Роль воды в клетке

Перед учащимися учитель ставит проблему: каков характер связи между строением молекул воды, ее свойствами и ролью в живой клетке? Для ее решения школьники пишут электронную формулу воды и указывают тип связи между водородом и кислородом. В процессе беседы восстанавливают знания об устойчивой электронной конфигурации для водорода и кислорода, о химических связях в молекуле воды (частицы водорода и кислорода в молекуле воды соединены полярной ковалентной связью

В процессе беседы выясняется, что от полярности воды зависит ее способность растворять преимущественно те вещества, для которых характерна ионная или полярная связь. Школьники могут привести примеры веществ, хорошо растворимых в воде. Дальнейший путь познания учащихся заключается в истолковании физических свойств воды, исходя из знаний ее структуры и понятий водородной связи, которая носит в основном электростатический характер и лишь частично ковалентный. Благодаря водородным связям могут соединяться 2, 3, 4 и более молекул воды. Именно эта связь ведет к высокому значению скрытой теплоты парообразования и к большому поверхностному натяжению – для отделения молекул воды друг от друга требуется затратить большое количество энергии. На основе водородных связей происходит явление смачивания, при котором молекулы воды ориентируются вокруг других молекул или клеточных частиц, участвуют в построении биологических структур. Далее в процессе беседы учащиеся устанавливают, что вода – инертный растворитель: она почти не меняется под действием растворенных веществ. Многие реакции обмена веществ происходят только в водной среде. При осторожном обезвоживании, без повреждения структур клеток организм впадает в анабиоз.

При изучении неорганической химии школьники знакомятся с истинными и коллоидными растворами, эмульсиями и суспензиями. Привлечение этих знаний позволяет рассматривать клетку как дисперсную систему, состоящую из водной и неводной фаз. Клеточные мембраны и некоторые другие структуры, а также отдельные макромолекулы не растворимы в воде. Они составляют неводную фазу, в которой совершаются реакции, не совместимые с водой. Эта фаза образует как бы каркас клетки. Общий вывод таков: полярная ковалентная связь между водородом и кислородом, водородные связи обусловливают дипольный характер молекул воды и их способность соединяться друг с другом, определяют физические и химические свойства воды, которые объясняют ее роль в клетке (участие в терморегуляции, растворении и перемещении веществ, образовании клеточных структур, реакциях обмена веществ).

После изучения воды учитель дает краткую характеристику других неорганических веществ клетки, которые содержатся в виде ионов. Анионы фосфорной, угольной и других кислот имеют большое значение для поддержания постоянства концентрации водородных ионов в клетке. Ионы с переменной валентностью принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, транспортируют электроны. Сведения о неорганических веществах – компонентах клетки – учащиеся заносят в сводную таблицу с такими графами: «Название вещества», «Особенности химического строения», «Отношение к воде», «Энергетическая ценность», «Местонахождение в клетке», «Роль в построении клеточных структур и в реакциях обмена веществ». Заполняют таблицу от урока к уроку при изучении не только химической организации клетки, но и ее строения и процессов жизнедеятельности.

Для проверки и закрепления знаний школьников следует использовать вопросы: какова роль воды в клетке? Каков характер связи между химическим строением воды и ее ролью в клетке? Каково значение минеральных веществ в жизни клетки (вспомните материал курсов химии и анатомии, физиологии и гигиены человека)?

На сайте promindustry.com.ua лучшие цены на металлом.


Учителю биологии на заметку:

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
Цитоплазма и ее органоиды, их функции в клетке
Методика обучения общей биологии