Вода і мінеральні солі

 

Тема. Вода та її основні фізико-хімічні властивості. Інші неорганічні сполуки.

Мета:

• поглибити знання учнів про властивості води і різноманітність мінеральних солей в живих організмах;
• проаналізувати особливості будови й хімічні властивості  речовин, які дозволяють їм ефективно виконувати свої функції;
• розвивати  уміння логічно мислити та робити висновки;
• виховувати бережливе ставлення до власного здоров'я та економного використання води..

Обладнання і матеріали: таблиці,  які ілюструють особливості будови моделі молекул води, підручник, картки, малюнки.

Базові поняття і терміни: полярні речовини, дифузія, гідрофобні, гідрофільні, осмотичний тиск, аніони, катіони.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організаційний етап

Привітання вчителя та перевірки присутніх на уроці.

ІІ. Актуалізація опорних знань

 Запитання до учнів:

Установіть відповідність між предметом дослідження й наукою, що його вивчає.                                                                                                                      Предмет дослідження                                      Наука

1. Спадковість                                     А. Мікологія

2. Гриби                                               Б. Ботаніка

3. Сосна                                                В. Фізіологія

4. Фотосинтез                                      Г. Анатомія

5. Органоїди клітин                           Д. Цитологія

6. Тварини                                           Е. Генетика 

7. Мохи                                                Є. Бріологія

8. Тканини                                          Ж. Гістологія

9. Природні фактори                          З. Екологія

10.  Будова тіла                                   К.  Зоологія

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Ми кажемо: вона тече;

Ми кажемо: вона виблискує;

 Вона біжить завжди вперед,

Але нікуди не тікає. (Вода)

Про цю речовину А. де Сент-Екзюпері  говорив  ось що: «Не можна сказати, що ти необхідна для Життя, ти саме Життя…Ти найбільше багатство у світі». Яку речовину мав на увазі письменник?                                                                Повідомити тему, мету та завдання уроку

ІV. Вивчення нового матеріалу

1.Неорганічні сполуки: вода та мінеральні солі. 

Вам уже відомо, що всі хімічні речовини поділяють на органічні та неорганічні. Загальний вміст неорганічних речовин (крім води) у різних клітинах варіює в межах від одного до декількох відсотків. Серед неорганічних речовин важливу роль у забезпеченні функціонування окремих клітин і цілісних організмів відіграють вода, неорганічні кислоти, луги та солі.  Серед неорганічних сполук живих організмів особлива роль належить воді. Вода є основним середовищем, у якому відбуваються процеси обміну речовин та перетворення енергії. Вміст води в більшості живих організмів становить 60-70%, а в деяких (наприклад, у медуз) до 98%. Вода утворює основу внутрішнього середовища живих організмів (крові, лімфи, міжклітинної рідини).

Якщо розглядати показник кількості даного оксиду у всіх агрегатних станах, то його на планеті близько 75% від загальної маси. При цьому слід враховувати зв'язану воду в органічних сполуках, живих істотах, мінералах та інших елементах.

Вміст води в організмі людини становить близько 65 %. Тобто, якщо маса людини становить 60 кг, то з них 39 кг припадає на воду. Слід зазначити, що вміст води залежить і від віку: у новонароджених він становить близько 75-80 %, у період завершення росту -65-70 %, а в людей похилого віку - лише 55-60 %. Між різними органами і тканинами людини вода розподілена нерівномірно: найбільше її в крові та нирках - 82-83 %, головному мозку - до 80 %, печінці - 75 %, м'язах -70-76 %, натомість у жировій тканині - близько 30 %, кістках - близько 20 %.

Оскільки організм людини щоденно витрачає приблизно 2-2,5 л води (вона виводиться з неперетравленими рештками їжі, сечею, потом, випаровується з поверхні слизових оболонок ротової порожнини та дихальних шляхів), то така сама її кількість має постійно надходити туди.

2.Вода має унікальні хімічні та фізичні властивості.

Порівняно з іншими рідинами в неї відносно висока температура кипіння і випаровування. Молекула води (Н₂0) складається з двох атомів Гідрогену, які пов'язані міцним ковалентним зв'язком з атомом Оксигену. Молекула води електронейтральна, бо на її різних полюсах розташовані позитивний та негативний електричні заряди. Це визначає і таку властивість молекули води, як полярність. Саме завдяки полярності сусідні молекули води можуть притягуватись одна до одної: сили електричної взаємодії виникають між негативним зарядом на атомі Оксигену однієї молекули та позитивним зарядом на атомі Гідрогену іншої. Такий тип зв'язку називають водневим. Він у 15-20 разів слабший за ковалентний.

3.Функції води в життєдіяльності організмів.

Вода утворює основу внутрішнього середовища живих організмів, у якому відбуваються процеси обміну речовин і перетворення енергії. Вода бере безпосередню участь у реакціях розщеплення органічних сполук.                      Водний баланс - це певне співвідношення між надходженням і витрачанням води живою системою.

 Вода визначає фізичні властивості клітин - їхній об'єм і внутрішньоклітинний тиск (тургор). 

 Вода - універсальний розчинник. Речовини, здатні добре розчинятися у воді, називають гідрофільними (полярними), нерозчинні - гідрофобними (неполярними).                                                                                                                                  Вода відіграє надзвичайно важливу роль у транспорті різних сполук у живих організмах. Вона бере участь у складних біохімічних реакціях і процесах теплорегуляції організмів. Основні свої потреби людина задовольняє за рахунок питної води певних стандартів якості. Перед споживанням вода має бути очищена. Методи очищення стічних вод поділяють на механічні, фізико-хімічні та біологічні.

  Важливе біологічне значення для функціонування організмів має і те, що вода під впливом розчинених у ній речовин може змінювати свої властивості, зокрема температуру замерзання і кипіння. Так, із настанням зими у клітинах морозостійких рослин і холоднокровних тварин підвищується концентрація розчинних вуглеводів та інших сполук (наприклад, гліцерину). Це перешкоджає переходу води в організмах у кристалічний стан і таким чином запобігає їхній загибелі.

4. Мінеральні солі.

Для підтримання процесів життєдіяльності окремих клітин і організму в цілому важливе значення мають солі неорганічних (мінеральних) сполук. У живих організмах вони розчинені в воді (у вигляді іонів) або перебувають у вигляді твердих сполук. Іони утворені катіонами металів (калію, натрію, кальцію, магнію тощо) і аніонами кислот (хлоридної - СІ^-, сульфатної - НSO₄^-, SO₄^2-, карбонатної - НСО₃^-, фосфатної - Н₂РО₄^-, НРО₄^2- та ін.).

Різна концентрація К⁺ і Na⁺ поза клітинами та всередині них спричинює виникнення різниці електричних потенціалів на плазматичних мембранах клітини. Це забезпечує передачу нервових імпульсів, а також транспорт речовин через мембрани. Регуляторну функцію та активацію багатьох ферментів здійснюють Са²⁺ і Мg²⁺. Сполуки кальцію (СаСО₃) входять до складу черепашок молюсків і найпростіших (радіолярій) внутрішньоклітинний скелет побудований з двооксиду силіцію (SіО₂) або сульфатнокислого стронцію (SrSO₄).

Важливі функції виконують також неорганічні кислоти. Так, хлоридна кислота створює кисле середовище в шлунку хребетних тварин і людини, забезпечуючи цим активність ферментів шлункового соку.

5.Питна вода та вимоги до її якості.

В Україні вимоги до якості питної води визначені Державним стандартом. Згідно з ним питна вода має бути епідеміологічно безпечною та нешкідливою за хімічним складом. Безпеку води в епідеміологічному відношенні визначають як загальною кількістю мікроорганізмів (не більше 100 в 1 см3 води), так і за кількістю клітин кишкової палички (не більше 3 в 1 дм³ води). Питна вода не повинна містити водні організми, помітні неозброєним оком, та плівку на поверхні.

Для обмеження втрат і збереження якості прісної води потрібні такі заходи. Назвіть які?

V. Узагальнення і систематизація знань

 1. Яке із наведених нижче тверджень вірне?

Біохімія – це біологічна наука, що вивчає…

А. фізичні властивості речовин, що входять до складу живих організмів, зміну їх агрегатного стану та зв’язок з діяльністю органів та тканин;

Б. хімічну природу речовин, що входять до складу живих організмів, їх перетворення та зв’язок з діяльністю органів та тканин;

В. вплив живих організмів на кількісний склад хімічних елементів в навколишньому середовищі.

2. Органогенними елементами є:

А. Оксиген (О);

Б. Фтор (F);

В. Карбон (С);

Г. Гідроген (Н);

Д. Фосфор (Р);

Е. Магній (Мg);

Ж. Нітроген (N).

3. Органогенні елементи відносяться до:

А. мікроелементів;

Б. мікроелементів;

В. ультрамікроелементів.

4. Найменша кількість в організмах:

А. мікроелементів;

Б. мікроелементів;

В. ультрамікроелементів.

5. Найпоширеніша на планеті Земля речовина – це…

А. повітря;

Б. вода;

В. мінерали;

Г. пісок.

6. Які з нижче наведених тверджень правильні?

А. вода має максимальну щільність при 0ºС;

Б. вода має високу теплопровідність;

В. вода має малу теплоту випаровування;

Г. вода характеризується великим поверхневим натягом.

7. Які з тверджень вірні?

А. атоми Оксигену в молекулі води пов’язані з двома атомами Гідрогену ковалентним зв’язком;

Б. атоми Оксигену в молекулі води пов’язані з двома атомами Гідрогену водневим зв’язком;

В. сусідні молекули води пов’язані ковалентним зв’язком;

Г. сусідні молекули води пов’язані водневим зв’язком.

8. В якому вигляді в організмі перебувають мінеральні солі?

А. у вигляді газу;

Б. у вигляді твердих сполук;

В. у вигляді рідини;

Г. у вигляді іонів.

VІ. Домашнє завдання.

    Опрацювати матеріал підручника.