Елементарний склад живих організмів, біологія
Хід заняття Елементарний склад живих організмів, біологія
II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності
1. Скільки хімічних елементів включають до складу періодичної системи?
2. Які хімічні елементи вам частіше за все траплялися під час вивчення неорганічної хімії?
3. Які хімічні елементи трапляються в навколишньому середовищі частіше за все?
III. Вивчення нового матеріалу
Слід звернути увагу учнів на те, що, хоча майже всі відомі елементи трапляються в живих організмах, але їх співвідношення в живих і неживих об’єктах є різним.
Якщо в неживих об’єктах на нашій планеті за кількістю атомів найбільш поширеними є О (63 %), Si (21,2 %), Аl (6,5 %), Na (2,4 %), Fe (1,9 %) і Са (1,9 %), то в живих перші місця за вмістом посідають Н (64 %), О (25,6 %), С (7,5 %), N (1,25 %), Р (0,24 %), S (0,06 %).
Аналізуючи цю інформацію, треба підвести учнів до думки, що така відмінність обумовлена певними особливостями елементів, які переважають у живих об’єктах. Це прямо пов’язано з їхніми хімічними й фізичними властивостями. Так, Оксиген і Гідроген утворюють воду, яка є універсальним розчинником і середовищем, у якому відбуваються біохімічні реакції. Наявність Нітрогену вкрай важлива для утворення найважливіших інформаційних молекул — ДНК і РНК. Фосфор бере участь в утворенні макроергічних зв’язків, тобто є найважливішим компонентом систем забезпечення клітин енергією. А Сульфур відіграє важливу роль у формуванні просторової будови біологічних молекул.
Якщо ж узяти, наприклад, силіцій, якого надзвичайно багато на нашій планеті, то він, як і Карбон, здатен зв’язуватись із чотирма іншими атомами, але, через більший діаметр свого атома, він гірше утворює макромолекулярні ланцюжки.
За вмістом у живих організмах хімічні елементи можна поділити на три групи: макроелементи, мікроелементи й ультрамікроелементи.
Заповнення таблиці
Хімічні елементи у складі живих організмів
| Макроелементи | Мікроелементи | Ультрамікроелементи |
| Становлять від 10 до 0,001 % маси тіла | Становлять від 0,001 до 0,000001 % маси тіла | Становлять менше 0,000001 % маси тіла |
| С, Н, О, N, Р, S, Ма, К, Mg, Са, Сl | Fе, Сu, Zn, Мn, Со, I, Мо, V, Nі, Сr, F, Se, Si, Sn, В, Аs | U, Ra, Аu, Se |
Макроелементи
До цієї групи відносять елементи, маса яких становить від 10 до 0,001 % маси тіла. Вони є основною масою речовини живих організмів і беруть участь в утворенні їх органічних і неорганічних сполук. С, Н, О, N Р і S входять переважно до складу органічних сполук. Чотири елементи (С, Н, О, М), які за загальною масою та кількістю атомів у органічних сполуках значно перевищують усі інші, називають органогенними. Ма, К, Mg, Са і СІ в живих організмах частіше за все трапляються у вигляді йонів.
Мікроелементи
До цієї групи відносять елементи, маса яких становить від 0,001 до 0,000001 % маси тіла Вони входять до складу ферментів, гормонів і ряду інших важливих сполук. Наприклад, I входить до складу гормонів щитовидної залози, а Fe — до складу гемоглобіну Деякі з них мають велике значення лише для певних систематичних груп організмів. Так, бурі водорості містять багато I, молюски — багато Си, який входить до складу їх дихальних пігментів, а хвощі — багато Si і Сr, які виконують захисні функції.
Ультрамікроелементи
До цієї групи відносять елементи, маса яких становить менше 0,000001 % маси тіла. їх біологічна роль мало досліджена. Скоріше за все, вони потрапляють в організм випадково у вигляді домішок у складі необхідних речовин Проте в ряді випадків було відмічено їхній вплив на організм. Наприклад, препарати, які містили дуже низькі концентрації Аu, виявили суттєвий профілактичний ефект щодо атеросклерозу.
Проблеми, пов’язані з порушенням умісту елементів
Порушення вмісту хімічних елементів у живих організмах досить часто призводить до негативних наслідків їх причиною негативних наслідків може бути як нестача, так і надлишок елемента. Так, нестача І призводить у людини до порушення роботи щитовидної залози, а надлишок важких металів (Hg, Рb, Сu, As тощо) викликає важкі отруєння та порушує роботу печінки й нирок. Нестача Fe у людини викликає анемію, нестача Р підвищує ламкість кісток, а його надлишок викликає ураження нервової системи.
Дефіцит N у рослин пригнічує їхній ріст, викликає пожовтіння й опадання листя та зменшує врожайність Дефіцит Р також викликає пригнічення росту і зміну забарвлення листків. Різноманітні порушення розвитку рослин та забарвлення їх окремих частин викликає й дефіцит таких елементів, як Fe, Мо, Са, Mg тощо. Надлишок Мn викликає в рослин пожовтіння листків, а надлишок В призводить до відмирання країв листків.
IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь
1. Які елементи трапляються в живих організмах частіше за все?
2. Xому співвідношення хімічних елементів у живих і неживих організмах є різним?
3. Які елементи й чому називають органогенними?
4. Які елементи й чому називають макроелементами?
5. Які елементи й чому називають мікроелементами?
6. Які елементи й чому називають ультрамікроелементами?
За можливості можна розділити клас на групи й запропонувати для обговорення питання: чому Алюміній та Ферум увійшли до складу мікроелементів, а не макроелементів?
Елементарний склад живих організмів, біологія
Повернутися на сторінку Біологія