Химия в природе Работа ученицы 8 класса «А» МАОУ «СОШ 1» города Набережные Челны Радыгиной Анны Владимировны Руководитель: Тихонова Наталья Сергеевна учитель. - презентация

1 Химия в природе Работа ученицы 8 класса «А» МАОУ «СОШ 1» города Набережные Челны Радыгиной Анны Владимировны Руководитель: Тихонова Наталья Сергеевна учитель химии и биологии

2 Химия это и наука, и дисциплина, и школьный учебный предмет.

3 Меню 1. Химический взгляд на природу, истоки и современное состояние; 2. Место химии среди наук о природе. Значение химии для понимания научной картины мира; 3. Интересные факты; 4. Химия, природа: две точки зрения; 5. Химия на клеточном уровне.

4 Химический взгляд на природу, истоки и современное состояние Химический взгляд на природу, истоки и современное состояние Химия очень древняя наука. Существует несколько объясне­ний слова «химия». Согласно одной из имеющихся теорий, оно происходит от древнего названия Египта Kham и, следовательно, должно означать «египетское искусство». Химия очень древняя наука. Существует несколько объясне­ний слова «химия». Согласно одной из имеющихся теорий, оно происходит от древнего названия Египта Kham и, следовательно, должно означать «египетское искусство».

5 Согласно другой тео­рии, слово «химия» произошло от греческого слова cumoz (сок растения) и означает «искусство выделения соков». Этот сок может быть расплавленным металлом, так что при подобном расширенном толковании данного термина в него приходится включать и искусство металлургии. Согласно другой тео­рии, слово «химия» произошло от греческого слова cumoz (сок растения) и означает «искусство выделения соков». Этот сок может быть расплавленным металлом, так что при подобном расширенном толковании данного термина в него приходится включать и искусство металлургии.

6 С химией тесно связаны элементы стихий древнегреческой на­турфилософии, атомистика Левкиппа и Демокрита. Но, конечно, наибольший вклад в становление этой науки внесли египтяне. Имя первого из дошедших до нас химиков Болос из Менда, жившего в дельте Нила на рубеже III и II вв. до н.э. К 300 г. н.э. египтянин Зосима написал энциклопедию, которая охватывала все собранные к тому времени знания по химии.

7 Но химия, представленная в этом труде, еще не была наукой в полном смысле слова, а оставалась тесно связанной с древнеегипетской религией и не выходила в своем развитии за пределы формирования феноменологического уров­ня. В химии выявлялись свойства, устанавливались закономерности между ними, сущность же явлений подменялась их мистической интерпретацией.

8 Химию (химиков) искореняли и преследовали древ­неримские императоры, фанатики христианства: ученые изгонялись, книги их сжигались, сама наука запрещалась. Одни опасались, например, того, что химики занимались получением золота; вторые преследовали ученых за тесную связь химии с древнеегипетской религией, которая, с точки зрения христианства, была язычеством.

9 Начиная с последних веков I тыс. до н.э. химия бурно развивалась в арабском мире, а в первой половине нынешнего тысячеле­тия она получила широкое распространение в Западной Европе. С одной стороны, развитие химии в этот период шло вслед за раз­витием техники, однако, с другой стороны, она оставалась тесно связанной с религиозно- философской мыслью. В тот период химия существовала главным образом как алхимия.

10 В химии необходимо отметить, прежде всего, существование особого «химического взгляда» на природу, который не может быть сведен к физическому, несмотря на все успехи физической химии в нынешнем столетии. То есть у химии давно были обнаружены качества некоторого особого типа.

11 В химии, прежде всего в физической химии, появляются многочисленные самостоятельные научные дисциплины (химическая термодинамика, химическая кинетика, электрохимия, термохимия, радиационная химия, фотохимия, плазмохимия, лазерная химия). В химии, прежде всего в физической химии, появляются многочисленные самостоятельные научные дисциплины (химическая термодинамика, химическая кинетика, электрохимия, термохимия, радиационная химия, фотохимия, плазмохимия, лазерная химия).

12 В. И. Вернадский Химия активно интегрируется с остальными науками, результатом чего было появление биохимии, молекулярной био­логии, космохимии, геохимии, биогеохимии. Химия активно интегрируется с остальными науками, результатом чего было появление биохимии, молекулярной био­логии, космохимии, геохимии, биогеохимии. Первые изучают химические процессы в живых организмах, геохимия закономерности поведения химических элементов в земной коре. Биогеохимия это наука о процессах перемещения, распределения, рассеяния и концентрации химических элементов в биосфере при участии организмов. Биогеохимия это наука о процессах перемещения, распределения, рассеяния и концентрации химических элементов в биосфере при участии организмов. Основоположником биогео­ химии является В. И. Вернадский. Космохимия изучает химический состав вещества во Вселенной, его распространенность и распределение по отдельным космическим телам.

13 В химии появляются принципиально новые методы исследования (структурный рентгеновский анализ, масс-спектроскопия, радиоспектроскопия и др.). В химии появляются принципиально новые методы исследования (структурный рентгеновский анализ, масс-спектроскопия, радиоспектроскопия и др.).

14 Место химии среди наук о природе. Значение химии для понимания научной картины мира Место химии среди наук о природе. Значение химии для понимания научной картины мира Основными науками о природе является физика, химия, биология. Предметом изучения этих наук есть материя, то есть весь материальный мир со всем разнообразием его существования и преобразований. Основными науками о природе является физика, химия, биология. Предметом изучения этих наук есть материя, то есть весь материальный мир со всем разнообразием его существования и преобразований.

15 Материя существует в пространстве и времени и находится в непрерывном движении. Формы движения материи чрезвычайно разнообразны. Они взаимосвязаны и могут переходить друг в друга. Материя существует в пространстве и времени и находится в непрерывном движении. Формы движения материи чрезвычайно разнообразны. Они взаимосвязаны и могут переходить друг в друга.

16 наук изучает конкретную форму движения материи. Физика изучает механическое движение и физические процессы. Химия изучает химическую форму движения материи - химические реакции, которые включают в себя и физическую форму движения (например, переход электронов от атомов одних элементов к атомам других элементов). Каждая из естественных наук изучает конкретную форму движения материи. Физика изучает механическое движение и физические процессы. Химия изучает химическую форму движения материи - химические реакции, которые включают в себя и физическую форму движения (например, переход электронов от атомов одних элементов к атомам других элементов).

17 К тому же химические реакции сопровождаются физическими процессами: нагрев, поглощение тепла, света, электроэнергии и т.п. Биология изучает органическую форму движения материи - жизнь, которое невозможно без механической и химической форм движения, но не исчерпывается ими. К тому же химические реакции сопровождаются физическими процессами: нагрев, поглощение тепла, света, электроэнергии и т.п. Биология изучает органическую форму движения материи - жизнь, которое невозможно без механической и химической форм движения, но не исчерпывается ими.

18 Итак, химия среди наук о природе занимает место между физикой и биологией. Химические знания в значительной мере формируются на основе физических знаний и, в свою очередь, составляют основу для формирования биологических знаний. В своей совокупности эти взаимосвязанные виды знаний дают возможность понимать научную картину мира. Итак, химия среди наук о природе занимает место между физикой и биологией. Химические знания в значительной мере формируются на основе физических знаний и, в свою очередь, составляют основу для формирования биологических знаний. В своей совокупности эти взаимосвязанные виды знаний дают возможность понимать научную картину мира.

19 Интересные факты Интересные факты

20 Каким образом растения для защиты от травоядных привлекают хищников? Многие растения в ходе эволюции научились вырабатывать химические вещества, которые вредны или смертельно опасны для травоядных.

21 Однако у некоторых растений химическая защита имеет не прямое, а косвенное воздействие по принципу «враг моего врага мой друг». Однако у некоторых растений химическая защита имеет не прямое, а косвенное воздействие по принципу «враг моего врага мой друг». В этом случае выделяемые летучие вещества привлекают хищников, которые регулируют численность травоядных и тем самым способствуют выживанию растения.

22 Какой репеллент от комаров используют южноамериканские обезьяны- капуцины? Южноамериканские обезьяны вида траурных капуцинов умеют использовать натуральные репелленты от комаров. Они находят в коре деревьев многоножек, которые выделяют защитные химические вещества класса бензохинонов, и натирают ими кожу. Они находят в коре деревьев многоножек, которые выделяют защитные химические вещества класса бензохинонов, и натирают ими кожу.

23 Почему мимозу стыдливую так назвали? Растение мимоза стыдливая известно тем, что его листья складываются после чьего-нибудь прикосновения, а через некоторое время опять распрямляются. Этот механизм обусловлен тем, что специфические области на стебле растения при внешнем раздражении выделяют химические вещества, в том числе ионы калия. Они воздействуют на клетки листьев, из которых начинается отток воды. Из-за этого падает внутреннее давление в клетках, и, как следствие, черешок и лепестки на листьях сворачиваются, причём данное воздействие может передаваться по цепочке и другим листьям. Они воздействуют на клетки листьев, из которых начинается отток воды. Из-за этого падает внутреннее давление в клетках, и, как следствие, черешок и лепестки на листьях сворачиваются, причём данное воздействие может передаваться по цепочке и другим листьям.

24 Химия, природа: две точки зрения Химия, природа: две точки зрения

25 Если сравнить степень познания в отдельных научных отраслях, можно констатировать, что с точки зрения современных взглядов наибольшие результаты достигнуты в области ядерной физики, молекулярных науках о структуре материи (химия) и астрономии. По сравнению с этими науками знания о молекулярных изменениях в живом веществе, т. е. в области, принадлежащей современной биологии, практически незначительны. Дело в том, что процессы, происходящие в живом организме, несравненно сложнее, чем реакции и процессы in vitro, т. е. в пробирке. Если сравнить степень познания в отдельных научных отраслях, можно констатировать, что с точки зрения современных взглядов наибольшие результаты достигнуты в области ядерной физики, молекулярных науках о структуре материи (химия) и астрономии. По сравнению с этими науками знания о молекулярных изменениях в живом веществе, т. е. в области, принадлежащей современной биологии, практически незначительны. Дело в том, что процессы, происходящие в живом организме, несравненно сложнее, чем реакции и процессы in vitro, т. е. в пробирке.

26 Вот почему исследования в данной научной отрасли считаются чрезвычайно сложной проблемой, решение которой возможно лишь с помощью других отраслей естественных наук. Такая задача междисциплинарного подхода чрезвычайно важна при биологических исследованиях, ибо природные действия также имеют междисциплинарный характер и часто трудно установить, в какой форме мы должны их рассматривать - как действия физические, химические, или биологические. Вот почему исследования в данной научной отрасли считаются чрезвычайно сложной проблемой, решение которой возможно лишь с помощью других отраслей естественных наук. Такая задача междисциплинарного подхода чрезвычайно важна при биологических исследованиях, ибо природные действия также имеют междисциплинарный характер и часто трудно установить, в какой форме мы должны их рассматривать - как действия физические, химические, или биологические.

27 При стремлении к познанию природных процессов следует руководствоваться принципом комплексности и искать зависимости между ними. При стремлении к познанию природных процессов следует руководствоваться принципом комплексности и искать зависимости между ними. Природа - комплексное в своей сущности явление, а человек в качестве индивида и биологического вида - часть этого сложного комплекса.

28 Современная техника находится на таком уровне развития, что можно получать фантастические соединения и изготовлять из них удивительные материалы, но как решить проблемы, возникающие впоследствии в связи с их производством? Современная техника находится на таком уровне развития, что можно получать фантастические соединения и изготовлять из них удивительные материалы, но как решить проблемы, возникающие впоследствии в связи с их производством? Как видим, на научный и технический прогресс, и в первую очередь это касается химии, имеются две различные точки зрения.

29 В широких кругах общественности справедливо отмечают опасность загрязнения воздушного бассейна химическими выбросами, загрязнения рек, почвы, продуктов питания, злоупотребления лекарствами химического происхождения, токсикомании, т. е. внимание, заостряется на вопросах, которые возникли перед человечеством в процессе его деятельности по сохранению жизненной среды.

30 Химия на клеточном уровне

31 Самое простое из химических соединений, содержащихся в организме в большом количестве, это вода. Общее содержание воды различается у разных групп организмов. Так, у обитателей водной среды вода состав­ ляет до 98 % массы тела, у наземных животных до 70 %. В растениях содержание воды колеблется от 80 до 95 %. Водородные связи между соседними молекулами воды Молекулы воды - диполь

32 Включение кристаллов солей Минеральные соли. Большая часть неорганических веществ находится в клетках организмов в виде солей. Соли серной, фосфорной, соляной и других кислот могут содержаться в клетках как в твердом состоянии, так и в растворенном виде. В твердом состоянии минеральные соли можно наблюдать под микроско­пом в клетках некоторых растений. Так, включения карбонатов кальция встречаются у инжира. В клетках листа инжира В клетках чешуи лука

33

34 Крахмал и гликоген достаточно легко расщепляются на моносахариды. Например, в организме человека крахмал подвергается действию пищева­ рительных ферментов уже в ротовой полости. Целлюлоза же, напротив, очень трудно поддается расщеплению. Фермент, активирующий эту ре­акцию, чаще встречается у бактерий. Бактерии толстого кишечника, так называемая бактериальная флора, животных и человека в процессе своей жизнедеятельности расщепляют грубую растительную клетчатку, которая почти не поддается действию пищеварительных соков.

35 Простейший пример денатурации приготовление яичницы: структура белка яйца под влиянием высокой температуры разрушается

36 Известно, что в медицине в качестве дезинфицирующего средства при­меняют этиловый спирт, т. к. он вызывает денатурацию белков бактери­альных клеток.

37 Денатурации, к примеру, подвергается белок, составляющий секрет паутинной железы паука. Паук выделяет капельку секрета, в результате механического натяжения структура белка нарушается: из растворимой формы он переходит в нерастворимую образуется нить паутины.

38 Во всех перечисленных примерах нарушение структуры и свойств бел­ковой молекулы необратимо. Но иногда белок в определенных условиях может восстановить прежнюю пространственную структуру. Этот процесс называют ренатурацией. Одна из функций белков, ферментативная осуществляемая ферментами. Ферменты (от лат. fermentum брожение, закваска) это белки- катализаторы, ускоряющие химические реакции. Действие любого фермента строго направленно и согласовано с работой других ферментов: у каждого свой «объект внимания» молекулы веществ, превращения которых он активирует. Так, фермент уреаза регулирует рас­щепление мочевины, фермент амилаза крахмала, а ферменты протеазы белков.

39 Ферментативная функция белков широко используется в промышлен­ности, медицине, быту. Сегодня около 80% всех выпускаемых промыш­ленностью моющих средств содержат ферменты

40 Интересно! Известно, что содержащие белок пятна от пота, крови, яичного желтка или других пищевых остатков удаляются с большим трудом. В начале XX в. к обычному моющему средству попробовали добавлять порошок, полученный из поджелудочной железы домашних животных. Этот порошок оказался эф­фективной биодобавкой, так как содержал протеазы поджелудочной железы, которые расщепляли белки на аминокислоты. В результате был получен замечательный эффект пятна с белья легко отмывались.

41 У многих растений под действием низких температур синтезируются особые белки холодового шока, защищающие клетку от разрушения кри­сталлами льда. Располагаясь на поверхности ледяных кристаллов, белки холодового шока тормозят их образование в клетках и межклетниках и тем самым предотвращают гибель растения в холодное время года.

42 При окислении белков выделяется энергия, используемая затем для синтеза новых соединений. В этом состоит их энергетическая функция

43 Таким образом, функции, выполняемые белками, довольно многочисленны и лежат в основе многообразия проявлений жизни. Интересно, например, что у жуков- светляков имеются специальные клетки, напол­ненные особым белком люциферином. Благодаря «своему» ферменту он окисляется кислородом воздуха, происходит световая вспышка. Таким мерцающим светом насекомое привлекает самку.

44 Липиды (от греч. lipos жир) органические соединения, основным компонентом которых являются жирные кислоты. JB отличие от белков, полисахаридов, ДНК и РНК липиды не относят к макромолекулам. Они малорастворимы в воде, но хорошо растворяются в эфире, бензине, хло­роформе и некоторых других растворителях. Это в значительной степени объясняет то, что у токсикоманов, нюхающих растворители, в скором времени развивается деструкция (разрушение) мозговой ткани, в составе клеток которой много липидов.

45 Французский химик А. Лавуазье еще в XVIII в. осуществил серию экспе­риментов, на основе которых сделал вывод, что процесс горения осущест­вляется в присутствии кислорода воздуха. При горении кислород соединяется с углеродом топлива и образуется углекислый газ. Лавуазье предположил, что в организме животных и человека съеденная пища окисляется, в результате чего происходит выделение тепла и энергии вообще. В экспериментах Лавуазье установил, что после еды или во время физической работы человек потребляет кислорода больше, чем в голодном состоянии. Ученый сделал блестящий вывод: кислород необходим для окисления пищи и восстановления затраченной энергии. Однако механизм образования энергии в клетке смогли раскрыть лишь много позднее, в середине XX в., усилиями исследователей разных стран, в том числе русского биохимика В. А. Энгельгардта. Интересно

46

47 Литература Габриелян О. С., химия-8: учебник для общеобразовательных учреждений - М.: Дрофа, 2007; 3Габриелян О. С., химия-9: учебник для общеобразовательных учреждений - М.: Дрофа, 2008; 4Химическая энциклопедия, (Кнунянц И.Л.), 2003

48 Спасибо за внимание