1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний студентов и постановка цели занятия.

Беседа по вопросам и заданиям (работа с оглавлением учебника):

• Какой раздел общей биологии мы изучили? (Раздел 1 «Многообразие живого мира»)

• Изучение какого раздела начнем сегодня? (Раздел 2 «Учение о клетке»)

• Содержание этого раздела распределено в три темы: «Химическая организация клетки», «Строение и функции клетки», «Обмен веществ и энергии клетки». На изучение каждой темы отводится по три занятия

•  Какую тему мы начнем изучать сегодня?

Обобщение беседы и постановка цели занятия преподавателем:

Сегодня на занятии мы продолжим изучение клеточного, молекулярного, атомного уровней организации природы, дадим общую характеристику химической организации клетки и более подробно изучим неорганические вещества клетки.

3. Изучение новых знаний.

3.1. Сравнение живой и неживой природы на атомном и молекулярном уровнях организации.

Вступительное слово преподавателя: Клеточный уровень организации природы включает в себя молекулярный уровень, т.е. молекулы химических веществ и атомный уровень, т.е. атомы химических элементов, из которых состоят молекулы химических веществ.

Вопрос: В чем заключается единство живой и неживой природы на атомном уровне организации? (Состоят из атомов одних и тех же элементов.)

Хотя химические элементы живой и неживой природы одинаковы, количественное содержание их атомов различно. Рассмотрим диаграммы (Приложение 1), иллюстрирующие распределение элементов в земной коре и живых организмах.

Задание: Проанализируйте содержание диаграмм и скажите, в чем отличие живой и неживой природы на атомном уровне организации? (В земной коре наиболее распространены атомы кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, натрия, в живых организмах в большем количестве встречаются атомы кислорода, углерода, водорода, азота.)

Химические элементы живой клетки по количественному содержанию атомов делят на группы.

Задание: Составьте схему «Химические элементы клетки», используя текст учебника на страницах 30-31.

Фронтальная проверка выполнения задания.

Задание: Из атомов химических элементов образуются молекулы химических веществ. Подумайте и скажите, в чем принципиальное отличие живой и неживой природы на молекулярном уровне? (B неживой природе могут образовываться молекулы неорганических веществ, а в живой – молекулы неорганических и молекулы органических веществ.)

Задание: Составьте в тетради схему « Химические вещества клетки».

Сегодня на занятии мы более подробно познакомимся с биологической ролью неорганических веществ.

3.2. Строение, свойства и биологическая роль воды.

Демонстрация видеоролика 1 «Великая тайна воды» о распространении и значении воды (Приложение 2).

Задание: Вспомнить из курса химии, записать на доске и объяснить молекулярную, электронную и структурную формулы воды.

Рис. Схематическое изображение молекул воды

Молекула воды необычна: угол между двумя связями О–Н равен 104°31', а сама молекула имеет большой дипольный момент в результате смещения общей электронной пары к кислороду как более электроотрицательному атому. Так как молекулы воды дипольны, между ними возникают силы электростатического (кулоновского) взаимодействия. Разноименно заряженные атомы разных молекул воды притягиваются и между ними устанавливается нековалентная связь, называемая водородной. При этом каждая молекула воды оказывается довольно прочно связанной с четырьмя соседними молекулами воды, образуются ассоциаты, состоящие как минимум из пяти молекул воды. Теоретически все молекулы воды могут объединиться в одну пространственную сетку, как бы в одну гигантскую макромолекулу, однако водородные связи при движении воды быстро рвутся и также быстро образуются новые. Поэтому между отдельными молекулами воды и ассоциатами существует равновесие.

Большой дипольный момент молекулы воды, водородные связи между молекулами воды обуславливают аномальные свойства воды и ее уникальную биологическую роль.

Задание: Вспомните из курса химии и физики свойства воды и назовите их.

Сообщения обучающихся о свойствах воды (по домашнему заданию, с представлением компьютерной презентации с использованием мультимедийного проектора - по желанию):

Сообщение 1: Образованием ассоциатов объясняются аномальные температуры кипения (100°С), плавления (0°С), высокая теплоемкость воды (удельная теплоемкость воды 4, 184 кДж /(кг* К)) и большая теплота испарения воды.Если бы молекулы воды не объединялись в ассоциаты, то температура кипения согласно положению гидрида кислорода в периодической системе должна быть - 80°С, а температура затвердевания – 100° С., т.е. нормальное состояние воды в условиях Земли было бы газообразным. Плотность при 20° С – 0,9982 г/ см. куб., при 4° С – 1 г/ см. куб., при кристаллизации плотность резко уменьшается - на 9%.

Сообщение 2: Удельная теплоемкость указывает, сколько тепловой энергии необходимо затратить для нагревания 1 кг вещества на один градус. Благодаря высокой теплоемкости воды и ее теплопроводности в клетках равномерно распределяется тепло и происходят минимальные температурные колебания, т. е. поддерживаются постоянные температурные условия для протекания биохимических процессов. При значительном выделении тепловой энергии в клетке, часть ее может использоваться для испарения воды, при этом происходит охлаждение, что также способствует поддержанию постоянных температурных условий внутри клетки.

Сообщение 3: Полярность молекул воды делает ее прекрасным растворителем для других полярных молекул. По отношению к воде молекулы или отдельные части молекул на гидрофильные, т.е. водорастворимые и гидрофобные, т.е. водонерастворимые. Молекулы некоторых веществ содержат как полярные (гидрофильные) так и неполярные (гидрофобные) группы. Такие соединения называются амфифильными. Растворение происходит благодаря гидратации и гидролизу.

Сообщение 4: Еще одно важное свойство воды – большое поверхностное натяжение, которое обусловлено взаимодействием между молекулами воды. Именно поверхностным натяжением объясняются капиллярные явления и передвижение воды по очень тонким каналам , например таким клеткам растений как сосуды и ситовидные трубки.

Сообщение 5: Вода служит не только средой для протекания химических реакций, но и участвует во многих из них.

А) в реакциях фотосинтеза является источником водорода для образования глюкозы.

Б) в реакциях гидролиза высокомолекулярных органических соединений.

Приводятся уравнения соответствующих реакций.

Задание: Соотнесите и запишите в тетрадь свойства воды и биологическую роль воды.

СВОЙСТВА	БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Растворитель
Большая теплоемкость
Высокие температуры плавления и кипения
Большая теплота испарения
Поверхностное натяжение
Химический реагент

Биологическая роль воды:

Регулятор теплового баланса клетки (сохранение, распределение и отдача тепла)

Транспорт веществ

Возможность существования жизни

Среда для протекания химических реакций

Образование и расщепление органических веществ.

Демонстрация видеоролика «Великая тайна воды» о свойствах воды (Приложение 3)