Урок биологии в 10 классе по теме " Особенности химического состава клетки"

Особенности химического состава клетки

Проверим домашнее задание?

«Блиц – опрос»

Ответьте на вопросы:

• Какому ученому впервые удалось увидеть клетки?
• В чем состоит заслуга А. Левенгука?
• Каков принцип работы электронного микроскопа?
• Что установили М. Шлейден и Т. Шванн?
• Открытие каких ученых дополнили первую версию клеточной теории?
• Сформулируйте основные положения современной клеточной теории.

Задание 2.

Задание 3

Установите связь между методом микроскопии и его характеристикой:

Выберите из списка только те тезисы, которые являются положениями современной клеточной теории:

• все живые существа состоят из клеток;

2) клетка является универсальной структурной и функциональной единицей живого;

3) каждая клетка самостоятельна: деятельность организма является суммой процессов жизнедеятельности составляющих.

Метод

Характеристика

1. Световая микроскопия

а) используется для получения объемного изображения;

2. Электронная микроскопия

б) изучаются объекты, размер которых больше длины световой волны (400-800 нм);

3. Электронная сканирующая микроскопия

в) дает возможность увидеть объекты, размер которых около 1 нм.

Химические элементы клетки

В состав клетки входит около 80 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, встречающихся и в неживой природе. Это одно из доказательств общности живой и неживой природы.

Однако соотношение химических элементов, их вклад в образование веществ, составляющих живой организм, и в какой-либо объект неживой природы резко различаются

Группы химических элементов, содержащихся в клетке

Химические элементы

макроэлементы

(около 0,001%)

микроэлементы

(от 0,001 до 0,000001 %)

ультрамикроэлементы

(менее 0,000001 %)

кислород, углерод, азот, водород, фосфор, калий, сера, железо, магний, натрий, кальций

бор, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, йод, бром

уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен

О 8

кислород

15,999

N 7

азот

14,007

75%

3%

На данные 4 элемента приходится 98% массы любой клетки. Эти элементы составляют основу органических соединений.

С 6

углерод

12,071

H 1

водород

1,008

15%

8%

Ионы металлов, содержащиеся в клетке в очень малых количествах, например железо, цинк, марганец, кобальт, молибден и т.д., входят в состав ферментов, а также в выполняющих специфические функции в молекулах гемоглобина и миоглобина

Молекула миоглобина

Вода

(10-95%)

Соотношение органических и неорганических веществ в клетке

Неорганические вещества

Другие

неорганические

вещества

(1-1,5%)

Липиды

(1-5%)

Химические

вещества

клетки

Органические

вещества

Белки

(10-20%)

Углеводы

(0,2-2%)

Почему углерод часто называют химической основой жизни?

С 6

углерод

12,071

Функции химических элементов в клетке

Элемент

Функция

1) О, Н

Входят в состав воды ;

а) среда для протекания биохимических реакций;

б) донор электронов при фотосинтезе;

в) обуславливает рН среды;

г) транспорт веществ;

д) универсальный растворитель;

е) теплопроводность, теплоемкость.

2) С, О, Н, N

входят в состав белков, жиров, липидов, нуклеиновых кислот, полисахаридов.

3) K, Na, Cl

проводят нервные импульсы.

4) Ca

компонент костей, зубов, необходим для мышечного сокращения, компонент свертывания крови, посредник в механизме действия гормонов.

5) Mg

структурный компонент хлорофилла, поддерживает работу рибосом и митохондрий

6) Fe

структурный компонент гемоглобина, миоглобина.

7) S

в составе серосодержащих аминокислот, белков.

8) P

в составе нуклеиновых кислот, костной ткани.

9) B

необходим некоторым растениям

10) Mn, Zn, Cu

активаторы ферментов, влияют на процессы тканевого дыхания

11) Co

входит в состав витамина В12

12) F

состав эмали зубов

13) I

состав тироксина

Химические компоненты клетки

Название вещества

Элементарный состав

Вода

Свойства

Неорганические вещества

Локализация в клетке

Органические вещества

Роль в жизни клеток

Неорганические вещества клетки: ВОДА

• Вода и её роль в клетке
• Все живые организмы в своём составе содержат воду в разном количестве.
• Так например:
• в костной ткани ---------- 20%
• в жировой ткани ---------- 40%
• в мозге ---------------------- 85%
• в сухих семенах ---------- 15%
• в теле медузы ------------- 95%
• в плодах огурцов --------- 95%
• в корнях огурцов --------- 60%

Вода и её роль в клетке

• Причины разного количества воды в разных тканях различные. Одна из причин - разная скорость или интенсивность обменных процессов. Например:
• в эмбрионах -------------- 95%
• в молодом организме ---- 80%
• в стареющем организме –60%
• Без воды человек может прожить 5-6 дней (14 дней).
• Другие животные дольше, верблюд в активном состоянии, спячка (зимняя, летняя) анабиоз, покой у семян, спора, циста.

• В клетках и тканях различают две формы воды - свободную и связанную .
• Свободная обладает достаточной подвижностью и участвует в основном в транспорте веществ в организме.
• Связанная может формировать гидратные оболочки ионов и молекул,
• образовывать коллоидные растворы белков, капиллярно связываться со стенками сосудов.

Вода и её роль в клетке

• Молекула воды – диполь
• Молекула воды электронейтральна, но электрический заряд в молекуле расположен не равномерно.
• Молекулы воды особым образом ориентируются в электрическом поле способны присоединятся к различным молекулам или участкам молекул образую так называемые гидраты.
• Между молекулами воды могут образовываться водородные связи.

Диполь – Н 2 О

Диполь – Н 2 О

Форма кластера удерживается за счёт взаимного притяжения друг к другу молекул, имеющих положительно и отрицательно заряженные полюса.

Вода – наиболее распространенная в природе жидкость

1. Вода – компонент живых клеток;

2. Вода – среда обитания

(3/4 поверхности земного

шара);

3. Вода имеет большую теплоемкость (значительная часть энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды).

• 3. Вода имеет большую теплоемкость (значительная часть энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды).
• 3. Вода имеет большую теплоемкость (значительная часть энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды).
• 3. Вода имеет большую теплоемкость (значительная часть энергии расходуется на разрыв водородных связей, ограничивающих подвижность молекул воды).

4. Вода имеет большую теплоту испарения (водородные связи). Энергия, необходимая молекулам для испарения, черпается из окружения. Испарение сопровождается охлаждением (потоотделение, тепловая одышка и т.п.).

5. Вода имеет самое большое поверхностное натяжение из всех жидкостей: вода стремиться принять форму с минимальной площадью поверхности ( капля, шар ). Значительные силы сцепления молекул воды играют важную роль в живых клетках: в сохранении формы и плотности

6. Вода - универсальный растворитель: для полярных молекул!

(Уникальное свойство разрывать все виды молекулярных и межмолекулярных связей и образовывать растворы).

Виды воды

Свободная, или мобильная, вода – основа внеклеточной, внутриклеточной жидкостей. В свободной воде растворено основное количество неорганических и органических молекул.

Связанная вода – удерживается ионами в виде гидратной оболочки и гидрофильными коллоидами (белками) крови и белками тканей в виде воды «набухания».

Конституционная ( внутримолекулярная ) вода входит в состав молекул белков, жиров и углеводов и освобождается при их окислении.

Это интересно!!!

Вода в организме распределена неравномерно.

Всего в организме взрослого человека содержится от 51% (у женщин) до 61% (у мужчин) воды. У новорожденного ребенка вода составляет 80% массы тела.

Потеря воды в размере 6-8% массы тела вызывает у человека полуобморочное состояние, 10% - галлюцинации и нарушение глотания. Потеря 12% воды может привести к остановке сердца.

7 – среда основная; рН 7 – среда кислая. Важнейшим условием нормальной жизнедеятельности клетки является постоянство рН, что обеспечивается благодаря буферным свойствам их содержимого. " width="640"

Минеральные вещества в клетке

Большая часть неорганических веществ в клетке находится в виде солей – либо диссоциированных на ионы, либо в твердом состоянии.

Содержимое клетки можно представить как раствор, в котором находятся ионы. По своей реакции растворы могут быть кислыми, основными, и нейтральными, что определяется концентрацией в нем ионов H + (рН):

рН = 7 – среда нейтральная;

рН 7 – среда основная;

рН 7 – среда кислая.

Важнейшим условием нормальной жизнедеятельности клетки является постоянство рН, что обеспечивается благодаря буферным свойствам их содержимого.

Буферным называют раствор, содержащий смесь какой-либо слабой кислоты и ее растворимой соли.

Являясь компонентами буферных систем организма , ионы определяют их свойства – способность поддерживать рН на постоянном уровне

Буферные системы организма:

• фосфатная, состоящая из HPO 4 2- и H 2 PO 4- , поддерживает рН внутриклеточной жидкости в пределах 6,9 – 7,0.
• бикарбонатная буферная система, состоящая из H 2 CO 3 и HCO 3 - , поддерживающая рН на уровне 7,4.

Поразмышляй !!!

1. Почему собаки высовывают язык, когда им жарко?

2. Чем ртуть на воду похожа?

3. Функционирование бикарбонатной буферной системы возможно лишь при наличии H 2 CO 3 и HCO 3 - . А откуда они берутся в организме?

Домашнее задание

основное

§ 6-8, стр. 26-33;

вопросы 1,4 на стр. 28-29,

6 на стр. 31,

4 на стр. 33.

Записи в тетради.

Дополнительное домашнее задание

Игра «Криминалист»

Вам даны 2 стакана: в одном – соленая вода, в другом – яд. Как определить, разумеется, не пробуя, где находится яд.

Для помощи вам даются два яйца: сырое и вареное, йод, спички, спиртовка, вата.