Урок: Роль воды в жизнедеятельности клетки

Цель урока: актуализация знаний из курса химии о строении и физических свойствах воды.

План урока:

1. Проверка знаний по теме «Химический состав клетки»

Тестирование по карточкам

Индивидуальный рассказ о классификации химии.состава, роли отдельных макроэлементов в клетках.

2. Новая тема:

Строение воды (беседа, рассказ учителя).

Физические, химические и биологические свойства воды (беседа, актуализация знаний о воде).

Роль воды в живой природе.

3. Закрепление. Домашнее задание.

Ход урока:

1. Особенности строения воды:.

Многие ученые считают, что человеческая жизнь, в известном смысле, представляет собой борьбу за воду. Почему же вода обладает такими свойствами? Это можно объяснить, исходя из строения молекулы воды.
Рассмотрим строение молекулы воды:
1) Н2О – молекулярная формула,
2 )Н–О–Н – структурная формула,
3 )– электронная формула, характеризующая ковалентную полярную связь.

4 )Молекула воды имеет угловое строение: представляет собой равнобедренный треугольник с углом при вершине 104,5°.

5 )Молекулярная масса воды в парообразном состоянии равна 18 г/моль. Однако молекулярная масса жидкой воды оказывается более высокой. Это свидетельствует о том, что в жидкой воде происходит ассоциация молекул, вызванная водородными связями. Эти связи очень слабые, поэтому молекулы воды легко отрываются друг от друга при испарении.

2. Свойства воды:

1) температура кипения- 100 градусов, температура замерзания- 0 градусов, бесцветная, без запаха, без вкуса, не имеет форму, есть объем.

2). Вода обладает большой теплоемкостью, т.е. способностью поглощать теплоту. Удельной теплоемкостью воды называют количество теплоты в джоулях, которое необходимо, чтобы поднять температуру 1 кг воды на 1╟С. Вода обладает большой теплоемкостью. Благодаря этому биохимические процессы протекают в меньшем интервале температур, с более постоянной скоростью и опасность нарушения этих процессов от резких отклонений температуры грозит им не столь сильно. Вода служит для многих клеток и организмов средой обитания, для которой характерно довольно значительное постоянство условий среды. При минимальном изменении ее собственной температуры выделяется или поглощается значительное количество теплоты. Благодаря этому она предохраняет клетку от резких изменений температуры. Поскольку на испарение воды расходуется много теплоты, то, испаряя воду, организмы могут защищать себя от перегрева (например, при потоотделении).

3). Вода обладает высокой теплопроводностью. Такое свойство создает возможность равномерно распределять теплоту между тканями тела.

4) вода обладает «памятью».
3. Роль воды:

1. Универсальный растворитель

Вода – прекрасный растворитель для множества веществ живого организма, среда, в которой протекает большинство химических реакций, связанных с обменом веществ.  Из-за высокой полярности молекул вода является растворителем других полярных соединений, не имея себе равных. В воде растворяется больше веществ, чем в любой другой жидкости. Именно поэтому в водной среде клетки осуществляется множество химических реакций. Вода растворяет продукты обмена веществ и выводит их из клетки организма в целом.

Составление схемы:

По растворимости в воде вещества бывают:

Гидрофильные вещества                                                      гидрофобные вещества

-кислоты                                                                                      - жиры

-Сахара,                                                                                       - крахмал, клетчатка

-спирты                                                                                       - гликоген, каучук

-основания                                                                                  - бензин, керосин,

2. Теплорегулятор клетки, то есть При ее участии, с помощью водного обмена, происходит терморегуляция, т.е. регулируются процессы теплоотдачи и теплопродукции.

3. Обеспечивает перенос необходимых веществ и удаление вредных продуктов. С водой удаляются из организма ненужные ему продукты обмена, иногда микробы, их токсины и т.п.
4. Осморегулятор, то есть обеспечивает ряд физических свойств клетки: тургор, упругость, объем.

5.) Вода и процесс эволюции Роль воды для живых организмов находит свое отражение, в частности, в том факте, что одним из главных факторов естественного отбора, влияющих на видообразование, является недостаток воды. Все наземные организмы приспособлены к тому, чтобы добывать и сберегать воду; в крайних своих проявлениях -у ксерофитов, у обитающих в пустынях животных и т.п. - такого рода приспособления представляются подлинным чудом "изобретательности" природы.

Вода является одним из основных веществ природы, без которого невозможно развитие органического мира растений, животных, человека. Там, где она есть, – есть жизнь. А какова роль воды в человеческом организме?

Организм человека находится в состоянии постоянного обмена веществ с окружающей его средой. Различные неорганические и органические вещества непрерывно поступают в организм, претерпевают там многообразные превращения, а «отработанные», ненужные выводятся наружу, в окружающую среду.

Работа с таблицей:

Роль воды

Роль воды для человека и животных

Роль водя для растений

В теле -65 % воды у новорожденного ребенка – 70%,  кость, содержит около 20% воды, в печени, мышцах, мозге – 70–80%, в крови – около 80%. Потеря 10% влаги вызывает нарушение глотательного рефлекса, затем начинаются галлюцинации, в конце концов, останавливается сердце – оно оказывается не в состоянии проталкивать по сосудам сгустившуюся кровь. При потере организмом более 12% влаги наступает смерть.

Обеспечивает тургор и объем клетки, движение цитоплазмы в клетке, вода- главный фактор для фотосинтеза, При транспирации происходит теплоотдача и предупреждение перегрева растения.

Задание: Написать приспособления растений и животных к недостатку воды.

Закрепление: (тесты)

Тест «Неорганические вещества клетки»

1. Сколько химических элементов можно обнаружить в клетке?
а) 24; б) 60; в) 150.

2. Какие химические элементы, содержащиеся в клетке, относят к макроэлементам?
а) S, Na, Ca, K; б) O, H, C, N; в) Ni, Cu, I, Br.

3. В каких клетках человека больше всего воды?
а) Жировых; б) костных; в) нервных.

4. Каковы функции воды в клетке?
а) Передача наследственной информации;
б) среда для химических реакций;
в) источник энергии.

5. К гидрофобным веществам относят:
а) соли; б) сахар; в) жиры.

6. Какие ионы входят в состав гемоглобина?
а) Mg²⁺; б) Fe²⁺; в) Zn²⁺.

7. На каком уровне организации наблюдаются различия между органическим и неорганическим миром?
а) Атомарный; б) молекулярный; в) клеточный.

8. Больше всего воды содержится в клетках:
а) эмбриона; б) молодого человека; в) старика.

9. Вода – основа жизни, т.к. она:
а) может находиться в трех состояниях (жидком, твердом и газообразном);
б) является растворителем, обеспечивающим как приток веществ в клетку, так и удаление из нее продуктов обмена;
в) охлаждает поверхность при испарении.

10. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются:
а) гидрофильными; б) гидрофобными; в) амфифильными.

11. Угол между валентными связями Н–О–Н в молекуле воды составляет:
а) 90°; б) 104,5°; в) 120°.

 (Ответы. 1 – а; 2 – б; 3 – в; 4 – б; 5 – в; 6 – б;
7 – в; 8 – а; 9 – б; 10 – а; 11 – б; 12 – в.)