پروژه "نقش بیولوژیکی عناصر شیمیایی". عناصر بیوژنیک اصلی سلول

86 عنصر شیمیایی که بخشی از جدول تناوبی عناصر شیمیایی D.I. هستند در بدن انسان کشف شده است. مندلیف. این عناصر به طور معمول به چهار گروه تقسیم می شوند:

• عناصر ماکرو - عناصری که بخش عمده سلول را تشکیل می دهند (تقریباً 98-99٪ از نظر وزن خشک)، از جمله کربن (C)، هیدروژن (H)، اکسیژن (O) و نیتروژن (N).
• عناصری که محتوای آنها در سلول، بر اساس وزن خشک محاسبه می شود، حدود 1.9٪ است. اینها عبارتند از پتاسیم (K)، سدیم (Na)، کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg)، گوگرد (S)، فسفر (P)، کلر (Cl) و آهن (Fe).
• عناصری که محتوای آنها در یک سلول، محاسبه شده بر اساس وزن خشک، کمتر از 0.01٪ است، عناصر میکرو هستند. اینها روی (Zn)، مس (Cu)، فلوئور (F)، ید (I)، کبالت (Co)، مولیبدن (Mo) و غیره هستند.
• عناصری که محتوای آنها در یک سلول، از نظر وزن خشک، کمتر از 0.00001٪ است - عناصر فوق میکرو: طلا (Au)، اورانیوم (U)، رادیوم (Ra) و غیره.

نقش عناصر شیمیایی در سلول های موجودات زنده

هر عنصری که یک موجود زنده را تشکیل می دهد، مسئول انجام یک عملکرد خاص است (جدول 1).

جدول 1. نقش عناصر شیمیایی در سلول های موجودات زنده.

کمبود هر عنصر می تواند منجر به بیماری و حتی مرگ بدن شود، زیرا هر عنصر نقش خاصی را ایفا می کند. عناصر درشت گروه اول اساس بیوپلیمرها - پروتئین ها، کربوهیدرات ها، اسیدهای نوکلئیک و همچنین لیپیدها را تشکیل می دهند که بدون آنها زندگی غیرممکن است. گوگرد بخشی از برخی پروتئین ها، فسفر بخشی از اسیدهای نوکلئیک، آهن بخشی از هموگلوبین و منیزیم بخشی از کلروفیل است. کلسیم نقش مهمی در متابولیسم دارد

برخی از عناصر شیمیایی موجود در سلول بخشی از مواد معدنی - نمک های معدنی و آب هستند. نمک های معدنی معمولاً به شکل کاتیون ها (K + ، Na + ، Ca 2 + ، Mg 2 +) و آنیون ها (HPO 4 2- ، H 2 PO 4 - ، CI - ، HCO در سلول یافت می شوند. 3-) نسبتی که اسیدیته محیط را تعیین می کند که برای زندگی سلول ها مهم است، محیط کمی قلیایی بسیاری از سلول ها و pH آن تقریباً تغییر نمی کند، زیرا نسبت معینی از کاتیون ها و آنیون ها دائماً در آن حفظ می شود. آی تی.

آب نقش مهمی در واکنش های شیمیایی که در محلول های آبی در سلول رخ می دهد ایفا می کند. محصولات متابولیکی را که بدن به آنها نیاز ندارد را حل می کند و در نتیجه باعث حذف آنها از بدن می شود. محتوای بالای آب در سلول به آن خاصیت ارتجاعی می دهد. آب حرکت مواد مختلف را در یک سلول یا از سلولی به سلول دیگر تسهیل می کند.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

مثال 2

امروزه بسیاری از عناصر شیمیایی جدول تناوبی به شکل خالص خود کشف و جدا شده اند و یک پنجم آنها در هر موجود زنده ای یافت می شود. آنها مانند آجر اجزای اصلی مواد آلی و معدنی هستند.

چه عناصر شیمیایی در ترکیب سلول گنجانده شده است، با توجه به بیولوژی موادی که می توان حضور آنها را در بدن قضاوت کرد - همه اینها را بعداً در مقاله در نظر خواهیم گرفت.

ثبات ترکیب شیمیایی چقدر است؟

برای حفظ ثبات در بدن، هر سلول باید غلظت هر یک از اجزای خود را در سطح ثابتی حفظ کند. این سطح توسط گونه ها، زیستگاه و عوامل محیطی تعیین می شود.

برای پاسخ به این سوال که چه عناصر شیمیایی در ترکیب یک سلول گنجانده شده است، لازم است به وضوح درک کنیم که هر ماده حاوی هر یک از اجزای جدول تناوبی است.

گاهی اوقات ما در مورد صدم و هزارم درصد محتوای یک عنصر خاص در یک سلول صحبت می کنیم، اما تغییر در عدد مذکور حتی به میزان یک هزارم می تواند عواقب جدی برای بدن داشته باشد.

از 118 عنصر شیمیایی موجود در یک سلول انسانی، حداقل باید 24 عنصر وجود داشته باشد. هیچ عنصری وجود ندارد که در یک موجود زنده یافت شود، اما جزء اشیای بی جان طبیعت نباشد. این واقعیت ارتباط نزدیک بین موجودات زنده و غیر زنده در یک اکوسیستم را تأیید می کند.

نقش عناصر مختلف تشکیل دهنده سلول

بنابراین چه عناصر شیمیایی یک سلول را تشکیل می دهند؟ لازم به ذکر است که نقش آنها در زندگی بدن به طور مستقیم به دفعات وقوع و غلظت آنها در سیتوپلاسم بستگی دارد. با این حال، با وجود محتوای متفاوت عناصر در یک سلول، اهمیت هر یک از آنها به همان اندازه بالا است. کمبود هر یک از آنها می تواند منجر به اثرات مضر بر روی بدن شود و مهمترین واکنش های بیوشیمیایی متابولیسم را از کار بیندازد.

هنگام فهرست کردن عناصر شیمیایی سلول انسانی، باید سه نوع اصلی را ذکر کنیم که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت:

عناصر بیوژنیک اصلی سلول

تعجب آور نیست که عناصر O، C، H، N به عنوان بیوژن طبقه بندی می شوند، زیرا آنها همه مواد آلی و بسیاری از مواد معدنی را تشکیل می دهند. تصور پروتئین، چربی، کربوهیدرات یا اسیدهای نوکلئیک بدون این اجزای ضروری برای بدن غیرممکن است.

عملکرد این عناصر میزان بالای آنها را در بدن مشخص می کند. آنها با هم 98 درصد از کل توده خشک بدن را تشکیل می دهند. فعالیت این آنزیم ها در چه چیز دیگری می تواند آشکار شود؟

1. اکسیژن. محتوای آن در سلول حدود 62 درصد از کل جرم خشک است. توابع: ساخت مواد آلی و معدنی، مشارکت در زنجیره تنفسی.
2. کربن. محتوای آن به 20 درصد می رسد. عملکرد اصلی: شامل همه
3. هیدروژن. غلظت آن 10 درصد است. این عنصر علاوه بر اینکه جزئی از مواد آلی و آب است، در دگرگونی های انرژی نیز شرکت می کند.
4. نیتروژن. مقدار از 3-5٪ تجاوز نمی کند. نقش اصلی آن تشکیل اسیدهای آمینه، اسیدهای نوکلئیک، ATP، بسیاری از ویتامین ها، هموگلوبین، هموسیانین، کلروفیل است.

اینها عناصر شیمیایی هستند که سلول را تشکیل می دهند و بیشتر مواد لازم برای زندگی عادی را تشکیل می دهند.

اهمیت درشت مغذی ها

درشت مغذی ها همچنین به شما کمک می کنند که چه عناصر شیمیایی در سلول وجود دارد. از یک درس زیست شناسی مشخص می شود که، علاوه بر موارد اصلی، 2٪ از جرم خشک از سایر اجزای جدول تناوبی تشکیل شده است. و عناصر کلان شامل مواردی است که محتوای آنها کمتر از 0.01٪ نباشد. توابع اصلی آنها در قالب جدول ارائه شده است.

امیدواریم با توجه به موارد فوق، تعیین اینکه کدام عناصر شیمیایی بخشی از سلول هستند و به عناصر ماکرو تعلق دارند دشوار نباشد.

ریز عناصر

همچنین اجزایی از سلول وجود دارد که بدون آنها بدن نمی تواند به طور طبیعی عمل کند، اما محتوای آنها همیشه کمتر از 0.01٪ است. بیایید تعیین کنیم که کدام عناصر شیمیایی بخشی از سلول هستند و به گروه عناصر خرد تعلق دارند.

مواد آلی و معدنی

علاوه بر موارد ذکر شده، چه عناصر شیمیایی دیگری در ترکیب سلول گنجانده شده است؟ پاسخ ها را می توان به سادگی با مطالعه ساختار بیشتر مواد در بدن یافت. در میان آنها، مولکول هایی با منشاء آلی و معدنی متمایز می شوند و هر یک از این گروه ها شامل مجموعه ای ثابت از عناصر است.

طبقات اصلی مواد آلی پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، چربی ها و کربوهیدرات ها هستند. آنها به طور کامل از عناصر بیوژنیک اولیه ساخته شده اند: اسکلت مولکول همیشه توسط کربن تشکیل می شود و هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن بخشی از رادیکال ها هستند. در حیوانات طبقه غالب پروتئین ها و در گیاهان پلی ساکاریدها هستند.

مواد معدنی همگی نمک های معدنی و البته آب هستند. در میان تمام مواد معدنی موجود در سلول، بیشترین مقدار H 2 O است که مواد باقیمانده در آن حل می شوند.

همه موارد فوق به شما کمک می کند تا مشخص کنید چه عناصر شیمیایی بخشی از سلول هستند و عملکرد آنها در بدن دیگر برای شما یک راز نخواهد بود.

بیشتر، دیگران - کمتر.

در سطح اتمی، هیچ تفاوتی بین دنیای آلی و معدنی طبیعت زنده وجود ندارد: موجودات زنده از همان اتم هایی تشکیل شده اند که اجسام طبیعت بی جان هستند. با این حال، نسبت عناصر شیمیایی مختلف در موجودات زنده و در پوسته زمین بسیار متفاوت است. علاوه بر این، موجودات زنده ممکن است از نظر ترکیب ایزوتوپی عناصر شیمیایی با محیط خود متفاوت باشند.

به طور معمول، تمام عناصر سلول را می توان به سه گروه تقسیم کرد.

درشت مغذی ها

فلز روی- بخشی از آنزیم های دخیل در تخمیر الکلی و انسولین است

فلز مس- بخشی از آنزیم های اکسیداتیو است که در سنتز سیتوکروم ها نقش دارند.

سلنیوم- در فرآیندهای تنظیمی بدن شرکت می کند.

الترا میکروالمان ها

عناصر فوق میکروبی کمتر از 0.0000001٪ در ارگانیسم های موجودات زنده را تشکیل می دهند، از جمله طلا، نقره دارای اثر باکتری کش هستند، جذب مجدد آب در لوله های کلیوی را سرکوب می کنند و بر آنزیم ها تأثیر می گذارند. اولترامیکرو عناصر نیز شامل پلاتین و سزیم است. برخی افراد نیز سلنیوم را در این گروه قرار می دهند، با کمبود آن، سرطان ایجاد می شود. عملکردهای اولترامیکرو عناصر هنوز به خوبی درک نشده است.

ترکیب مولکولی سلول

همچنین ببینید

• مقایسه ساختار سلولی باکتری ها، گیاهان و حیوانات

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «ترکیب شیمیایی یک سلول» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

ساختار کلی یک سلول باکتریایی در شکل 2 نشان داده شده است. سازماندهی داخلی یک سلول باکتری پیچیده است. هر گروه سیستماتیک از میکروارگانیسم ها ویژگی های ساختاری خاص خود را دارند. دیواره سلولی...... دایره المعارف زیستی

منحصر به فرد بودن ساختار درون سلولی جلبک قرمز شامل ویژگی های اجزای معمولی سلولی و وجود اجزای خاص درون سلولی است. غشای سلولی در غشای گلبول های قرمز...... دایره المعارف زیستی

- (Argentum، argent، Silber)، شیمیایی. علامت Ag S. یکی از فلزات شناخته شده برای بشر از زمان های قدیم است. در طبیعت، هم در حالت بومی و هم به صورت ترکیبات با اجسام دیگر (با گوگرد، به عنوان مثال Ag 2S... ...) یافت می شود.

- (Argentum، argent، Silber)، شیمیایی. علامت Ag S. یکی از فلزات شناخته شده برای بشر از زمان های قدیم است. در طبیعت، هم در حالت بومی و هم به صورت ترکیبات با اجسام دیگر (با گوگرد، به عنوان مثال نقره Ag2S ... فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

این اصطلاح معانی دیگری دارد، به سلول (معانی) مراجعه کنید. سلول های خونی انسان (HBC) ... ویکی پدیا

اصطلاح زیست شناسی توسط ژان باپتیست لامارک، طبیعت شناس و تکامل شناس برجسته فرانسوی در سال 1802 پیشنهاد شد تا علم زندگی را به عنوان یک پدیده خاص طبیعت معرفی کند. امروزه زیست شناسی مجموعه ای از علوم است که به مطالعه... ... ویکی پدیا می پردازد

مواد معدنی (مواد معدنی)- مواد طبیعی، تقریباً همگن از نظر ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی، که در ترکیب سنگ ها، سنگ معدن ها، شهاب سنگ ها (از لاتین minera - سنگ معدن) گنجانده شده است.

مواد معدنی به همراه پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها و ویتامین ها، اجزای حیاتی غذای انسان هستند که برای ساختن ساختار بافت های زنده و انجام فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی که زیربنای حیات بدن هستند، ضروری هستند. مواد معدنی در مهمترین فرآیندهای متابولیک بدن شرکت می کنند: آب نمک و اسید-باز. بسیاری از فرآیندهای آنزیمی در بدن بدون مشارکت برخی مواد معدنی غیرممکن است.

بدن انسان این عناصر را از محیط، غذا و آب دریافت می کند.

محتوای کمی یک عنصر شیمیایی خاص در بدن با محتوای آن در محیط خارجی و همچنین با در نظر گرفتن حلالیت ترکیبات آن توسط خواص خود عنصر تعیین می شود.

برای اولین بار، مبانی علمی دکترین عناصر خرد در کشور ما توسط V.I. Vernadsky (1960) اثبات شد. تحقیق بنیادی توسط A.P. وینوگرادوف (1957) - بنیانگذار دکترین استانهای بیوژئوشیمیایی و نقش آنها در بروز بیماریهای بومی انسان و حیوانات و V.V. کووالسکی (1974) - بنیانگذار اکولوژی ژئوشیمیایی و جغرافیای زیستی عناصر شیمیایی.

در حال حاضر، از 92 عنصر طبیعی، 81 عنصر شیمیایی در بدن انسان یافت می شود.

مواد معدنی بخش قابل توجهی از بدن انسان را به صورت جرمی تشکیل می دهند (به طور متوسط، بدن حاوی حدود 3 کیلوگرم خاکستر است). در استخوان ها، مواد معدنی به شکل کریستال ها، در بافت های نرم - به شکل یک محلول واقعی یا کلوئیدی در ترکیب عمدتاً با پروتئین ها ارائه می شود. برای وضوح، می‌توان مثال زیر را بیان کرد: بدن یک فرد بالغ حاوی حدود 1 کیلوگرم کلسیم، 0.5 کیلوگرم فسفر، 150 گرم پتاسیم، سدیم و کلر، 25 گرم منیزیم، 4 گرم آهن است.

• طبقه بندی عناصر شیمیایی
  • طبقه بندی عناصر شیمیایی بر اساس اهمیت بیولوژیکی آنهاتمام عناصر شیمیایی را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد:
    • 12 عنصر ساختاری عبارتند از کربن، اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن، کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم، گوگرد، فسفر، فلوئور و کلر.
    • 15 عنصر ضروری (حیاتی) - آهن، ید، مس، روی، کبالت، کروم، مولیبدن، نیکل، وانادیم، سلنیوم، منگنز، آرسنیک، فلوئور، سیلیکون، لیتیوم.
    • 2 عنصر شرطی ضروری - بور و برم.
    • 4 عنصر "نامزدهای ضروری" جدی هستند - کادمیوم، سرب، آلومینیوم و روبیدیم.
    • 48 عنصر باقی مانده برای بدن اهمیت کمتری دارند.
  • طبقه بندی عناصر شیمیایی بر اساس ارزیابی کمی از محتوای آنها در بدن انسان به طور سنتی، تمام مواد معدنی با توجه به محتوای آنها در بدن انسان به دو گروه تقسیم می شوند.
    • عناصر کلان
    • ریز عناصر

      غلظت عناصر کمیاب در بدن کم است. بدن حاوی مقادیری است که بر حسب میلی گرم یا میکروگرم اندازه گیری می شود. عناصر کمیاب آن دسته از مواد معدنی هستند که نیاز غذایی تخمینی آنها معمولاً کمتر از 1 میکروگرم در گرم و اغلب کمتر از 50 نانوگرم در گرم رژیم غذایی برای حیوانات آزمایشگاهی و انسان است.

      علیرغم نیاز کم، این عناصر به عنوان کوآنزیم (فعال کننده و کاتالیزور فرآیندهای بیوشیمیایی) بخشی از سیستم های آنزیمی هستند. گروه ریز عناصر عبارتند از: روی، ید، فلوئور، سیلیسیم، کروم، مس، منگنز، کبالت، مولیبدن، نیکل، بور، برم، آرسنیک، سرب، قلع، لیتیوم، کادمیوم، وانادیم و سایر مواد.

• تاثیر مواد معدنی بر بدن انسان

  مواد معدنی مانند پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها ارزش انرژی ندارند. با این حال، بدون آنها، زندگی انسان غیرممکن است. درست مانند کمبود مواد مغذی یا ویتامین های اساسی، با کمبود مواد معدنی در بدن انسان، اختلالات خاصی ایجاد می شود که منجر به بیماری های مشخص می شود.

  ریز عناصر و ویتامین ها از برخی جهات حتی مهمتر از مواد مغذی هستند، زیرا بدون آنها دومی به درستی توسط بدن جذب نمی شود.

  مواد معدنی به ویژه برای کودکان در دوره رشد شدید استخوان ها، ماهیچه ها و اندام های داخلی مهم هستند. به طور طبیعی، زنان باردار و مادران شیرده نیاز به افزایش مصرف مواد معدنی دارند. با افزایش سن، نیاز به مواد معدنی کاهش می یابد.

  • کمبود و دریافت بیش از حد مواد معدنی

    تأثیر عناصر میکرو و کلان بر فعالیت زندگی حیوانات و انسان ها به طور فعال برای اهداف پزشکی مورد مطالعه قرار می گیرد. هر آسیب شناسی، هر گونه انحراف در سلامت یک ارگانیسم بیولوژیکی یا با کمبود عناصر حیاتی (ضروری) یا بیش از حد عناصر میکرو ضروری و سمی همراه است. این عدم تعادل کلان و ریز عناصر نام متحد کننده "microelementosis" را دریافت کرد.

    از دهه 1970، ادعاهای گمانه‌زنی زیادی مبنی بر اینکه کمبود ریزمغذی‌ها نقش مهمی در ایجاد تعدادی از بیماری‌های مزمن دارد، وجود داشته است. در بسیاری از موارد، این گفته به صورت تجربی تایید شده است، اما برخی از دانشمندان امروزه معتقدند که دریافت ناکافی یک ریزمغذی خاص تنها زمانی قابل توجه است که بدن در معرض استرس قرار گیرد، که نیاز به این ریزمغذی را افزایش می دهد.

    مواد شیمیایی علیرغم اهمیت و ضرورتی که برای بدن انسان دارند، در صورتی که غلظت اشکال موجود آنها از حد معینی فراتر رود، می توانند بر گیاهان، حیوانات و انسان نیز اثر منفی بگذارند. کادمیوم، قلع، سرب و روبیدیم مشروطاً ضروری در نظر گرفته می شوند، زیرا به نظر می رسد برای گیاهان و حیوانات اهمیت کمی دارند و حتی در غلظت های نسبتا کم برای سلامتی انسان خطرناک هستند. نقش بیولوژیکی برخی از عناصر کمیاب در حال حاضر به اندازه کافی مطالعه نشده است.

    هنگام مصرف مجتمع های معدنی (هم داروها و هم افزودنی های غذایی فعال بیولوژیکی) لازم است اقدامات احتیاطی خاصی را به خاطر بسپارید.

    مصرف بیش از حد یک ماده معدنی می تواند منجر به اختلال عملکرد و افزایش دفع ماده معدنی دیگر شود. ایجاد عوارض جانبی ناخواسته نیز امکان پذیر است. به عنوان مثال، روی اضافی منجر به کاهش سطح لیپیدهای با چگالی بالا (کلسترول "خوب") حاوی کلسترول می شود.

    کلسیم اضافی می تواند منجر به کمبود فسفر شود و بالعکس.

    مولیبدن اضافی باعث کاهش محتوای مس می شود.

    برخی از عناصر کمیاب (سلنیوم، کروم، مس) در مقادیر بیش از حد سمی هستند. این به ویژه در مورد نمک های بسیاری از فلزات صدق می کند.

    هنگام مصرف مواد معدنی، باید به شدت توصیه های پزشکی را رعایت کنید.

  • تاثیر فلزات سنگین بر بدن انسان

    در سال های اخیر اثرات فلزات سنگین بر بدن انسان جدا شده است. فلزات سنگین گروهی از عناصر شیمیایی با جرم اتمی نسبی بیش از 40 هستند.

    ظهور اصطلاح "فلزات سنگین" در ادبیات با تجلی سمیت برخی فلزات و خطر آنها برای موجودات زنده همراه بود.

    با این حال، گروه "سنگین" همچنین شامل برخی از عناصر خرد است که ضرورت حیاتی و طیف گسترده ای از اثرات بیولوژیکی آنها به طور انکارناپذیر ثابت شده است.

    فلزات "سنگین" عبارتند از سرب، کادمیوم، روی، مس، نیکل، کروم.

    در سال های اخیر، نقش بیولوژیکی مهم اکثر فلزات "سنگین" به طور فزاینده ای تایید شده است. مطالعات متعدد نشان داده اند که تأثیر فلزات بسیار متنوع است و به محتوای آنها در محیط و میزان نیاز میکروارگانیسم ها، گیاهان، حیوانات و انسان به آنها بستگی دارد.

    تأثیر فلزات "سنگین" بر موجودات زنده بسیار متنوع است. این اولاً به دلیل ویژگی های شیمیایی فلزات است ، ثانیاً به نگرش موجودات زنده نسبت به آنها و ثالثاً به شرایط محیطی.

    در حال حاضر، در بسیاری از مناطق جهان، محیط زیست از نقطه نظر شیمیایی "تهاجمی تر" می شود. در دهه‌های اخیر، اهداف اصلی تحقیقات بیوژئوشیمیایی، قلمرو شهرهای صنعتی و زمین‌های مجاور شده‌اند، به‌ویژه اگر گیاهان کشاورزی روی آن‌ها رشد کرده و سپس برای غذا استفاده شوند.

داده های علمی مدرن در مورد نقش بیولوژیکی عناصر شیمیایی مورد مطالعه، متابولیسم آنها در بدن انسان، میزان مصرف روزانه و محتوای مواد شیمیایی در محصولات غذایی در مقالات جداگانه ای ارائه شده است که هر عنصر شیمیایی را توصیف می کند. مقالات همچنین داده هایی را در مورد شرایط کمبودی که با مصرف ناکافی این مواد شیمیایی ایجاد می شود و همچنین واکنش بدن به مصرف بیش از حد مواد مغذی ارائه می دهد.

• درشت مغذی ها
  • نمک

• ریز عناصر

در شرایط مدرن، یکی از مهم ترین مشکلات در آموزش شیمی، اطمینان از جهت گیری عملی دانش موضوعی است. این به معنای نیاز به روشن شدن رابطه نزدیک بین اصول نظری مورد مطالعه و عمل زندگی، برای نشان دادن ماهیت کاربردی دانش شیمیایی است. دانش آموزان با علاقه شروع به مطالعه شیمی می کنند. برای حفظ علاقه شناختی دانش آموزان، لازم است آنها را نسبت به اثربخشی دانش شیمیایی متقاعد کرد و نیاز شخصی به تسلط بر مطالب آموزشی را شکل داد.

هدف این درس:گسترش افق دید دانش آموزان و افزایش علاقه شناختی به مطالعه موضوع، شکل گیری مفاهیم ایدئولوژیک در مورد شناخت طبیعت. پیشنهاد می شود این درس در کلاس هشتم پس از مطالعه عناصر شیمیایی جدول تناوبی تدریس شود، زمانی که کودکان از قبل تصوری از تنوع خود دارند.

در طول کلاس ها

معلم:

هیچ چیز دیگری در طبیعت وجود ندارد
نه اینجا و نه آنجا، در اعماق فضا:
همه چیز - از دانه های کوچک شن گرفته تا سیارات -
از عناصر یکنواخت تشکیل شده است.
مانند یک فرمول، مانند یک برنامه کاری،
ساختار سیستم مندلیف سختگیرانه است.
دنیای زنده در اطراف شما اتفاق می افتد،
آن را وارد کنید، آن را استنشاق کنید، آن را با دستان خود لمس کنید.

درس با یک طرح نمایشی شروع می شود "چه کسی در جدول مهم تر است؟" (سانتی متر. پیوست 1).

معلم:بدن انسان دارای 81 عنصر شیمیایی از 92 عنصر موجود در طبیعت است. بدن انسان یک آزمایشگاه شیمیایی پیچیده است. تصور اینکه رفاه روزانه، خلق و خو و حتی اشتهای ما می تواند به مواد معدنی بستگی داشته باشد دشوار است. بدون آنها، ویتامین ها بی فایده هستند، سنتز و تجزیه پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها غیرممکن است.

روی میز دانش آموزان جداول "نقش بیولوژیکی عناصر شیمیایی" وجود دارد (نگاه کنید به. ضمیمه 2). برای شناختن او زمان داده شده است. معلم و دانش آموزان با طرح سوال جدول را تجزیه و تحلیل می کنند.

معلم:اساس زندگی از شش عنصر از سه دوره اول (H, C, N, O, P, S) تشکیل شده است که 98٪ جرم ماده زنده را تشکیل می دهد (عناصر باقیمانده جدول تناوبی را تشکیل می دهند. بیش از 2٪ نیست.
سه ویژگی اصلی مواد مغذی (H، C، N، O، P، S):

• اندازه اتمی کوچک،
• جرم اتمی نسبی کوچک،
• توانایی تشکیل پیوندهای کووالانسی قوی

به دانش آموزان متون داده می شود (نگاه کنید به پیوست 3). تکلیف: متن را با دقت بخوانید. شناسایی عناصر ضروری برای حیات و عناصر خطرناک برای موجودات زنده؛ آنها را در جدول تناوبی بیابید و نقش آنها را توضیح دهید.
پس از اتمام تکلیف، چندین دانش آموز متون مختلف را تجزیه و تحلیل می کنند.

معلم:عناصر آنالوگ در محیط طبیعی وارد رقابت می شوند و می توانند در موجودات زنده جایگزین شوند و بر آنها تأثیر منفی بگذارند.
جایگزینی سدیم و پتاسیم در حیوانات و انسان با لیتیوم باعث اختلال در سیستم عصبی می شود، زیرا در این حالت سلول ها تکانه های عصبی را هدایت نمی کنند. چنین اختلالاتی منجر به اسکیزوفرنی می شود.
تالیم، رقیب بیولوژیکی پتاسیم، جایگزین آن در دیواره های سلولی شده و بر سیستم عصبی مرکزی و محیطی، دستگاه گوارش و کلیه ها تأثیر می گذارد.
سلنیوم می تواند جایگزین گوگرد در پروتئین ها شود. این تنها عنصری است که در صورت وجود سطوح بالا در گیاهان می تواند باعث مرگ ناگهانی در حیوانات و انسان هایی شود که آنها را می خورند.
هنگامی که کلسیم در خاک کمبود داشته باشد، بدن آن را با استرانسیوم جایگزین می کند که به تدریج ساختار طبیعی اسکلت را مختل می کند. به خصوص خطرناک است جایگزینی کلسیم با استرانسیم-90 است که در مقادیر زیادی در محل انفجارهای هسته ای (در حین آزمایش سلاح های هسته ای) یا در هنگام حوادث در نیروگاه های هسته ای تجمع می یابد. این رادیونوکلئید مغز استخوان را از بین می برد.
کادمیوم با روی رقابت می کند. این عنصر فعالیت آنزیم های گوارشی را کاهش می دهد، تشکیل گلیکوژن در کبد را مختل می کند، باعث تغییر شکل اسکلتی می شود، رشد استخوان را مهار می کند و همچنین باعث درد شدید در ناحیه کمر و عضلات پا و شکنندگی استخوان می شود (مثلاً شکستگی دنده ها هنگام سرفه). ). سایر پیامدهای منفی سرطان ریه و رکتوم، اختلال عملکرد پانکراس است. آسیب کلیه، کاهش سطح آهن، کلسیم و فسفر در خون. این عنصر فرآیندهای خودپالایی را در گیاهان آبزی و زمینی مهار می کند (به عنوان مثال، افزایش 20-30 برابری کادمیوم در برگ های تنباکو مشاهده می شود).
هالوژن ها را می توان به راحتی در بدن تعویض کرد. فلوئور اضافی در محیط (آب فلورایده، آلودگی خاک به ترکیبات فلوئور اطراف کارخانه تولید آلومینیوم و دلایل دیگر) از ورود ید به بدن انسان جلوگیری می کند. در این راستا، بیماری های غده تیروئید و سیستم غدد درون ریز به طور کلی رخ می دهد.

پیام های دانشجویی از قبل آماده شده است.

شاگرد اول:

کیمیاگران قرون وسطی طلا را کمال و سایر فلزات را خطای آفرینش می دانستند و چنانکه معلوم است برای رفع این خطا تلاش زیادی کردند. ایده معرفی طلا به عمل پزشکی به پاراسلسوس نسبت داده می شود که اعلام کرد هدف شیمی نباید تبدیل تمام فلزات به طلا باشد، بلکه باید تهیه دارو باشد. داروهای ساخته شده از طلا و ترکیبات آن برای درمان بسیاری از بیماری ها امتحان شده است. از آنها برای درمان جذام، لوپوس و سل استفاده می شد. در افراد حساس به طلا، می تواند باعث اختلال در ترکیب خون، واکنش در کلیه ها، کبد، بر خلق و خو، دندان ها و رشد مو شود. طلا عملکرد سیستم عصبی را تضمین می کند. در ذرت یافت می شود. و قدرت رگ های خونی به ژرمانیوم بستگی دارد. تنها محصول غذایی حاوی ژرمانیوم سیر است.

شاگرد دوم:

در بدن انسان، بیشترین مقدار مس در مغز و کبد یافت می شود و این شرایط به تنهایی نشان دهنده اهمیت آن در زندگی است. مشخص شده است که در هنگام درد، غلظت مس در خون و مایع مغزی نخاعی افزایش می یابد. در سوریه و مصر برای جلوگیری از راشیتیسم و ​​صرع به نوزادان دستبند مسی داده می شود.

شاگرد سوم:

آلومینیوم

ظروف آلومینیومی را ظروف آشپزی افراد فقیر می نامند، زیرا این فلز در ایجاد آترواسکلروز پیری نقش دارد. هنگام پختن غذا در چنین ظروفی، آلومینیوم تا حدی وارد بدن می شود و در آنجا جمع می شود.

دانش آموز چهارم:

• چه عنصری در سیب وجود دارد؟ (اهن.)
• نقش بیولوژیکی آن چیست؟ (بدن حاوی 3 گرم آهن است که 2 گرم آن در خون است. آهن بخشی از هموگلوبین است. آهن ناکافی منجر به سردرد و خستگی می شود.)

سپس دانش آموزان یک آزمایش آزمایشگاهی را انجام می دهند که هدف آن اثبات تجربی اثر نمک برخی از فلزات بر پروتئین است. آنها پروتئین را با محلول های قلیایی و سولفات مس مخلوط می کنند و تشکیل یک رسوب بنفش را مشاهده می کنند. آنها نتیجه می گیرند که پروتئین از بین می رود.

دانش آموز پنجم:

انسان نیز طبیعت است.
او هم غروب و طلوع خورشید است.
و چهار فصل در آن وجود دارد.
و شیوه خاصی از موسیقی در آن وجود دارد.

و راز خاص رنگ،
گاهی با بی رحمی، گاهی با آتش مهربان.
مرد زمستان است. یا تابستان.
یا پاییز با رعد و برق و باران.

این شامل همه چیز بود - مایل ها و زمان.
و از طوفان های اتمی کور شد.
انسان هم خاک است و هم دانه.
و علف هرز وسط مزرعه. و نان.

و هوای آنجا چگونه است؟
چقدر تنهایی در او وجود دارد؟ ملاقات؟
انسان هم طبیعت است...
پس بیایید طبیعت را نجات دهیم!

(S. Ostrovoy)

برای تثبیت دانش به دست آمده در درس، آزمون "لبخند" انجام می شود (نگاه کنید به. پیوست 4).
در مرحله بعد، از شما خواسته می شود که جدول کلمات متقاطع "کلیدوسکوپ شیمیایی" را پر کنید (نگاه کنید به. ضمیمه 5).
معلم درس را خلاصه می کند و فعال ترین دانش آموزان را یادداشت می کند.

شاگرد ششم:

تغییر، تغییر!
تماس در حال زنگ زدن است.
بالاخره تموم شد
درس آزاردهنده!

کشیدن گوگرد توسط دم خوک،
منیزیم گذشت.
ید کلاس تبخیر شده است،
انگار اصلاً آنجا نبوده بودم.

فلوئور به طور تصادفی آب را آتش زد،
کلر کتاب دیگری را خورد.
کربن به طور ناگهانی با هیدروژن
موفق شد نامرئی شود.

پتاسیم و برم در گوشه ای با هم می جنگند:
آنها الکترون را به اشتراک نخواهند گذاشت.
اکسیژن یک پسر شیطان در جنگل است
او سوار بر اسب از کنارش گذشت.

کتاب های مورد استفاده:

1. O.V. بایدالینادر جنبه کاربردی دانش شیمیایی. "شیمی در مدرسه" شماره 5، 2005
2. شیمی و بوم شناسی در دوره مدرسه. «اول شهریور» شماره 14، 2005
3. I. N. Pimenov، A. V. Pimenov"سخنرانی در مورد زیست شناسی عمومی"، کتاب درسی، ساراتوف، انتشارات JSC "Lyceum"، 2003.
4. در مورد شیمی در آیه، چه کسی در جدول مهمتر است؟ «اول شهریور»، شماره 15، 2005
5. فلزات در بدن انسان "شیمی در مدرسه"، شماره 6، 2005.
6. جدول کلمات متقاطع "کلیدوسکوپ شیمیایی". «اول سپتامبر»، شماره 1 4، 2005
7. "من به کلاس شیمی می روم." کتاب برای معلمان م. «اول شهریور»، 1381، ص 12.