Элективный курс "Химические элементы в организме человека"
рабочая программа по химии на тему

            Программа элективного курса по химии

для учащихся 9 класса

«Химические элементы в организме человека»

(программа ориентационного курса по выбору для предпрофильного обучения химико-биологической направленности)

Составлена учителем химии Журавлевой Е.А.

г.Нижневартовск- 2012 год

Пояснительная записка.

Программа разработана для учащихся девятых классов общеобразовательных школ с ориентацией на естественнонаучный профиль. Данная программа освещает вопросы биологической роли химических элементов в живых организмах.

Цель курса: создание ориентационной и мотивационной основы для осознанного выбора естественнонаучного профиля обучения.

Задачи курса: развитие научного мировоззрения; формирование интеллектуальных умений (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, доказывать свою точку зрения), на основе межпредметных связей с биологией, сообщить дополнительные знания о важнейших химических элементах и их функциях в живых организмах; развитии экологической культуры и пропаганда здорового образа жизни.

Программа рассчитана на 34 ч.

Практическим занятиям уделяется значительное время, экспериментальная работа выполняется индивидуально или группами. Предусматривается разработка и защита творческих проектов.

Форма проведения занятий: традиционное урочное, проектная деятельность, лабораторное занятие, учебное исследование.

Учащиеся должны знать:

• Биологическую роль химических элементов.
• Общие физические и химические свойства важнейших соединений элементов ( кислорода, водорода, хлора, йода, серы, азота, фосфора, углерода, металлов и применение их в медицине; качественные реакции на катионы и анионы.
• Определение понятия «здоровье».

          Факторы, влияющие на здоровье.

• Воздействие тяжелых металлов на организм человека.
• Роль кобальта в организме человека.
• Особенности алюминиевого обмена в организме человека и

его нарушение.

• Распределение марганца в организме человека и его роль  в

процессах жизнедеятельности.

• Важнейшую роль железа в физиологии человека.
• Биологическую роль меди в физиологических процессах.
• Участие цинка в регуляции углеводного обмена и пути

поступления его в организм человека.

• Особенности воздействия свинца на детский организм и

профилактику свинцовых отравлений.

• Микроэлементы и их роль в организме человека.
• Макроэлементы и их роль в организме человека.

 Учащиеся должны уметь:

• Объяснять роль металлов в организме человека.
• Устанавливать взаимосвязи между состоянием организма человека

             и  причинами, обусловившими его

• Выявлять отличительные признаки нарушений обмена веществ, вызванных избытком или недостатком того или иного элемента в организме человека.
• Осуществлять самостоятельный поиск информации в различных источниках и применять ее.
• Грамотно оформлять полученные результаты исследований в

             виде отчетов, таблиц, графиков и пкзентаций

• Анализировать, делать выводы.
• Осуществлять мониторинг состояния исследуемого объекта.
• Определить собственную позицию по отношению к экологическим

            проблемам современности, которые отражаются на здоровье человека.

• Распознавать важнейшие катионы и анионы (Na+1, Ca2+, K+1, Mg2+, Fe2+, Cl1-, S2-, PO43-, NО3-, CO32- .

• Решать расчетные задачи.

 Использовать приобретенные знания и умения в повседневной жизни.

Тематическое планирование данного курса примерное и может быть изменено. Анкетирование учащихся на разных этапах занятий по данному курсу помогает отследить динамику интереса, правильность выбора. Формой отчета по завершении изучения курса может стать защита проекта.

Содержание курса.

Тема 1. Биоэлементы. Общий обзор биологических элементов.

Занятие 1-2. Общая характеристика биоэлементов.

Положение элементов металлов и неметаллов в ПСХЭ Д. И. Менделеева. Особенности строения их атомов, обусловливающие их физические, химические и биологические свойства. Макро - и микроэлементы, их свойства. Содержание биогенных элементов в живых организмах. Сравнение элементарного состава живого вещества и элементарного состава земной коры и морской воды. Дыхание и фотосинтез - основные функции организма растений. Дыхание и питание - основные функции организма животных.

Форма занятия: лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: опорный конспект.

Занятие 3-4. Кислород – элемент и вещество , поддерживающий жизнь.

Кислород в составе всех жизненно важных веществ: белков, жиров, углеводов, воды. Физиологическая роль кислорода: медленного окисления пищи, процессы дыхания, защитные функции организма. Использование свободного кислорода человеком, животными и одноклеточными.

Кислородная недостаточность - причины горной болезни, гибели рыб в водоемах.

Кислород в медицине. Кислородное голодание. Кислородный токсикоз. Фотосинтез. Роль зеленых растений в восполнении атмосферы кислородом. Свойство озона поглощать избыток
ультрафиолетовых лучей. Применение озона в медицине.

Демонстрации: таблицы “Общая характеристика элементов подгруппы кислорода”

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: опорный конспект.

Занятие 5

Практическая работа.

Образовательный продукт: отчет

Занятие 6. Водород, его незаменимость в живой природе.

Водород - обязательный компонент всех органических соединений организма. Водородные связи, лежащие в основе самых тонких явлений жизнедеятельности: способность ферментов распознавать вещества, специфичность действия многих лекарственных препаратов, способность мышц сокращаться. Участие атомарного водорода в процессах метаболизма.

Ион гидроксония, его концентрация в желудочном соке.

Биологическая роль воды, пероксида водорода. Основные функции воды в живом организме. Баланс воды в живом организме: потребление и выделение. Требования к питьевой воде: мутность, микрофауна, химический состав. Очистка воды: коагуляцией, фильтрованием, хлорированием, озонированием. Опреснение воды. Действие минеральных вод на организм: желудочно-кишечный тракт, систему кровообращения. Круговорот воды в природе.

Демонстрации: образцы минеральных вод различных природных источников, бутылки лечебно-столовой воды: “Нарзан”, “Ессентуки”, “Боржоми” и др. Схема: “Круговорот воды в природе”.

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: опорный конспект.

Занятие7.

Практическая работа. Определение качества воды методами химического анализа.

Образовательный продукт: отчет

Занятие 8-9. Сера - составная часть белков живых организмов. (2 часа).

Содержание серы в организме человека. Суточная потребность. Сера-составная часть аминокислот в организме человека и животных, компонентов белков волос, шерсти, рогов, копыт, ногтей. Сера - составная часть витамина В1, участвующего в обмене углеводов, жиров и белков. Сероводород и серная кислота - продукты распада белков, их биологическая роль. Сера как агроэлемент. Круговорот серы в природе. Применение серы и ее соединений в медицине. Влияние на организм сероводорода, оксидов серы и охрана окружающей среды

Демонстрации: Медицинские препараты, природные минералы, содержащие серу.

Химический эксперимент: “Обнаружение сероводорода в тухлом яйце”.

Форма занятия: семинар, рабата в группах.

Образовательный продукт: отчет

Занятие 10-11. “Азот и жизнь — понятия неотделимые”.

Содержание азота в животном и растительном организмах. Азот - составная часть белка, нуклеиновых кислот, пептидов, ферментов.

Полноценные и неполноценные белки. Сбалансированная белковая диета, последствия ее нарушения. Процессы трансформации белков в теле человека. Биологическая и промышленная фиксация атмосферного азота. Азот — элемент питания растений. Понятие о круговороте азота.

Влияние на организм азота, его оксидов, аммиака, нитрат и нитрит ионов. Меры защиты. Кессонная болезнь. Нитраты и нитриты. Источники поступления азота с нитратами в организм. Пути снижения нитратов в продуктах питания при приготовлении пищи.
Демонстрации: таблицы “Общая характеристика элементов подгруппы азота” (по Дж. Эмсли). “. Таблица “Накопление нитратов в продукции открытого грунта”. Кодослайды: “Пути снижения содержания нитратов в продуктах питания”, “Факторы, влияющие на уровень содержания нитратов в растениях”, “Допустимые нормы содержания нитратов”, “Симптомы нитратно-нитритных отравлений”. Образцы растений, содержащих недостаточное количество азота.

Коллекция минеральных удобрений.

Лабораторные опыты. Качественная реакция на нитраты и нитриты.

Форма занятия: лекция.

Образовательный продукт: опорный конспект.

Занятие12.

Практическая работа: Определение содержания нитратов в продуктах питания экспресс-методом.

Форма занятия: семинар, рабата в группах.

Образовательный продукт: отчет

Занятие 13. “Фосфор - элемент жизни и мысли”

Содержание фосфора в организме человека. Фосфор - составная часть костной, мышечной и нервной ткани.

Фосфор в энергетике живых организмов. Фосфатная буферная система крови. Потребность в фосфоре, продукты, содержащие фосфор. Связь фосфора и кальция.

Фосфор - элемент питания растений, способствует созреванию плодов. Понятие о фосфорных удобрениях, совместимость удобрений. Круговорот фосфора в природе. Воздействие человека на круговорот фосфора.

Демонстрации: Природные минералы, содержащие фосфор. Схема “Круговорот фосфора в природе”. Таблица “Признаки фосфорного голодания у растений”. Образцы фосфорных минеральных удобрений.

Лабораторный опыт: качественные реакции на фосфат-ион.

Форма занятия: семинар, рабата в группах.

Образовательный продукт: отчет

Занятие14. Углерод - основа живой и неживой природы (1 час)

Содержание углерода в организме. Углерод - основа строения органического мира. Многообразие форм соединений углерода. Участие оксида углерода (IV) в процессе фотосинтеза, его функции, круговорот углерода в природе.

Воздействие соединений углерода на организм человека, угольной пыли, оксидов углерода. Меры защиты. Радиоактивный С14 углерод в живом организме. Радиоактивный метод определения возраста любого предмета растительного и животного происхождения.

Демонстрация: таблица. “Общая характеристика элементов подгруппы углерода” (по Дж. Эмсли). Схема “Фотосинтез”. Схема “Круговорот углерода в природе”. Коллекция минералов карбонатов. Медицинские препараты на основе карбонатов.

Лабораторный опыт. Обнаружение карбонат-иона в яичной скорлупе

Форма занятия: семинар, рабата в группах.

Образовательный продукт: отчет

Занятие 15-16. Биологическая роль элементов галогенов (2часа)

Биологические функции фтора и его соединений. Наличие фтора в зубной эмали, в костях человека и животных в виде фторапатита. Участие фтора в обмене веществ и активации некоторых элементов. Продукты содержащие фтор. Фторосодержащие медицинские препараты. Избыток и недостаток фтора в организме. Кариес зубов. Флюороз. Фторосодержащие отравляющие вещества.

Хлор, его содержание в организме. Биологическая роль хлора в образовании желудочного сока, формировании плазмы крови, в переваривании белков, поддержании осмотического давления. Образование ферментов при участии соляной кислоты. Дезинфицирующе действие молекулярного хлора, хлорной воды, хлорной извести. Хлорид - ионы - основа физраствора. Отравляющее действие хлора. Использование соединений хлора в медицине.

Бром, его биологическая роль. Бром - составная часть гормона гипофиза. Соли брома в медицине.

Йод, его содержание в щитовидной железе. Гормоны - тироксины, их влияние на обмен веществ и нервную систему. Потребность человека в йоде и его поступление в организм. Йодная профилактика - введение йодида натрия в столовую соль. Содержание йода в продуктах питания: морская капуста, рыбий жир, бобы, шпинат, яйцо и др.

Схемы: “Биологическая роль галогенов”, “Источники поступления йода”, коллекция природных галогенсодержащих минералов, фторосодержащие зубные пасты, медицинские препараты: желудочный сок, спиртовый раствор йода, “Иодактив”, минеральная вода .

Форма занятия: семинар, работа в парах.

Образовательный продукт: сообщения.

Занятие 17. Защита проектов и творческих заданий.

Тема 3. Макроэлементы металлы. (9 часов) 

Занятие 1-2. Биометаллы - натрий и калий.

Содержание натрия и калия в растениях и животных организма. Роль ионов натрия в поддержании осмотического давления плазмы крови. Влияние ионов натрия и калия на процессы нервной деятельности, функции мышц, почек, сердечно-сосудистой системы и др. Влияние солей натрия и калия на ритм сердечной деятельности. Участие ионов калия в биохимических процессах, происходящих в растениях. Признаки калийного голодания: краевой ожог, гофрированность листьев. Источники поступления натрия и калия в организм человека. Суточные нормы макроэлементов.

Тест на содержание калия в организме: “Суточные нормы потребления натрия и калия”

Демонстрации: табл. “Элементы главной подгруппы первой группы” (по Дж. Эмсли) Природные минералы, продукты питания, и медицинские препараты содержащие Nа и К. Образцы растений с признаками калийного голодания. Образцы минеральных калийных удобрений.

Лабораторный опыт: качественные реакции на катионы натрия и калия.

Форма занятия: семинар, работа в парах.

Занятие 3-4. Биометаллы - магний и кальций (2 часа)

Содержание кальция в живых организмах и его опорные функции.

Наличие ионов кальция и магния в составе клеток, плазмы крови и других биологических жидкостей. Роль кальция в свертывании крови. Участие ионов магния и кальция в регуляции сердечной и нервной деятельности. Влияние магния на синтез хлорофилла. Магний — составная часть хлорофилла. Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток магния и кальция. Болезни, связанные с недостатком кальция

Демонстрации: таблица “элементы главной подгруппы II группы (по Дж. Эмсли 1993 г.) Природные минералы, содержащие магний и кальций. Тесты на содержание магния и кальция в организме (по М. Хамм, А. Россмайер). Схема “Фотосинтез”, медицинские препараты и продукты питания, содержащие магний и кальций.

Форма занятия: лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: сообщения.

Занятие 5.

Практическая работа: ”Обнаружение катионов кальция и магния в костной ткани”

Образовательный продукт: отчет.

Занятие 6 . Алюминий и его биологическая роль.(1 час)

Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток алюминия. Болезни, связанные с недостатком элемента.

Форма занятия: лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: сообщения.

Занятие 7.

Практическая работа: ”Амфотерные свойства соединений алюминия ”

Образовательный продукт: отчет.

Занятие 8 . Железо - кроветворный элемент (1 час)

Содержание железа в организме человека, в тканях глазного хрусталика, роговицы, печени, селезенки. Его участие в образовании биологически активных соединений - гемоглобина крови, в осуществлении газообмена организма с окружающей средой. Понятие о функциях гемоглобина и железа в нем содержащегося. Рассеивание техногенного железа. Применение препаратов железа при лечении малокровия, при истощении и упадке сил. Круговорот железа. Влияние избытка и недостатка железа в организме. Железо в медицине.

Демонстрации: таблица “Железо в организме” (% от общей массы железа), “Содержание железа в продуктах питания”. Схема “Круговорот железа в организме”. Медицинские препараты и природные минералы, содержащие железо.

Тест “Порядок ли у Вас с железом”.

Занятие 9.

Практическая работа: «Качественные реакции на катионы Fe2+и  Fe3+» Образовательный продукт: отчет.

Форма занятия:  Практическая рабата в  парах.

Образовательный продукт: отчет.

Тема 4. Тяжелые металлы и здоровье человека. 

Действие тяжелых металлов на организм человека.

 Металлы : ртуть , кадмий, бериллий, свинец- и их соединения Ядовитое действие ионов тяжелых металлов, их способность связываться с белками и нарушать нормальную работу ферментов.

Определение содержания ионов металлов в воде. Определение пригодности воды для питья.

Занятие 10 .

Ртуть. Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток элемента. Болезни, связанные с избытком ртути в организме человека.

Форма занятия: Слайд лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: сообщения с презентацией.

Занятие 11.

Свинец. Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток элемента. Болезни, связанные с избытком свинца.

Форма занятия: семинар, работа в парах.

Образовательный продукт: сообщения с презентацией.

Занятие 12 .

Цинк его роль в организме.

Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток элемента. Болезни, связанные с избытком цинка.

Форма занятия: Слайд  лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: сообщения с презентацией.

Занятие 13 .

Марганец. Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток элемента. Болезни, связанные с избытком марганца.

Форма занятия: семинар, работа в парах.

Образовательный продукт: сообщения.

Занятие 14 .

Медь. Источники поступления в организм человека. Реакция организма на избыток и недостаток элемента. Болезни, связанные с избытком меди.

Форма занятия: лекция с элементами беседы.

Образовательный продукт: сообщения с презентацией.

Занятие 15 .

Практическая работа: ”Обнаружение катионов  металлов”, «Действие тяжелых металлов и их солей на белок.», «Определение содержания ионов металлов в воде. Определение пригодности воды для питья.»

Образовательный продукт: отчет.

Занятие 16.

Учебная экскурсия на очистные сооружения в городе.

Занятие 17.

Защита проектов по теме «Биологическая роль металлов»

Темы проектов и творческих заданий.

1. Железо и процессы дыхания в живых организмах.
2.  Биологическая роль неметаллов.
3. Неорганическая химия и медицина.
4. Биологическая роль металлов.
5.  Еще раз о злополучных солях-нитратах и нитритах.
6. Дефицит йода-голод скрытый и коварный.
7. Поваренная соль и ее роль в организме.
8. Химия и здоровье человека
9. Угольный элемент.
10. Красная и желтая кровяные соли.
11. Составить меню калиевой и магниевой диеты на один день.

Изобразить в картинках, схемах “Источники поступления биогенных элементов в организм человека”. «Содержание элементов в организме человека»

Литература.

1. А. Ф. Аспицкая “Химические элементы жизни”, Пермь изд. , 2000г
2. В. И. Воробьев, Р. И. Воробьев “Живая химия”, 1985, №2 с. 52.
3. М. М. Гуревич ”Железная диета”. Журнал. ”Химия и жизнь”, 1985, №4с22-23.
4. А. Х. Гусаков, А. А. Лазаренко. ”Кружки по химии в школе” М. ”Просвещение”1978 г. с. 45-48.
5. Ф. Егоркина, Д. М. Кирюшкин, В. С. Полосин “Внеклассные практические занятия по химии” с. 134-136.
6. Г. Куликовская “Хлеб вам да йод”. Огонек, 1996, №5.
7. Макро и микроэлементы и их роль в организме. Журнал “Крестьянка”, 1993, №11, с. 21.
8. Малышкина В. , “Занимательная химия” с. 233, 237.
9. А. А. Макареня, Л. А. Ивченко, “Валеология на уроках неорганической химии” (пособие для учителя) 2000г. , №10-26. Газета ”Химия”.
10. Неумывакин И. “Действие основных продуктов питания”. Здоровье 1995, №2.
11. П. А. Оржековский, В. Н. Давыдов, Н. А. Титов “Экспериментальные творческие задачи по неорганической химии”.
12. Г. В. Пичугина “Химия в технологиях сельского хозяйства”. М. Просвещение. 1981г. с. 34-38, 45-47, 109-11.
13. К. С. Петровский. “Минеральные вещества внутри нас”. Химия и жизнь, 1981, №2 с. 47-48.
14. А. А. Сударкина, И. Евсеева, А. Н. Орлова “Химия в сельском хозяйстве”.
15. Химия в школе” 2004, №8, 2004 №3, 2004, №6, 1998, №3, 1994, №2, 2000 №3.
16. П. Р. Таубе, Е. И. Руденко, “От водорода до Нобелия”.