«Химические элементы в теле человека»

Урок по естествознанию, посвященный 150-летию Д.И. Менделеева по теме «Химические элементы в теле человека»

Цель занятия: Углубление знаний о химических элементах минеральных и органических в организме человека.

Задачи занятия:

Обучающая: Формировать систему знаний о веществах, из которых состоит организм человека, процессах.

Воспитательная: Воспитывать у обучающихся интерес к биологии, химии, потребности вести здоровый образ жизни.

Развивающая: Формировать у обучающихся умений обобщать знания, систематизировать. 

Информационно-справочное оснащение:

Основная литература: 

1. А.Ю. Пентин. Естествознание. Часть II. Химия. Биология. М; Издательский центр «Академия», 2004. Допущено Министерством образования РФ в качестве экспериментального учебного пособия для образовательных учреждений начального профессионального образования. 

Дополнительная литература

1. Химия 10 Габриелян О.С. Дрофа,2007г. стр.63,64 http://slovo.ws/urok/chemistry/10/004/

Интернет ресурсы:

1. Химик. http://www.xumuk.ru/biochem/350.html

2. Интернет урок. Роль химических элементов в организме человека.

Цель урока: познакомить учащихся с химическими элементами, которые входят в организм человека, рассмотреть роль органических и неорганических веществ в образовании костной ткани, образующей скелет. Ознакомиться с основными видами травм, связанными с переломами и способами оказания первой медицинской помощи (ПМП).

Задачи:

Образовательные:

• познакомить учащихся с химическими элементами в организме человека, рассмотреть роль кальция и фосфора в формировании костной ткани;

• ознакомить учащихся с питательными вещества содержащими кальций и фосфор укрепляющие скелет;

• рассмотреть типы переломов;

• сформулировать правила адекватного поведения в экстремальной ситуации;

• изучить способы оказания ПМП (наложение фиксирующих повязок, шин, возможные способы транспортировки пострадавших);

• на основе знаний о составе костей выяснить причины переломов у различных возрастных групп;

Развивающие:

• развивать знания учащихся о безопасном поведении;

• способствовать развитию интереса к химии и анатомии.

Воспитательные:

• формировать научное мировоззрение;

• способствовать профессиональной ориентации учащихся;

Оборудование: модель кости, химические реактивы (соляная кислота) штатив, скелет человека, таблицы, простейшие шины, перевязочный материал, пузырь со льдом, косынка, мази.

Понятия: “микро- и макро- химические элементы”, “оссеин”, “костное и губчатое вещество”, “костно-мозговая полость”, “переломы”.

Тип урока: инегрированный урок химии и анатомии.

Методы обучения:

• словесные (рассказ, беседа, объяснение);

• наглядные (показ таблиц, схем, рисунков);

• демонстрационные (химический опыт, способ наложения повязки, шины);

• практические (оказание учащимися помощи условно пострадавшему).

Мир сложен, он полон событий, сомнений

И тайн бесконечных и смелых загадок

Как чудо природы рождается гений

И в хаосе этом

Находит порядок…

Весь мир большой:

Жара и стужа,

Планет круженье, свет зари-

Всё то, что видим мы снаружи

Законом связано внутри.

Найдётся ль правило простое,

Что целый мир объединит?

Таблицу Менделеев строит

Природы ищет алфавит.                                             

У вас сразу же возникает вопрос – мы то изучаем клетку и строение организмов, к чему же здесь таблица Менделеева, химия и элементы?

Чтобы разобраться, давайте ответим вот на такие вопросы:

– Что такое химический элемент?

(Химический элемент – это определенные вид атомов с одинаковым зарядом ядра.)

-Какие химические элементы преобладают в земной коре?

(Кислород, кремний, алюминий, железо, магний, натрий, кальций – эти элементы составляют ≈ 98% массы земной коры) (презентация, 2 слайд)

Одним из основных общих признаков живых организмов является единство их элементарного химического состава. Независимо от того, к какому царству, типу или классу принадлежит то или иное живое существо, в состав его тела входят одни и те же, так называемые универсальные химические элементы. Сходство в химическом составе разных клеток свидетельствует о единстве их происхождения. Но количественное содержание тех или иных элементов в живых организмах и в окружающей их неживой среде существенно отличается.

- А какие химические элементы преобладают в живых организмах?

(кислород, азот, углерод и водород)

Кроме этих основных элементов в клетках живых организмов встречается 90 различных химических элементов, из них 25 обнаружены практически во всех клетках. Эти химические элементы необходимы для их жизнедеятельности. Остальные элементы, вероятно, попадают в организм с водой, пищей, воздухом и не участвуют в жизнедеятельности.

-Давайте подсчитаем, сколько в человеке массой 85 кг будет составлять каждый элемент.

( Ответ: (слайд 5) кислород – 59,5 кг; углерод – 13,6 кг; водород – 7,65 кг; азот – 2, 125кг; кальций – 0, 85 кг; фосфор – 0,425кг; калий – 0,255 кг.)

А также в теле человека примерно 45л воды, а фосфора достаточно для изготовления нескольких десятков коробков спичек, кальция хватило бы на побелку небольшого забора, железа у нас в организме достаточно, чтобы изготовить 1 гвоздь, в теле человека 10 мг золота, даже есть 15 мг мышьяка…

В теле человека в среднем содержится 2,1 кг различных металлов.

Поэтому тема нашего занятия: «Химические элементы в теле человека».

И наша сегодняшняя цель - познакомиться с этими химическими элементами и выяснить их роль в организме человека.

Количество элементов различно, но все они имеют важное значение. Без этой “таблицы Менделеева” мы не смогли бы жить, будем плохо чувствовать себя и даже болеть, если каких–то элементов будет не хватать. Впрочем, также плохо, если элементы окажутся в избытке. Все должно находится в химическом равновесии.

Количество химических элементов в клетке различно, поэтому их принято делить на три группы:

1.Макроэлементы.

К ним относятся элементы с концентрацией в организме более 0, 001%: кислород, углерод, водород (10,5%), железо, калий (0,27%), кальций(1,4%), магний (0,04%), натрий (0,26%), азот, сера, фосфор, хлор.

Углерод, водород, кислород и азот – это четыре элемента, которые иногда называют “китами химии”, “элементами жизни”. Из атомов этих 12 элементов построены не только живые белки, но и вся природа вокруг нас.

2. микроэлементы.

К микроэлементам относят элементы, доля которых в организме составляет от 0,001 до 0,000001%. Это цинк, йод, кобальт, хром, медь и др.

3. Ультрамикроэлементы. Их концентрация составляет менее0,000001%. Это селен, бор, серебро, золото и др. Функции ультрамикроэлементов еще полностью не изучены, имеются лишь отдельные сведения о них.

Но в большинстве случаев роль химических элементов хорошо изучена, за исключением одного - мышьяка.

Все эти элементы участвуют в построении организма в виде ионов или молекул, концентрация которых различна. Особую роль в жизни любой клетки играют ионы калия и натрия, которые образуют калиево - натриевый градиент.

Натрий-калиевый насос — механизм, обеспечивающий активное выведение из протоплазмы проникших ионов натрия и введение ионов калия.

Его функция – постоянно накачивать ионы К внутрь клетки, одновременно выкачивать из нее ионы Na в межклеточное пространство. За секунду он может перенести 15-600 ионов натрия.

Значение калиево-натриевого насоса для жизни каждой клетки и организма в целом определяется тем, что непрерывное откачивание из клетки Na и нагнетание в нее K необходимо для осуществления многих жизненно важных процессов:

* осморегуляции и сохранения клеточного объема
* поддержания разности потенциалов по обе стороны мембраны;
* поддержания электрической активности в нервных и мышечных клетках;
* активного транспорта через мембраны других веществ (сахаров, аминокислот);
* синтеза белка в клетке, обмена углеводов, осуществления фотосинтеза и других процессов по обеспечению жизни клетки.

Рассмотрим работу градиента.

Но работать калиево-натриевый насос будет при условии определенного соотношения K и Na в организме. Это соотношение равно – 20:1. При изменении соотношения в сторону натрия клеточное дыхание затрудняется, защитные силы организма ослабевают, а процессы анаболизма снижаются. При изменении соотношения в сторону калия жизненные процессы протекают в более рациональном режиме и здоровье улучшается.

Об этих элементах нам расскажут…

Все данные будем заносить в таблицу.

Натрий –

Калий-

Проблема соотношения калия и натрия началась в далеком прошлом. В процессе эволюции животные использовали в пищу лишь продукты с естественно сложившимся соотношением калия и натрия. Вещество, которое было редкостью во времена палеолита, а теперь имеется практически в избытке, — поваренная (натриевая) соль. Она является обязательной потребностью современного человека. Хотя при рождении человек не имеет такой потребности, поэтому не стоит приучать ребенка к соли.

В современном мире натрий повсюду, и мы, как правило, употребляем натрий в намного большем количестве, чем необходимо. Современный человек не употребляет многие растительные продукты, а если употребляет, то или очень мало или в переработанном виде с добавлением натрия (тот же хлеб и др.). В итоге уровень калия в организме минимален, а соотношение калий-натрий перевернуто.

При оценке соотношения натрия и калия в пище ученые обнаружили, что люди с самым неблагоприятным соотношением (много натрия и мало калия) имели вдвое больший риск смерти от заболеваний сердца и на 50% больший риск смерти от других заболеваний на протяжении наблюдения. Нормальное потребление калия предотвращает образование камней в почках, печени, желчных протоках. Калий предотвращает образования известковых отложений в суставах, сосудах. Избыток натрия, наоборот, вызывает задержку жидкости. Пища, богатая калием, вызывает повышенное выведение натрия, и наоборот. Если человек потребляет продукты преимущественно растительного происхождения, богатые калием, не надо забывать о соли. Веган, который занимается спортом и не солит пищу, может заработать серьезный дефицит натрия за одну-две недели.

По мере старения организма градиент концентраций калий и натрия на границе клетки падает. А при наступлении смерти он выравнивается.

Кроме того для нормальной жизнедеятельности важны еще соотношения

Ca²⁺ - P⁵⁺ - K¹⁺ - 1:1,5:1

Ca²⁺ - Mg²⁺ - 1:0,5

Но в организме содержится и много ядовитых элементов – ртуть, тантал , мышьяк. Ученые считают, что их действие блокирует определенную группу белков, а так же вытесняют медь и цинк из организма. Но все-таки без них наш организм существовать не может, т.к. они при низких концентрациях могут оказывать полезное влияние. Например, мышьяк – сильный яд, но в небольших дозах его прописывают для улучшения аппетита, микродозы его повышают устойчивость организма к действию вредных бактерий. Все эти элементы называют примесными.

Следующий доклад о кальции, элементе, образующем скелет человека -

Магний, который наряду с кальцием также отвечает за формирование скелета -

Фосфор - это один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Фосфор составляет 0,08 - 0,09 % от массы Земной коры.

Фосфор играет важную биологическую роль и служит строительным материалом для многих клеток живых организмов. В растительном мире он содержится во всех растениях. Наибольшая концентрация наблюдается в плодах и семенах растений.

Доклад-

Марганец является довольно распространенным веществом в природе. Однако его можно встретить не в чистом виде, а в составе некоторых рудных соединений. Также он является жизненно необходимым микроэлементом для большинства растений и живых организмов, в том числе и для людей. Почему же марганец так важен для человеческого организма? Нам расскажет-

Кобальт (Со) - химический элемент, который в Периодической системе Д.И. Менделеева занимает 27-е место. В организме взрослого человека содержится не более 1,5 мг кобальта, поэтому он относится к микроэлементам, причем жизненно важным нашему организму. Доклад -

Цинк. Сложно переоценить роль, которую играет цинк в организме человека. Этот микроэлемент является важнейшим участником обменных процессов, а также существенно влияет на здоровье в целом. Его уникальность состоит в том, что в организм должно поступать ровно столько вещества, сколько ему нужно.

Доклад -

Йод относят к группе галогенов. В переводе с греческого, это обозначает «рождающий соль». Какова же роль йода в нашем организме?

Доклад -

Фтор (F - от лат. Fluorum) - девятый по счету химический элемент в Периодической системе, относящийся к группе галогенов (вместе с хлором, бромом, йодом).

Однако фтор опасен только в чистом виде или в виде некоторых простых соединений, и совершенно необходим для нормального функционирования человеческого организма и животных. Впрочем, такова "судьба" многих других химических элементов.

Фтор является важнейшей составляющей минерального обмена. В нашем организме он выполняет множество других функций. О них нам расскажет…

В организме много и других очень важных элементов, поэтому для выяснения их роли дома вы допишете таблицу . И охарактеризуете следующие элементы : железо, медь, хлор, бром, кремний, молибден, селен, ртуть.

А теперь для закрепления полученных знаний ответьте на вопросы теста.

Приложение

1.Кальций

В организме человека содержание кальция составляет от 1 до 2,2 кг. Приблизительно 99 % содержащегося в организме кальция образует основу человеческого скелета, в то время как 1 % этого минерала циркулирует в крови и прочих жидкостях организма.

Роль кальция в организме человека нельзя недооценивать. Кальций формирует скелет человека, влияет на процессы свертывания крови и обмен воды, нормализует обмен углеводов и хлорида натрия. Этот минерал также регулирует мышечное сокращение и секрецию гормонов, снижает уровень проницаемости стенок сосудов, обладает противовоспалительным действием. Недостаток или избыток кальция нарушает кислотно-щелочной баланс в организме.

Взрослому человеку необходимо в сутки 0,8 г кальция; у женщин в период беременности и лактации суточная норма повышается до 1 г. Кальций необходим людям, активно занимающимся спортом (этот минерал активно выводится с потом), а также тем, кто по роду деятельности постоянно контактирует с такими веществами, как пыль от фосфатных удобрений, фторсодержащая пыль и т. д. Кальций рекомендуется принимать при лечении анаболическими стероидными гормонами и гликокортикоидами.

Кальций в продуктах питания:

молочные продукты (сыр, творог, молоко, сливки) – 120 мг%, шпинат, петрушка;

овощи, фасоль, цветная капуста, брокколи, хрен, репчатый лук, соевый творог;

яблоки, груши, урюк и курага; соки; рыба; орехи, семечки подсолнечника, сладкий миндаль.

Магний

Организм взрослого человека содержит примерно 25 г магния ?около 60% находится в костях, оставшееся количество в жидкой среде, мягких тканях и мышцах, высокая концентрация магния в  клетках головного мозга и сердца.

Роль магния:

-благотворно влияет на рост костей;

-координирует сердечный ритм, снижает повышенное артериальное давление;

-регулирует уровень сахара в крови;

-способствует улучшению функции дыхания при хронической астме, эмфиземе, бронхитах;

-представляет собой профилактическое средство против мышечных и суставных болей, синдрома хронической усталости, мигрени;

-нормализует состояние при предменструальном синдроме;

-снижает негативные эффекты радиотерапии и химиотерапии;

-способствует здоровью зубов, укрепляет эмаль;

-предотвращает отложения кальция, камней в желчном пузыре и почках.

Растительная пища содержит большое количество магния, половину нормы можно удовлетворить крупяными изделиями и хлебной продукцией.  

Магний в продуктах:злаковые растения,  крупы (овсяная, ячневая);белокочанная капуста, соевая мука,  горох,  фасоль,  семена подсолнечника;фиги, лимоны, грейпфруты, яблоки, бананы, абрикосы;сладкий миндаль, орехи;камбала, карп, креветки, морской окунь, палтус, сельдь, скумбрия, треска;молоко, творог (низкая доля, но легко усвояемая форма).

Суточная норма магния – 400  мг, максимально допустимое количество потребления - 800 мг..

Фосфор

Фосфор – микроэлемент, который необходим человеку для жизни. Без него не происходит ни одна биохимическая реакция в организме. Основной ролью фосфора в организме человека можно назвать обеспечение нормального роста костной и зубной ткани, а также дальнейшее поддержание их целостности в течение всей жизни человека.
Макроэлемент выполняет следующие функции:

Является составной частью нуклеотидов и АТФ, служащих для передачи генетической информации, переноса энергии, становления нейронной связи, регуляции секреторных функции.

Служит структурным материалом для костной ткани, клеточных мембран, зубной эмали. Выполняет строительную функцию, содержится во всех клетках человеческого тела.

Участвует в реакциях фосфорилирования, которые помогают перестраивать молекулы белков для синтеза других жизненно важных веществ (ферментов, витаминов, коферментов).

Стимулирует деление клеток, процессы роста, передачи генов.

Участвует в белковом и углеводном обмене, способствует усвоению глюкозы, накоплению энергии.

Способствует активации различных ферментов.

Фосфор помогает поддерживать постоянство буферной системы крови (уровень pH), вовлечён в кальциевый обмен.

Отвечает за рост тканей мозга, нервных клеток, клеточное дыхание, сокращение мышц.

Служит защитой организма от стресса, развития остеопороза, поддерживает функционирование почек.
Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1200 мг и дефицит этого микроэлемента достаточно трудно допустить – пришлось бы стать строгим вегетарианцем и употреблять плоды/ягоды/овощи/фрукты, которые растут на почвах, бедных этим микроэлементом. Если же человек полноценно питается, то суточная доза фосфора поступает в его организм из многих продуктов: тыква, капуста, петрушка; орехи, бобовые, крупы; цельнозерновые продукты, черный хлеб; шпинат, чеснок, морковь; молоко, сыр; рыба, мясо, говяжья печень; ягоды и грибы; яйца.

Фтор

Организм человека содержит фтор в костях, зубах, кожном покрове и щитовидной железе. Содержание фтора примерно 2,6 г.

Роль фтора в организме человека

-требуется для формирования эмали и твердой ткани зубов (дентина). Он оберегает зубы от кариеса и различных разрушений, создавая устойчивое соединение с фосфором и кальцием.

-способствует укреплению костей, предотвращению дегенеративных процессов.

-содействует быстрому заживлению ран и улучшению усвоения железа.

Фтор в продуктах питания :

морская рыба (самая большая концентрация в соме, треске, скумбрии), морская капуста;печень, баранина, телятина, молоко, яйца;хлеб грубого помола, рис, овсяная крупа;лук, шпинат, яблоки;орехи.

Норма фтора в питании - 1,5 мг, максимально допустимое количество - 4 мг.

марганец

В организме человека содержание марганца от 12 до 20 мг, основные зоны концентрации – кости,  печень, почки и сердце. Роль марганца в организме человека:

-Принимает участие в продуцировании и обмене нейромедиаторов в ЦНС, способствует ее формированию.

-Усиливает действие инсулина.

-Борется со свободными радикалами, поддерживает устойчивость структуры клеточных мембран.

-Способствует нормальному функционированию мышечной ткани.

-Принимает участие в синтезе гормона щитовидной железы - тироксина.

-Вовлечен в регуляцию уровня сахара в крови, повышая поглощение клеткой глюкозы.

-Принимает участие в синтезе жирных кислот, способствует снижению уровня липидов в организме, усиливает процесс утилизации жиров.

-Препятствует жировой дегенерации печени, содействует отложению гликогена в печени, синтезу холестерина и поддержанию его определенного уровня в крови.

-Способствует обеспечению полноценной репродуктивной функции, поддерживая работу женских половых гормонов.

-Поддерживает факторы свертывания крови.

-Улучшает работу иммунной системы.

Марганец в продуктах питания:пшеничные и рисовые отруби,  ржаной хлеб, гречка, рис, овес, проросшее зерно;соя,  горох,  картофель,  свекла, помидоры, морковь, шпинат, петрушка;черника, черная смородина, ананасы, сливы;лекарственные растения: лапчатка, эвкалипт, багульник, вахта трехлистная;арахис, фундук;чай, кофе.

Норма марганца в питании - 1-2  мг, максимально допустимое количество потребления - 11 мг. С продуктами питания с учетом усвояемости должно поступать 5-10 мг.

Кобальт

Содержание кобальта в организме менее 1 мг, в жировой ткани содержится 0,36 мг, в волосах – 0,3 мг, в костях – 0,28 мг, в мышцах скелета – 0,2 мг, в печени - 0,11 мг. Кобальт является компонентом молекулы витамина B 12 и составляет 4,5%.

Роль кобальта в организме человека

-  участвует в выработке гормонов щитовидной железы, белков ,жиров и углеводов, - способствует снижению содержания холестерина в крови и выведению из сосудов, предотвращая формирование атеросклеротических бляшек.

Обновление клеток организма: кобальт принимает участие в выработке РНК и ДНК, составляющих ядра клеток и сохраняющих генетическую информацию.

Костная система: кобальт содействует росту костной ткани.

Система крови: стимулирует синтез гемоглобина, повышает усвоение железа. Процесс кроветворения в организме человека осуществляется в результате взаимодействия кобальта, железа и меди. Установлено, что введенный в костный мозг кобальт увеличивает продуцирование молодых эритроцитов и гемоглобина.

Иммунная система: кобальт повышает активность лейкоцитов, оказывая благоприятное воздействие на иммунитет. Избирательно угнетает дыхание раковых клеток и их деление.

Кобальт в продуктах питания:

Овощи, зелень: красная свекла,  редис,  капуста, картофель,  зеленый и репчатый лук,  чеснок,  салат,  морковь, кукуруза, шпинат, петрушка, огурец.

Бобовые и зерновые культуры: крупа манная, пшеничная, геркулесовая, рисовая, ячневая, хлеб пшеничный, горох.

Ягоды и фрукты: груши,  абрикосы,  виноград,  черная смородина, земляника, клюква.

Продукты животного происхождения: говядина, сердце, почки, печень (особенно телячья), мясо кролика, свинина, яйцо куриное, молочные продукты (кефир, сметана, сливки, простокваша).

Морские продукты: кальмар, рыбные консервы, печень трески, треска, ставрида.

Усваивается в ЖКТ около 20% кобальта.

Норма кобальта в питании в сутки – 20-50 мкг, максимально допустимое количество потребления - 10 мг (по сведениям ряда авторов).

Цинк

Содержание цинка (zink) в организме человека составляет 1, 5 - 3 г (у женщин – 1,5, у мужчин – 2,5 – 3г), из них 60% в костной и мышечной тканях, 20% - в коже. Самый высокий уровень микроэлемента – в эритроцитах и лейкоцитах, в предстательной железе и сперме у мужчин.

Роль цинка в организме человека

-цинк принимает участие в синтезе и расщеплении белков, жиров и углеводов.

-способствует деятельности лейкоцитов, антител, гормонов, работе вилочковой железы, что увеличивает сопротивляемость организма и ускоряет заживление ран.

- оберегает от разрушения бета-клетки поджелудочной железы, синтезирующие инсулин. --находится в составе более 300 ферментов,

-улучшает всасывание витамина Е, принимает участие в обмене витамина A.

- способствует поддержанию целостности зубов, он находится в структуре и ферментах костной ткани..

-играет главную роль в выработке ДНК и делении клеток. По этой причине он требуется для роста и регенерации костей, тканей, волос и ногтей.

Суточная норма цинка в питании – 15 - 25 мг. В период беременности в связи с незаменимостью цинка для нормального развития и роста ребенка потребность в нем возрастает и составляет 100 мг в течение всего периода беременности, либо дополнительный прием - 0,6 мг в сутки.

Цинк в продуктах питания:

Мясо, птица. Сыр, молоко, яйца. Грецкие орехи, семена тыквы, подсолнечника.

Рыба (сельдь), морепродукты (креветки, устрицы). Зерновые: продукты из цельного зерна, отруби, зародышевые части зерна, овсяная, гречневая крупы. Бобовые.Грибы.Овощи: картофель, капуста, свекла, морковь.Фрукты: яблоки, груша, слива, вишня.

Йод

В организме человека содержится от 20 до 50 мг йода (iodine), из них не менее 60 % сосредоточено в щитовидной железе,  40% - в мышцах, яичниках, крови.

Йод в организме человека принимает участие в регуляции:

энергетического обмена, температуры тела;

скорости биохимических реакций;

обмена белков, жиров, водно-электролитного обмена;

метаболизма ряда витаминов;

процессов роста и развития организма, включая нервно-психическое развитие.

Кроме того, йод повышает потребления кислорода тканями.

Йод в продуктах питания:

морские продукты -  красные и бурые водоросли (ламинария), палтус, треска, сельдь, креветки, пикша, морская соль, моллюски, сардины;

йодированная соль;

говяжья печень, яйца, молоко;

лук, щавель, белокочанная капуста, морковь (если выращены на почве, богатой йодом).

Отчасти йод поступает с водой.

Среднесуточная норма йода – 120 - 150 мкг, максимально допустимое количество потребления - 300 мкг. В период беременности и лактации норма возрастает до 175 – 200 мкг.

Натрий

Содержание натрия (sodium)  в организме человека примерно 50 -60 г на 70 кг массы тела, приблизительно 40% располагается в костной ткани, главным образом, во внеклеточной жидкости.

Роль натрия в организме человека:

Способствует поддержанию осмотического давления в жидкостях организма и водного баланса, транспортирует аминокислоты, глюкозу, различные неорганические и органические анионы через мембраны клеток. Формирует потенциал действия посредством обмена с ионами калия. Транспортирует углекислый газ.

Оказывает влияние на обмен белков, участвуя в процессе гидратации.

Норма натрия в день – 4 – 6 г, что отвечает 10 – 15 г поваренной соли. Увеличивается потребность при условии больших физических нагрузок, сильном потоотделении в жарком климате.  Количество природного натрия в продуктах питания не очень велико - 15-80 мг%, но он содержится фактически во всей пище, однако наибольшее количество натрия человек получает с поваренной солью (хлоридом натрия).

Калий

Содержание калия (potassium) в организме - около 160-180 г, он является внутриклеточным элементом.

Роль калия в организме:

Регулирует кислотно -  щелочное равновесие крови, водный баланс межклеточной и клеточной жидкости, водно-солевой баланс, осмотическое давление. 

Принимает участие в передаче нервных импульсов. 

Активизирует работу некоторых ферментов, углеводный и белковый обмен.

Требуется для синтеза белка, преобразования глюкозы в гликоген.

Необходим для осуществления выделительной функции почек.

Улучшает деятельность кишечника.

Поддерживает нормальный уровень кровяного  давления, принимает участие в нервной регуляции сердечных сокращений.

Преимущество имеет употребление животной пищи, богатой калием, поскольку в этом случае человек получает сбалансированное содержание калия и натрия. Растительная же пища способствует выведению натрия.

Растительные продукты (мг нутриента/на граммы продукта), содержащие калий:

картофель, китайская капуста, морковный сок зелень свеклы - 655 мг.

чай арбуз, дыня, виноград, яблоки, цитрусовые бананы, киви, авокадо, сухофрукты, абрикосы.бобовые: Животные продукты, молоко обезжиренное йогурт с низким содержанием жира свиная отбивная радужная форель .

Организм усваивает калий на 90-95%.

Средняя суточная норма калия в питании – 2 г; для людей, занятых тяжелым физическим трудом, спортсменов - 2,5 - 5 г.

Интегрированный урок

по теме «Химический состав клетки. Неорганические вещества и их роль в клетке» (10 класс)

Учитель биологии: Калугина С.В., МОУ «СОШ № 26»

Задачи урока:

1. Расширить знания старшеклассников о химическом составе внутренней среды; строении и значении в жизни клетки различных неорганических соединений (на примере воды и минеральных солей).

2. Научить школьников выявлять связь между составом, строением молекулы, химического соединения и его функциями в клетке.

3. Убедить учащихся в том, что для понимания сущности протекающих в клетке процессов необходимы знания из разных областей естественных наук (биологии, химии, физики).

Оборудование: презентация.

: например, выяснено, что недостаток селена приводит к развитию раковых заболеваний.

Обратимся к таблице и посмотрим роль в организме некоторых элементов-биогенов. (слайд 7)

Учитель обращает внимание учащихся на то, что именно макроэлементы – кислород, углерод, водород и азот – обеспечивает большинство функций в организме, и задает вопрос:

– Почему данные элементы-биогены подходят для выполнения биологических функций?



Учащиеся из курса химии вспоминают о строении атомов биогенов, их расположении в первых периодах периодической системы Д.И.Менделеева, их общих свойствах – способности к образованию ковалентных связей посредством спаривания электронов с отдачей или присоединением при этом от одного до шести электронов. Кроме того, органеллы могут легко реагировать друг с другом, образуя при этом разнообразные химические соединения. Эти элементы имеют малую атомную массу (относительно малый радиус), то есть они сочетают легкость с прочностью ковалентных связей между ними. (слайд 8)

Ковалентно связанные атомы углерода образуют «каркас» органических молекул, на котором как бы «крепятся» разнообразные функциональные группы, содержащие водород, кислород, серу, азот и другие элементы. Отсюда можно сделать вывод, что свойства органогенов так разнообразны, что названных элементов достаточно для образования множества органических молекул. Следовательно, атомы, из которых состоят вещества клетки и неживой природы, идентичны. Это указывает на тесную связь и единство живой и неживой природы.

Содержание тех или иных элементов в организме определяется не только особенностями данного организма, но также составом среды, в которой он обитает, и той пищей, которую он использует. Геологическая история нашей планеты, особенности почвообразовательных процессов привели к тому, что на поверхности Земли сформировались области, которые отличаются друг от друга по содержанию химических элементов. Резкий недостаток или, наоборот, избыток какого-либо химического элемента вызывает в пределах таких зон возникновение биогеохимических эндемий – заболеваний растений, животных и человека.



Во многих районах нашей страны – на Урале и Алтае, в Приморье и в Ростовской области количество йода в почве и воде значительно снижено. Если человек не получает с пищей нужного количества йода, у него снижается синтез тироксина. Щитовидная железа, пытаясь компенсировать нехватку гормона, разрастается, что приводит к образованию так называемого эндемического зоба. Особенно тяжелые последствия от недостатка йода возникает у детей. Сниженное количество тироксина приводит к резкому отставанию в умственном и физическом развитии. Чтобы предотвратить заболевания щитовидной железы, врачи рекомендуют подсаливать пищу специальной солью, обогащенной иодидом калия, употреблять рыбные блюда и морскую капусту.

Одни и те же химические элементы входят в состав как неорганических веществ (воды и минеральных солей), характерных и для живых организмов и существующих в неживой природе, так и органических веществ – углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот, витаминов и др., характерных только для живых организмов.



Рассмотрим самое распространенное в живых организмах неорганическое соединение – воду, её роль в клетке.

Вода абсолютно необходима для всех известных форм жизни – не случайно человеческое тело на 60–70 % состоит из воды. Кроме того, она является средой обитания для многих организмов. Содержание воды в организме колеблется:

• 
  В слюне, желудочном соке, грудном молоке содержится 90 – 99%.

• 
  В клетках развивающего зародыша её более 90%.

• 
  В крови – около 83%.

• 
  Клетки взрослого организма – 80%.

• 
  В костях всего лишь 15 – 20%.

Время обновления количества воды, равного весу тела, колеблется в зависимости от окружающей среды, к которой адаптирован организм; для амебы оно составляет 7 дней; для человека 4 недели; для верблюда 3 месяца; для черепахи 1 год; для кактуса 29 лет.