, азот, сера, железо, фосфор, кальций, калий и так далее. Микроэлементы представлены в клетках в небольшом количестве, это такие элементы, как марганец, медь, селен, кобальт, цинк, йод, никель и так далее. Несмотря на очень малое содержание, микроэлементы играют важную роль, так как влияют на обмен веществ в клетке. Кроме макро- и микроэлементов, выделяют еще группу ультрамикроэлементов , которые составляют менее одной миллионной процента в организмах живых существ. К ним, например, относятся золото и серебро, которые оказывают бактерицидное воздействие. Ртуть подавляет обратное всасывание воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Также к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Процентное содержание в организме того или иного элемента ни в коем случае не характеризует степень его важности и необходимости в организме.

Многие микроэлементы входят в состав биологически активных веществ: ферментов, витаминов, например, кобальт входит в состав витамина B12 (рис. 3), а также гормонов. Они оказывают влияние на рост и развитие организмов, кроветворения (железо и медь), процессы клеточного дыхания (медь, цинк) и так далее.

Рис. 3. Витамин В 12 ( Источник )

Эти 70 элементов в составе клетки образуют тысячи химических веществ, которые можно разделить на две большие группы (рис. 4).

Рис. 4. Органические и неорганические вещества ( Источник )

Это неорганические и органические вещества , входящие в состав клетки. Неорганические вещества – это вода, минеральные соли, углекислый газ, различные кислоты и основания. Вода является важнейшим компонентом содержимого живой клетки, она составляет в среднем около 70 % ее массы (рис. 5).

Рис. 5. Состав клетки ( Источник )

Вода придает клетке упругость и объем, обеспечивает постоянство ее состава, участвует в химических реакциях и в построении химических молекул, делает возможным протекание всех процессов жизнедеятельности клетки. Вода является универсальным растворителем всех веществ, поступающих в клетку, и тех, которые из нее выводятся. Минеральные соли составляют примерно от 1 до 1,5 % от общей массы клетки, но роль, которую они выполняют, очень важна. В растворенном виде минеральные соли представляют собой необходимую среду для химических процессов, которые протекают в клетке.

В клетках можно встретить много разных солей. Животные их избыток выводят с помощью выделительной системы. А у растений они накапливаются и кристаллизуются в различных органоидах или вакуолях, чаще всего это бывает соль и кальций. Их форма в клетках растений может быть различной: иглы, ромбы, кристаллики, одинокие или сросшиеся вместе, так называемые друзы (рис. 6). Органические вещества клетки называют так потому, что впервые выделены они были именно из организмов. К ним относятся такие вещества, как белки, липиды (или жиры), углеводы и нуклеиновые кислоты.

Рис. 6. Форма различных солей в клетках растений ( Источник )

Органическая химия – это химия соединения такого удивительного элемента, как углерод. Его удивительность и уникальность в том, что многочисленные превращения молекул и образование различных крупных и даже гигантских молекул органических соединений происходит благодаря тому, что углерод, будучи четырехвалентным, способен объединяться в длинные цепи и замкнутые кольцевые структуры (рис. 7).

Рис. 7. Модель кристаллической структуры углерода ( Источник )

Эти углеродные цепи и кольца являются скелетами сложных органических молекул. В клетках живых организмов синтезируются всевозможные большие и малые органические молекулы.

Рис. 8. Мономеры и полимеры ( Источник )

Молекула полимера может состоять из многих тысяч соединенных между собой мономеров, которые могут быть одинаковыми или разными.
Для каждого вида биополимеров характерно определенное строение и функции.
Биополимеры могут состоять из одинаковых или из разных мономеров.
Свойства полимеров проявляются только в живой клетке. Все они универсальны, так как построены по плану у всех живых организмов, независимо от видовой принадлежности.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Беседа по вопросам

Какие элементы преобладают в составе живых организмов?
Что такое органические вещества?
Какие виды биополимеров вы знаете?
Из чего состоят биополимеры?

Домашнее задание: записи в тетради, § 4, соответствующий материал в учебнике.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Дата: 17.09.16

Тема: Единство химического состава живой материи. Химические элементы, вода и другие неорганические соединения, их роль в жизнедеятельности клетки.

Другого ничего в природе нет,

Ни здесь, ни там в космических глубинах:

Все–от песчинок малых до планет–

Из элементов состоит единых .

С.Щипачев

сформировать у учащихся представление о единстве химического состава живой материи, основных группах химических элементов, образующих живое вещество биосферы;

охарактеризовать особенности строения молекулы воды в связи с её ролью в жизнедеятельности клетки;

рассмотреть значение катионов и анионов в жизни клетки.

Этапы урока

Время, мин

Приемы и методы

1. Организационный момент урока. Постановка учебной проблемы.

2. Контроль домашнего задания.

Тестовая форма работы.

3. Изучение нового материала.

Рассказ учителя, демонстрация, беседа. Записи в тетради

4. Совершенствование знаний и умений.

5. Домашнее задание.

Запись на доске.

2. Учащимся предлагаются два варианта тестовой формы работы.

1 . Предметом изучения общей биологии является:

а) строение и функции организма;

б) природные явления;

в) закономерности развития и функционирования живых систем;

г) строение и функции растений и животных.

2 . Выберите наиболее правильное утверждение:

а) только живые системы построены из сложных молекул;

б) все живые системы обладают высокой степенью организации;

в) живые системы отличаются от неживых составом химических элементов;

г) в неживой природе не встречается высокая сложность организации системы.

3 . Самым низким уровнем живых систем, проявляющим способность к обмену веществ, энергии, информации является:

4 . Высшим уровнем организации жизни является:

5 . Основным научным методом в самый ранний период развития биологии был:

г) метод наблюдения и описания объектов.

1 . Все живые организмы:

а) обладают одинаково сложным уровнем организации;

б) обладают высоким уровнем обмена веществ;

в) одинаково реагируют на окружающую среду;

г) обладают одинаковым механизмом передачи наследственной информации.

2 . Живые системы считаются открытыми потому, что они:

а) образованы из тех же химических элементов, что и неживые системы;

б) обмениваются веществом, энергией и информацией с внешней средой;

в) обладают способностью к адаптациям;

г) способны размножаться.

3 . Уровень, на котором начинают проявляться межвидовые отношения, называется:

4 . Наиболее общий признак всех биологических систем:

а) сложность строения системы;

б) закономерности, действующие на каждом уровне развития системы;

в) элементы, составляющие систему;

г) качества, которыми обладает данная система.

5 . К первому надорганизменному уровню относится:

а) колония клеток;

б) лесной биоценоз;

в) популяция зайцев;

2. В состав любой клетки входят около 80 элементов периодической таблицы Менделеева из известных более 100 химических элементов. Они образуют два класса соединений: органические и неорганические .

капельки воды (пары воды конденсируются на холодной стеклянной пластинке);

дым (сгорают органические вещества);

зола (неорганические вещества).

Ознакомление с элементным составом клетки можно начать с создания проблемной ситуации, которая направлена на обнаружение и объяснение противоречия между распространением химических элементов в живых клетках и в неживой природе. Суть проблемы в том, почему элементы органогены больше подходят для выполнения биологических функций? Для ответа на этот вопрос необходимо предложить учащимся вспомнить об особенностях строения атомов галогенов, их способности к образованию ковалентных связей. В тоже время следует отметить, что в живой природе нет каких-либо особенных элементов, характерных только для неё.

Все вещества состоят из химических элементов. По распространённости в живых клетках и в неживой природе элементы имеют определённые отличия. Перед учащимися ставится проблема, для решения которой используются знания о строении атомов органогенов . Химические элементы, содержащиеся в клетке, можно поделить на три группы:

1. Основные элементы ( органогены ): Это углерод (С), водород (Н), азот (N), кислород (О). Их содержание в клетке превышает 97%. Они входят в состав всех органических веществ (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) и составляют их основу.

2. Макроэлементы : К ним относятся железо (Fe), сера (S), кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), фосфор (P), хлор (Cl). На долю макроэлементов приходится около 2%. Они входят в состав многих органических и неорганических веществ.

3. Микроэлементы : ( Zn , Cu , Co , J , F , Mn ) Имеют самое большое разнообразие (их более 50-ти), но в клетке даже взятые все вместе они не превышают 1%. Микроэлементы в чрезвычайно малых количествах входят в состав многих ферментов, гормонов или специфичных тканей, но определяют их свойства.

Сходный элементарный состав имеют клетки большинства животных; отличаются лишь клетки растений и микроорганизмов.

Изучение сложных веществ начинается с выяснения биологической роли воды-вещества, которое наиболее хорошо известно учащимся. На примере воды учитель показывает, что роль этого вещества в клетке обусловлена физическими и химическими свойствами, а те в свою очередь строением её молекулы.

Неорганические соединения клеток представлены водой и минеральными солями.

Вода –одно из самых распространенных веществ на Земле и преобладающий компонент всех живых организмов. Среднее количество воды в клетках большинства живых организмов составляет порядка 70% (в клетках медузы–95%). Вода в клетке находится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода составляет 95 % всей воды клетки; на долю связанной воды, входящей в состав фибриллярных структур и соединенной с некоторыми белками, приходится около 4-5 %%.

Т.к. учащиеся, из курса химии, уже знакомы с физическими и химическими свойствами воды, можно попросить их вспомнить физические свойства воды, строение её молекулы, вид химической связи между водородом и кислородом, а также между молекулами воды.

(ответы учащихся)

Вода обладает рядом свойств, имеющих исключительно важное значение для живых организмов. Эти свойства воды определяются структурой ее молекул.

Молекула воды является диполем. Атом кислорода в ней ковалентно связан с двумя атомами водорода. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, т.к. кислород электроотрицательные водорода. В жидкой воде происходит ассоциация молекул, т. е. соединение их в более сложные агрегаты. Такой вывод подтверждается и аномально высокими значениями температур плавления и кипения воды. Ассоциация молекул воды вызвана образованием между ними водородных связей, которые показаны на рисунке точками.

Образование водородных связей приводит к такому расположению молекул воды, при котором они соприкасаются друг с другом своими разноименными полюсами. При нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водородных связей (энергия разрыва водородной связи в воде составляет примерно 25 кДж/моль). Водородные связи между молекулами воды полностью разрываются только при переходе воды в пар. Этим объясняется высокая теплоемкость воды (способность поглощать теплоту при минимальном изменении собственной температуры). Эта причина делает ее идеальной жидкостью для поддержания теплового равновесия клетки и в целом организма. Так как на испарение воды расходуется много теплоты, то, испаряя воду, организмы могут защищать себя от перегрева (например, при потоотделении). Вода обладает высокой теплопроводностью, обеспечивая возможность равномерного распределения тепла между тканями организма.

Оболочка клетки, отделяющая внутреннее содержимое клетки от внешней среды, состоит из гидрофобных соединений. ( Представить клетку в виде сосуда с водой, стенки которого избирательно способны пропускать водорастворимые вещества внутрь клетки, где протекают биохимические реакции).

После изучения воды учитель даёт краткую характеристику других неорганических веществ клетки, которые содержатся в виде ионов.

К неорганическим веществам клетки, кроме воды, относятся также соли. Для процессов жизнедеятельности из входящих в состав солей катионов наиболее важны: K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , из анионов-HPO ₄ 2- , H ₂ PO ₄ - , Cl - , HCO ₃ - .

Концентрация катионов и анионов в клетке и в среде ее обитания, как правило, резко различна. Пока клетка жива, соотношение ионов внутри и вне клетки стойко поддерживается. После смерти клетки содержание ионов в клетке и в среде быстро выравнивается. Содержащиеся в клетке ионы имеют большое значение для нормального функционирования клетки, а также для поддержания внутри клетки постоянства состава среды. Внутри клетки превалируют ионы К + и крупные органические ионы, в околоклеточных жидкостях всегда больше ионов Na + и Cl - . Вследствие этого образуется разность зарядов внешней и внутренней поверхностей мембраны клетки, между ними возникает разность потенциалов, обуславливающая такие важные процессы как передача

возбуждения по нерву или мышце.

Несмотря на то, что в процессе жизнедеятельности непрерывно образуются кислоты и щелочи, в норме реакция клетки слабощелочная, почти нейтральная. Неорганические вещества содержатся в клетке не только в растворенном, но и в твердом состоянии. В частности, прочность и твердость костной ткани обеспечиваются фосфатом кальция, а раковин моллюсков - карбонатом кальция.

Некоторые неорганические ионы (например, ионы кальция и магния) являются активаторами и компонентами многих ферментов, гормонов и витаминов. При недостатке этих ионов нарушаются жизненно важные процессы в клетке. Немаловажные функций в живых организмах выполняют неорганические кислоты и их соли (соляная кислота, натриевые и калиевые соли азотной и фосфорной кислот и др.). ( Далее внимание учащихся обращается на таблицу в конце параграфа ).

1. Элементы, которые составляют 98 % от массы сухого вещества клетки, называются-макроэлементами.

2. Йод относится к микроэлементам.

3. Кислород, углерод, водород относятся к макроэлементам.

4. Роль микроэлементов незначительна и организм может обойтись без них.

5. Соединения, которые содержатся в живой и неживой природе называются неорганическими.

6. В молекуле воды связи ионные.

7. Вода является хорошим растворителем.

8. Вода обеспечивает объем клетки.

9. Вода участвует во многих реакциях, протекающих в клетке.

10. Отрицательно заряженные ионы называются катионами.

11. Молекула воды называется диполем.

12. Вода обеспечивает теплообмен в клетке.

Подведем итоги нашего урока. В состав живых организмов входит ряд относительно 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.

Живые организмы состоят из веществ, образованных атомами тех же химических элементов, которые входят в состав тел неживой природы. Этот факт говорит о взаимосвязи живой и неживой природы. В клетках разных живых организмов находятся атомы одинаковых химических элементов, что подтверждает единство всех живых организмов.

К макроэлементам относят элементы, содержание которых превышает \(0,001\) % от массы тела. \(98\) % массы любого организма составляют органогены: кислород, углерод, водород и азот.

Кислород (до \(75\) % ) входит в состав воды, органических и минеральных веществ клетки.
Углерод (около \(15\) % ) является обязательной составной частью всех органических молекул.
Водород (\(8\) % ) содержится в воде и в органических веществах.
Азот (около \(3\) % ) входит в состав белков, нуклеиновых кислот, АТФ.

Приблизительно \(2\) % от массы клетки приходится ещё на восемь макроэлементов. Это магний ( Mg ), натрий ( Na ), кальций ( Ca ), железо ( Fe ), калий ( K ), фосфор ( P ), хлор ( Cl ), сера ( S ).

К микроэлементам относятся те элементы, на долю которых приходится от \(0,000001\) % до \(0,001\) % : бор ( B ), никель ( Ni ), кобальт ( Co ), медь ( Cu ), молибден ( Mo ), цинк ( Zn ) и др.

Третья группа — ультрамикроэлементы , содержание которых не превышает \(0,000001\) % : уран ( U ), радий ( Ra ), золото ( Au ), ртуть ( Hg ), свинец ( Pb ), цезий ( Cs ), селен ( Se ) и др.

Количество химического элемента не определяет его значение для организма. Например, йод относится к микроэлементам, но он входит в состав гормонов щитовидной железы, которые регулируют обмен веществ в организме человека.

Органические соединения характерны только для живых организмов, в то время как неорганические существуют и в неживой природе. К органическим веществам относятся соединения углерода, содержащие также атомы водорода, кислорода, азота, фосфора.

В клетках находятся низкомолекулярные соединения: аминокислоты, моносахариды, нуклеотиды, витамины, а также высокомолекулярные (полимеры): белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты.

Молекулы этих веществ (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев. Белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты содержатся во всех живых клетках и выполняют важнейшие функции, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. Поэтому их называют биополимерами.

Простые вещества, из которых образуются макромолекулы, называются мономерами. Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды, белков — аминокислоты, а макромолекулы полисахаридов состоят из остатков глюкозы.

Урок познакомит учащихся с химическим составом клеток и организмов, позволит изучить роль основных неорганических и органических веществ организма в его жизнедеятельности.

Описание разработки

Цель:

познакомить учащихся с химическим составом клеток и организмов;

Задачи:

изучить роль основных неорганических и органических веществ организма в его жизнедеятельности; раскрыть связь строения, свойств и функций веществ в клетке и организме

Оборудование: таблицы по биологии.

Ход урока.

I. Проверка знаний.

Карточка 1. Какую из черт, характерную для живой природы, можно найти у какого-нибудь неживого объекта? Можете ли вы привести соответствующие примеры?

Карточка 2. Как вы считаете, в чем заключается и чем обусловлена необходимость выделения различных уровней организации живой материи?

Устная проверка знаний по вопросам.

1. Биологические системы и их примеры.

2. Признаки биологических систем и их характеристика.

3. Уровни организации живой природы.

II. Изучение нового материала.

1. Сравнение элементарного состава живой и неживой природы.

Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т. е. атомарный, состав живой и неживой природы.

Самыми распространенными элементами земной коры, на долю которых приходится 90% ее атомарного состава, являются: О, Si, Al и Na. Далее следуют Са, Fe, Mg, P и другие элементы.

В живых организмах обнаружено около 80 химических элементов. Но достоверно известно о функциях в организмах лишь в отношении 27 из них. В состав живых организмов входят атомы тех же элементов, что и в состав неживой природы, но их содержание иное.

По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три группы.

Органогенные (биофильные) элементы – С, Н, N, О. На их долю приходится 98% элементарного состава всех живых организмов.

Макроэлементы – Na, К, Са, Cl, P, S, Fe, Mg. Их концентрация превышает 0, 001%.

Микроэлементы – Zn, I, Cu, F, Мn, Мо, Со и многие другие. Их доля составляет менее 0, 001%. Таким образом, элементарный состав живой и неживой природы одинаков, что свидетельствует об их материальном единстве. Провести четкую грань между живым и неживым на уровне атомов не представляется возможным.

2. Характеристика органогенных элементов.

1) атомы всех этих элементов способны образовывать ковалентные связи посредством спаривания электронов;

2) они легко могут образовывать разнообразные химические соединения, реагируя друг с другом (кислород, азот и углерод могут образовывать как одинарные, так и двойные связи; углерод способен к образованию С–С связей, а также легко вступать в ковалентные связи с кислородом, азотом и серой) ;

3) все они имеют малую атомную массу.

3. Молекулярный состав живого вещества.

Большинство элементов, присутствующих в живой материи, образуют разнообразные химические соединения, которые подразделяются на неорганические и органические вещества. Органические соединения являются основой строения любого организма. Основой строения органических веществ служат атомы углерода. Приведем данные о содержании в клетке неорганических и органических веществ (табл. 2).

Весь материал - в документе.

Содержимое разработки

11 кл. Урок: Основные химические соединения живой материи

Цель: познакомить учащихся с химическим составом клеток и организмов;

Задачи изучить роль основных неорганических и органических веществ организма в его жизнедеятельности; раскрыть связь строения, свойств и функций веществ в клетке и организме

Оборудование: таблицы по биологии.

I. Проверка знаний

Устная проверка знаний по вопросам

1. Биологические системы и их примеры.

2. Признаки биологических систем и их характеристика.

3. Уровни организации живой природы.

II. Изучение нового материала

1. Сравнение элементарного состава живой и неживой природы

Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т.е. атомарный, состав живой и неживой природы.

По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три группы.

Органогенные (биофильные) элементы – С, Н, N, О. На их долю приходится 98% элементарного состава всех живых организмов.

Макроэлементы – Na, К, Са, Cl, P, S, Fe, Mg. Их концентрация превышает 0,001%.

Микроэлементы – Zn, I, Cu, F, Мn, Мо, Со и многие другие. Их доля составляет менее 0,001%. Таким образом, элементарный состав живой и неживой природы одинаков, что свидетельствует об их материальном единстве. Провести четкую грань между живым и неживым на уровне атомов не представляется возможным.

2. Характеристика органогенных элементов

1) атомы всех этих элементов способны образовывать ковалентные связи посредством спаривания электронов;

3) все они имеют малую атомную массу.

3. Молекулярный состав живого вещества

Белки
Жиры
Углеводы
Нуклеиновые кислоты
АТФ и другие низкомолекулярные органические соединения

Таким образом, молекулярный состав живой и неживой природы различен, поэтому на молекулярном уровне можно провести между ними четкую границу.

2. Содержание воды в клетке

Вода – одно из самых распространенных веществ на Земле, она покрывает большую часть земной поверхности и входит в состав всех живых организмов.

Вода составляет почти 80% массы клетки (в головном мозге – 85%, в клетках развивающегося зародыша – 90%). Две трети массы человека составляет вода. Человек может прожить без воды не более 14 дней. Потеря организмом 20% воды может привести к смерти. Однако, не все клетки организмов содержат одинаковое количество воды. Так, в клетках эмали зубов воды около 10%, столь же немного ее в клетках покоящихся семян. В клетках молодого организма воды – около 80%, а в клетках старого – только 60%. Приведенные данные позволяют сделать вывод: чем больше воды в клетке, тем интенсивнее в ней идут обменные процессы.

3. Структура и свойства молекулы воды

Уникальные свойства воды объясняются структурой ее молекул и определяют ее биологические функции. Из курса химии известно, что формула молекулы воды Н2О. Она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода и при этом электронейтральна. Но электрический заряд внутри молекулы распределен неравномерно: в области атомов водорода (точнее протонов) преобладает положительный заряд, в области, где расположен кислород, выше плотность отрицательного заряда. Следовательно, частица воды – диполь.

Вследствие того, что электронные облака атомов водорода в молекуле воды оттянуты к атому кислорода, ядра водородных атомов способны взаимодействовать с неподеленными парами электронов атомов кислорода соседних молекул воды, т.е. между молекулами воды образуются водородные связи. Каждая молекула воды имеет два атома водорода и две неподеленные пары электронов, значит она может образовывать водородные связи с четырьмя соседними молекулами воды.

Таким образом молекулы воды соединяются в удвоенные, утроенные и так далее ассоциированные молекулы (гидраты). В итоге, в жидком состоянии вода состоит из отдельных молекул и ассоциантов типа (Н2О)х. Способность молекул воды к образованию водородных связей друг с другом существенно влияет на физические свойства этого вещества. Большая теплоемкость, теплота плавления и теплота парообразования воды объясняются тем, что большая часть поглощаемого тепла расходуется на разрыв водородных связей между молекулами.

Вода обладает высокой теплопроводностью. Она практически не сжимается и прозрачна в видимом участке спектра. Наконец, вода – вещество, плотность которого в жидком состоянии больше, чем в твердом (при 4 °С вода имеет максимальную плотность, у льда плотность меньше, поэтому он поднимается на поверхность).

Физические и химические свойства делают воду уникальной жидкостью и определяют ее биологическое значение.

4. Биологическое значение воды

Роль воды к клетках и в организмах велика. Рассмотрим ее биологические функции, исходя из физических и химических свойств этого уникального вещества.

III. Закрепление знаний

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

IV. Домашнее задание§28 прочитать, ответить на вопросы

Изучить параграф учебника (элементарный и молекулярный состав живого вещества).

-75%

Читайте также: