План-конспект занятия №2 по программе организменный элементарий"

Занятие 2

Вода, она бывает разной… Значение воды для живых организмов.

Вопросы для повторения

- Определение валеологии.

- Факторы здоровья

- Классификация биогенных элементов

- Органогенные элементы

В состав этого вещества входят два органогенных элемента, и именно этому веществу посвящается наше занятие. Определите это вещество, воспользовавшись подсказкой

Состав молекулы мой сложный,

Без меня жить невозможно.

Я – отличный растворитель,

Жажды лучшей утолитель.

А разрушите, так сразу

Два получите вы газа.

Вода, она бывает разной…

Вода бывает легкой и тяжелой, теплой и холодной, вкусной и невкусной, прозрачной и не очень, соленой и пресной, или я в чем-то не права?

Эвристическая беседа

- Визитная карточка дистиллированной воды

- Талая вода

- Тяжелая вода

- В детстве вы неоднократно читали в сказках о живой и мертвой воде, можно ли наяву приготовить такую воду?

Вода еще является веществом номер один, а почему? На этот вопрос мы и попытаемся найти ответ на нашем занятии.

Еще несколько лет назад вопрос о возможных формах существования жизни во Вселенной проходил по ведомству научной фантастики. При этом у фантастов сложилось две, можно сказать взаимно исключающие тенденции. Одни, опираясь на исходное положение о тождественности путей развития материи во Вселенной, населяли далекие миры обитателями, ничем не отличающимися от жителей Земли, допускались лишь небольшие вариации. Зато другая группа фантастов населяла страницы своих произведений такими созданиями, что читатели, с хорошо развитым воображением, старались не читать эти сочинения на ночь. Интересно, что при этом фантазия авторов большей частью обращалась к формам жизни, построенным на различных неводных растворителях: жидком аммиаке (С. Лем), жидком фтористом водороде (И. Ефремов) и т.д. Впрочем, сегодня вопрос о возможных формах, именно химических формах, существования живого вещества во Вселенной со страниц научной фантастики перешел на страницы научных журналов и монографий и, более того, стал одним из центральных в дискуссии о внеземных формах жизни. Эта проблема имеет множество аспектов, начиная от астрономических и кончая философскими. Я же предлагаю затронуть один из них – химический.

Известно, что каждый живой, земной организм с достаточно высокой степенью справедливости и строгости, может рассматриваться как водный раствор. Именно отсюда проистекают различного калибра остроумные шутки, что если человек чем – либо и отличается от огурца, то лишь несколько меньшим содержанием воды. Но факт остается фактом: практически все химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность любого живого организма, от амебы до слона – это процессы в водных растворах. Отсюда следует, как логичное, так и бесспорное, заключение о том, что и те химические реакции, предшествующие возникновению живого вещества, также протекали в воде. Эта недлинная цепочка рассуждений сразу вызывает вопрос, следует ли считать наличие воды общим и категорически необходимым условием возникновения и развития живого вещества? Ведь химические процессы могут протекать и в неводных растворах, да и вода лишь одна из внушительного числа жидкостей, которые могут заполнять моря и океаны далеких планет. Так почему же именно воду называют веществом номер один?

Защита творческих мини-проектов учащихся

1. Облик молекулы (строение молекулы воды, дипольный момент, агрегатное состояние воды, рассказ сопровождается демонстрацией численных характеристик воды и схем структур льда и снега). Мини-проект «Облик молекулы» включает презентацию из 3-5 слайдов. Время защиты – 3 минуты.

2. Аномальные свойства воды (рассказ об аномальных свойствах воды – плотности, температурах плавления и замерзания, теплоемкости сопровождаются демонстрацией численных характеристик, а так же выводами и заключениями о том, какое значение аномальные свойства воды играют в жизни планеты). Мини-проект «Аномальные свойства воды» включает презентацию из 3-5 слайдов. Время защиты – 3 минуты.

3. Вода – растворитель (рассказ о значении воды и водных растворах, сопровождается справочными таблицами сравнения состава морской воды и внутренних сред живого организма) Мини-проект «Вода-растворитель» включает презентацию из 5-7 слайдов. Время защиты – 5 минуты.

4. Путешествие одной капли (рассказ о круговороте воды в природе, сопровождается схемами, рисунками с применением анимации, а также выводами о том, какое значение имеет этот процесс для обитателей планеты). Мини-проект «Путешествие одной капли» включает презентацию из 3-5 слайдов. Время защиты – 3 минуты.

5. Вода и живой организм. Мини-проект «Вода и живой организм» включает презентацию из 5-7 слайдов. Время защиты – 5 минуты. Несколько важных, опорных сведений:

- Человеческий организм в основном состоит из воды. Ее относительное содержание выше всего у новорожденных – 75% общей массы тела. С возрастом оно постепенно уменьшается и составляет в период завершения роста 65%, а у пожилых людей – всего лишь 55%.

- Содержащаяся в организме вода распределена по-разному. В клетках (внутриклеточном пространстве) находится 60% ее общего количества; остальное - внеклеточная вода в межклеточном пространстве и плазме крови, а также в составе так называемой трансцеллюлярной жидкости (в спинномозговом канале, камерах глаза, желудочно-кишечном тракте, экзокринных железах, почечных канальцах и мочевых протоках).

- В организме человека постоянно накапливаются вещества, которые должны удаляться почками. К ним относятся конечные продукты метаболизма (например, мочевина, креатинин, мочевая кислота) и различные ионы (сульфат, фосфат, аммоний) Если содержание солей в пище больше необходимого, их избыток должен выводиться из организма при помощи органов выделения. Немало воды покидает организм при "неощутимой потере воды" за счет испарения и диффузии с поверхности кожи, а также с выдыхаемым воздухом. Такая потеря воды уносит немногим более 0,5 мл воды в час на 1 кг массы тела. Таким образом, в целом мы ежесуточно теряем 2 л воды, которые должны возместить из внешних источников.

- Лишь около половины этого количество поступает при питье. Практически столько же мы получает в составе твердой пищи. Как и человек, животные и растения, служащие нам пищей, состоят в основном из воды. Безусловно, существует разница между жирным беконом (10% воды) и спелым персиком (95% воды), однако в среднем содержание воды в обычном смешанном рационе можно принять за 60%. Кроме того, в водный баланс включается и вода как продукт окисления питательных веществ. При окислении в организме каждого грамма углеводов образуется 0,6 г воды. Для жиров это составляет 1мл/г, а для белков – только 0,4 мл/г. При смешанном рационе общий выход воды при окислительных процессах – около 300 мл в день. Баланс сильно варьирует в зависимости от обстоятельств.

- Потеря воды в количестве примерно 0,5% массы тела вызывает чувство жажды, а оно в свою очередь – стремление пить воду, причем адаптации к этому чувству не происходит. Оно бывает обусловлено как возрастанием осмотической концентрации внеклеточной жидкости (гиперосмотическая жажда), так и сокращением объема изотонического раствора (гиповолемическая жажда). Гиперосмотическая жажда может вызываться как абсолютным (например, при потоотделении), так и относительным, например, при употреблении соленой пищи, дефицитом воды.

Содержание воды в различных органах и тканях неодинаково:

Потребности человека в воде могут быть различны. Они значительно возрастают в условиях обильного потоотделения (при высокой температуре окружающей среды или тяжелой работе) и после употребления соленой пищи. Суточные потребности взрослого человека в воде колеблются в зависимости от условий в пределах 20-45 мл/кг массы тела. Существуют следующие усредненные данные, характеризующие водный баланс: минимальная суточная потребность человека массой 70 кг в воде составляет около 1750 мл; из них 650 мл потребляется с питьем, примерно 750 мл – с твердой пищей и приблизительно 350 мл образуется в реакциях окисления. Если потребление воды превышает эту величину, то у взрослого человека избыточная жидкость выводится почками; у лиц же, страдающих заболеваниями сердца и почек, жидкость может задерживаться в организме.

При потере воды, достигающей 5% веса тела, наблюдается выраженное снижение работоспособности. Если потеря воды превышает 10% веса тела, возникает тяжелое обезвоживание, а если она составляет 15-20%, или около 1/3-1/4 общего содержания воды в организме, наступает смерть.

При чрезмерном потреблении в течение короткого времени гипотонических растворов или потере большого количества соли жидкость может постепенно перемещаться во внутриклеточное пространство. В результате может возникать так называемая водная интоксикация, характеризующаяся симптомами отека головного мозга – нарушением трудоспособности, головной болью, тошнотой и судорогами.

Бесспорно, что человеческий организм нуждается в достаточном количестве воды, какую же воду необходимо употреблять для питья, чтобы надолго сохранить свое здоровье?

Эвристическая беседа

Вопрос: Основные требования, предъявляемые к питьевой воде

Домашнее задание:

1. Повторить основные положения ТЭД.

2. Химические свойства воды

3. Творческий уровень. Подготовить рекомендации для населения, направленные на улучшение качества водопроводной воды (метод социального проектирования, от каждого разумное отношение, каждому – чистую воду).