Распространённость химических элементов в живой и неживой природе, химическая роль микро-, макроэлементов в организме человека
Сценарий урока химии 8 класса по теме «Распространённость химических элементов в живой и неживой природе, химическая роль микро-, макроэлементов в организме человека» с использованием активных методов преподавания и обучения позволит учащимся установить общие закономерности содержания химических элементов в природе и определить биологическую роль химических элементов в организме человека.
Основные цели и результаты обучения
Формы работы, используемые при активном обучении
Как вы будете вовлекать всех учеников в классе (талантливых, одаренных)
Оценивание включая оценивание для обучения (ОдО)
Как вы установите, что все ученики научились тому, что Вы запланировали и ожидали от них
вспомнить характеристику химического элемента
Индивидуальная работа.
Стратегия «Мозговой штурм»
Задание 1. Составить кластер «Химические элементы» (Что мы знаем о химических элементах?)
Вспомнили основные характеристики химического элемента
Диалог, возможность для всех учащихся высказаться.
— понять общие закономерности содержания химических элементов в природе; биологическую роль химических элементов в организме человека.
Составить концепт-карту по подготовленной информации:
1ГР: «Распространенность ХЭ в природе»
2 ГР: «Распространенность ХЭ в живой природе»
3ГР: «Биологическая роль макроэлементов»
4ГР: «Биологическая роль микроэлементов»
Поняли закономерности в содержании ХЭ в природе; биологическую роль химических элементов в организме человека
Работа в группе: А-слушает, спрашивает, консультируется, выполняет задание;
В- предлагает пути решения задачи, объясняет и работает по выполнению задания;
С — проявляет лидерские качества, берет на себя инициативу, распределяет материал на подтемы, консультирует
при составлении концепт-карты.
«Две звезды и одно пожелание» («Карусель»)
По результатам наблюдений за работой в группе, по результатам взаимооценивания, по продукту деятельности учащихся –концепт-карте.
— размышлять о необходимости знаний о химических элементах и их влиянии на здоровье человека
Задание 3. Обсуждение вопросов
1.Почему на уроке химии мы так много говорим о биологии?
2.Есть ли среди ваших близких люди с заболеваниями, вызванными дефицитом или избытком макро- и микроэлементов?
3Как вы думаете, чем может быть вызван дефицит или избыток макро- и микроэлементов в твоём организме?
Выразили своё отношение и сделали выводы о взаимосвязи живой и неживой природы; о необходимости знанийо влиянии ХЭ на живые организмы и ответственного отношения к собственному здоровью.
Через вопросы разного уровня, учащиеся:
А — высказывает свое мнение, В,С –выражают свое мнение, аргументируют. Есть возможность проявить свой талант при формулировании выводов, подведении итогов
По ответам учащихся, по уровню аргументации,
Приложение 1. Распространенность элементов в природе.
ПСХЭ Д.И. Менделеева дает первоначальные необходимые сведения о строении атомов элементов и об их химических свойствах. Однако остается неясным, как химические элементы распространены в природе. Среднее относительное содержание каждого элемента, выраженное в атомных или массовых процентах, называют его распространенностью или кларком. Такое название было предложено А.Е. Ферсманом в честь американского геохимика Ф.У. Кларка, который в 1889 г. вычислил распространенность элементов в земной коре.
Рассматривая нахождение химических элементов на Земле, обычно принимают во внимание 3 сферы «неживой» природы: атмосферу, гидросферу, литосферу и 4 сферу – биосферу. По Вернадскому «биосфера – это определённо организованная среда, переработанная жизнью и космическими излучениями, и приспособлена к жизни». В.И. Вернадский считал, что качественный состав химических элементов в земной коре и в живых организмах очень близок.
В природе известно лишь 89 химических элементов, т.к. №№ 43, 85, 87 и 93-109 получены искусственно в результате ядерных реакций. Главная особенность распространения химических элементов установлена – это огромная контрастность кларков. Величины кларков литосферы различаются в миллиарды раз: от 47 % для кислорода до 7х10 -8 для рения (еще ниже содержание радия, протактиния и некоторых других элементов). Контрастность распространения химических элементов станет особенно наглядной, если расположить все элементы в ряд по их кларкам. Тогда окажется, что почти половина твердой земной коры состоит из одного элемента – кислорода (кларк 47 %). Иначе говоря, земная кора – это «кислородная сфера», кислородное вещество. На втором месте стоит кремний (29,5 %), на третьем – алюминий (8,05). В сумме они составляют 84,55 % твердой земной коры. Если к этому числу добавить еще железо (4,65), кальций (2,96), калий (2,5), натрий (2,5), магний (1,87), титан (0,45), то получим 99,48 %, т.е. практически почти всю земную кору. На долю остальных 80 % элементов приходится менее 1 % массы литосферы.
В каждой сфере Земли можно выделить несколько наиболее распространенных химических элементов. Основную массу литосферы, как уже отмечалось выше, составляют три элемента (кислород, кремний и алюминий), живых организмов – три (кислород (кларк весовой 70 %), углерод (18 %), водород (10,5 %), гидросферы – два (кислород (85,77 %) и водород (10,73 %), атмосферы – два (азот (75,31 %) и кислород (23, 01%). На долю всех остальных химических элементов приходится в земной коре 0,97 %, в живых организмах – 1,5 %, в гидросфере – 3,5 %, в атмосфере – 1,68 %.
Закономерности распространения химических элементов в ландшафтах нашли отражение в периодической системе Д.И.Менделеева. Наиболее распространены те элементы, которые имеют небольшие порядковые номера. Например, первые 26 элементов таблицы составляют 99,74 %. Преобладают элементы с четными порядковыми номерами (86 %). Повышенной распространенностью характеризуются элементы в области порядковых номеров 22 (титан) – 28 (никель). Содержания химических элементов зависят от строения их атомного ядра, а их миграция – от строения электронных оболочек, определяющих химические свойства элементов.
Все элементы по величине среднего содержания в земной коре делятся на основные, редкие и рассеянные. Основные элементы (кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, калий, натрий, магний, водород, кларк их больше единицы) широко распространены в породах и минералах, иногда концентрируются в месторождении. Элементы с низкими кларками (примерно менее 0,01-%) называются редкими. Элементы, которые обладают и низкими кларками и малой способностью образовывать минералы, называют рассеянными. В зависимости от химических свойств элементов они встречаются в природе в разных формах (в виде простых веществ или различных соединений).
Приложение 2. Распространенность химических элементов в живой природе.
Живое вещество несравненно сложнее неживого — оно способно обмениваться веществом с окружающей средой и строить свой организм из поступающих внутрь веществ. Живые вещества способны размножаться — строить подобные себе организмы из поступающих в их организм веществ.
Жизнедеятельность всех живых систем проявляется во взаимодействии молекул различных веществ. Каждая клетка человеческого тела содержит химические элементы, которые участвуют в различных химических реакциях, обеспечивающих жизнедеятельность человека
Определение кларков (среднее относительное содержание каждого элемента, выраженное в атомных или массовых процентах) живого вещества затруднено тем, что очень сильны колебания химического состава разных систем. Неодинакова и концентрация химических элементов в различных тканях организма.
Движение химических элементов в живой организм из окружающей среды обусловлено следующими факторами:
— нахождение химического элемента в природе в доступной форме;
— способность организма поглощать элемент и выводить его из организма (существует баланс);
— способность накапливать элемент.
Таким образом, живые организмы принимают активное участие в перераспределении химических элементов. В составе живого вещества найдено более 70 элементов. Организм человека состоит на 60% из воды, 34% приходится на органические вещества и 6% — на неорганические. Элементы необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов, называют биогенными элементами. Для 30 элементов биогенность установлена. Поскольку основную массу живых организмов составляет вода, основными составляющими органических соединений являются кислород (О) и водород (Н). К основным элементам также относятся углерод (С) и азот (N). Именно эти четыре химических элемента представляют собой основу жизни и их называют биогенными (органогенными) элементами.
Такие органические вещества, как белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты преимущественно построены из биогенных элементов, а также серы и фосфора.
В неорганических веществах организма человека обязательно присутствуют 22 химических элемента: Ca , P, O, Na, Mg, S, B, Cl, K , V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cr, Si , I , F, Se, которые являются структурными элементами скелета и мягких тканей, а также факторами, регулирующими основные физиологические функции организма.
По концентрации элементов в организме биогенные элементы делят:
Элементы, входящие в состав клеток организмов (в %)
Источник
Соотношение элементов в живой и неживой природе
Почему состав живых организмов
насчитывает всего около 80 химических
элементов, в то время как
неживая природа – более 110
элементов.
Почему состав живых организмов
насчитывает всего около 80 химических
элементов, в то время как
неживая природа – более 110
элементов.
Потому что остальные — радиоактивные
в состав клетки входит более 80 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Все эти элементы встречаются и в неживой природе, что служит одним из доказательств общности живой и неживой природы. Однако соотношение химических элементов в живых телах иное, чем в объектах неодушевленной природы. В земной коре наиболее распространены такие элементы, как: кремний, алюминий, кислород и натрий (около 90%). В живых организмах около 98% массы составляют четыре элемента: водород, кислород, углерод и азот. Такое различие обусловлено особенностями химических свойств перечисленных элементов, вследствие чего они оказались наиболее подходящими для фор-мирования молекул, выполняющих биологические функции. Водород, кислород, углерод и азот способны образовывать прочные ковалентные связи посредством спаривания электро-нов, принадлежащих двум атомам. Кислород, углерод и азот образуют и одинарные, и двойные связи, благодаря чему получаются самые разнообразные химические соединения. Кроме четырех основных элементов в клетке в заметных количествах (десятые и сотые доли про-цента) содержатся натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, сера, железо, магний. Остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор и др. ) содержатся в живых организмах в очень малых коли-чествах — в общей сложности до 0,1 %. Все химические элементы находятся в организме ли-бо в виде ионов, либо входят в состав тех или иных соединений — молекул неорганических и органических веществ.
Источник
Чем отличается химический состав тел живой и неживой природы? Помогите завтра тест
Состав живых организмов насчитывает всего 16 химических элементов, в то время как неживая природа – более 110 элементов. Из 16 элементов живой природы четыре элемента – углерод, водород, кислород и азот – составляют 99 % массы живого вещества. Связано это с особенностями физических и химических свойств этих элементов – валентностью, способностью образовывать прочные ковалентные связи между атомами. В живом организме главным элементом является углерод. В основе живого лежат углеродные соединения, где атомы углерода связываются между собой прочной ковалентной связью. Это обеспечивает стабильность и прочность как химического соединения, так и живого организма в целом. Атомы углерода способны образовывать длинные разветвленные цепочки как друг с другом, так и с атомами кислорода, водорода, азота. По существу, все живое – это «углеродные» тела. Раньше полагали, что молекулы углерода присущи только живому. Поэтому соединения углерода получили названия органических. В природе соединений углерода существует гораздо больше, чем соединений других элементов таблицы Менделеева, причем большая их часть не связана с живыми организмами.
В состав живого входят также такие макроэлементы, как фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо, натрий. Они образуют группу так называемых биофильных элементов, или органогенов. Важное функциональное значение для организмов имеют и микроэлементы: кобальт, бор, цинк, молибден, йод, медь. Они составляют сотые и тысячные доли процента от массы организмов.
Элементный состав неживой природы наряду с кислородом представлен в основном кремнием, железом, магнием, алюминием и т. д
в живой природе содержатся аминокислоты, у живой природы хим. состав как у аминокислот, а в неживой всякие простые вещества простые соли и оксиды
в живой природе содержатся аминокислоты, у живой природы хим. состав как у аминокислот, а в неживой всякие простые вещества простые соли и оксиды
Источник