Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас. Повні уроки>>Біологія: Єдність хімічного складу організмів. Повні уроки

Тема

• Єдність хімічного складу організмів.

Мета уроку

• проаналізувати теорію єдності всього живого на основі єдності хімічного складу клітини.

Задачі уроку:

• Вивчити, в чому складається суть єдності хімічного складу організмів.
• Зрозуміти, важливе значення єдності хімічного складу.

Хід уроку

Клітина та її складові

Близько 20 мільярдів років назад в Галактиці стався надпотужний вибух, і увесь простір заповнився розжареними субатомними частками з дуже високою енергією. Так виник Всесвіт. Діти, подивіться на малюнок 1. Що там зображено?

Поступово, у міру охолодження Всесвіту, з цих елементарних часток сформувалися позитивно заряджені ядра, до яких стали притягуватися негативно заряджені електрони. Таким шляхом, утворилося близько сотні або трохи більше хімічних елементів, у тому числі й атоми, що входять до складу живих організмів.

Давайте, друзі, розглянемо наступне відео, щоб зрозуміти, що таке Всесвіт.

Відео 1 «Будова Всесвіту»

Мал. 1 Всесвіт

Прості органічні сполуки, з яких побудовані усі організми, властиві лише живій природі і в сучасних земних умовах є продуктами тільки біологічній активності.

Ці з'єднання, звані біомолекулами, грають роль будівельних блоків при утворенні біологічних структур. Вони були відібрані в ході біологічної еволюції завдяки їх придатності до виконання строго певних функцій в живих клітинах. У усіх організмах ці з'єднання однакові. Давайте, учні, подивимося на малюнок 2, щоб зрозуміти, яку будову має біомолекула.

Мал. 2 Структура біомолекули

Біомолекули пов'язані між собою і взаємодіють відповідно до правил "молекулярної гри" - молекулярної логіки живого стану. Розміри, форма і хімічні властивості біомолекул дозволяють їм не лише служити будівельними блоками при створенні складної структури клітин, але і брати участь в безперервних процесах перетворення енергії і речовини. Об'єкти живої природи складаються з "неживих" молекул. Якщо ці молекули виділити і кожен їх вид досліджувати окремо, то можна переконатися, що вони підкоряються усім законам фізики і хімії, що описують поведінку неживої матерії.

Усі елементи за змістом їх в живих організмах розділяються на три групи. Елементи, кількість яких складає до 0,001% від маси тіла, називаються макроелементами, ті, на долю яких доводиться від 0,001 до 0,000001%, - мікроелементами, а елементи, зміст яких не перевищує 0,000001%, - ультрамікроелементами.

Давайте, діти, подивимося наступне відео.

Відео 2 «Мікро-макро»

Єдність хімічного складу живої матерії

По хімічному складу клітини різних організмів і навіть клітини, що виконують різні функції в одному багатоклітинному організмі, можуть істотно відрізнятися один від одного. В той же час різні клітини включають практично одні і ті ж хімічні елементи.

Схожість елементарного хімічного складу клітин різних організмів доводить єдність живої природи. В той же час немає жодного хімічного елементу, що міститься в живих організмах, який не був би знайдений в тілах неживої природи. Це вказує на спільність живої і неживої природи.

З усіх відомих нині елементів таблиці Менделєєва більше 80 виявлено у складі клітини, тобто це практично усе елементи, присутні на нашій планеті в скільки-небудь значній кількості.

Давайте, друзі, подивимося відео про цей унікальний винахід людства.

Відео 3 «Періодична система Менделєєва» 

В той же час розподіл цих елементів в клітинах украй нерівномірний. Так, приблизно 98% від маси будь-якої клітини доводиться на 4 елементи: кисень (75%), вуглець (15%), водень (8%) і азот (3%). Ці елементи складають основу органічних сполук, а кисень і водень, крім того, входять до складу води. Діти, подивіться на малюнок 3. Що входить до складу клітини?

Мал. 3 Будова животної (еукаріотичної) клітини

Близько 2% від маси клітини доводиться на наступні вісім елементів: калій, натрій, кальцій, хлор, магній, залізо, фосфор і сірка. Інші хімічні елементи містяться в клітині в украй малій кількості. Деякі живі організми здатні накопичувати певні хімічні елементи. Так, наприклад, деякі водорості накопичують йод, жовтці - літій, ряска - радій і т. д.

Хімічні речовини клітини

Найважливішим з неорганічних речовин, що входять до складу клітини, являється вода. У ній розчинені гази та інші з'єднання. Органічні речовини складаються в основному вуглець, кисень, водень; у складі білків до цих елементів додаються азот N і сірка S, а в нуклеїнових кислотах – азот N і фосфор Р. Співвідношення органічних і неорганічних речовин в клітинах різне.

Вуглець, маючи унікальні хімічні властивості  для клітини, складає її хімічно в зв'язок з багатьма атомами і їх групами, що становлять скелет різних по хімічній довжині і формі органічних молекул, хімічні сполуки, що відрізняються одна від одної. Головна причина різноманітності організмів - це відмінності складових їх атомів, зв'язки один з одним.

Для організмів важлива постійність змісту багатьох елементів. Часто недолік або надлишок якого-небудь елементу може викликати різні захворювання. Так, кобальт, що входить до складу вітаміну В12, стимулює кровотворення. В той же час його надлишок в організмі може викликати розвиток злоякісних пухлин. При недоліку йоду розвивається ендемічний зоб, а нестача цинку знижує плодючість і викликає затримки росту у людей і тварин.

Органічні молекули, що входять до складу живих організмів, мають свої характерні особливості і виконують певну функцію. До першої, основної групи органічних сполук в живих організмах відносяться нуклеїнові кислоти - ДНК, РНК.

Ці з'єднання передаються у спадок за допомогою явищ спадковості і мінливості і дозволяють зберігати безперервність життя живих організмів. До другої групи органічних сполук у складі живих організмів відносяться білки. Білки входять до складу деяких органоїдів клітини, а також виконують функцію біологічного каталізатора. До третьої групи органічних сполук відносяться вуглеводи і жири. Вони забезпечують організм необхідною енергією і беруть участь в утворенні структури біологічної мембрани і клітинною оболонкою.

Контролюючий блок№1

1)    В чому полягає суть теорії виникнення Всесвіту?
2)    Назвіть основні складові в клітині організму.
3)    Назвіть властивості живої матерії.

Єдиний рівень організації живих організмів

Структурну і функціональну єдність усіх живих організмів складає клітина. Клітини усіх організмів мають схожий хімічний склад. Клітини тварин, рослин, грибів, у тому числі і одноклітинних, мають схожу будову. Усі вони мають ядро і цитоплазму. У цитоплазмі під світловим мікроскопом добре видно деякі клітинні органоїди: вакуоли, хлоропласти, мітохондрії - і різного роду включення : дрібні краплі жиру, гранули крохмалю, деякі пігменти.

Давайте подивимося наступне відео.

Відео 4 «Рослинна клітина»

Мал.4 Єдина схема будови клітини організмів

Будова більшості клітинних органоїдів в усіх клітинах також дуже схожа. Діти, подивіться на малюнок 5. З яких основних елементів складається будь-яка клітина? В той же час форма і розмір клітин навіть в межах одного організму дуже різноманітні, що залежить від спеціалізації клітини і виконуваної нею функції. Вони можуть бути у вигляді многогранників, а також мати диско-видную, кулясту, кубічну форму.

Наприклад, клітини покривних тканин плоскі і щільно прилягають один до одного, нервові клітини витягнуті в довгі нитки і т. д.

Середні розміри клітин - декілька десятків мікрометрів, хоча бувають клітини менших і більших розмірів. Так, у людини є невеликі сферичної форми лімфоїдні клітини діаметром близько 10 мкм1 і нервові клітини, щонайтонші відростки яких досягають більше 1 м.

Спільність хімічного складу і будови клітини - основної структурної і функціональної одиниці живих організмів

- свідчить про єдність походження усього живого на Землі.

Давайте розглянемо наступне відео.

Відео 5 «Схожість структури клітин»

Для усіх клітин характерна здатність до росту, розмноження, дихання, виділення, використання і перетворення енергії, вони реагують на роздратування. Таким чином, клітини мають усю сукупність властивостей, необхідних для підтримки життя. Учні, подивіться на малюнок 6, щоб побачити різномаїття клітин. Які функції виконує кожна зображена клітина?

Мал. 6 Різні форми клітин залежно від функцій, які вони виконують. 1 – клітини епітелія кишковика; 2 - бактерії; 3 – діатомова  водоросль; 4 – м`язова клітина; 5 – нервова клітина; 6 – одноклітинна водоросль ацетабулярія; 7 - клітини печені; 8 - інфузорія; 9 - эритроцити людини; 10 - клітини епідерміса лука; 11 - жгутиконосець.

Окремі їх частини не можуть виконувати увесь комплекс життєвих функцій, тільки сукупність структур, що утворюють клітину, проявляє усі ознаки живого. Тому тільки клітина є основною структурною і функціональною одиницею живих організмів. У багатоклітинних організмів (рослин, тварин, грибів) окремі клітини тісно і злагоджено взаємодіють один з одним. Згадайте будову і функції органоїдів клітини.

Розмноження живих організмів

При розмноженні живі організми залишають потомство, тобто відтворюють собі подібних. Через молекули ДНК передаються характерні ознаки цього організму наступному поколінню. З однієї молекули ДНК при її подвоєнні утворюються дві молекули, що повністю повторюють початкову. Розмноження живих організмів тісно пов'язане з явищем спадковості.

Спадковість живих організмів

За допомогою спадковості живі організми передають свої ознаки, властивості і особливості з покоління в покоління. Ознаки живих організмів визначаються через особливості їх будови різних рівнів організації. Властивості організмів визначаються завдяки функціям кожного структурного з'єднання. Спадковість здійснюється на основі передачі генетичного коду, закладеного в спеціальних речовинах (генетичний апарат). Генетичний код пов'язаний з послідовністю розташування нуклеотидів амінокислот в молекулі ДНК.

Контролюючий блок№2

1)    Як ви можете пояснити єдність хімічного складу організмів?.
2)    Яку важливу роль дає живим організмам ця особливість?

Список використаної літератури

1) Урок на тему «Клітина – основа всього живого» Малько Я.В., вчителя біології, м. Львів, сш №2.
2)Урок на тему «Походження Всесвіту» Бурило В.М., вчителя біології,  м. Маріупіль, сш №1.
3) Урок на тему «Єдність походження живих організмів»  Вороніна О.В., вчителя біології,  м. Київ, сш №4.
4) Боген Г. Современная биология. М.: Мир, 2008.
5) Критерии живого.// Под. ред. Спасского Б. И., Руденко А. П. М.: МГУ, 2008.

Відредаговано та вислано Чепець Т.П.

Над уроком працювали

Чепець Т.П.

Малько Я.В.

Бурило В.М.

Вороніна О.В.

Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, но и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.