Химический состав клетки. Урок биологии в 10 классе

Цели урока:
Знать химический состав клетки на атомном и молекулярном уровнях
Изучить роль воды в организме в связи с ее уникальными свойствами
Раскрыть роль катионов и анионов в жизнедеятельности клетки.

План урока
Химический состав клетки на атомном уровне.
Химический состав клетки на молекулярном уровне
Вода и ее биологическая роль в клетке
Роль минеральных солей в жизни клетки

Атомный уровень - это…
содержание химических элементов в клетке

Атомный уровень
Макроэлементы
Микроэлементы
Ултрамикроэлементы
Медь
Цинк
Кобальт
Марганец
Йод
Фтор
Никель и др.
Кислород – 65-75 %,
Углерод - 15 -18 %,
Водород - 8 -10 %,
Азот - 1,5 -3 %
Сера – 0,15 -0,2%
Фосфор – 0,2 -1 %
Калий – 0,15 -0,4 %,
Натрий – 0,02-0,003%
железо – 0,01-0,015%
Кальций -0,04 – 2 %
Хлор – 0,05%-0,1%
магний –0,02- 0,03%
Бор
Бром
Серебро
Золото
Селен
Мышьяк и др.
98%
от 0,001
до 0,000001 %
Менее
0,000001 %
Единство химического состава живой и неживой материи

Биогенные элементы
Биогенные элементы – химические элементы которые входят в состав клеток и выполняют биологические функции (H, O, N, C, P, S)
Молекула серотонина, секретный код счастья

Химические элементы
в составе веществ клетки

Молекулярный уровень – это…
Неорганические вещества
Органические вещества
Вода
Минеральные соли
Белки
Липиды
Углеводы
Нуклеиновые
кислоты
содержание веществ в клетке

Содержание химических соединений в клетке

Вода и ее роль в клетке
В клетках эмбриона- 90-95%, в старых организмах – 60%
Это зависит от типа клеток
и интенсивности обмена веществ.
Нейрон – 85%
Кости – 20%
Зубная эмаль – 10%
Среди веществ клетки на первом месте по массе стоит вода. Содержание воды в разных клетках колеблется от 60 до 98%.

Строение молекулы воды
Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода и при этом электронейтральна. Но электрический заряд внутри молекулы распределен неравномерно. Следовательно, частица воды – диполь.

Свойства воды:
Бывает в трех агрегатных состояниях: жидком, газообразном (пар), твердом (лед, снег).
Вода – растворитель.
Теплопроводность воды хуже, чем у металлов, но лучше, чем у воздуха.
Вода долгое время сохраняет полученное тепло.
Вода не уменьшает (как другие вещества), а увеличивает свой объем при переходе из жидкого состояние в твердое.
Несжимаемость воды
Высокая сила поверхностного натяжения

Значение воды в клетке
Вода – универсальный растворитель
Вода превосходный растворитель полярных веществ (соли, сахара, простые спирты). Растворимые вещества в воде называются гидрофильными.
Абсолютно неполярные вещества типа жиров или масел вода не растворяет и не смешивается с ними, поскольку она не может образовывать с ними водородные связи. Нерастворимые в воде вещества называются гидрофобными.

2.Транспортная. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетку, из клетки, а также внутри самой клетки и организме.
3. Метаболическая. Вода является средой и участником биохимических реакций в клетке.
а) реакции гидролиза
б) В процессе фотосинтеза вода является донором электронов и источником атомов водорода. Она же является источником свободного кислорода. Фотолиз воды – расщепление воды под действием света до Н+ и О2

4. Структурная.
а) Цитоплазма клеток содержит от 60 до 95 % воды. У растений вода определяет тургор клеток, а у некото­рых животных выполняет опорные функции, являясь гидростатическим скелетом (круглые и кольчатые черви, иглокожие).

б) Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей (синовиальная в суставах позвоночных; плевральная в плевральной полости, перикардиальная в околосердечной сумке) и слизей (которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей). Она входит в состав слюны, желчи, слез, спермы и др.

Терморегуляционная. Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Это свойство обеспечивает поддержание теплового баланса организма при значительных перепадах температуры в окружающей среде. Кроме того, вода обладает высокой теплопроводностью, что позволяет организму поддерживать одинаковую температуру во всем его объеме.

Минеральные соли клетки
Молекулы солей в водном растворе распадаются на катионы и анионы.
СОЛЬ
Диссоциация
Ионы
Положительно заряженные
(катионы)
К+ Na+ Ca2+
Сl- HCO3- HSO4-
Отрицательно заряженные
(анионы)

Значение ионов солей
Разность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе возникновения нервного и мышечного возбуждения.
Разностью концентрации ионов по разные стороны мембраны обусловлен активный перенос веществ через мембрану, а также преобразование энергии.