Химический состав клетки. Неорганические вещества

Ознакомление школьников с элементарным составом клетки начинается с создания проблемной ситуации, направленной на обнаружение и объяснение противоречия между распространением химических элементов в живых клетках и в неживой природе. Учитель напоминает школьникам, что самыми распространенными элементами в земной коре являются кислород, кремний, алюминий, натрий, кальций, железо, магний, фосфор (около 98% элементарного состава). Обращение к данным убеждает школьников, что в клетках относительное содержание углерода, водорода, азота и других элементов совершенно иное, чем в земной коре. Естественна постановка проблемы: в чем причина того, что элементы-органогены (кислород, углерод, азот, сера, водород, фосфор и др.) так удивительно подходят для выполнения биологических функций? Для решения этой проблемы необходимо предложить учащимся вспомнить об особенностях строения атомов органогенов, об их приуроченности к первым периодам таблицы Менделеева (она необходима на этом уроке), об общем свойстве органогенов – их способности к образованию ковалентных связей посредством спаривания электронов с отдачей или присоединением при этом от одного до шести электронов. Органогены могут легко реагировать друг с другом, образуя разнообразные химические соединения. «Выбор» для осуществления процессов жизнедеятельности элементов первых периодов объясняется и тем, что эти элементы сочетают легкость (малую атомную массу) с прочностью ковалентных связей между ними. Ковалентно связанные атомы углерода образуют «каркасы» многих органических молекул, в состав которых входят разнообразные функциональные группы, содержащие кислород, водород, серу, азот я другие элементы. Учитель делает вывод, что свойства органогенов так разнообразны, что названных элементов достаточно для образования множества молекул клетки. Вместе с тем в живой природе нет каких-либо особенных элементов, характерных только для нее. Атомы, из которых состоят вещества клетки и неживой природы, идентичны.

Со сложными веществами – компонентами клеток – учитель знакомит учащихся под углом зрения структурной обусловленности химических, физических свойств этих веществ и их роли в биологических системах. Изучение основ цитохимии начинается с выяснения биологической роли воды – вещества, наиболее хорошо знакомого школьникам. Именно на примере воды можно четко показать, что роль этого вещества в клетке обусловлена физическими и химическими свойствами, а те в свою очередь строением молекул.


Учителю биологии на заметку:

Роль воды в клетке
Органические вещества клетки. Белки и аминокислоты
Строение белков
Свойства и функции белков
Углеводы внутри клетки
Роль жиров в жизни клетки
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота
Обобщение знаний химических компонентов клетки
Строение и функции клетки
Клеточная теория
Строение и функции клеточной оболочки
Методика обучения общей биологии