Юдина Любовь Владимировна

Урок химии в 9 классе «Роль металлов в живой природе»

Материал опубликован 30 July 2016

Тема урока: «Роль металлов в живой природе»

Ход урока.

1. Организационный момент.

Учитель химии. На прошлом уроке мы закончили изучение темы «Металлы», в ходе которого рассматривали металлы как элементы неживой природы. Вы знаете, что роль металлов в неживой природе очень велика: к ним относятся 92 из 114 химических элементов, входящих в периодическую таблицу. Сегодня мы поговорим о роли металлов в живой природе.

Учитель биологии. К живой природе относятся все живые организмы, в том числе и человек, поэтому с ролью металлов в живой природе мы познакомимся на примере организма человека. (Учащиеся записывают тему урока в тетрадях.)

Сегодня мы вспомним то, что вы узнали о металлах на уроках химии и об организме человека на уроках биологии, обобщим и расширим эти

знания и применим их к выяснению роли металлов в организме человека.

2. Актуализация знаний.

Учитель химии . Природа создала множество живых организмов – простых и сложных, похожих и совершенно не похожих друг на друга. Вместе с неживой природой они образовали сложную, но гармоничную

систему - природу Земли. В качестве эпиграфа к нашему уроку мы выбрали слова великого немецкого поэта Гете. Однако человек своей деятельностью нарушает гармонию природы, нанося тем самым вред не только окружающей среде, но и собственному здоровью. Спустя полтора столетия слова поэта получили, к сожалению, полное подтверждение.

3. Основная часть.

Учитель биологии. В состав клеток живых организмов, в том числе и человека, входят органические и неорганические вещества.

Они перечислены в таблицах «Химический состав организма человека» , которые есть у каждого на столе. Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами, а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, - микроэлементами. Среди макроэлементов есть как неметаллы – кислород, углерод, водород, азот, фосфор, хлор, так и металлы.

Назовите их, используя данные таблицы №1.

Среди микроэлементов также есть и неметаллы и металлы. Воспользовавшись таблицей, попробуйте назвать их. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека.

Учитель биологии. А теперь посмотрите на таблицу №2. Какой вывод можно сделать из содержания этой таблицы?

Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, так и недостаток металлов оказывает отрицательное влияние на организм, а некоторые металлы могут оказывать даже токсичное влияние. (учащиеся вывод записывают в тетрадь).

Учитель химии. Мы постарались в различных литературных источниках найти этому подтверждение. С помощью таблиц, которые у вас есть на столах определите, о действии каких металлов идет речь в следующих ситуациях.

Ситуация № 1. «У молодой студентки, изучавшей в Пекинском университете химию, внезапно начались головокружения, сильные кишечные спазмы, жгучие боли в ладонях и ступнях. Затем у нее стали выпадать волосы. Родители срочно отправили ее в больницу, но девушка погрузилась в кому. По мнению врачей, головокружения и режущие боли в ладонях и ступнях, а также в суставах указывали на серьезное невралгическое расстройство. Однако пункция позвоночника не выявила никаких отклонений. Анализы на отравление мышьяком оказались отрицательными.

Ситуация № 2.

- Ну и что ты собираешься делать с этой ягодой? – вдруг негромко спросил, ну как-то значительно, с ударением.

- Не знаю, - пожал плечами Саня.

Он решил, что дядя Володя спрашивает потому, что не уверен, сумеет ли он, Саня, обработать без взрослых ягоду.

- Сварю, наверно, половину…половину истолку.

- Нельзя ее варить, - решительно и твердо сказал дядя Володя. И решительнее добавил:

- И есть ее нельзя.

- Почему? Кто берет ягоду в оцинкованную посуду? – Да еще чтоб ночевала. Да такая ягода!....

(Учащиеся работают с таблицами и приходят к выводу, что в первой ситуации речь идет об отравлении таллием, а во второй ситуации говорится о цинке).

Учитель биологии. Особенно хотелось бы остановиться на вредном воздействии на организм человека тяжелых металлов. Одним из «поставщиков» тяжелых металлов, таких как свинец, медь, хром, является автомобильный транспорт, точнее его выхлопные газы. Давайте подробно рассмотрим влияние ионов свинца на организм человека. В таблице № 2 написано, что свинец даже небольших количеств вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевание мозга. Кроме того, свинец способен заменять кальций в костях. А как ионы свинца могут попасть в организм человека? Составим схему проникновения ионов свинца в организм человека. (один ученик с помощью карточек с рисунками выполняет работу у доски, остальные составляют схемы в тетради и сопровождают ее соответствующими записями).

Учитель химии. Установлено, что содержание ионов свинца особенно высоко на прилегающих к дорогам участков. У вас на столах имеется таблица «Перекресток». Рассмотрите таблицу и назовите где находится наибольшее количество ионов свинца?

Проверим на опыте как влияют ионы свинца на живые организмы. Для этого мы с вами проделаем лабораторный опыт «Взаимодействие солей свинца с белком». Вывод запишем в тетрадь.

(Учащиеся выполняют лабораторный опыт, самостоятельно делают вывод, записывают его в тетрадь).

Учитель биологии. Сегодня мы рассмотрели влияние некоторых металлов на жизнедеятельность человеческого организма, но недостаточно уделили внимание проблеме проникновения в него ионов металлов. Вы рассмотрите эту проблему, выполняя домашнее задание по группам.

Группа № 1. рассмотреть способы проникновения ионов натрия, калия, кальция, железа в организме человека, воспользовавшись текстом учебника химии.

Группа № 2. ознакомиться с содержанием этикеток и инструкций в препаратах бытовой химии.

Группа № 3. используя дополнительную литературу составить схемы проникновения в организм человека тяжелых металлов – меди, ртути.

4. Закрепление. Самостоятельная работа.

Учитель химии. В заключение нашего урока предлагаю выполнить вам небольшую самостоятельную работу. Каждый из вас получит карточку с текстом. С помощью таблицы 1 попробуйте определить, о каком металле идет речь, впишите его название вместо точек в карточку. (По окончании работы учащиеся проводят взаимопроверку).

5. Итог урока. Оценки.

Таблица 1. Химический состав организма человека.

Рост – 170см. Масса тела – 70кг. Поверхность тела – 1,89м2. Продолжительность жизни 70лет.
Состав тела
Вещество	Масса, кг	% к массе тела
Вода Белок Жир Углеводы Зола	40 - 46 10 7 0,7 3,5	57 – 66 14 10 1 5
Химические элементы в клетках человека
Элемент	В % к сухой массе	Элемент	В % к сухой массе
Кислород Углерод Водород Азот Кальций Фосфор Калий Сера Натрий Хлор Магний Железо	65 18 10 3 1,5 1 0,35 0,25 0,15 0,15 0,05 0,004	Марганец Медь Йод Кобальт Цинк Молибден Никель Алюминий Барий Стронций Титан Литий	0,0003 0,0002 0,0004 Следы Следы Следы Следы следы Следы Следы Следы Следы

Таблица 2.

Химический элемент	Дефицит металла	Избыток металла
Литий	Дефицит приводит к психическому расстройству.	Избыток вызывает общую заторможенность, нарушение дыхания и сердечного ритма, слабость, сонливость, потерю аппетита, жажду, а также дерматит лица и рук.
Натрий	Поддерживает у человека нормальную возбудимость мышечных клеток, поддерживает кислотно-щелочной баланс в организме, принимает участие в регуляции сердечной деятельности (успокаивает), удерживает воду в организме.	Избыток приводит к нарушению водного баланса, сгущению крови, нарушению функции почек, сердечно-сосудистой системы, а также к общему нарушению обмена веществ.
Калий	Регулирует белковый и углеводный обмен, влияют на процессы фотосинтеза и рост растений. Необходим для нормального функционирования всех мышц, особенно сердечной, способствует выделению избыточного натрия, избавляя организм от лишней воды и устраняя отеки.	При избытке происходит усиление двигательной активности, нарушение сердечного ритма, нарушение углеводного, жирового и белкового обмена.
Магний	Проявляет антисептическое и сосудорасширяющее действие, понижает артериальное давление и содержание холестерина в крови, играет большую роль в профилактике рака. Благотворно влияет на органы пищеварения.	Повышенное содержание приводит к нарушению минерального обмена. Нарушение баланса обмена магния вызывает повышенную смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта.
Кальций	Необходим для процессов кроветворения, обмена веществ, для уменьшения проницаемости сосудов, нормального роста скелета, благотворно влияет на состояние нервной системы, оказывает противовоспалительное действие.	При избытке кальция возникает цистит. Если кальций попадает в организм в виде цементной пыли, то страдают органы дыхания, у детей снижается возбудимость нервной системы и обонятельного анализатора.
Стронций	Влияет на процесс образования костей.	При избытке стронция поражаются костная ткань, печень, кровь; наблюдается повышенная ломкость костей, выпадение волос.
Алюминий	Содержится в легких, печени, костях, головном мозге; действует на пищеварительную и нервную систему.	Избыток приводит к нарушению минерального обмена.
Цинк	Входит в состав крови и мышечной ткани, является катализатором многих реакций; входит в состав инсулина, участвует в белковом обмене.	При высоких концентрациях является мутагеном и онкогеном.
Кадмий		Является биологическим конкурентом цинка, при избытке снижает активность пищеварительных ферментов, нарушает функцию поджелудочной железы, углеводный обмен, поражает почки и тормозит рост костей, увеличивает опасность переломов костей.
Ртуть		При избытке поражает центральную нервную систему, сосредоточивается в почках, нарушает их деятельность; накапливается в клетках мозга и оболочке рта.
Барий		При избытке поражает костную ткань, костный мозг и печень, нервную систему, приводит к хрупкости костей за счет вытеснения кальция.
Таплий		При избытке поражает периферическую нервную систему, желудочно-кишечный тракт и почки. Таплий биологический конкурент калия из-за сходства между ионами, накапливается в волосах, костях, почках, мышцах. Характерный признак отравления таплием – выпадение волос.
Свинец		Избыток вызывает анемию, почечную недостаточность, заболевания мозга. Способен заменять кальций в костях.
Медь		Избыток приводит к развитию болезни Вильсона, нарушению деятельности печени.

Таблица 3. «Перекресток».

Количество автомашин (за 15мин).	100 штук.
Количество вредных (газообразных) выбросов.	Около 3л.
Наличие иона свинца: - у самой дороги; - в 10м от дороги; - в 50м от дороги; - в 100м от дороги.	черный осадок с раствором NaS; черный осадок; помутнение; не обнаруживается.
Запыленность: - лето - зима	В парке – умеренная; на перекрестке – очень сильная; В парке – умеренная; на перекрестке – сильная.

1-я группа. Рассмотреть способы проникновения ионов натрия, калия, кальция и железа в организм человека, воспользовавшись текстом учебника химии. Результаты представить в виде таблицы в тетради по химии.

Металл	Пути проникновения в организм

2-я группа. Ознакомиться с содержанием этикеток и инструкций на препаратах бытовой химии, свои предложения представить в виде таблицы.

Препарат бытовой химии.	Металлы, входящие в состав.	Пути проникновения в организм.

3-я группа. Используя справочную и дополнительную литературу, составить схемы проникновения в организм человека ионов селена и тяжелых металлов – меди, кадмия, ртути.

Схема проникновения ионов свинца в организм человека:

1 – грунтовая вода; 2 – человек; 3 – почва; 4 – растения, употребляемые в пищу.

5 – родниковая вода (питьевая); 6 – выхлопные газы.

Цели урока:

1. Образовательная: расширение и углубление знаний учащихся о роли металлов в жизнедеятельности человеческого организма.

2. Развивающая: развитие навыков самостоятельной работы; умения использовать знания, полученные при изучении биологии и химии; работать с таблицами; сравнивать, анализировать, делать выводы.

3. Воспитательная: воспитание бережного отношения к природе и здоровью человека, чувство коллективизма, уважение друг к другу, ответственность за общее дело.

Оборудование и материалы:

Таблица «Химический состав организма человека».

Раздаточный материал: таблицы «Влияние металлов на жизнедеятельность человеческого организма», «Перекресток».

К лабораторному опыту: растворы солей и свинца и белка, пипетки, пробирки, штативы.

На доске – эпиграф: «Природа не признает шуток; она всегда правдива, всегда серьезна, всегда строга; она всегда права, ошибки же и заблуждения исходят от людей». (В.Гёте).