Элементы – составляющие человека и Земли

Цели: показать единство живой и неживой природы; повторить темы «Неметаллы» (химия), «Нервно-гуморальная регуляция» и «Общий план строения организмов» (биология); сформировать основу для изучения последующего материала.

Задачи: продолжение развития навыков работы с дополнительными источниками информации; формирование умения оценивать одноклассников.

Оборудование:

– красиво нарисованные и прикрепленные к партам химические знаки: С, Fe, Ca, К, Na, P, F, I;
– плакат «Мало знать, надо и применять. Мало хотеть, надо и делать» (Гёте);
– таблицы «Витамины» и «Содержание элементов в земной коре»;
– образцы минералов из кабинета химии: активированный уголь, глюкоза, пищевая сода, крахмал, йод и другие.

В классе выставляются семь столов с символами элементов, трое учеников выступают в роли химика, биолога и диетолога.

ХОД УРОКА

Оргмомент

Вступительное слово учителя.

1-й стол: «Углерод»

Химик. Углерод широко распространен в недрах нашей планеты. На него приходится 0,35% земной коры. Мы добываем углерод в форме природного газа, нефти, угля. Углерод встречается также в свободном состоянии (в виде алмаза, графита, карбида).
(Демонстрирует образцы древесных угольков, стержень простого карандаша, активированный уголь.)
Древесный уголь пористый и поглощает растворенные вещества. Это его качество называется адсорбцией. Углерод – неметалл, проявляющий слабые восстановительные свойства. Он участвует в образовании многих химических соединений: углекислого газа (СО₂), пищевой соды, крахмала, глюкозы (сопровождает показом).

Биолог. Углерод есть и в органических веществах (белках, жирах и углеводах). Углерод находится в основе витаминов, поступающих в микроскопических дозах вместе с пищей. Их недостаток – авитаминоз – или избыток – гипервитаминоз – ведет к серьезным заболеваниям. Недостаток витамина С становится причиной цинги. Ее симптомы: кровоточивость десен, выпадение зубов, хрупкость костей, сильное ослабление иммунитета. Суточная доза витамина С должна составлять 50 мг. При недостатке витамина А у детей замедляется рост, нарушается формирование зубов, волос, падает зрение.

Диетолог (иллюстрируя рассказ таблицей «Витамины»). Взрослому человеку необходимо употреблять в день 100 г белков и 400 г углеводов.
Углерод содержат цитрусовые, клюква, шиповник, черная смородина, капуста. Используйте эти продукты с целью профилактики авитаминоза.

2-й стол: «Железо»

Химик. О железе было известно еще в глубокой древности. Самые старые железные предметы имеют возраст 3,5 тыс. лет. Именно тогда медный век сменился железным, который продолжается до сих пор. Ведь все сплавы в основном содержат железо. В XIV столетии железо стоило в 5 раз дороже золота, в 20 раз – серебра и в 6400 раз дороже меди.
Железо составляет 42% земной коры. Там находится много минералов: Fe₂О₃ – красный железняк, Fe₃О₄ – магнитный железняк, FeS – железный колчедан (показывает). Среди металлов железо находится на втором месте после алюминия по распространенности в природе и на первом месте по значению для человечества.
Миллионы тонн железа были затрачены на создание вооружения. Этот металл – основа современной техники, сельскохозяйственного машиностроения, транспорта, средств связи и космических кораблей.

Биолог. Железо не только защищает человека снаружи, но и поддерживает его изнутри. В нашем организме содержится 4,2 г этого вещества. Оно есть в эритроцитах – красных кровяных клетках, мышцах, костях. При недостатке железа возникает анемия, сопровождающаяся усталостью и апатией.

Диетолог. Суточная потребность в железе для юношей 15–18 лет и девушек 11–18 лет равна 18 миллиграммам.
Данным веществом богаты свекла, хурма, гранаты, яблоки, печень, мясо, зеленые листья овощей. Только в одном кусочке белого пшеничного хлеба 0,8 мг железа.

3-й стол: «Кальций»

Химик. В земной коре на кальций приходится 3,25%. Этот элемент был изучен в 1808 году. В свободном виде в природе кальций не встречается, так как обладает большой химической активностью. Серебристо-белого цвета металл, быстро окисляется, хранят его в керосине; он пластичный, режется ножом. Много кальция содержится в осадочных породах: меле, мраморе, известняке (показывает).
Мрамор, гашеную и негашеную известь используют как строительный материал (демонстрирует). Кальций образует разные соединения солей: фосфат, нитрат, карбонат кальция.

Биолог. Кальций – основной компонент зубов, при его дефиците возникают проблемы: кариес, пульпит, выпадение зубов. Кальций входит в состав ферментов. Без него невозможны сокращения мышц, соль СаСl₂ играет большую роль в свертывании крови. Кальциевые соли – важная составная часть минерального питания растений (показывает из коллекции минеральных удобрений). Суточная необходимость в кальции для подростков 15–18 лет – 1200 мг, чем старше организм, тем меньше потребность. Нормальное содержание элемента также способствует хорошему кровообращению.

Диетолог. Суточную дозу кальция – 0,8 г – человек может получить из 1 л молока или 150 г творога, 1 яйца, а также рыбы, костных бульонов, капусты, апельсинов, черной смородины. Подростку в год нужно употреблять 438 г кальция – для правильного формирования скелета.
Задача. Сколько надо выпивать в день молока для снабжения вашего организма достаточным количеством кальция, если один стакан содержит 288 мг данного элемента? (Суточная потребность – 1200 мг; значит, 4 стакана).

4-й стол: «Фосфор»

Химик. Фосфор открыл Хеннинг Бранд в 1669 году. В переводе с латинского название элемента означает «светоносный». В земной коре фосфор занимает 0,1%. Он входит в состав минералов: фосфоритов и апатитов. Существуют три аллотропные модификации фосфора – красный, черный, белый. Белый фосфор самовозгорается на воздухе. Черный – полупроводник. Красный используют для производства спичек, удобрений, кормовых добавок для животных. Ничто живое не может обходиться без фосфора. Этот элемент применяют также в новогодней пиротехнике.

Биолог. В живых организмах фосфор присутствует в костях, мышцах, тканях мозга и нервах. В организме взрослого человека содержится примерно 4,5 г фосфора.
Почти все важнейшие физиологические процессы связаны с превращением фосфорсодержащих веществ. С помощью фосфора образуется АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), а она – носитель энергии. Фосфор участвует в построении РНК и ДНК, которые отвечают за наследственную информацию.
Фосфор необходим детям для формирования костной ткани, он также поддерживает водородный показатель внутренних жидкостей (крови, лимфы, межклеточного вещества).

Диетолог. Фосфор есть в рыбе, морепродуктах, яйцах. Суточная потребность в фосфоре:

– для девочек с 11 до 18 лет – 1200 миллиграммов;
– для женщин с 19 лет и старше – 800 миллиграммов;
– для мальчиков с 11 до 14 лет – 1200 миллиграммов;
– для юношей с 15 до 18 лет – 1200 миллиграммов;
– для мужчин старше 19 лет – 800 миллиграммов.

В год подростку необходимо 438 г фосфора. При его недостатке замедляется рост и повышается хрупкость костей.

5-й стол: «Фтор»

Химик. Многие пытались получить фтор в свободном виде, но они или погибли, или заработали тяжелые увечья.
Это удалось лишь в 1866 г. химику Муассану, за что он был удостоен Нобелевской премии. В переводе с греческого фторос – «разрушающий». В земной коре на фтор приходится 0,08%.
Фтор – очень ядовитый газ бледно-желтого цвета, это самый активный элемент, его электроотрицательность равна 4. В токе его струи воспламеняются шерсть, резина и даже загорается вода.
В свободном виде фтор не существует, он содержится главным образом в минералах, плавиковом шпате. Применяется фтор в ракетных двигателях, он необходим для получения фторорганических соединений, фреонов для газа, заполнения холодильных установок.

Биолог. Человек не может существовать без фтора. Фтор участвует в построении зубной эмали и костей, при его недостатке происходит их разрушение, а также наблюдается усталость.

Диетолог. Чтобы повысить количество фтора в организме, нужно употреблять морепродукты, фторированную воду, чистить зубы пастой, содержащей фтор.
Фтор – микроэлемент. Он находится в молоке, овсе, желтке куриного яйца.

6-й стол: «Йод»

Химик. Йод мало распространен на Земле. Как простое вещество он был получен Куртуа в 1811 году.
Йод в твердом виде – это серое вещество с металлическим блеском. При обычной температуре он испаряется с образованием фиолетовых паров, обладающих резким запахом. Йод растворим в спирте.
Выделяют йод из водорослей. В природе он встречается в морской воде в составе солей: КI, NaI, MgI₂.

Биолог. Мы не можем жить без йода. Его недостаток в воде, пище резко снижает выработку гормона щитовидной железы тироксина. Если щитовидная железа не будет вырабатывать и отдавать крови норму тироксина, у человека возникнут усталость и дряблость мышц, произойдут нарушения сердечного ритма, ухудшение пищеварения, аппетита.
Хронический недостаток йода вызывает серьезные нарушения обмена веществ, болезни – зоб, пучеглазие. В древности были зарегистрированы случаи, когда щитовидная железа разрасталась до таких размеров, что ее нужно было везти перед собой на тележке. Суточная потребность в йоде – 150 микрограммов в течение всей жизни.

Диетолог. В горных районах, где наблюдается особый дефицит йода, для приготовления пищи нужно обязательно применять йодированную соль.
Много йода в морской капусте и хурме. В 100 г рыбы пикши содержится 416 микрограммов, в 100 г лосося – 216 мкг йода. Йод есть в хлебе (8,5 мкг в 100 г), овсе, рисе.

7-й стол: «Калий и натрий»

Химик. Калий и натрий – представители семейства щелочных металлов, из-за своей активности они не могут находиться в природе в виде простых веществ.
Калий и натрий содержат минералы галит и сильвинит. Каменную соль, которую мы едим, добывают открытым способом в озерах Эльтон и Баскунчак на Алтае. Даже летом эти водоемы покрыты соляной коркой. Калий – составная часть микроудобрений. Это серебристо-белый металл, очень мягкий, он легко режется ножом, хранится в керосине. В земной коре содержится 2,3% калия.
Натрий – серебристо-белый металл с высокой электропроводимостью, мягкий, хранится в керосине. В земной коре на него приходится 2,4%. Оба элемента были открыты Дэви в 1807 году.

Биолог. Человек никак не может обходиться без этой «сладкой парочки». Пока клетка жива, между ней и межклеточной средой стойко удерживается различие концентрации ионов К+ и Na+. От этого зависит интенсивность обмена веществ в тканях.
Калий обеспечивает водный баланс, сердечную деятельность, метаболизм углеводов и белков. Он концентрируется в мышечной и костной тканях, в крови. Недостаток данного вещества в организме приводит к нарушению работы сердца, и это ведет к аритмии.
Na сосредоточен в крови, мышечной и костной тканях. Он отвечает за передачу нервного импульса. Дефицит натрия приводит к головным болям, слабости, ухудшению памяти, потере аппетита.

Диетолог. Мы вынуждены употреблять с пищей поваренную соль – NaСl. Суточная потребность в ней для взрослых – 9 г, для детей – 15–20 г.
Калий приходит к нам в организм с апельсиновым соком, бананами, сухофруктами, картофелем. Ежедневная потребность в калии для человека – 3 г.

Заключение

Учитель. Отметки за урок, несомненно, важны, но главные оценки вам поставит жизнь – за то, как вы примените на практике свои знания, которые получили сегодня. Здоровье на 75% зависит от образа жизни, который вы будете вести.
Завершить занятие хотелось бы словами Гёте: «Мало знать, надо и применять. Мало хотеть, надо и делать».