Подготовить сообщение о свойствах одного из органогенных элементов

Обновлено: 04.07.2024

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

Автор – учитель химии и биологии Шапошникова И.А.

Тема: Химические элементы – органогены: H , O , C , N , P , S .

Цель – формирование представлений учащимися о химических элементах - органогенах.

Познакомить с ролью биоэлементов в жизни растений, животных и человека

Развить навыки самостоятельной работы с учебной литературой

Ход занятия

Стадия вызова

1.Парная работа.

Индивидуальная работа.

Лабораторный опыт. Определение нитратов.

Опасными загрязнителями продуктов питания нитраты становятся тогда, когда на каждый кг веса человек потребляет 5 мг нитратов в сутки.

Вариант-1.Определение нитратов в питьевой воде.

В питьевой воде должно содержаться не более 45мг/л нитрат-ионов.

Вариант-2.Определение нитратов в продуктов.

Стадия осмысления

Групповая работа.

Класс делится на группы по четыре человека, должно получиться шесть групп. Учащиеся знакомиться с содержанием параграфа, работая в шести группах. При этом каждая группа получает комплект вопросов по своему биоэлементу.

Первый комплект вопросов (Водород)

Почему избыток воды в организме также вреден, как и недостаток?

Как приспособились растения к избытку и недостатку воды в окружающей среде?

К какой экологической группе (по отношению к воде) относятся преобладаемые виды растений вашей местности?

Дайте характеристику воде: а) с точки зрения физики, б) с точки зрения химии, в) какие свойства воды обеспечивают ее биологическую роль в живом организме?

Второй комплект вопросов (Кислород)

Какое значение играет кислород для большинства живых организмов на Земле?

Что нужно учитывать человеку, проживающему на высоте, близкой к уровню моря, и решившему совершить горное восхождении? Ответ обоснуйте.

Чем опасно разрушение озонового слоя атмосферы

Третий комплект вопросов (Углерод)

Какую физиологическую роль играет углекислый газ в организме человека? Чем он важен для растений?

Назовите бытовые ситуации, которые могут стать источниками образования угарного газа. Как избежать отравления угарным газом? Какую помощь следует оказать при отравлении СО?

Объясните почему при отравлениях необходимо выпить взвесь активированного угля в воде?

Четвертый комплект вопросов (Азот)

Предложите путь, по которому атом азота атмосферы может попасть в организм человека.

Какие продукты, содержащие белок, необходимо употреблять в период интенсивного роста организма?

Назовите азотные удобрения, их химические формулы и значение для роста растений?

Пятый комплект вопросов (Фосфор)

Чем опасна работа с фосфором и его соединениями?

Назовите аллотропные соединения фосфора и их физические свойства.

Шестой комплект вопросов (Сера)

Какое значение играет сера в живых организмах? Какими продуктами необходимо питаться человеку, чтобы восполнить дефицит серы?

Какие соединения серы человек использует в металлургии?

Приведите примеры хемосинтезирующих бактерий. Какие соединения они используют для хемосинтеза. Какой тип химических реакций лежит в основе хемосинтетических процессов?

2.Индивидуальная работа.

Учащиеся знакомятся с текстом параграфа и ищут ответы на вопросы, ответы записывают в рабочую таблицу.

Рабочая таблица

Стадия рефлексии

1.Коллективная работа.

Презентация работы каждой группы происходит после обсуждения всех вопросов в группе. Лидер каждой группы может помогать участникам своей группы во время презентации или задавать наводящие вопросы во время презентации своей группы.

Домашнее задание

1.Подготовить ответы на следующие вопросы:

Что объединяет рассмотренные в данном занятии химические элементы?

Вспомните из курса биологии и химии, какие вещества растворимы воде, а какие – нет. Как называют эти две группы веществ?

Как решают проблему дефицита воды животные в пустыне?

Подберите фотографии репродукций картин, связанных с водой.

Сделайте подборку пословиц, поговорок и крылатых фраз о воде.

В каких целях в быту используют перекись водорода?

Создайте компьютерную презентацию о роли воды на планете Земля, используя ресурсы интернета.

Какой химический элемент входит в состав костной ткани и молекул ДНК?

Найдите микрофотографии или рисунки хемосинтезирующих бактерий, используя ресурсы интернета. Создайте статью с найденными иллюстрациями в интернете на сайте Википедии – свободной энциклопедии.

Домашний эксперимент.

Углерод. Задание 1. Найдите в домашней аптечке активированный уголь. Возьмите любой фруктовый сок, окрашенный в красный цвет (вишня, смородина, виноград). Окрашенные вещества можно удалять с помощью таблеток активированного угля. Добавьте в любой окрашенный сок несколько таблеток угля и посмотрите, что при этом произойдет? Чтобы результат опыта было удобно наблюдать, необходимо:

Исходный сок налейте в стакан и добавьте воды, чтобы окраска была не яркой.

Полученный раствор разлейте в два стакана.

В один из них добавьте 1-2 таблетки активированного угля.

Дайте углю отстояться или отфильтруйте раствор.

Сравните окраску двух полученных растворов.

Задание 2. Возьмите чайную ложку питьевой соды и насыпьте в стакан, добавьте 6 чайных ложек воды и растворите соду. Возьмите столовый уксус и добавляйте чайными ложками к раствору питьевой соды и перемешайте. Наблюдайте выделение углекислого газа. Сколько чайных ложек уксуса добавили, чтобы газ больше не выделялся?

Помните! Нельзя столовый уксус пробовать на вкус!

Задание 3. Возьмите питьевую соду NaHCO ₃ . Нагрейте на плите в небольшой кастрюльке воду почти до кипения и снимите с плиты. В горячую воду бросьте столовую ложку питьевой соды. Вы наблюдаете бурное выделение углекислого газа CO ₂ . Напишите уравнение разложения соды. NaHCO ₃ →…+…+ CO ↑

ОРГАНОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОРГАНОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (органогены), главнейшие четыре элемента, участвующие в построении химич. соединений. входящих в состав организма, а именно: углерод, водород, кислород и азот. Углерод и водород входят во все органические соединения, встречающиеся в организме; в важнейшие соединения, как жиры, углеводы, входит еще кислород, а в белковые вещества кроме того азот.

Большая медицинская энциклопедия . 1970 .

Смотреть что такое "ОРГАНОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ" в других словарях:

КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ — КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ. Вещество зем ! ной коры находится в. непрерывном движе I нии, вызванном разнообразными причинами, | связанными с физ. хим. свойствами вещества, | планетными, геологическими, географиче | скими и биол. условиями земли. Это… … Большая медицинская энциклопедия

Группы химических элементов — Группа химических элементов термин, используемый ИЮПАК для описания номенклатурной классификации химических элементов[1]. Содержание 1 Названия групп химических элементов, утверждённые ИЮПАК … Википедия

Горная порода — (Rock) Горная порода это совокупнность минералов, образующая самостоятельное тело в земной коре, вследстие природных явлений Группы горных пород, магматические и метаморфические горные породы, осадочные и метасоматические горные породы, строение… … Энциклопедия инвестора

Горные породы — твердая кора земного шара и весь твердый его остов сложены из минеральных агрегатов. Г. породами называются те из этих агрегатов, которые играют существенную роль в составе литосферы, обнаруживая в основных чертах постоянство состава и строения в … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Промышленность — (Industry) История промышленности Основные отрасли промышленности в мире Содержание Содержание Раздел 1. История развития . Раздел 2. Классификация промышленности. Раздел 3. промышленности. Подраздел 1. Электроэнергетика. Подраздел 2. Топливная… … Энциклопедия инвестора

Осадочная порода — Содержание 1 Определение 2 Классификация осадочных горных пород 3 Генезис осадочных горных пород … Википедия

Осадочные породы — Содержание 1 Определение 2 Классификация осадочных горных пород 3 Генезис осадочных горных пород … Википедия

Земля — (Earth) Планета Земля Строение Земли, эволюция жизни на Земле, животный и растительный мир, Земля в солнечной системе Содержание Содержание Раздел 1. Общая о планете земля. Раздел 2. Земля как планета. Раздел 3. Строение Земли. Раздел 4.… … Энциклопедия инвестора

Углерод. Благодаря способности углерода давать огромные количества различных соединений возникло все богатство и разнообразие видов растений и животных. Соединения углерода с водородом, кислородом, азотом, фосфором и серой являются основой живых биологических структур. Из общей массы живого вещества углерод составляет около 10%. Общее содержание углерода в организме человека равно примерно 16 кг.

Водород. Является одним из наиболее распространенных элементов во Вселенной и составляет около 1% массы земной коры. В организме человека содержится около 10% водорода. Его содержание в белках колеблется от 6,5 до 7,3%. Молекулы нуклеиновых кислот соединены между собой водородными связями. Все биохимические процессы совершаются при строго определенной, постоянной концентрации ионов водорода.

Азот. Общее содержание азота в организме составляет 3,1%. Играет важную роль в обмене веществ: обязательная составная часть белков (пептидные связи); также входит в состав гетероциклических соединений, нуклеотидов, некоторых витаминов и гормонов, ферментов. Таким образом, азот является обязательной частью каждой клетки любого организма. Азот образует довольно прочные ковалентные полярные связи, способные под влиянием биологических катализаторов легко разрываться, создавая условия для биохимических реакций.

Фосфор. Как и азот, фосфор относится к органогенам и играет важную роль в обмене веществ. Его содержание в организме человека составляет примерно 1% от массы тела. Основное количество фосфора (85%) содержится в костях и зубах; важное значение для организма имеет и содержание фосфора и его соединений в крови, головном мозгу, нервных волокнах, т.к. он входит в состав белков, жиров, ферментов и других сложных органических систем в виде фосфат-ионов. Фосфаты сахаров, аминокислот и др. весьма реакционоспособны, поэтому первой стадией биохимических процессов является превращение органического соединения в сложный эфир фосфорной кислоты. Содержащаяся в живых тканях аденозинтрифосфорная кислота является основным аккумулятором энергии. Фосфаты калия и натрия имеют важное значение для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме. Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция. Для его всасывания и усвоения необходим витамин D. Суточная потребность человека в фосфоре равна 1-2 г и полностью удовлетворяется за счет пищи.

Кислород. Общее содержание кислорода в организме человека составляет 62,43%. В состоянии покоя взрослый человек потребляет 264 см3 кислорода в минуту, участвуя во всех видах обмена веществ. Все реакции окисления-восстановления протекают при наличие кислорода. В количестве 21,3-23,5% входит в состав белков, витаминов, гормонов ферментов и др. веществ.

Сера. Общее содержание серы в организме составляет примерно 140 г. Суточная потребность взрослого человека в сере около 1 грамма. Сера как органоген входит в состав многих веществ, в том числе белков, аминокислот, гормонов и витаминов, является составной частью сульфгидрильных групп (SH). Много серы в кератине волос, костях, нервной ткани. В организме сера окисляется с образованием серной кислоты, которая участвует в обезвреживании ядовитых соединений.

Хлор. Его содержание в организме человека составляет около 100 г, суточная потребность 4-6 г. Находится в основном во внеклеточной жидкости. Свободный (молекулярный) хлор токсичен и вдыхание воздуха, содержащего даже малые количества этого газа, вызывает раздражение дыхательных путей, мучительный кашель и отек легких.

Натрий. Один из основных внеклеточных ионов. Содержание натрия в организме человека составляет 0,25%. Суточное потребление натрия человеком, как правило, значительно превышает физиологическую потребность и составляет в среднем 3-6 г в день. Практически в таком же количестве он выводится из организма. Биологическая роль его многообразна. Это основной катион, участвующий в поддержании кислотно-щелочного равновесия и осмотического давления внеклеточных и внутриклеточных жидкостей. 1 моль ионов натрия осмотически связывает 400 моль воды. Ионы натрия и калия участвуют в передаче нервных импульсов через мембраны нервных клеток и поддерживают нормальную возбудимость мышечных волокон. При изменении содержания ионов натрия в организме происходит нарушение функции нервной, сердечно-сосудистой систем, гладких и скелетных мышц.

Калий. Является основным внутриклеточным ионом. Общее содержание в организме человека – 0,22%. Благодаря определенному соотношению ионов натрия и калия поддерживается нормальный ритм мышечной работы (образуется система, обеспечивающая изотоничность клеток и окружающей среды, а также нормальное течение биоэлектрических явлений, связанных с процессами нервной и мышечной возбудимости и проводимости). Большие дозы калия угнетают автоматизм и сократительную функцию миокарда.

Магний. Является внутриклеточным ионом. В организме взрослого человека содержится около 20 г магния. Половина этого количества сосредоточена в костях, остальное в биологических жидкостях, в основном в плазме крови.

Биологически значимые элементы (в противоположность биологически инертным элементам) — химические элементы, необходимые живым организмам для обеспечения нормальной жизнедеятельности.

Элементы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, классифицируют по разным признакам — содержанию в организме, степени необходимости, биологической роли, тканевой специфичности и др [1] . По содержанию в теле человека и других млекопитающих элементы делят на

макроэлементы (сотые доли процента и более);
микроэлементы (от стотысячных до тысячных долей процента);
ультрамикроэлементы (миллионные доли процента и менее) [1][2][3][4] .

Некоторые авторы проводят границы между этими типами по другим значениям концентрации [5] [6] [7] . Иногда ультрамикроэлементы не отделяют от микроэлементов [5] .

Эти элементы слагают основу тел организмов. Содержатся в организме взрослого человека в значительных количествах, от десятков граммов (хлор, магний) до десятков килограммов (кислород, углерод); другими словами, к макроэлементам относятся все биоэлементы, содержание которых в организме превышает 0,1 % массы тела. [8]

Органогенные элементы

Основную долю массы клетки составляют 4 элемента [9] (указано их содержание в теле человека) [10] :

Эти макроэлементы называют органогенными элементами [комм. 1] [8] или макронутриентами (англ. macronutrient ) [комм. 2] . Преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества. Иногда эти четыре элемента обозначают акронимом CHNO, состоящим из их обозначений в таблице Менделеева.

Другие макроэлементы

Ниже перечислены другие макроэлементы [1] и их содержание в теле человека. [10] [14]

Микроэлементы — элементы, содержание которых в организме человека находится в пределах от 0,001 до 0,00001 % (от нескольких г до нескольких мг); другими словами, к микроэлементам относятся все элементы, содержание которых меньше 0,1 % массы тела. По своему значению для обеспечения жизнедеятельности организма, микроэлементы можно разделить на три группы: микроэлементы эссенциальные, микроэлементы условно эссенциальные, микроэлементы токсичные и малоизученные. [8] Сложность подобной классификации микроэлементов состоит в том, что сами эссенциальные микроэлементы при определённых условиях могут вызывать токсичные реакции, а отдельные токсические микроэлементы при определённой дозировке и экспозиции могут обнаруживать свойства эссенциальных, то есть оказываться жизненно важными. [5] [18] Содержание микроэлементов в организме мало, но они участвуют в биохимических процессах и необходимы живым организмам. Поддержание их содержания в тканях на физиологическом уровне необходимо для поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза) организма. [19]

Эссенциальные микроэлементы

Эссенциальными (или жизненно необходимыми) называют микроэлементы, которые постоянно присутствуют в организме и для которых установлена их исключительная роль в обеспечении жизнедеятельности. Все жизненно необходимые микроэлементы поступают в организм с пищей и питьевой водой. [8] Среди них (в алфавитном порядке): [14] [18]

Условно эссенциальные микроэлементы

Условно эссенциальными (или условно жизненно необходимыми) называют микроэлементы, в отношении которых накапливается всё больше данных об их важной роли в обеспечении жизнедеятельности организма. [8] Среди них (в алфавитном порядке): [14] [5]

Токсичные и малоизученные микроэлементы

К токсичным и малоизученным относится большая группа элементов, которые в микроколичествах постоянно присутствуют в организме, однако их биологическая роль изучена ещё недостаточно. Так как многие из этих элементов обладают относительно высокой токсичностью, обычно основное внимание уделяется именно их вредному воздействию на организм. Токсичные и малоизученные микроэлементы не входят в число эссенциальных микроэлементов. [8] Среди них (в алфавитном порядке): [18] [5]

Биогенными (биофильными) называют химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определённые биологические функции. Элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, называют макробиогенными (С, О, N, H, Ca, P, S), а в малых количествах — микробиогенными. Для растений это: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, которые обеспечивают функции фотосинтеза, азотного обмена и метаболическую функцию. Для животных требуются как перечисленные элементы (кроме B), так и дополнительно Se,Cr, Ni, F, I и Sn. Несмотря на малые количества, все эти элементы необходимы для жизнедеятельности биосистем. [20] [21] [22]

Ионная природа элементов приводит к образованию их комплексов под действием различных неабсорбированных компонентов пищи. Не все факторы, влияющие на эти процессы, хорошо изучены. [23] [24] В числе прочего гомеостаз элементов в организме человека зависит от следующего:

алкоголь;
потеря крови; ; ; ;
тяжёлые металлы; ;
генетическая предрасположенность;
хирургическое вмешательство; ; ;
беременность;
противогриппозные вакцины пролонгированного действия;
нарушение всасывания (мальсорбация);
потоотделение;
пищевые волокна;
кормление грудью; . [18]

Биологически значимые элементы не только усваиваются в желудочно-кишечном тракте, для многих из них он является местом выделения. В идеале большая часть выделенных в желудочно-кишечный тракт элементов реабсорбируется. Одни элементы могут усваиваться путём активного транспорта или стимулирования диффузии; другие усваиваются посредством пассивной диффузии, некоторые — с помощью двух и более механизмов. Усвоение необходимых элементов контролируется гомеостазом, что обеспечивает их нормальное, или симметричное, распределение. [25]

Существует определённое физиологическое взаимодействие между элементами, конкурирующими за места образования связей на щёточной каёмке энтероцитов, за определённые органические комплексообразующие элементы внутри энтероцитов или за сайты на специфических транспортных белках. Существует и конкуренция за рецепторы перед встраиванием в их дефинитивную матрицу в функциональных клетках. Физические и химические свойства элементов определяются при этом их электронной конфигурацией. [26]

Основные причины, вызывающие недостаток минеральных веществ:

Неправильное или однообразное питание, некачественная питьевая вода.
Геологические особенности различных регионов Земли — эндемические (неблагоприятные) районы (см. Эндемические заболевания).
Большая потеря минеральных веществ по причине кровотечений, болезнь Крона, язвенный колит.
Употребление алкоголя и некоторых лекарственных средств, связывающих микроэлементы или вызывающих их потерю организмом.

Микро- и макроэлементы попадают в организм главным образом с пищей. Для их обозначения в английском языке существует термин dietary minerals . [27]

Читайте также: