Урок-семинар по теме Металлы в организме человека. 9-й класс


Цель

: на основе знаний по химии, биологии,
валеологии, расширить и углубить у учащихся
знания о металлах, их физиологической роли в
организме; показать связь химии с другими
науками.

Оборудование:

А) для лабораторного эксперимента:
растворы солей: хлорид алюминия,
хлорид меди (II), хлорид железа (III), раствор
гидроксида натрия, штатив с пробирками, правила
по технике безопасности.

Б) для демонстрационного эксперимента:
белок куриного яйца, раствор ацетата
свинца (II), пробирка.

Ход урока

Учитель

: Все живые организмы на Земле, в том
числе и Человек, находятся в тесном контакте с
окружающей средой. Проводя детальный анализ
содержания элементов в земной коре и в живых
организмах, академик В. И. Вернадский пришёл к
выводу, что качественный состав этих объектов
близок. Он предположил, что в живом организме
когда-нибудь будут найдены все элементы
периодической таблицы Д. И. Менделеева. К
настоящему времени в организме человека
установлено присутствие более 80 элементов.
Следует отметить, что в земной коре преобладают
металлы, тогда как в живых организмах –
неметаллы. Металлы составляют 3% от массы
человека. Согласно классификации, основанной на
биологической роли элементов, минеральные
элементы, обнаруженные в организме, человека
делят на три группы:

  1. жизненно необходимые (биогенные);
  2. вероятно (условно) необходимые;
  3. элементы с малоизученной или неизвестной
    ролью
    .

Среди 15 жизненно необходимых элементов – 9
являются катионами металлов (Na+, K+, Mg2+,
Ca2+, Zn2+, Fe2+, Cu2+, Co2+,
Mn2+). О роли в организме человека этих
металлов и пойдёт речь у нас сегодня на уроке.

Прежде чем вы будете говорить о
физиологической роли тех или иных металлов,
прослушайте рассказ и ответьте на вопрос.

Задание:

Роберт Вуд (1868–1955), знаменитый
американский физик и великий любитель всяких
проделок, направлялся из лаборатории домой на
обед. Дорога шла через негритянский квартал. Была
зимняя оттепель, и огромная лужа распростёрлась
по мостовой между тротуарами, на которых сидя и
стоя толпились негры. Вуд громко закашлял, на
виду у всех плюнул в лужу, незаметно бросив в том
же направлении специально прихваченный из
лаборатории кусок какого-то вещества величиной с
грецкий орех. Раздался страшный удар, полетели
искры, и большое жёлтое пламя поднялось на
поверхность воды. Негры в ужасе разбежались с
криками: “Проделки Сатаны!” О каком веществе
идёт речь?

Ответ:

Это – щелочной металл натрий.

Ученик: Физиологическая роль натрия.

В организм человека натрий поступает ежедневно
в виде хлорида натрия в достаточно больших
количествах: 12–15 г (или 4–6 г “чистого” натрия).
Хлорид натрия содержится во многих пищевых
продуктах: колбасе, сале, солёной рыбе, икре, сыре,
соленьях, маслинах, кетчупе, кукурузных хлопьях.

Ионы Na+ быстро и полностью всасываются на
всех участках желудочно-кишечного тракта, а
также легко проникают через кожу и лёгочный
эпителий. Натрий в виде катионов Na+
участвует в поддержании гомеостаза (ионное
равновесие, осмотическое давление в жидкостях
организма). Натрий распределяется по всему
организму: крови, мышцам, костям, внутренним
органам и коже. Около 40% натрия находится в
костной ткани, в основном, во внеклеточной
жидкости. Содержание натрия в теле взрослого
человека составляет 0,08% от массы тела. Натрий
оказывает значительное влияние и на белковый
обмен. Обмен натрия находится под контролем
щитовидной железы.

Внутри клеток натрий необходим для поддержания
нейромышечной возбудимости и работы Na+ – K+
насоса, обеспечивающих регуляцию клеточного
обмена различных метаболитов. От натрия зависит
транспорт аминокислот, сахаров, различных
неорганических и органических анионов через
мембраны клеток.



Задача:

Русская пословица гласит: “Чтобы
узнать человека надо с ним пуд соли съесть”.
Суточная потребность здорового человека в
хлоридах составляет 6 г. За сколько лет можно
узнать человека?

Ответ:

NaCl = Na+ + Cl-
Масса 1 пуд = 16 кг = 16000г приходится на 2 человека,
значит на 1 человека приходится масса = 16/2 = 8 кг =
8000г
n (Cl-) = 6 / 35,5 = 0, 169 моль = n (NaCl)
m(NaCl) = 58,5 * 0,169 = 9,887 г = 10 г в сутки
t1 = 8000/10 = 800 дней
t2= 800/365 = 2,2 года, таким образом, человека
можно узнать за 2 года и 2 месяца.

Дополнение:

Без соли нет жизни. Полагают, что
массовая гибель наполеоновских солдат при их
отступлении из Москвы была обусловлена
нехваткой хлорида натрия в пище. У древних
народов нередко были войны из-за соляных
источников. У римлян ни одного жертвоприношения
не обходилось без соли. А римские легионеры
времён Цезаря жалование получали солью. Соль
заменяла деньги во многих странах. В Китае XIII
века из каменной соли изготовляли и сами монеты.
И даже в 1927 году в Эфиопии соль ещё заменяла
крупные деньги, а красный перец – мелкие. У всех
народов соль – символ гостеприимства.

Учитель:

Ребята послушайте ещё одну
интересную историю, связанную со щелочным
металлом.

В 1891 году выпускник Гарвардского университета
Роберт Вуд приехал в Балтимор для занятий химией
в местном университете. Поселившись в
студенческом пансионате, Вуд вскоре прослышал,
что хозяйка якобы частенько готовит утреннее
жаркое… из остатков вчерашнего обеда, собранных
с тарелок. Но как это доказать? Однажды, когда на
обед был подан бифштекс, Вуд оставил на тарелке
несколько больших кусков мяса, посыпав их
хлоридом лития – совершенно безвредным
веществом, которое по вкусу похоже на хлорид
натрия. На следующий день, кусочки жареного мяса,
поданные студентам на завтрак, были преданы
“сожжению” перед щелью микроскопа. Красная
линия спектра, характерная для ионов лития,
разоблачила слишком экономную хозяйку.

Ученик: Физиологическая роль лития

.

В течение суток в организм взрослого человека
поступает около 100 мкг лития. Ионы лития (Li +)
быстро и практически полностью абсорбируются из
желудочно-кишечного тракта. Ионы лития легко
проникают через биологические мембраны. Среднее
содержание лития (в мкг/г), в различных органах
значительно различается: в лимфоузлах – 200,
лёгких – 60, печени – 7, цельной крови – 6, мышцах –
5, мозге – 6. В организме литий способствует
высвобождению магния из клеточных “депо” и
тормозит передачу нервного импульса, тем самым,
снижая возбудимость нервной системы. Высокие
концентрации лития в плазме крови (2–3 ммоль/л)
вызывают светобоязнь, поражение почек и
щитовидной железы, диарею, поражение
периферических нервов. Под влиянием лития
возрастает поглощение глюкозы, синтез гликогена
и уровень инсулина в сыворотке крови больных
диабетом, применяющих препараты лития, снижается
уровень глюкозы и кетоновых тел в моче. Литий
обладает инсулиноподобным эффектом.

Учитель:

В 1847 году Либих обнаружил калий в
тканях животных. В чём же заключается
физиологическая роль калия в организме человека?

Ученик: Физиологическая роль калия.

В организм соединения калия поступают с пищей.
Много калия содержится в молочных продуктах:
мясе, какао, томатах, бобовых, картофеле,
петрушке, абрикосах, изюме, черносливе, бананах,
дыне и чёрном чае. Считается, что взрослый
человек потребляет в день 2200–3000 мг калия. В
организме взрослого человека содержится 0,23 %
калия от общей массы тела. Калий является
основным внутриклеточным катионом. Вместе с
ионами натрия и хлора, калий является постоянным
составным элементом всех клеток и тканей. В виде
катионов K+ калий участвует в поддержании
гомеостаза (ионное равновесие, осмотическое
давление в жидкостях организма). Хлориды калия и
натрия, будучи сильными электролитами, участвуют
в генерации и проведении электрических
импульсов в нервной и мышечной ткани. Таким
образом, калий участвует в поддержании
электрической активности мозга,
функционировании нервной ткани, сокращении
скелетных и сердечных мышц. Калий замедляет ритм
сердечных сокращений и участвует в
регулировании деятельности сердца.

Задача:

Перманганатом калия можно лечить
змеиные укусы при отсутствии специальной
сыворотки. Для этого в место укуса вводят шприцем
0,5–1 мл 1% раствора соли. Рассчитайте массу соли и
объём воды, необходимые для приготовления 75 мл
такого раствора, имеющего плотность 1,006 г/мл.

Решение:

m = V p = 75 * 1,006 = 75,45 г
m (KMnO4) = 75,45 * 0,01 = 0,745 г
m (H2O)=75,45 – 0,745 = 74,7 г
V (H2O) =74,5 мл

Учитель:

Известно ли вам, что у жителей южных
районов спазмы кровеносных сосудов происходят
значительно реже, чем у северян. Врачи связывают
это с содержанием в организме магния, так как
известно, что внутривенные и внутримышечные
вливания солей магния снимают спазмы и судороги.

Ученик: Физиологическая роль магния.

Магний поступает в организм с пищей. Как
правило, норма поступления составляет 200–400 мг в
течение суток. Особенно богата магнием
растительная пища. В организме взрослого
человека содержится около 140 мг магния, причём 2/3
от этого количества приходится на костную ткань.
Магний является важнейшим внутриклеточным
элементом. Магний стимулирует образование
белков, регулирует хранение и высвобождение АТФ,
снижает возбуждение в нервных клетках. Магний
известен как противострессовый биоэлемент,
способный создавать положительный
психологический настрой. Он также укрепляет
иммунную систему, обладает антиаритмическим
действием, способствует восстановлению сил
после физических нагрузок.

Задача:

Определите состав английской
(горькой) соли, используемой медиками для
снижения артериального давления, при некоторых
заболеваниях нервной системы, в качестве
слабительного средства, если массовые доли
элементов в ней составляют в %: магния – 9,86; серы
– 13,01; кислорода – 71,4; водорода – 5,73.

Решение:

Возьмём образец вещества массой 100г,
тогда

m (Mg) = 9,86 г
m (S) = 13,01 г
m (O) = 71,4 г
m (H) = 5,73 г
n (Mg ) = 9,86 / 24 = 0,41 моль
n (S) = 13,01 / 32 = 0,41 моль
n (O) = 71,4 / 16 = 4,46 моль
n (H) = 5,73 /1 = 5,73 моль
MgXSYOZHK
X:Y:Z:K = n (Mg): n(S): n(O): n(H) = 0,41:0,41:4,46:5,73 = 1:1:11:14
MgSO11H14 – простейшая формула ; MgSO4 *7
H2O – истинная формула

Учитель:

В 1770 году Шили обнаружил, что в
костях содержится фосфат кальция; а в 1842 году
Шосса установил, что голубям необходим кальций
для роста костей.

Ученик: Физиологическая роль кальция

.

Кальций в больших количествах содержится во
многих пищевых продуктах и ежедневно поступает в
организм с пищей. Значительное количество
кальция присутствует в молочных продуктах
(сливки, сыр, творог), меньше – в огородной зелени
(петрушка, шпинат), овощах (бобы, фасоль), орехах и
рыбе. Суточное потребление организма в кальции
(800–1500 мг) обычно покрывается за счёт пищи. В
организме кальций распределён неравномерно:
около 99% его количества приходится на костную
ткань и лишь 1% содержится в других тканях (1г в
плазме крови, 6–8 г в мягких тканях). Кальций
обеспечивает опорную функцию костей. Выводится
кальций из организма через кишечник и почки.
Главная функция кальция в организме состоит в
организации жёстких конструкций, кальций
находится в костной ткани, обеспечивает
прочность ногтей и зубов. Катионы кальция Ca2+,
входящие в состав плазмы крови и тканевых
жидкостей, участвуют в поддержании гомеостаза, а
также в регуляции сердечных сокращений и
свёртываемости крови.

Задание:

Вася принимал в качестве
антиаллергического средства раствор хлорида
кальция. А когда у него заболел живот, он выпил
раствор глауберовой соли. Помогут ли Васе
принятые лекарства?

Ответ:

CaCl2 – хлорид кальция
Na2SO4* 10H2O – глауберова соль
CaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + CaSO4
Ca2+ +2Cl+ 2Na+ + SO42– = 2Na+
+2Cl+ CaSO4
Ca2+ + SO4 2– = CaSO4

Если лекарства были приняты в количествах,
соответствующих уравнению: следовательно,
принятое лекарство – взвесь гипса в растворе
поваренной соли – поможет Васе только морально.
В отличие от Na2SO4* 10H2O действию
CaCl2 не помешает, например, пурген,
действующим началом которого является
фенолфталеин.

Учитель:

Ребята, а сейчас мы с вами проведём
лабораторный эксперимент. Вначале необходимо
повторить правила по технике безопасности при
работе в химической лаборатории.

Лабораторный эксперимент:

С помощью одного реактива необходимо
определить содержание ионов металлов в
растворах следующих солей: хлорид алюминия,
хлорид меди (II), хлорид железа (III), указать
признаки реакции и записать уравнения в
молекулярном и ионном виде.

Ответ:

К растворам предложенных солей
добавим раствор гидроксида натрия, во всех
случаях образуются осадки разных цветов.

Исследуем раствор хлорида алюминия:

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl
Al3+ +3Cl+ 3Na+ +3OH= Al(OH)3
+ 3Na+ + 3Cl-
Al3+ + 3OH= Al(OH)3

В ходе реакции образуется осадок белый
студенистый, который растворяется в избытке
щёлочи.

Исследуем раствор хлорида меди (II):

CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl
Cu2+ +2Cl+ 2Na+ +2OH= Cu(OH)2
+ 2Na+ + 2Cl-
Cu2+ + 2OH= Cu(OH)2

В ходе реакции образуется осадок синего цвета.

Исследуем раствор хлорида железа (III):

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl
Fe3+ +3Cl+ 3Na+ +3OH= Fe(OH)3
+ 3Na+ + 3Cl-
Fe3+ + 3OH= Fe(OH)3

В ходе реакции образуется осадок бурого цвета.

Ученик: Физиологическая роль алюминия.

В организм человека ежесуточно поступает от 5
до 50 мг алюминия, в зависимости от региона
проживания. Растительные продукты содержат в 50–100
раз больше алюминия, чем продукты животного
происхождения. Известно, что при горячей
обработке пищевых продуктов или выпечке хлеба,
за счёт использования алюминиевой посуды,
происходит загрязнение пищи этим металлом.
Источником поступления алюминия является также
и питьевая вода, где его содержание составляет 2–4
мг/л. В желудочно-кишечном тракте человека
всасывается 2–4% поступившего алюминия, причём
лучше усваиваются растворимые соли, такие как
хлорид алюминия. Содержание алюминия в организме
взрослого человека невелико – 30–50 мг. Алюминий
является постоянной составной частью клеток, где
преимущественно находится в виде иона Al3+.
Алюминий играет в организме важную
физиологическую роль, – он участвует в
образовании фосфатных и белковых комплексов;
процессах регенерации костной, соединительной и
эпителиальной ткани; оказывает, в зависимости от
концентрации, тормозящее или активизирующее
действие на пищеварительные ферменты; способен
влиять на функцию околощитовидных желез.
Алюминий в небольших количествах необходим для
организма, и особенно для костной ткани, в случае
его избытка этот металл может представлять
серьёзную опасность для здоровья. В целом
алюминий относят к токсичным (иммунотоксичным)
элементам.

Учитель:

В настоящее время всем известно о
содержании железа в составе гемоглобина крови
человека. Но в XIX веке открытие этого факта
французским учёным Мери стало сенсацией, вызвало
небывалый интерес общественности и стало
причиной трагических случаев. Из истории
медицины:

Один студент – химик решил подарить своей
возлюбленной кольцо, сделанное из железа
собственной крови. Выпуская время от времени
кровь, он получал соединение, из которого
химическим путём выделял железо. Однако юноша
погиб, так и не собрав нужного для изготовления
кольца количества железа. Что стало причиной
смерти юного возлюбленного?

Ответ:

Недостаток железа в организме
приводит к заболеванию крови – анемии и человек
теряет здоровье и погибает. Этот недостаток
можно восполнить правильным, сбалансированным
питанием.

Ученик: Физиологическая роль железа.

В организм человека железо поступает с пищей.
Пищеварительные продукты животного
происхождения содержат железо в наиболее
усваиваемой форме. Большое количество железа
содержится в говядине, в говяжьей печени, рыбе,
тыкве, устрицах, овсяной крупе, какао, горохе,
листовой зелени, пивных дрожжах, инжире, изюме. В
организме взрослого человека содержится около 3–5
г железа; почти две трети этого количества входит
в состав гемоглобина. Основной функцией железа в
организме является перенос кислорода и участие в
окислительно-восстановительных процессах
(посредством десятков железосодержащих
ферментов). Железо входит в состав гемоглобина,
миоглобина. Большая часть железа в организме
содержится в эритроцитах; много железа находится
в клетках мозга. Железо играет важную роль в
процессах выделения энергии, в ферментативных
реакциях, в обеспечении иммунных функций, в
метаболизме холестерина. Насыщение клеток и
тканей железом происходит с помощью белка
трансферрина. Дефицит, так и избыток железа,
отрицательно влияют на здоровье человека.

Учитель:

Допустимо ли одновременное введение
в внутрь больному сульфата железа(II) и нитрита
натрия, учитывая, что среда в желудке кислая?

Ответ:

Рассмотрим уравнение реакции между
сульфатом железа (II) и нитритом натрия кислой
среде:

2 FeSO4 + 2 NaNO2 + 2H2SO4 = Fe2(SO4)3
+ Na2SO4 + 2NO + 2H2O
2Fe+2 – 2e = 2Fe+3 восстановитель, процесс
окисления
N+3 +1e = N+2 окислитель, процесс
восстановления

Сульфат железа (II) и нитрит натрия в кислой
среде взаимодействуют друг с другом, поэтому их
одновременное введение недопустимо.

Учитель:

В 1922 году Бертран и Берзон показали,
что цинк необходим для развития крыс и роста
волос. Что же произойдёт с организмом человека
при действии на него цинка? Для того чтобы
ответить на этот вопрос давайте прослушаем
отрывок из рассказа В. Распутина “Век живи –
век люби”
и сообщения учащихся.

“– Ну и что ты собираешься делать с этой
ягодой? – вдруг негромко спросил он, но 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 её варить, – решительно и твёрдо сказал
дядя Володя. И ещё решительней добавил.
– И есть её нельзя.
– Почему?
– Какой дурак берёт ягоду в оцинкованную посуду?
– Да ещё чтоб ночевала! Да такая ягода!”

Как же воздействует цинк на организм человека?

Ответ:

Посуда из цинка и оцинкованного железа
не рекомендована для хранения пищевых отходов.
Несмотря на то, что металлический цинк покрыт
оксидной плёнкой, он всё же подвергается
растворению. Хотя соединения цинка относительно
мало ядовиты, в больших количествах они могут
оказать вредное воздействие.

Ученик: Физиологическая роль цинка.

Считается, что оптимальная интенсивность
поступления цинка в организм 10–15 мг в день, порог
токсичности составляет 600 мг в день. В организм
цинк попадает с пищей. Особенно много цинка
содержится в говядине, печени, морских продуктах,
пшеничных зародышах, рисовых отрубях, овсяной
муке, горохе, луке, шпинате и орехах. Для лучшего
усвоения цинка организмом необходимы витамины А
и В6. В организме взрослого человека
содержится 1,5–3 г цинка. Цинк можно обнаружить во
всех органах и тканях; но наибольшее его
количество содержится в предстательной железе,
коже, волосах, мышечной ткани, клетках крови. Цинк
является кофактором большой группы ферментов,
участвующих в белковом и других видах обмена,
поэтому он необходим для нормального протекания
многих биохимических процессов. Этот элемент
требуется для синтеза белков и формирования
костей. Цинк принимает участие в процессах
деления и дифференцировки клеток, а также играет
важную роль в процессах регенерации кожи, роста
волос и ногтей, секреции сальных желёз. Цинк
способствует всасыванию витамина Е и
поддержанию нормальной концентрации этого
витамина в крови. Цинк входит в состав инсулина,
ряда ферментов, участвует в кроветворении.
Однако, избыточное количество цинка наносит
непоправимый вред организму.

Учитель:

Микробиологи считают, что
оптимальная интенсивность поступления меди в
организм составляет 3 мг в сутки. Лучше всего
организмом усваиваются ионы Cu2+.
Рассчитайте число атомов меди в этой массе.

Ответ:

Найдём количества вещества атомов
меди n = m/M

n(Cu) = 0,003/64 = 0,000047 моль
N = n*NA
N(Cu) = 0,000047 * 6,02 * 1023 = 0,28 * 1020 атомов.

Ученик: Физиологическая роль меди.

В организм медь поступает в основном с пищей. В
некоторых овощах и фруктах содержится от 30 до 230
мг меди. Много меди содержится в морских
продуктах, бобовых, капусте, картофеле, крапиве,
кукурузе, моркови, шпинате, яблоках, какао-бобах.
Дефицит меди в организме может развиваться при
недостаточном поступлении этого элемента (1 мг в
сутки и менее), а порог токсичности для человека
200 мг в сутки. Медь способна проникать во все
клетки, ткани и органы. Максимальная
концентрация меди отмечена в печени, почках,
мозге, крови. Ведущую роль в метаболизме меди
играет печень. Медь является жизненно важным
элементом, который входит в состав многих
витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных
пигментов, участвует в процессах обмена веществ,
в тканевом дыхании. Медь имеет большое значение
для поддержания нормальной структуры костей,
хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок
кровеносных сосудов, лёгочных альвеол, кожи
(эластин). Действие меди на углеводный обмен
проявляется посредством ускорения процессов
окисления глюкозы, торможения распада гликогена
в печени. Этот биогенный элемент повышает
устойчивость организма к некоторым инфекциям,
связывает токсины и усиливает действие
антибиотиков. Медь обладает выраженным
противовоспалительным свойством, смягчает
проявление аутоиммунных заболеваний,
способствует усвоению железа.



Учитель:

Но есть металлы, которые оказывают
патологическое воздействие на организм
человека. У писателя – фантаста И. А. Ефремова есть
рассказ “Озеро горных духов”. Люди,
оказавшись на берегу этого озера, в солнечную
погоду погибали. Местные жители уверяли, что
озеро населяют духи, которые не терпят
пришельцев. Экспедиция геологов смогла
добраться до затерянного в горах озера, и люди с
изумлением обнаружили, что озеро состояло не
только из воды. Какое вещество содержалось в
озере?

Ответ:

Это была самородная ртуть, а “злыми
духами” были пары ртути, которые в жаркую погоду
поднимались на поверхности маленьких и больших
луж, окружавших озеро и наполненных ртутью.

Ученик: Физиологическая роль ртути.

Ртуть поступает в организм человека с морской
рыбой, морепродуктами и рисом, общим количеством
до 0,2 мг/кг в сутки. Токсичность ртути зависит от
той химической формы, в которой она попадает в
организм. Металлическая ртуть (в жидком виде) при
попадании в организм в целом нетоксична и
всасывается в желудочно-кишечном тракте
практически полностью. Элементарная ртуть во
взвешенном состоянии очень хорошо резорбируется
в респираторном тракте. Органические соединения
ртути всасываются в желудочно-кишечном тракте
практически полностью, а неорганические в
пределах 10% от поступившей дозы. Максимальная
концентрация ртути отмечается в почках,
повышенное содержание ртути может отмечаться в
волосах, ногтях и коже. Период полувыведения
металлической ртути у человека составляет 70
дней, органической – 40 дней, паров – 50 дней.

Учитель:



Рим спасли гуси – это известно всем.
Бдительные птицы своевременно заметили
приближение неприятельских войск и тотчас
резким гоготом сигнализировали об опасности. Но,
тем не менее, Римской империи суждено было
погибнуть впоследствии. Что же послужило
причиной падения некогда могущественного
государства? Как считают учёные–токсикологи, в
этом повинно отравление. Что погубило Рим?

Ответ:

Свинец. По мнению учёных-токсикологов:
Римская аристократия быстро вымирала потому, что
пользовалась дорогой свинцовой посудой и
косметическими красками, содержащими соединения
свинца. Из-за этого средняя продолжительность
жизни римских патрициев не превышала 25 лет. Люди
низших сословий меньше подвергались свинцовому
отравлению, но и они пользовались знаменитым
водопроводом, трубы которого были сделаны из
свинца. Обнаруженные при раскопках останки
древних римлян содержат значительное количество
свинца.

Демонстрационный эксперимент

:

Смешаем белок куриного яйца и ацетат свинца, мы
видим, что белок приобретает вид варёного, то
есть произошла денатурация, разрушение
первичной структуры белка под воздействием
солей тяжёлых металлов.

Ученик. Физиологическая роль свинца.

Роль свинца в жизнедеятельности организма
изучена недостаточно. Известно, что свинец
участвует в обменных процессах костной ткани. С
другой стороны, свинец является канцерогеном для
организма. Порог токсичности равен 1 мг в день. В
организме взрослого человека содержится 80–120 мг
свинца. У мужчин содержание свинца в организме
выше, чем у женщин. Много свинца может попадать в
организм с вдыхаемым воздухом. Токсическое
действие свинца во многом обусловлено его
способностью образовывать связи с большим
числом анионов. В результате связывания
ангидридов со свинцом угнетается синтез белка и
активность ферментов. Свинец нарушает синтез
гемма и глобина, вмешивается в порфириновый
обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов.
Основной путь поступления свинца в организм
лежит через желудочно-кишечный тракт. В норме в
костях содержание свинца равно 20 мг/кг, печени – 1
мг/кг, почках – 0,8 мг/кг, головном мозге – 0,1 мг/кг.
Свинец и его соединения очень ядовиты.

Учитель:

Учёные, анализируя химический
состав некоторых тканей или частей
человеческого организма (крови, желудочного
сока, волос), делают вывод не только о
физиологическом, но и психологическом состоянии
организма. Известно, что при стрессах возрастает
содержание цинка в крови. Повышенное содержание
никеля или марганца в крови наблюдается
незадолго до инфаркта миокарда. У агрессивных
людей в волосах обнаруживается повышенное
содержание свинца, железа, меди, кадмия и
пониженное – цинка, лития, кобальта.

А теперь давайте сформулируем выводы по
уроку:

  1. Рассмотренные нами металлы – это химические
    элементы большой физиологической значимости.
  2. В отношении ряда металлов установлено их
    избирательное распределение в организме
    человека.
  3. Важную значимость металлов подтверждают
    нарушения обмена веществ у человека при их
    недостаточном содержании в организме и
    поступлении с пищей и водой.

Металлы (их ионы, соединения) – являются
участниками важных метаболических процессов в
организме.

Металлы играют большую роль в поддержании
гомеостаза.

Наличие в организме человека элементов,
составляющих неживую природу, указывает на то,
что геохимические процессы и живые организмы
образуют единый биогеохимический цикл, то есть
единство живой и неживой природы.

Литература:

  1. Скальный А.В. Химические элементы в
    физиологии и экологии человека. – М.: “Оникс 21
    век”, 2004.
  2. Сгибнева Е.П., Скачков А.В. Современные
    открытые уроки химии. – Ростов-на-Дону: “Феникс”,
    2002.
  3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная
    книга учителя химии. – М.: “Дрофа”, 2002.
  4. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. – М.:
    “АСТ-ПРЕСС”, 1999.
  5. Левицкий М.М. Увлекательная химия. – М.:
    “АСТ-Астрель”, 2008.
  6. Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия
    внутри нас. – Ростов-на-Дону: “Феникс”, 2004.



Следующий: