Металлы внутри нас (презентация)
проект по окружающему миру (4 класс)

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Железнодорожная общеобразовательная школа№2»

Научно – исследовательский  проект по окружающему миру

«Металлы внутри нас»

Выполнил ученик 4 «А» класса

МОУ «Железнодорожная  СОШ №2»

Лакида Бронислав

Руководитель проекта Гончарова Людмила Васильевна

учитель начальных классов

р.п.Железнодорожный

2024 год

Содержание

I.        Введение

1.        Актуальность проблемы.

2.        Предмет и объект исследования.

3.        Цель исследования:  

4.        Задачи:

5.        Гипотеза

6.        Методы исследования:

II.        Основная часть

             Важнейшие для организма человека металлы  и их свойства:

1.        кальций

2.        калий;

3.        натрий    

4.        магний;

5.        железо;

6.        цинк;

III.        Эксперимент.

               Опыт №1 Обнаружение ионов кальция в костной ткани;

               Опыт №2 Роль ионов кальция в свёртывании крови;

               Опыт №3 Разложение перекиси водорода каталазой крови.

IV.        Заключение.

V.        Список литературы.

I.        Введение.

Эпиграф: Преуменьшать нам вовсе не пристало

Заслуги безусловные металлов.

Здоровье – важнейший фактор полноценного образа жизни. Одним из основных условий поддержания организма в здоровом состоянии является соблюдение правил потребления  пищевых продуктов, в которых содержатся всё необходимое  для правильного обмена веществ. Все живые организмы на Земле находятся в тесном контакте с окружающей средой. Пищевые продукты и питьевая вода способствуют поступлению в организм практически всех веществ, в том числе и металлов.   В живом организме не только присутствуют все металлы,  но каждый из них выполняет какую-то биологическую  роль. Вполне возможно, что эта гипотеза не подтвердится. Однако по мере того как развиваются исследования в данном направлении, выявляется биологическая роль все большего числа металлов. Несомненно, время и труд ученых прольют свет и на этот вопрос, а я постараюсь познакомить слушателей с ролью самых важных металлов в организме человека – это кальций и железо.

Актуальность проблемы.

Мама постоянно заставляет съесть яблоко, приговаривает, что там много железа. А в нелюбимом мной твороге кальций. Меня заинтересовал этот вопрос: зачем мне железо и кальций? А знают ли мои одноклассники ответ на этот вопрос?  Попросив учеников 4«А» класса ответить на вопрос, что они знают о роли металлов в организме человека, я сделал вывод: знают очень мало 49%, не знают совсем – 50% не интересовались – 1%

Я решил узнать побольше сам и рассказать об этом своим сверстникам.  Экспериментально установлено, что в организме человека металлы составляют около 3% (по массе). Это очень много. Если принять массу человека за 70 кг, то на долю всех металлов   приходится 2,1 кг. По отдельным металлам масса распределяется следующим образом:

кальций        1050 г        калий        250 г

натрий        105 г        магний        42 г

железо        5 г        цинк        2 г  

Вещества в живом организме находятся в различных формах. Большинство ионов металлов образуют соединения с биологическими объектами. Уже сегодня установлено, что многие ферменты ( ускорители реакций) содержат ионы металлов. Например, железо – в 70, медь – в 30, а цинк – более чем в 100. Естественно, что недостаток этих элементов должен сказаться на содержании соответствующих ферментов, а значит, и на нормальной  работе организма. Таким образом, соли металлов совершенно необходимы для нормальной  деятельности живых организмов.   А не лучше ли поверить самому? Ведь не случайно народная мудрость гласит: «Доверяй, но проверяй». Пусть же личный опыт, подтвержденный химическим экспериментом, станет основой для правильного выбора.

Предмет и объект исследования.

Объект исследования:  полезные  свойства  важнейших металлов  для организма человека.

Предмет исследования:  важнейшие металлы в человеческом организме.

Цель исследования:  

•        Изучение влияния металлов на обмен веществ человека;

Достижению данной цели будет способствовать решение следующих задач:

Задачи:

•        изучить литературу по теме исследования;

•        побеседовать с врачом и лаборантом химической лаборатории;

•        провести эксперимент;

•        оформить полученные результаты;

•        сформулировать выводы.

Гипотеза: если предварительно изучить влияние металлов на обмен веществ человека, то можно избежать многих проблем со здоровьем,  разрушающего воздействия  дефицита металлов на органы.

Методы исследования:

•        Опрос учащихся;

•        Эксперимент;

•        Наблюдение;

•        Сравнение;

•        Анализ;

II. Основная часть.

Важнейшие для организма человека металлы  и их свойства.

К числу биогенных элементов относится ряд металлов, среди которых особенно важные биологические функции выполняют десять так называемых «металлов жизни», я расскажу о  двух. Этими металлами являются кальций,   железо. Их массовая доля в организме значительна.

Кальций. Оказывается, что самочувствие любого человека намного зависит от баланса кальциевого обмена в нашем теле. Другими словами, много кальция – плохо, мало кальция тоже – плохо. Нужно чтобы его всегда было достаточно, но не в переизбытке.  

     Кальций  в чистом виде в природе не встречается. Его возможно выделить только из различных соединений, таких как известь, гипс и мрамор. Поэтому можно представить, что происходит в нашем организме, когда в нем возникают неправильные обменные процессы и кальций откладывается не там где нужно.

«Кальций – элемент, имеющий важное влияние на здоровье человека. Доказано, что кальций – это основа, благодаря которой может существовать человек. Наш кальций можно сравнить с фундаментом здания или корнем большого дерева. Очевидно, если фундамент непрочный, то и всё здание может развалиться. Если корень сгнил, то и дерево засохнет.»

В общей сложности, в организме взрослого человека содержится больше одного килограмма кальция. В основном он входит в состав костной ткани, является твердым каркасом для скелета. Кальций является основой для роста зубов, ногтей и волос. И всего лишь 1% от общего количества кальция находится в крови. Но, тем не менее, для строения кости из получаемого извне кальция, организм использует малую часть, большая часть идет на химические процессы и, главное, на уменьшение кислотности крови.

Если количество других элементов в крови, например, калия, может колебаться, то кальций всегда поддерживается в одном количестве. Этот элемент можно назвать почти   постоянной величиной. Даже если мы с продуктами питания не обеспечим достаточное поступление в кровь кальция, то он начнет пополняться из костей, зубов, волос.

Именно костная ткань является так называемым резервуаром кальция, из которого он переходит в кровь. Это важно, потому что таким образом обеспечивается работа сердца. Особое внимание медики обращают на количество кальция в организме у детей и пожилых людей. Ведь для растущего организма нужно много кальция, а люди преклонного возраста стремительно теряют его из костей.

 Кальций в организм человека можно доставить только с пищей. Его усвоение происходит в тонком кишечнике, а обменные процессы начинаются в костях. Выводится кальций из организма почками и через кишечник. Слаженная работа всех этих органов обеспечивает нормальный уровень кальция в организме.

Доктор объяснил мне, что на кальций возложено исполнение множества функций внутри организма. А значит, его недостаток или переизбыток грозит человеку тяжелыми заболеваниями.

Роль кальция в организме человека:

  Кальций обладает следующими функциональными свойствами, участвуя:

•        в формировании вместе с фосфором костной ткани, зубов, волос;

•        в сокращении гладких и скелетных мышц, в том числе, управляющих ритмичной работой сердца и сосудов;

•        в стабильной работе сердечнососудистой системы в  союзе с натрием, магнием, калием, что дает возможность регулировать давление крови и уменьшить проницаемость сосудов;

•        в воздействии на проницаемость клеточных мембран, на транспортировку сквозь эти мембраны питательных и эвакуацию отработанных веществ;

•        в свертывании крови, усиливая действие витамина K;

•        в секреции гормонов и нормализации работы эндокринных желез, которые в свою очередь воздействуют на процессы пищеварения, обмена веществ, активности ферментов обмена железа, связывания солей и вывода их из организма.

•        в работе нервной системы при передаче нервных импульсов, а также нормализации сна.

Нарушения кальциевого обмена и его количества неизбежно приводят к заболеваниям в организме человека.

     2.  Железо. В условиях обычного умеренного климата здоровому человеку  необходимо 11-30 мг железа в день.

Наиболее богаты железом продукты животного происхождения: говядина, баранина, свинина, печень. В меньшей степени рыба, куриное мясо, яйцо. При этом из мясной пищи усваивается  до 20% содержащегося в ней железа, а из растительного только 6%. Об этом следует задуматься абсолютным вегетарианцам.

Железо является основой для  образования гемоглобина, который входит в состав эритроцитов.

Эритроциты переносят кислород из легких по всему организму и выводят углекислый газ.

 Гемоглобин, благодаря именно содержащемуся в нем железу, способен переносить кислород.

При нарушении этого процесса возникает малокровие - анемия. Наиболее распространенной является железодефицитная анемия (ЖДА), или как ее называют в народе – малокровие.

ЖДА может быть обусловлена:

 недостаточным исходным уровнем железа у детей младшего возраста и у новорожденных;

недостаточным поступлением железа с пищей, повышенной потребностью в железе при некоторых заболеваниях;

нарушением процессов всасывания и транспорта железа в организме.

Поговорив с доктором, я сделала вывод, что железо играет огромную роль в нашем организме. Его нехватка делает жизнь человека вялой. Анемичный синдром проявляется слабостью, недомоганием, бледностью, головокружением, сердцебиением. Избыток железа превращает человека в агрессивное существо с жестоким, эгоистичным характером.  

III. Эксперимент.

Для подтверждения теоретических выкладок я провел наблюдения и эксперимент.

Опыт №1

Обнаружение ионов кальция в костной ткани:

в пробирку  я поместил  куриную косточку и прилил к ней 25 миллилитров разбавленной серной кислоты, оставил на сутки. За это время неорганические вещества, содержащиеся в этой ткани, растворились. Затем я отфильтровал 5 миллилитров этой смеси в пробирку и добавил 4 капли раствора цитрата натрия – соли  лимонной кислоты, которая является реагентом на ионы кальция. Выпал белый осадок. Это осадок цитрата кальция, который не растворяется в воде. Этот опыт доказывает, что в костной ткани содержатся ионы кальция.

Опыт №2

 б) Выявление роли ионов кальция в свертывании крови.

В сущности процесс свертывания крови состоит в превращении фибриногена в фибрин, для этого процесса необходим фермент тромбин, который образуется из протромбина в присутствии ионов кальция.

Ход опыта:

В 2 пробирки налили по 2 мл крови, к которым добавили  цитрат натрия для освобождения ионов кальция с целью предотвращения свертываемости крови. Одну пробирку оставили в качестве контрольной, к другой же добавили 0,5 мл 2% - ного раствора хлорида кальция – СаCI2. Через 13 минут образовался сгусток фибрина, то есть произошло свертывание крови.

Вывод: ионы кальция участвуют в свертывании крови.

Опыт №3

Разложение перекиси водорода каталазой крови.

Ход опыта:

В  колбу налили 15 мл 1%-ного раствора перекиси  водорода и добавили 1 мл крови. Происходит бурная реакция выделяется кислород: жидкость вспенивается и пена заполняет  всю колбу, а её излишки вышли за грани колбы. Этот опыт демонстрирует одну из биологических функций железа. По химической природе каталаза -  фермент, содержащий железо.

Вывод: перекись водорода разлагается каталазой крови, в которой содержится железо.

  IV. Заключение.

Тема показалась мне очень интересной. Думаю, что я ответил на основной  вопрос: как влияют металлы на обмен веществ в организме человека. Биологическая роль «металлов жизни» важна для человека, а именно, каждый из биогенных металлов выполняет конкретные функции в организме.

Каждому человеку нужны знания о содержании биогенных элементов в продуктах питания.

Важно знать, что правильное питание - залог здоровья и долголетия.

Неорганические соединения, составляющие только 6% от общего веса человека, являются незаменимыми веществами.

Любое изменение содержания металлов, как в сторону увеличения, так и уменьшения ведёт к нарушению обмена веществ.

     Реакции организма на металлы зависит  от индивидуальных  особенностей: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, больные люди.  В организме все взаимосвязано. Если у человека наступает дефицит необходимых металлов, то он может серьезно заболеть. Глубокий дефицит может привести и к смерти.

     При выборе продуктов питания большинство людей не учитывают полезность употребляемых продуктов, а едят все, что вкусно и просто приготовить. Они не думают о содержании полезных веществ в данном продукте. Сейчас появилось множество препаратов, которые могут исключить дефицит того или иного вещества.  Люди стремятся получать металлы  не естественным, а искусственным путём, не задумываясь, что  наиболее полезны натуральные продукты, ведь все они практически усваиваются организмом,   лекарственные препараты лечат одно, но  необратимо разрушают другое.

 Правильное питание снижает усталость, улучшает самочувствие, уменьшает раздражительность и возбужденность. Поэтому пища должна быть разнообразной. Особенно это важно для растущего организма, который требует много самого разнообразного строительного материала. Нельзя питаться по принципу “нравится – не нравится”.

 Каждый человек – кузнец своему здоровью, поэтому будьте здоровы – это в ваших руках.

Литература

 1. Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия внутри нас. – Ростов-на- Дону.: Феникс, 2014. – 180 с.

2.Колтун М. Мир химии. – М.: Детская литература, 2018. – 303 с.

3.Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. – М.: Экзамен, Оникс 21 век, 2011.– 719 с.

4.Ледовская Е.М. Металлы в организме человека. //Химия в школе. – 2005. – №3.– С. 44 – 47.

 5.Аликберова Л., Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999г.

  Электронные приложения:

6.        Мультимедийное учебное пособие нового образца. «Химия». Электронная библиотека «Просвещение».