ПЛАН УРОКА. УРОК 9 Биология ОДП.03. Количество часов – 1. Специальность 19.01.17 «Повар. Кондитер». Группа 3ПК

ПЛАН УРОКА

УРОК 9 Биология ОДП.03

Количество часов – 1

Дата 07.10.2020

Специальность 19.01.17 «Повар. Кондитер»

Группа 3ПК

Раздел 2. Молекулярный уровень организации живой природы.

Тема1. Элементный состав организмов.

Тип урока: Урок-лекция.

Тема: Многообразие неорганических соединений, входящих в состав живых организмов. Биологические функции оксидов, кислот, оснований. Физиологические значения неорганических солей.

Цель урока:

- способствовать формированию знаний о химическом составе клетки, о функциях оксидов, кислот, оснований и минеральных солей;

· прививать интерес к изучению предмета биологии через его связь с другими науками (химия) и с жизнью, развивать устную речь

Ход урока.

1. Орг. момент.

2. Подача нового материала.

Среди сложных веществ, как правило, выделяют четыре основных класса: оксиды, кислоты, основания, соли. Эта классификация разработана выдающимися химиками XVIII-XIX веков А. Л. Лавуазье, М. В. Ломоносовым, И. Я. Берцелиусом, Дж. Дальтоном.

Оксиды - сложные бинарные соединения элементов с кислорода. Особенностями, которые обусловливают биологическое значение оксидов, являются: 1) кислород соединяется с неметаллами, образуя кислотные оксиды (СO₂,SO₂, SO₃, N₂O₅, Р₂O₅ и др.) Они молекулярное строение, ковалентные связи и, в большинстве, хорошо растворяются в воде, образуя биологически важные неорганические, или минеральные, кислоты 2) с металлами кислород образует основные оксиды (К₂O, Na₂O, MgO), которые являются ионными соединениями и в большинстве нерастворимые в воде эти оксиды способны реагировать с кислотами с образованием важных для живого солей; основные оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов с водой реагируют легко, образуя соответствующие основания; 3) из группы амфотерных оксидов, которые способны проявлять и кислотные, и основные свойства, наибольшее значение для организмов имеют оксид водорода и оксид железа III; 4) оксиды со связями между двумя атомами кислорода называются пероксидами; в живых системах важное значение имеет Н₂O₂ , который является сильным окислителем и поэтому опасным для клеток. Он образуется как продукт реакций окисления и сразу же разлагается с участием специфических ферментов-каталаз.

Итак, оксиды неметаллов и металлов являются распространенными в составе биосистем, где выполняют определенные жизненно важные функции:

1) участвуют в образовании неорганических соединений живого (кислотные оксиды образуют кислоты, основные - образуют основы и соли)

2) является строительным материалом (например, из оксида кремния построены скелеты диатомовых водорослей, радиолярий)

3) являются ядовитыми соединениями (например, оксиды фосфора, серы, перекиси)

4) проявляют свойства растворителя (например, вода).

Особенно важным для живых организмов с углекислый газ. В живой природе СО₂. образуется в процессе дыхания организмов как конечный продукт окисления органических соединений, во время брожения и распада органических соединений, которые осуществляются при участии микроорганизмов, его выделяют растения в темноте. При нормальных условиях оксид углерода(IV) СО₂ находится в газообразном состоянии в форме молекул. Это бесцветный газ, не имеет запаха, тяжелее воздуха и растворимый в воде. Диоксид углерода имеет свойства, которые обусловливают его использования организмами для фотосинтеза и хемосинтеза, обеспечивающие образование органических веществ для автотрофных организмов. Он также с частью буферных систем, регулятором дыхания и тому подобное. В сельском хозяйстве углекислый газ используют в качестве удобрения. Недостаток его в воздухе, довольно часто наблюдается в условиях закрытого грунта, особенно при гидропонной культуре, снижает интенсивность фотосинтеза и урожай.

Кислоты . Кислотами называются соединения, содержащие в молекулах атомы водорода и кислотные остатки. Основными особенностями, которые обусловливают биологическое значение кислот, является то, что они:

1) обладают способностью при диссоциации образовывать анионы кислотных остатков и катионы водорода Н +, от концентрации которых зависят кислотность жидкостей внутренней среды, активность ферментов и тому подобное;

2) сильные кислоты (HNO₃, НСl, H₂SO₄ ) способны растворять практически все минеральные соединения литосферы; в результате этого растения могут получать фосфор, калий, кальций, которые находятся в почве в недоступном для них состоянии, а также нерастворимые продукты обмена, присоединяя остатки кислот, становятся растворимыми и могут удаляться из организма вместе с водой;

3) в слабых кислот (HNO₂, Н₂СO₃, HCN, H₂S) лишь небольшая часть молекул распадается полностью на ионы, и поэтому они входят в состав буферных систем, поддерживающих постоянное значение pH внутренней среды биосистем;

4) все неорганические кислоты хорошо растворимы в воде, за исключением нерастворимой кремниевой кислоты H₂SiO₃ , которая в воде образует коллоидные растворы; поэтому в организме животных и человека кремниевые соединения повышают вязкость крови, усиливают сопротивляемость органов, активизируют фагоцитоз и др. Итак, минеральные кислоты в живой природе имеют большое значение, поскольку определяют pH среды, участвуют в образовании солей, обеспечивают минеральное питание растений, осуществляют защиту организма, активацию пищеварительных ферментов и др.

Основаниями называют соединения, в состав которых входят атом металла и гидроксильные группы. Биологическое значение оснований:

1) они обладают способностью связывать ионы водорода Н⁺, поэтому в биосистемах вместе с кислотами участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия жидкостей внутренней среды;

2) растворимые в воде основания - щелочи способны образовывать при взаимодействии с кислотами кислые соли; это свойство организмы реализуют для образования гидрогенкарбонатнои и фосфатной буферных систем;

3) большинство оснований в воде нерастворимые, и поэтому их живые организмы образуют как конечные продукты окислительно-восстановительных реакций, которые должны быть удалены в окружающую среду; например, железобактериями из родов Leptothrix, Siderocapsa, Metallogenium окисляют органические соединения железа (II) с образованием гидроксида Fe (OH), который откладывается на поверхности клеток;

4) щелочи могут образовываться путем взаимодействия щелочных и щелочно-земельных металлов и их оксидов с водой, достаточно часто наблюдается в почвах; например, избыток кальция в почвах обусловливает их щелочные свойства благодаря образованию Са(ОН)₂, определяющие существование определенных микроорганизмов и растений, которые называются алкалифильными (ацидофобными). Итак, основания выполняют в биосистемах такие важные функции, как регуляция pH среды, образования защитных образований, определяющих условия существования многих жителей почвы и т.п.

Минеральные соли. Соли можно рассматривать как продукты полного или частичного замещения атомов водорода в кислотах на атомы металлов. Эти сложные соединения при диссоциации распадаются на катионы металлов и анионы кислотных остатков, благодаря чему происходит поступление из среды существования в биосистеме многих питательных элементов (трофическая функция солей). Наиболее распространенными реакциями солей является окислительно-восстановительные, благодаря которым живое вещество биосферы выполняет свою окислительно-восстановительную функцию. С помощью живых организмов в почве, воде и воздухе окисляются (например, железобактериями, которые способны окислять соли железа, серобактерии - соли серы) или восстанавливаются (например, денитрофицирующие бактерии восстанавливают нитраты и нитриты до молекулярного азота) определенные соединения (окислительно-восстановительная функция солей). Характерными для солей является и реакции обмена с основами, кислотами, другими солями, которые происходят с образованием важных для выделения нерастворимых соединений. Например, образование гидроксида железа железобактериями (выделительная функция солей). Есть соли, содержащиеся в воде нерастворимые, используемый многими организмами для построения защитных и опорных образований. Например, раковины моллюсков, фораминифер, зубы позвоночных состоят из карбоната кальция, фосфата кальция, ракушки радиолярий - с сульфата стронция (строительная функция солей). Из растворимых солей для организмов наибольшее значение имеют соли, образованные катионами натрия, калия, кальция, магния, железа и остатками соляной, серной, азотной кислот. Эти ионы, накапливаясь в клетках и внеклеточных жидкостях в различных концентрациях, обусловливают транспорт веществ через мембраны, осморегуляцию.. Кислые соли, которые образуются в реакциях между щелочами и кислотами, участвуют в формировании буферных систем. Соли способны к гидролизу с образованием раствора нейтральной, кислой или щелочной реакции. Это свойство имеет значение для грунтовых грибов, корневых систем растений, которые могут влиять на pH среды обитания.

БИОЛОГИЯ +Особого внимания в связи с избыточным содержанием в живом веществе, заслуживают нитраты-соли азотной кислоты, которые являются сильными электролитами. Это термически неустойчивые, хорошо растворимые в воде соединения, которые могут накапливаться в корнеплодах и плодах растений. Сами нитраты не ядовиты, но в организме человека они превращаются в нитриты, которые взаимодействуют с гемоглобином крови. В результате Fe²⁺ гемоглобина становится Fe³⁺ и вместо гемоглобина образуется метгемоглобин, который не способен транспортировать кислород. В организме нарушается тканевое дыхание, вследствие чего развивается болезнь -метгемоглобинемия, к которой особенно подвержены дети. Ее основные симптомы: появление темно или фиолетово синей окраски кожи и слизистых оболочек (цианоз) , снижение кровяного давления, легочная и сердечная недостаточность и др. Кроме этого, действие нитритов опасна для организма в связи с образованием в желудке по реакции с пищевыми аминами сильнейших канцерогенов - нитрозаминов. Удобрения на основе нитритов относятся к опасным типам полютаптив, для окисления которых необходим кислород. Поэтому такого типа отходы при сбросе в природные водоемы приводят к резкому увеличению расхода кислорода, накопление органических отложений, усиление роста водных растений, заболачивание водоемов. Принято говорить, что система подверглась эвтрофикации. Аэробные бактерии в таких водоемах уступают место анаэробным. В результате продукты реакций окисления - СО₂ , HNO₃ , H₃РО₄ и т.д. заменяются на продукты восстановительных реакций - СН₄ , Н₂S, NH₃ . Из воды исчезают фитопланктон, многоклеточные водоросли, рыбы и постепенно вода приобретает зловонный запах.

Домашнее задание.

Выучить тему урока по конспекту.
Ответить на вопрос.

Что такое гомеостаз, какую роль в нем играют основания, кислоты и соли?