Урок 1.

Тема. Вода та її основні фізико-хімічні властивості

Мета: сприяти засвоєнню в учнів знань про особливості будови молекули води; розкрити роль води для життєдіяльності живих організмів; формувати комунікативну компетентність - вміння продуктивно працювати в групі, прислухатися до думки кожного, культуру спілкування, толерантність; інформаційну компетентність - розвивати вміння самостійно аналізувати та відбирати необхідну інформацію, робити висновки з власних спостережень; виховувати потребу бережливого ставлення до води та економного її використання.

Обладнання й матеріали: таблиці, схеми, картки, колби, шпатель, сода, цукор, сіль, крейда, мінеральна вода, дистильована, джерельна.

Базові поняття й терміни: неорганічні сполуки, вода, гідрофільність, гідрофобність, амфіфільність, диполь, теплопровідність, теплоємність,

Тип уроку: інтегрований( біологія, хімія).

Хід уроку

І. Організаційна частина

Привітання з учнями. Налаштування на роботу.

Стали, діти, всі рівненько,

Посміхнулися гарненько,

Настрій на урок взяли

Й працювати почали.

Видумуй, пробуй, твори!

Розум, фантазію прояви!

Активним і уважним будь

І про кмітливість не забудь!

Створення робочих груп

Учні класу працюють у трьох групах: «Біологи», «Хіміки», «Географи».

ІІ. Актуалізація опорних знань

1. Назвати рівні організації живого об’єктів зображених на слайді

2. Біологічний диктант

1. Назвіть імена вчених, які незалежно один від одного запропонували термін «біологія» … (Ж. Б. Ламарк і Г. Р. Тревіранус).

2. У якому році з’явився термін біологія? (у 1802 році) .

3. Англійський учений, який уперше описав клітинну будову рослинних тканин … (Р. Гук) .

4. Голландський учений, який уперше побачив живі одноклітинні організми під мікроскопом … (Антоні ван Левен Гук).

5. Учений, який тривалий час працював в Україні, відкрив існування вірусів… (Д. Й. Івановський).

6. Український учений, засновник імунології та мікробіології, лауреат Нобелівської премії … (І. І. Мечников).

7. Учений, який створив учення про ноосферу, як новий стан біосфери … (В.І. Вернадський).

8.Учений, який у XVIII ст. уперше запропонував наукову систематику живих організмів … (К. Лінней).

9. Укажіть, на якому рівні організації живої матерії здійснюється кругообіг речовин між біотичною та абіотичною частинами природної системи … (біогеоценотичний).

10. Метод біологічних досліджень, що ґрунтується на спостереженні, широко використовували вчені давнини під час збирання фактичного матеріалу. У сучасних умовах за його допомогою відкривають нові види організмів … (порівняльно-описовий).

11. На якому рівні організації живого відбуваються хімічні реакції, збереження та зміни спадкової інформації … (молекулярному).

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Проблемне запитання:

Про цю речовину А. де Сент-Екзюпері говорив: «Не можна сказати, що ти необхідна для життя, ти саме життя…Ти найбільше багатство у світі».

Яку речовину мав на увазі письменник?

Вода посідає особливе місце в історії нашої планети. Немає природного тіла – мінералу, гірської породи, живого організму, яке б не містило води. Нею просочена й охоплена вся земна речовина.

Інтерактивна вправа «Незакінчене речення».

Продовжити речення «Про воду я знаю, що…»

Проблемне запитання:

- Чому вода має першочергове значення у клітинах живих організмів?

- Чи залежить кількість води від вікових категорій людей?

Повідомлення теми та завдання уроку

Девіз уроку:

«Учітесь, читайте

І чужому навчайтесь

Й свого не цурайтесь»

Т. Г. Шевченко

ІV. Вивчення нового матеріалу

1. Робота в групах

Завдання

Використовуючи текст підручника і додаткову літературу, охарактеризуйте воду.

2. Презентація результатів роботи груп

Група «Географи» Вода – найпоширеніша речовина на Землі

Вода – найпоширеніша речовина на Землі. Вона покриває близько ¾ поверхні земної кулі: озера, річки, моря, океани. У великій кількості вода міститься в атмосфері повітря – пара, туман, хмари та в земній корі у вигляді підземних вод.

Вода на земній кулі існує у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому та газоподібному.

Кожен живий організм у своєму складі містить воду. Вміст води в організмах тварин складає 60-70%, а у деяких (наприклад, медузи) – до 98%. Рослинні організми: огірок містить 90% води, картопля 77%. Тому впевнено можна сказати, що вода і життя на нашій планеті нероздільні.

Група «Біологи» Вода в людському організмі

Людський організм містить близько 65% води. Тобто, якщо маса тіла людини становить 65 кг, то з них 42 кг припадає на воду.

Між різними органами і тканинами людини вода розподілена нерівномірно: найбільше її в крові та нирках – 82 - 83%, клітини головного мозку та цитоплазма клітини містить 80% води, м’язи та печінка – близько 76%, жирова тканина – 30%, кістки – 20%, зубна емаль – 0,3%, клітини ембріонів людини і тварин містять близько 95% води.

Чим більше води в клітині, тим інтенсивніше відбуваються процеси її життєдіяльності.

Втрата понад 20% води – смертельно небезпечна для людини. Вода утворює основу внутрішнього середовища живих організмів ( цитоплазми одноклітинних тварин, крові, лімфи, соків рослин тощо).

Вміст води в тілі людини залежить від віку: у новонароджених він становить 75-80 %, у період завершення росту – 65-70 %, а в людей похилого віку – лише 55-60%.

Розподіл води в організмі:

71% всередині клітини;

19% у тканинах у вигляді позаклітинної рідини;

10% у складі плазми, лімфи.

Внутрішньоклітинна вода:

• зв’язана ( структурована) – 4-5%. Формує водні оболонки навколо деяких сполук, заважаючи їхній взаємодії;

• вільна – 95% - 96%.

Група «Хіміки» Джерела води в організмі людини

Протягом доби людині необхідно 2,5 л води. Приблизно 1 л входить до складу їжі, більше літра – у вигляді води, чаю, кави і близько 0,5 л утворюється в самому організмі.

• 100 г жиру – 107 мл води;

• 100 г вуглеводів – 55 мл води;

• 100 г білка – 41 мл води.

Виводиться із організму:

• з сечею – 1,4 л;

• з калом – 0,2 л;

• випаровування з поверхні легень – 0,4 л;

• з потом – 0,5 л.

У нормальних умовах в організмі підтримується динамічна рівновага водного балансу. Якщо води виділяється з організму більше, ніж надходить, виникає відчуття спраги.

1. Будова молекули води

Розповідь учителя хімії

Відповісти на запитання:

1. Між якими атомами виникає ковалентний зв’язок?

2. Що таке електронегативність і як ця властивість атома впливає на утворення диполя?

3. За рахунок яких сил відбувається утворення водневих зв’язків між молекулами води?

М олекула води складається з одного атома Оксигену і двох атомів Гідрогену. Атоми гідрогену розташовані в молекулі так, що напрямки до них утворюють кут 104,45^o із вершиною в центрі атома оксигену. Кожен атом Гідрогену утримується біля атома Оксигену ковалентним зв’язком. Електричний заряд в середині молекули розподілений нерівномірно: в атомів Гідрогену переважає позитивний заряд, а в Оксигену – негативний. Завдяки цьому кожна молекула води – це диполь.

Д

+ –

иполь – це молекула, що має однакові за величиною і протилежні за знаком заряди, які розташовані один від одного на відстані.

Т ому молекула води може приєднуватися до різних молекул і ділянок молекул, що несуть заряд. В наслідок цього утворюються гідрати. За рахунок сил електростатичної взаємодії між негативним зарядом атома Оксигену однієї молекули та позитивним зарядом атома Гідрогену іншої виникає водневий зв’язок, який у 15-20 разів слабший за ковалентний. Коли вода перебуває у рідкому стані, її молекули безперервно рухаються і водневі зв’язки постійно то розриваються, то виникають знову. Тому вода має відносно високу температуру кипіння, плавлення й пароутворення.

Молекулам води притаманна здатність до іонізації, коли вони розщеплюються на протон H⁺ і гідроксид-іон OH^-. При цьому між молекулами води та йонами встановлюється динамічна рівновага:

H ₂О → H⁺ +OH^–

Від концентрації йонів Гідрогену, яку оцінюють за водневим показником рН, залежать структурні особливості та активність макромолекул.

Нейтральній реакції розчину відповідає рН 7,0. Якщо його значення нижче, реакція розчину кисла, вище – лужна. У різних частинах організму різні значення водневого показника. Наприклад, у людини та ссавців ферменти підшлункового соку активні у лужному середовищі, шлункового – в кислому середовищі.

2. Властивості води

Пояснення вчителя біології

Вода – найкращий розчинник із відомих речовин. Усі речовини поділяють на такі, що здатні добре розчинятися у воді – гідрофільні, або полярні, та нерозчинні у воді – гідрофобні, або неполярні.

Запитання до учнів.

Які сполуки належать до гідрофільних, а які – до гідрофобних?

(Гідрофільні або полярні – кухонна сіль, глюкоза, фруктоза, кислоти, луги, спирти, тростинний цукор).

(Гідрофобні – майже всі ліпіди, каучук, полісахариди вони розчиняються у неполярних органічних розчинниках – хлороформі, бензолі).

Існують й амфіфільні речовини – одна частина молекули цих сполук виявляє гідрофобні властивості, інша – гідрофільні. Наприклад, фосфоліпіди (сполуки ліпідів із залишками фосфорної кислоти), ліпопротеїди (сполуки ліпідів з білками).

Фізичні властивості води (вчитель хімії)

Практичне дослідження ( вчитель хімії)

Дослідження 1. Смак води. Які смаки вам відомі? (Солодкий, солоний, кислий, гіркий). Спробуйте на смак воду (звичайну, кип'ячену, мінеральну, джерельну, дистильовану). Який він? Зробіть висновки.

Примітка. Різний смак воді надають ті речовини, що в ній розчинені.

Дослідження 2. Вода — розчинник.

Приготувати три скляних колби з водою. В одну покласти ложку цукру, у другу — солі, в третю — крейду, в четверту – соду. Ретельно перемішати воду у скляних колбах. Що відбулося у кожній колбі? Зробіть висновки.

3. Функції води

Самостійна робота з підручником

Завдання

За допомогою підручника з’ясувати основні функції води

1. Метаболічна функція:

• універсальний розчинник;

• середовище де відбуваються хімічні реакції;

• кінцевий продукт багатьох біохімічних реакцій.

2. Транспортна функція:

• вода головний компонент транспортної системи рослин і внутрішнього середовища людини і тварин.

3. Терморегуляторна:

• забезпечення рівномірного розподілу тепла організмі;

• під час транспірації у рослин та потовиділення у тварин охолоджує організм.

4. Вода як реагент:

• із води у світловий фазі фотосинтезу утворюється оксиген і гідроген.

5. Механічна функція води:

• створення пружності клітини (тургор).

6. Захисна:

• рідина, що заповнює порожнину суглобів, полегшує ковзання суглобових поверхонь, зменшуючи тертя між ними;

• вода живить хрящ, що вкриває суглобові поверхні.

Повідомлення учнів

Питна вода та вимоги до її якості. Методи очищення води.

Водний баланс в організмі.

V. Узагальнення і систематизація навчального матеріалу

1. Бесіда за запитаннями

- Які особливості будови молекули води зумовили її специфічні властивості?

- Які властивості води є найважливішими для живих організмів?

2. Творче завдання

Складіть сенкан з теми «Вода»

Вода

Джерельна, ендогенна

Тече, замерзає, випаровується

Середовище життя

Рідина

3. Гра « Екологічне лото»

Учням роздають листочки із записами частин прислів’я. Під час гри вони повинні скласти повне прислів’я.

1 ряд 2 ряд

Де верба… - доброту віддячить.

Ліс і вода … - який поріг, така й господиня

Хліб – батько … - там і вода.

Криниця з водою … - вода – мати.

Хто в воді … - брат і сестра.

Яка криниця такий і господар … - той в добрі.

Вода за … - що людина з розумом.

4. Робота з картками

1. Позначте знаком «+» правильні твердження про воду, знаком «-» – неправильні.

• А. H₂О має низьку теплоємність і водночас низьку для рідин теплопровідність (-).

• Б. H₂О безпосередньо не бере участі в хімічних реакціях, що протікають в організмах (-).

• В. H₂О найкращий розчинник серед загальновідомих рідин ( +).

• Г. Вода є середовищем для життя багатьох організмів (+).

• Д. Є основним засобом пересування речовин по організму (-).

• Е. H₂О практично не стискається, що дуже важливо для надання форми соковитим плодам (-).

• Є. H₂О - основне середовище, де протікають хімічні реакції (+).

2. Для кожної властивості води вкажіть номер відповідного твердження

Властивість води	Номер твердження
Велика теплоємність
Низька стисливість
Велика теплота пароутворення
Найбільша густина при температурі +4 °С
Здатність брати участь у реакціях розщеплення органічних речовин

1. Підтримання форми і пружності тіла круглих червів забезпечується заповненням порожнини їх тіла водним розчином.

2. Завдяки наявності рідкої води під шаром льоду карасі переживають зиму, не вмерзаючи у лід.

3. При тривалому бігу коні виділяють велику кількість поту, щоб охолонути.

4. Під час переміщення з прохолодного затінку через розігріте сонячними променями каміння організм виноградного слимака повільно нагрівається.

5. Рух мінеральних речовин від кореня до листків рослини відбувається по судинах ксилеми у розчиненому вигляді.

6. Травні ферменти здатні здійснювати травлення лише у водному середовищі.

5. Визначте вміст води у своєму організмі.

Алгоритм визначення.

Розділіть свою вагу на 3 і результат помножте на 2.

VІ. Домашнє завдання

• Вивчити відповідний параграф підручника.

• Дати відповідь на запитання кількома реченнями:

1. Коли спека поєднується з високою вологістю повітря при дуже важкому фізичному навантаженні втрата води з потом може досягати близько 10 літрів на добу. При такому сильному потовиділенні організм зазнає лиха. Чому це відбувається і в чому виражається?

2. Собаки в спекотну погоду дихають відкритим ротом із висунутим вологим язиком. Які властивості води та як допомагають собакам боротися з спекою в такий спосіб?

3. Які хвороби та як призводять до зневоднення організму? Чи достатньо для боротьби зі зневодненням пити воду?

VIІ. Підсумок уроку

Вправа «Мікрофон»

• Що ви взяли для себе з уроку, чи потрібне це вам у майбутньому?