Рабочая программа спецкурса «Таблица Менделеева в живых организмах»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Лицей №1» г. Воркуты

Рабочая программа спецкурса

1. «Таблица Менделеева в живых организмах»

основного общего образования

срок реализации программы: 1 год

Программа составлена на основе тематического пособия под редакцией Ершова Ю. А., Попкова В. А., Берлянда А. З., Книжника А. З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. – М.: Высшая школа, 2000.

Воркута

2017

Пояснительная записка

В школьном курсе неорганической химии имеются достаточно обширные, но весьма разрозненные сведения о значении ряда химических элементов для жизнедеятельности зеленых растений, животных и человека. Эти вопросы рассматриваются фрагментарно, обрывочно в других образовательных курсах «Химия», «Биология», «Экология», «Естествознание», «Природоведение», «ОБЖ». Но единого целостного взгляда на роль химических элементов в живом организме нет.

Для обобщения информации и систематизации фактических знаний учащихся, в образовательную программу 9 классов включён интегрированный межпредметный спецкурс «Таблица Менделеева в живых организмах», которых охватывает знания различных разделов биологии (ботаники, зоологии, микологии, анатомии, физиологии, валеологии), неорганической и органической химии, биохимии, географии, геологии и экологии о роли химических элементов в живых организмах и направлен на развитие познавательного интереса учащихся. Изучив данный курс, учащиеся будут иметь не только целостное представление о роли химических элементов в растениях, грибах, микроорганизмах, животных, человеке, но также навыки практической работы по проведению экологического мониторинга воздуха, воды и почвы на наличие определенных катионов и анионов.

Спецкурс рассчитан на реализацию в средних общеобразовательных учреждениях как в рамках изучения предметов по выбору, так и во внеклассной и внешкольной работе. Предназначен для учащихся, ориентированных на поступление в классы естественно-научного профиля старшей школы, средние и специальные учебные заведения, а также для профильного обучения старшеклассников, избравших естественно-научный профиль, и может стать базой для развития исследовательской компетентности учащихся за счет выполнения исследовательских проектов. Изучение курса направлено на ориентацию учащихся по профессиям эколог, химик, фармацевт, специалист по валеологии и гигиене. Общий объем учебной нагрузки 34 часа. Программой предусматривается на изучение теоретических вопросов менее 30% учебного времени, а на проведение лабораторного практикума чуть более 70% учебного времени, без учета времени на проведение домашнего эксперимента.

Особенности данного спецкурса:

1. Новизна курса состоит в том, что впервые в школьной практике рассматриваются химические элементы по их биологической роли в живых организмах:

• химические элементы-органогены;

• макроэлементы;

• химические элементы – жизненно необходимые микроэлементы;

• химические элементы – условно жизненно необходимые,

• химические элементы – токсические элементы.

1. Структура занятий последовательна и логична.

В занятии № 1 дан общий обзор истории возникновения понятия «химический элементы», хронология открытия роли некоторых химических элементов для живого организма, а также распространение химических элементов.

В занятии № 2 дана характеристика биосферы как источника химических элементов, а также приведена классификация химических элементов как традиционная, общепринятая в школьном курсе биологии, так и классификация химических элементов по их роли в процессах жизнедеятельности организмов.

Каждое занятие с №3 по №11 курса предполагает знакомство с 4-6 химическими элементами. В данном курсе представлена информация о 40 наиболее распространенных химических элементах, которые встречаются в живых организмах. Материал изложен из разных областей знаний: биологии, микробиологии, ботаники, микробиологии, микологии, зоологии, анатомии, физиологии, общей биологии, валеологии, гигиены, химии, экологии, ОБЖ. Для каждого химического элемента составлена статья. Материал каждой из 40 статей изложен в следующем порядке:

• Русское название химического элемента.

• Латинское название химического элемента.

• Роль элемента в жизни растений, грибов, микроорганизмов.

• Роль элемента в жизни животных организмов.

• Роль элемента в организме человека.

• Основные источники поступления химического элемента в организм

• Наиболее известные и используемые человеком соединения. Химические формулы, иллюстрирующие состав веществ, в которых находится данный химический элемент

• Интересные факты под заголовком «А знаете ли вы?»

В занятии №11 есть раздел «Некоторые факты о значении некоторых других химических элементов в живых организмах», в которой дана справочная информация о роли или применении еще 8 элементов, не характерных для живого организма.

Занятие №12 является обобщающим, на котором возможен промежуточный контроль в виде тестовых заданий и в виде игровой форме.

Занятия №№ 13-17 – это блок практических работ по проведению экологического мониторинга воздуха, воды и почвы на наличие определенных катионов и анионов.

Занятие № 18 является итоговым и содержит рекомендации по тематике и формам работ для проведения итоговой конференции.

1. Проведение занятий в виде семинаров. Семинар является специфической формой организации учебной деятельности, предполагающей творческое изучение программного материала. На таких занятиях происходит углубление, расширение и детализация материала, основанная на индивидуальной и групповой форме деятельности учащихся, развитие умений самостоятельно добывать, анализировать, обобщать, закреплять знания и делать выводы. Семинары могут проводиться в виде диспутов, дискуссий, круглых столов, дидактических игр.

2. Возможно изучение отдельных частей курса на факультативные или кружковые занятия по ботанике, зоологии, анатомии и экологии в 6-9 классах.

Цели спецкурса. Усиление экологической подготовки учащихся основной школы через расширение информации о биологической классификация химических элементов, их роли в процессах жизнедеятельности растений, животных и человека, основных источниках поступления в организм человека, наиболее известных и используемых человеком соединениях, их открытии, содержании в теле человека. Создать условия для формирования и развития учащихся интеллектуальных и практических умений в области исследования фактов, влияющих на состояние жизнедеятельности живых организмов и здоровье человека. Сформировать умение самостоятельно приобретать и применять знания. Создать условия для развития творческих способностей. Умения работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

Основные задачи спецкурса. Закрепить, систематизировать и расширить знания учащихся о процессах, происходящих в зеленых растениях, организмах животных и человека. Сформировать представление о биологической классификации элементов, их роли в организме человека, животных и растений. Продолжить формирование у школьников умений анализировать ситуацию, научить работать с образовательными интернет-ресурсами, уметь и делать прогнозы, выполнять опыты в соответствии с правилами безопасности и охраны труда, навыки исследовательской деятельности, учебно-коммуникативных умений.

Формы работы. Лекция, исследование, семинарское занятие, практическая работа, проект, конференция, деловая игра, микроисследование, работа в микрогруппах, использование интернет-ресурсов.

Основные виды деятельности учащихся.

• Самостоятельное формулирование проблемного вопроса, выбор программы для

дальнейшего исследования на семинарском занятии.

• Самостоятельная работа по инструктивным карточкам, сбор и анализ информации, проведение практической или исследовательской работы, обработка данных, выполнение отчетного задания по практической работе или домашнему эксперименту.

• Выступление учащихся с основными результатами исследований, презентации проектов, защита рефератов, оценивание, формулирование выводов по итогам любой формы работы.

Формы обратной связи. Конспект, отчетное задание по практической работе, домашнему эксперименту, анализ результатов исследования, выступления учащихся, реферат, таблица, викторина, фотовыставка, коллаж, коллекция, эссе, проектная работа, компьютерная презентация, памятка «Как оказать первую помощь при отравлении …».

Формы контроля. Домашний эксперимент, реферат, проектно-исследовательские работы, итоговое тестирование, игра, итоговая конференция.

Тематический план

Содержание программы

Введение (1час)

Из истории возникновения понятия «химический элемент». Распространение химических элементов во Вселенной и земной коре. Из истории открытия роль химических элементов для живого организма. Современное представление о химическом элементе. Периодический закон и периодическая таблица химических элементов Д.И.Менделеева. Хронология истории изучения роли химических элементов в питании человека и животных.

Биологическая классификация химических элементов (1час)

Биосфера как источник химических элементов. В.И. Вернадский – создатель целостного учения о биосфере и живом веществе. Роль биогеохимического круговорота веществ в перемещении химических элементов на планете.

Биологическая классификация химических элементов. Классификация химических элементов по количеству содержания в живых организмах. Макроэлементы. Органогены. Микроэлементы. Ультрамикроэлементы.

Классификация химических элементов по биологической роли на примере млекопитающих животных. Жизненно необходимые химические элементы. Вероятно, (условно) необходимые химические элементы. Элементы с малоизученной или неизвестной ролью.

Влияние некоторых микроэлементов и ультрамикроэлементов на биохимические процессы в живых организмах и почве. Катализ ферментов некоторыми химическими элементами. Дневные нормы потребления химических элементов для организма человека. Понятия «токсический элемент» и «токсичная концентрация» химического элемента. Понятие «биоэлемент».

Химические элементы – органогены: H, O, C, N, P, S (2часа)

Водород. Водород как составная часть воды. Роль воды в жизни растений, микроорганизмов. Водный режим растений. Тургор. Гуттация. Транспирация. Экологические группы растений по отношению к воде. Гидатофиты. Гидрофиты. Гигрофиты. Мезофиты. Ксерофиты.

Водородные бактерии. Уравнение хемосинтеза водородных бактерий. Водно-солевой обмен у животных.

Основные источники и нормы поступления водорода в организм человека. Н₂О и Н₂О₂ - наиболее известные и используемые человеком соединения водорода.

Кислород. Роль кислорода в жизни растений, животных – как основного газа для дыхания и окисления органических веществ. Аэробные организмы. Роль кислорода в процессах окисления. Оксигемоглобин.

Основные источники и нормы поступления кислорода в организм человека. О₂ и О₃ наиболее известные и используемые человеком соединения кислорода.

Горная болезнь. Роль озона для планеты Земля.

Углерод. Углерод как биоэлемент, структурная единица всех органических соединений.

Роль углерода для растений. Фотосинтез. Суммарное уравнение фотосинтеза.

Роль углерода в жизни животных и для человека. Карбонат кальция СаСО₃ – основа скелета беспозвоночных и позвоночных животных. Роль двуокись углерода СО₂ в регуляции дыхания и кровообращения. Уравнение окисления глюкозы. Отравление угарным газом.

Основные источники и нормы поступления углерода в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения углерода. Аллотропные соединения углерода.

Азот. Азот как биоэлемент, является структурной единицей белков, нуклеиновых кислот (ДНК, РНК).

Роль азота в жизни микроорганизмов. Азотфиксирующие бактерии, их жизнедеятельность и симбиоз с бобовыми растениями. Азотфиксаторы: бактерии, актиномицеты, дрожжевые и плесневые грибы, сине-зеленые водоросли. Роль азота в корневом питании растений. Симптомы недостатка азота в растениях. Растения-индикаторы повышенного содержания азота в почве.

Азот как составная часть аминокислот и белков. Роль белков в организме животных и для человека.

Основные источники и нормы поступления азота в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения азота.

Селитры – азотные удобрения.

Фосфор. Фосфор как биоэлемент, входящий в состав ДНК и РНК, фосфолипидов, сахарофосфатов, АТФ – универсального энергетического вещества клетки.

Роль фосфора в жизни растений. Недостаток и избыток фосфора в организме растения.

Роль фосфора в жизни животных и для человека. Содержание фосфора в организме человека и животных. Баланс фосфор-кальций. Ферсман А. Е.: «Фосфор - элемент жизни и мысли».

Основные источники и нормы поступления фосфора в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения фосфора. Аллотропия фосфора. Активированный уголь в домашней аптечке.

Сера. Роль серы в жизни микроорганизмов. Уравнение хемосинтеза сероводордных бактерий.

Роль серы в интенсивности процесса фотосинтеза. Недостаток и избыток серы в организме растений. Растения- индикаторы повышенного содержания серы в почве.

Роль серы в жизни животных и для человека. Сера как составная часть аминокислот и активных веществ: витаминов и гормонов (например, инсулина), ее роль в окислительно-восстановительных процессах, энергетическом метаболизме. Симптомы недостатка серы в организме. Отравление сероводородом.

Основные источники и нормы поступления серы в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения серы. Сероводород как лечебное средство в медицине и компонент экосистемы Черного моря.

Домашний эксперимент.

Углерод. Активированный уголь. Удаление окрашенных веществ.

Питьевая сода. Выделение углекислого газа.

Углерод, азот, водород. Активированный уголь, питьевая сода, нашатырный спирт. Чай «Каркаде» как природный индикатор.

Химические элементы – макроэлементы: Ca, K, Na, Cl, Mg (2часа)

Кальций. Роль кальция в жизни растений. Кальций как строительное вещество для срединной пластинки клетки растений и компонент «внешнего скелета» водорослей. Недостаток и избыток кальция в организме растения. Растения-индикаторы повышенного содержания кальция в почве. Растения-кальцефобы и растения-кальцефиллы.

Роль кальция в жизни животных и для человека. Атоллы, коралловые рифы и коралловые острова – результат жизнедеятельности коралловых полипов. Содержание кальция в клетках и тканях, роль в жизнедеятельности. Кальцитонин – гормоном щитовидной железы, паратгормон – гормоном околощитовидной железы и кальциферол – регуляторы обмена кальция в организме человека и животных. Витамин D. Симптомы недостатка кальция в организме человека.

Основные источники и нормы поступления кальция в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения кальция.

Калий. Роль калия в жизни растений. Недостаток и избыток калия в организме растения. Калийные удобрения.

Роль калия в жизни животных и для человека. Натрий-калиевый насос (Na⁺/ K⁺ - насос). Роль кальция в функционировании тканей организма человека. Симптомы недостатка калия в организме.

Основные источники и нормы поступления калия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения калия.

Натрий. Роль натрия в жизни растений. Недостаток натрия в растениях.

Роль натрия в жизни животных и для человека. Симптомы недостатка и избытка натрия в организме.

Основные источники и нормы поступления натрия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения натрия. Роль хлорида натрия в медицине как физиологического раствора. Натрий как компонент лекарственных препаратов.

Хлор. Роль ионов хлора в жизни растений. Растения-галофиты.

Роль хлора в жизни бактерий. Галофильные микроорганизмы.

Роль хлора в жизни животных и для человека. Животные галофиты и галлофобы. Роль ионов хлора в вводно-солевом обмене. Хлор как компонент желудочного сока в составе соляной кислоты. Симптомы отравления хлором. Меры первой помощи при отравлении.

Основные источники и нормы поступления хлора в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения хлора.

Магний. Роль магния жизни растений. Магний как компонент молекулы хлорофилла. Виды хлорофилла у разных групп растений. Дефицит магния в растении. Растения-индикаторы повышенного содержания магния в почве.

Роль магния в жизни животных и для человека. Успокаивающее действие препаратов магния. Роль магния в работе сердечнососудистой системы и иммунных реакциях. Симптомы недостатка магния в организме человека.

Основные источники и нормы поступления магния в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения магния.

Домашний эксперимент.

Натрий. Растворимость соли и сахара.

Кальций. Приготовление минерального удобрения – простого суперфосфата Ca(H₂PO₄)₂ с примесью сульфата кальция (гипса).

Химические элементы – жизненно необходимые элементы:

Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Cr, Se, J (4часа)

Железо. Роль железа в жизни растений. Железо как основная часть веществ, необходимых для фотосинтеза. Проявление недостатка и избытка железа в организме растений. Растения-индикаторы повышенного содержания железа в почве.

Роль железа в жизни микроорганизмов. Уравнение хемосинтеза железобактерий. Роль железобактерий в образовании руд железа и марганца. Магнетосомы бактерий.

Роль железа в организме животных и для жизнедеятельности человека. Железо как компонент гемоглобина эритроцитов. Симптомы железодефицитной анемии (малокровия) – недостатка железа в организме.

Основные источники и нормы поступления железа в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения железа.

Цинк. Роль цинка в жизни растений: в дыхании, росте, развитии. Проявление недостатка и избытка цинка у растений. Растения-индикаторы повышенного содержания цинка в почве. Роль цинка в жизни ядовитых грибов.

Роль цинка в организме животных и для жизнедеятельности человека. Цинк – часть ферментов. Цинк как компонент инсулина – гормона поджелудочной железы. Симптомы недостатка и избытка цинка в организме.

Основные источники и нормы поступления цинка в организм человека. Цинк – компонент яда змей. Наиболее известные и используемые человеком соединения цинка. Соединения цинка – составная часть лекарственных препаратов в современной медицине.

Медь. Роль меди в жизни растений: в процессах фотосинтеза, дыхания, обмена веществ, развития. Проявление недостатка и избытка меди у растений. Растения-индикаторы повышенного содержания меди в почве.

Роль меди в организме животных и для жизнедеятельности человека. Медь составная часть гемолимфы моллюсков и ракообразных. Накопление меди в организме человека. Участие меди в процессах жизнедеятельности: кроветворении, синтезе белков, обмене веществ и др. Симптомы недостатка меди в организме человека. Отравление медью: симптомы, первая помощь.

Основные источники и нормы поступления меди в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения меди. Использование сульфата меди CuSO₄ × 5H₂O в медицине и сельском хозяйстве.

Марганец. Роль марганца в жизни растений. Марганец как составная часть веществ, необходимых для фотосинтеза. Проявление недостатка и избытка марганца в организме растений. Хлороз листьев. Растения-индикаторы повышенного содержания марганца в почве.

Роль марганца в организме животных и для жизнедеятельности человека. Участие марганца в процессах жизнедеятельности: формировании иммунитета, кроветворении, синтезе белков, обмене веществ, витаминов и др. Симптомы недостатка марганца в организме человека.

Основные источники и нормы поступления марганца в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения марганца. КМnО₄ – перманганат калия, марганцовокислый калий в домашней аптечке.

Молибден. Роль молибдена в жизни растений. Молибден как составная часть ферментов и веществ, необходимых для фотосинтеза. Роль молибдена в обмене веществ растений. Проявление недостатка и избытка молибдена в организме растений. Растения-индикаторы повышенного содержания молибдена в почве.

Роль молибдена в организме животных и для жизнедеятельности человека, участие в обмене веществ и витаминов. Симптомы избытка молибдена у человека.

Основные источники и нормы поступления молибдена в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения молибдена. Соединения молибдена как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Кобальт. Роль кобальта в жизни растений, участие в процессах обмена веществ, дыхания, фотосинтеза. Растения-накопители кобальта. Растения-индикаторы повышенного содержания кобальта в почве.

Роль кобальта в организме животных и для жизнедеятельности человека. Кобальт – главный компонент витамина B_12. Значение кобальта в процессах синтеза органических веществ, кроветворении, выводе воды из организма. Взаимодействии трех биоэлементов: кобальта, меди и железа. Симптомы недостатка витамина B₁₂ в организме человека.

Основные источники и нормы поступления кобальта в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения кобальта.

Хром. Содержание хрома в растениях. Растения и грибы - сверхнакопители хрома.

Роль хрома в организме животных и для жизнедеятельности человека. Содержание хрома в органах человека. Роль хрома в работе сердечно-сосудистой системы, а также в процессах регуляции уровня сахара в крови. Симптомы недостатка хрома в организме.

Основные источники и нормы поступления хрома в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения хрома. Хром как компонент лекарственных препаратов и биологически активных комплексов в современной медицине.

Селен. Растения-накопители селена. Роль селена в устойчивости растений к стрессам.

Роль селена в организме животных и для жизнедеятельности человека. Содержание селена в органах животных и человека. Роль селена в обмене веществ, иммунных реакциях, работе желез внутренней секреции, участие в формирование зрительного восприятия человека и животных. Симптомы недостатка и избытка селена в организме человека.

Основные источники и нормы поступления селена в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения селена. Аллотропные модификации селена. Соединения селена как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине и предметов гигиены в парфюмерии.

Йод. Содержание йода в растениях. Растения-накопители йода. Растения-индикаторы повышенного содержания йода в почве.

Роль йода в организме животных и для жизнедеятельности человека. Йод участник синтеза тироксина – гормона щитовидной железы и фагоцитов – клеток-санитаров организма. Роль йода в обменных процессах человека. Симптомы недостатка и избытка йода в организме человека. Болезни, связанные с недостатком йода в организме: кретинизм, глухота.

Основные источники и нормы поступления йода в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения йода. Соединения йода как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Домашний эксперимент.

Марганец. Изменение окраски воды, ваты, древесины, бумаги.

Опыты: «Волшебная палочка» (реакция горения перманганата калия и концентрированной серной кислоты). «Фейерверк в объеме жидкости» (реакция взаимодействия концентрированной серной кислоты, этилового спирта, перманганата калия) «Самовоспламеняющаяся жидкость» (реакция взаимодействия перманганата калия и глицерина).

Железо. Изменение цвета поверхности ржавого предмета.

Медь. Очищение медной монеты от черного налета – оксида меди (II) СuО. Выращивание кристаллов металлической меди.

Йод. Качественная реакция йода на крахмал. Реакция спиртового раствора йода с углеводами клубня картофеля.

Химические элементы – условно жизненно необходимые элементы:

B, Si, F, Ni, Br, Li , V, As, (4часа)

Бор. Роль бора в жизни растений. Роль бора в обмене веществ растений, процессах опыления, роста и развития. Проявление недостатка и избытка бора в организме растений. Растения-индикаторы повышенного содержания бора в почве.

Роль бора в организме животных и для жизнедеятельности человека, его значение в обмене органических некоторых минеральных веществ. Симптомы недостатка и избытка бора в организме человека. Последствия избыточного приема борсодержащих веществ.

Основные источники и нормы поступления бора в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения бора. Соединения бора как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Кремний. Содержание йода в растениях. Кремний – составляющая механических тканей всех растений. Растения, богатые по содержанию кремния.

Роль кремния в организме животных и для жизнедеятельности человека, его значение в составе соединительных тканей. Оксида кремния (IV) – основа кремнезема - скелетов простейших и водных беспозвоночных животных. Роль кремния в обменных процессах человека, его поведении и самочувствии. Симптомы недостатка и избытка кремния в организме человека. Болезни, связанные с недостатком и избытком кремния в организме человека.

Основные источники и нормы поступления кремния в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения кремния.

Фтор. Содержание йода в растениях. Роль фтора в метаболизме растений. Растения-накопители фтора.

Роль фтора в организме животных и для жизнедеятельности человека. Содержание фтора в организме человека и роль в биохимических реакциях организма. Симптомы недостатка фтора в организме человека. Болезни, связанные с недостатком фтора: кариес, флюороз. Симптомы избытка фтора в организме человека. Роль фтора в лечении болезней организма.

Основные источники и нормы поступления фтора в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения фтора. Соединения фтора как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине и препаратов в сельском хозяйстве. Фторирование воды в городах.

Никель. Содержание никеля в растениях. Роль никеля в метаболизме растений. Растения- сверхнакопители никеля. Проявление избытка никеля у растений.

Роль никеля в организме животных и для жизнедеятельности человека. Содержание никеля в организме человека и роль в биохимических реакциях организма. Симптомы избытка никеля в организме. Витилиго – болезнь, связанная с избытком никеля в организме.

Основные источники и нормы поступления никеля в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения никеля.

Бром. Содержание брома в растениях. Растения-накопители брома.

Роль брома в организме животных и для жизнедеятельности человека, его значение в регулировании процессов возбуждения и торможения нервных импульсов.

Основные источники и нормы поступления брома в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения брома. Соединения брома как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Литий. Роль лития в жизни растений, его значение в водно-солевом обмене растений. Содержание лития в растениях, растения - сверхнакопители лития.

Роль лития в организме животных и для жизнедеятельности человека, его значение в регуляции нервной деятельности человека, роль солей лития в натрий-калевом балансе, а также применение соединений лития в психотерапевтической практике. Симптомы недостатка и избытка лития в организме.

Основные источники и нормы поступления лития в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения лития. Соединения лития как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Ванадий. Роль ванадия в жизни растений. Растения-накопители ванадия.

Предположительная роль ванадия в организме животных и для жизнедеятельности человека, его возможное значение в процессах питания, его роль в обменных процессах организма. Симптомы и последствия дефицита ванадия у человека.

Основные источники и нормы поступления ванадия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения ванадия. Соединения ванадия как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Мышьяк. Содержание мышьяка в растениях. Папоротник Pteris vittata – уникальный сверхнакопитель мышьяка.

Роль мышьяка в организме животных и для жизнедеятельности человека. Роль мышьяка как ингибитора в реакциях обмена веществ и участие в окислительно-восстановительных реакциях.

Токсическое действие мышьяка. Симптомы отравления мышьяком и его соединениями. Первая помощь при отравлении мышьяком.

Основные источники и нормы поступления мышьяка в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения мышьяка. Основные группы отравляющих веществ, их влияние на организм,

Химические элементы – токсичные микроэлементы:

Sr, Sn, Ag, Ti, Al, Pb, Cd, Hg, Bi, Tl, Be, U (6 часов)

Стронций. Содержание стронция в растениях. Растения-сверхнакопители стронция.

Роль стронция в организме животных и для жизнедеятельности человека. Сульфат стронция - основа скелет радиолярий. Баланс химических элементов стронций-кальций. Симптомы и последствия нарушения этого баланса и избытка стронция в организме. Последствия попадания радиоактивный изотоп стронция ⁹⁰Sr в организм человека.

Основные источники и нормы поступления стронция в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения стронция.

Олово. Содержание олова в растениях. Растения-накопители олова. Растение-индикатор повышенного содержания олова в почве.

Роль олова в организме животных и для жизнедеятельности человека. Содержание олова в организме человека, его роль в процессах роста, активизации ферментов.

Основные источники и нормы поступления олова в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения олова. Олово и его оксид SnO₂ – «металл консервной банки». Явление «оловянная чума».

Серебро. Роль серебра в жизни растений. Растения-накопители серебра.

Роль серебра в жизни микроорганизмов. Блокировка ионами серебра ферментов микроорганизмов. Бактериостатический эффект и бактериолитический эффект.

Недостаточно изученная роль серебра в организме животных и для жизнедеятельности человека: ионы серебра – ингибиторы ферментов, многих групп органических веществ, в частности миозина. Вред избытка серебра для кожи.

Основные источники и нормы поступления серебра в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения серебра. Соединения серебра как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Титан. Содержание титана в растениях. Предполагаемая роль титана в фотосинтезе и фиксации молекулярного азота бактериями.

Содержание титана в органах животных и человека. Роль титана в кроветворении и в иммунных реакциях.

Основные источники и нормы поступления титана в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения титана. Соединения титана как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине и основа имплантов.

Алюминий. Роль алюминия в жизни растений: положительные и отрицательные аспекты. Четыре группы растений по отношению к алюминию.

Содержание и концентрация алюминия в органах животных и человека. Роль алюминия в процессах жизнедеятельности. Основные источники и нормы поступления алюминия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения алюминия.

Соединения алюминия как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Свинец. Содержание свинца в растениях. Проявление избытка свинца в растениях: летний листопад, снижение интенсивности фотосинтеза и продуктивности растений. Растения, устойчивые к действию свинца. Растения-индикаторы повышенного содержания свинца в почве. Накопление свинца грибами, мхами и лишайниками. Правила сбора грибов.

Содержание и концентрация свинца в органах животных и человека. Роль свинца в процессах синтеза белка клетки, обменных процессах костной ткани и кроветворении. Токсическое действие свинца на организм человека.

Основные источники и нормы поступления свинца в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения свинца.

Кадмий. Содержание кадмия в растениях. Фитотоксичность кадмия. Растения-накопители кадмия.

Содержание и концентрация свинца в органах животных и человека. Роль кадмия в углеводном обмене, работе ферментов. Последствия токсическое действия кадмия на организм. Болезни, связанные с токсичностью кадмия.

Основные источники и нормы поступления кадмия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения кадмия.

Ртуть. Содержание ртути в растениях. Токсичное действие ртути на организм растения.

Содержание ртути в организме животных и человека. Токсичное действие ртути на организм человека. Симптомы и последствия отравления ртутью. Алгоритм действия при разбиении ртутного градусника и разлитии ртути.

Висмут. Содержание и накопление висмута в организме животных и человека. Токсическое действие висмута на организм человека.

Основные источники и нормы поступления висмута в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения висмута. Соединения висмута как компоненты лекарственных препаратов в современной медицине.

Таллий. Содержание кадмия в растениях.

Содержание и накопление талия в организме животных и человека. Токсическое действие талия на организм человека. Симптомы отравления таллием. Профилактика профессиональных отравлений таллием.

Основные источники и нормы поступления талия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения талия. Использование изотопов таллия в современной медицине.

Бериллий. Содержание бериллия в растениях. Растения-индикаторы повышенного содержания бериллия в почве.

Содержание и накопление бериллия в организме животных и человека. Токсическое действие бериллия на организм человека. Последствия избытка содержания бериллия в организме человека.

Основные источники и нормы поступления бериллия в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения бериллия. Бериллий и мумиё.

Уран. Содержание и роль урана в растениях. Растения-индикаторы повышенного содержания урана в почве.

Содержание и накопление урана в организме животных и человека. Токсическое действие урана на организм человека. Симптомы отравления соединениями урана. Последствия избытка содержания урана в организме человека.

Основные источники и нормы поступления урана в организм человека. Наиболее известные и используемые человеком соединения урана. Изотопы урана как топливо в ядерных реакциях, так и основа ядерного оружия.

Домашний эксперимент.

Алюминий. Реакция алюминия с разными кислотами (лимонной, уксусной, яблочной).

Обобщение и контроль знаний (2часа)

Обобщение и контроль знаний. Итоговое тестирование по теоретическим вопросам курса. Игровое занятие. Обобщение знаний о роли химических элементов в жизни микроорганизмов, растений, животных, человека.

Лабораторный практикум (10часов)

Основные формы работ: практическая работа, реферат, исследование, проект. Основные требования к этим работам. Правила оформления работы и формы отчетности.

Практическая работа № 1. Определение жесткости воды по наличию катионов кальция (Ca²⁺), магния (Mg²⁺).

Практическая работа № 2. Оценка солености (минерализации) воды: определение содержания хлоридов и сульфатов в воде.

Практическая работа № 3. Определение загрязнения воздуха по осадкам (по наличию в них катионов NH₄⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Cа²⁺ и анионов Cl^-, SO₄^2- , CO₃^2-).

Практическая работа № 4. Определение загрязнения воздуха по содержанию сульфатов в коре деревьев.

Практическая работа № 5. Определение содержания катионов свинца в почве и растительности.

Итоговая конференция (2часа)

Проведение конференции по итогам проведения лабораторного практикума. Презентация работ учащихся, выполненных в ходе курса:

- компьютерные презентации,

- рефераты,

- проектные и исследовательские работы,

- коллекции,

- словари,

- памятки,

- портфолио достижений,

- фотовыставки,

- коллажи,

- отчеты по виртуальному опыту и др.

Календарно-тематическое планирование элективного курса

«Таблица Менделеева в живых организмах»

9 класс, 1 час в неделю, всего 34 часа.

Требования к уровню подготовки учащихся

После изучения данного спецкурса учащиеся должны

знать:

• понятия «химический элемент», «биосфера», «макроэлементы», «микроэлементы», «ультрамикроэлементы», «органогены» «жизненно необходимые элементы», «условно жизненно необходимые элементы», «токсичные микроэлементы»,

• биологическую классификацию химических элементов,

• способы оказания помощи при отравлениях вредными и токсическими веществами,

• основные болезни, возникающие при недостатке и избытке химических элементов в организме человека, а также их причины и меры профилактики.

уметь:

• приводить примеры живых организмов, жизнедеятельность которых связана с тем или иным химически элементом.

• устанавливать причинно-следственные связи,

• объяснять причины изменений, произошедших в живом организме при недостатке или избытке химического элемента.

• проводить качественные реакции на ионы, содержащиеся в воде, почве, воздухе;

• решать задачи с экологическим содержанием; работать в группе;

• определять цель, объект исследования, способы регистрации полученной информации и обрабатывать ее;

• составлять реферат и проектно-исследовательскую работу по выбранной теме;

• пользоваться объективными ресурсами Интернета для создания образовательных продуктов;

• создавать компьютерную презентацию.

• участвовать в обсуждении научных проблем в дискуссиях, формулировать свою собственную позицию и отстаивать ее в споре, используя различные сведения для аргументации;

• участвовать в групповой работе по поиску и систематизации информации при подготовке к семинарским заданиям или выполнениям проекта, исследования и т.п.

• самостоятельно выбирать тему для проекта или исследования, определить цель и задачи работы, проводить работу с использованием различных методов и форм, получать, обрабатывать и интерпретировать результаты, оформлять отчетные задания по результатам.

Нормы и критерии оценки учащихся

Средства оценивания: графическое, табличное, символическое, бонусное, рейтинговое и т.п.

Способы оценивания: оценивание учителем, взаимное оценивание учеников, самооценивание.

Виды оценивания: периодический (проведение семинаров, выступлений, круглых столов, обобщение и систематизации знаний), итоговый (выполнение тестирования, участие в итоговой деловой игре, презентация авторских работ), накопительный способ оценки индивидуальных достижений (формирование портфолио учащихся).

Уровни оценивания. Репродуктивный уровень достижения знаний оценивается по точности и научности воспроизведения основного содержания курса. Конструктивный уровень достижения знаний оценивается по умениям составлять доклады, сообщения, рефераты, осуществлять анализ и синтез, сравнение и обобщение полученной информации, по способности к критическому мышлению и рефлексии. При оценке результатов творческого уровня, учитываются знания, которые демонстрируют учащиеся в процессе проектной деятельности, выступлений на семинарах, конференции, круглых столах, умение вести дискуссию, аргументировать и отстаивать свое мнение, уровень поликультурной грамотности.

Список литературы для учащихся

1. Александрова В.П., Гусейнов А.Н., Нифантьева Е.А., Болгова И.В., Шапошникова И.А. Изучаем экологию города на примере московского столичного региона (пособие учителю по организации практических занятий) // М.: Бином. — 2009.

2. Болгова И.В., Шапошникова И.А., Фандо Р.А. Таблица Менделеева в живых организмах//М.: «Биология» ИД «Первое сентября», 2008. – №№3-14.

3. Крицман В. А., Станцо В. В. Энциклопедический словарь юного химика. – М.: Педагогика, 1990

4. Петрянов-Соколов И. В. Популярная библиотечка химических элементов. – М.: Наука, 1983.

5. Скальный А. В. Микроэлементы для вашего здоровья. – М.: Оникс XXI в, 2003.

6. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Оникс XXI в, 2004.

7. Шапошникова И.А., Болгова И.В. Таблица Менделеева в живых организмах. – М.: БИНОМ, 2010

8. Энциклопедический словарь юного химика/ Сост. В.А.Крицман, В.В. Станцо. – 2-е изд., испр. – М.: Педагогика, 1990.

Список литературы для учителя

1. Ахметов Н.С.Неорганическая химия. Изд.2-е. М.: Высшая школа. 1975г.

2. Артамонов В. Растения-индикаторы // Человек и природа. – 1980. - №2.

3. Атлас почв СССР. М.: Колос. 1974. 168 с.

4. Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзлин др. – М.: Советская энциклопедия, 1986.

5. Бобылева Л. Д. Мониторинговые исследования учащихся в природе. // Биология в школе. – 2006. - №3.

6. Большая книга садовода и огородника / Под ред. О. Ганичкиной. — Б 79 М.;

7. Вакуленко В. В. и др. Справочник цветовода. Изд. 2-е, перер. и дополен. М.: Колос, 1997.

8. Вернадский В. И.Биосфера. М., 1967.

9. Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли ее окружения. М., 1965.

10. Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии 9 класс. -М.: Блик и К⁰.2001.

11. Гинецинский А. Г. Физиологические механизмы вводно-солевого равновесия. М.-Л., 1963.

12. Георгиевский В. И., Анненков Б. П., Самохин В. Т. Минеральное питание животных. – М.: Колос, 1979.

13. Гичев Ю. П. Современные проблемы экологической медицины. – Новосибирск: СО РАМН, 1996.

14. Глинка Н.Л., Общая химия. Ленинград.: Химия. 1980.

15. Ершов Ю. А., Попков В. А., Берлянд А. З., Книжник А. З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. – М.: Высшая школа, 2000.

16. Зверев И.Д. Учебные исследования по экологии в школе. М.: Центр «Экология и образование», 1993.

17. Зенгбуш П. Молекулярная и клеточная биология. В 3-х т., М.: Мир,1982.

18. Кемп П., Армс К. Введение в биологию: Пер. с англ. – М.: Мир, 1988.

19. Кравчинский Б. Д. Физиология вводно-солевого обмена жидкостей тела. Л., 1963.

20. Ленинджер А. Основы биохимии в 3-х томах. М.: Мир, 1985.

21. Лидин Р.А. Андреева Л.Л., Молочко В.А. Справочник по неорганической химии. М.: Химия, 1987.

22. Манолов К. Великие химики: в 2 т.: Пер. с болг. 3-е изд., испр. и доп. М.: Мир, 1985-1986.

23. Мещерякова И.В. Основные болезни и вредители цветочных культур. – М., 1972.

24. Михайлов В.С. Кулинария для всех. – М.: ООО «Фирма «Издательство АСТ», 1999.

25. Могильный Н. П. Книга о вкусной и здоровой пище. – М.: ЭКСМО-Пресс, 2001.

26. Несамостоятельный мышьяк. Евстафьев И. Б., Арефьев С. В., Пронин М. А.// Химия и Жизнь №5, 1991 г., с. 27-30

27. Слейтер Р. Водный режим растений. / Перевод с англ., М., 1970.

28. Слюсарев А.А. Биология с общей генетикой. Изд.2-е. М.: Медицина, 1978.

29. Сударкина А.А., Ефсеева И.И., Орлова А.Н. Химия в сельском хозяйстве: Основы агрохимии: Учеб. пособие по фак. курсу для учащихся 10 кл. -3-е изд., испр. -М.: Просвещение. 1981.

30. Фадеев Г.Н. Пятая вертикаль – элементы V группы периодической системы Д.И. Менделеева. М.: Просвещение, 1985.

31. Химические и биологические средства защиты растений: Краткий справочник / Под ред. П. В. Сазонова. – М., 1978.

32. Химия окружающей среды / Под ред. Дж. О. М. Бокрис. М.: Химия, 1982.

33. Химия: Справ. изд./ В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. - М.: Химия, 1989

34. Человек. Медико-биологические данные. Публ. 23 МКРЗ. М.: Медицина, 1977.

35. Чирков Ю.Г. Фотосинтез: два века спустя. М.: Знание, 1981.

36. Эммануэль Н.М., Зайков Г.Е.Химия и пища. -М.: Знание,1981.

37. Эмсли Дж. Элементы. Пер с англ. – М.: Мир, 1993.

38. Энциклопедия комнатного цветоводства / Сост. Б. Н. Головкин. – М., 1993.

39. Энциклопедия "Современный сад" гл. редактор Кристофер Брикел, "A DORLING KINDERSLEY BOOK" London, New York, Paris, Delhi; перевод с английского: В.С. Громов, Т.Е. Крамина, А.О. Куликов, О.В. Осипова, О.В. Юрцева, издательство "РОСМЭН-ПРЕСС"©, Москва-2003.

40. Энциклопедический словарь юного химика/ Сост. В.А.Крицман, В.В. Станцо. – 2-е изд., испр. – М.: Педагогика, 1990.

41. Kieffer F. Metals as essential trace elements for plants, animals and humans. // Metals and their composition in the environment. Ed. by E. Merian, VCH-Weinheim, 1990.

Описание материально-технического обеспечения образовательного процесса

Интернет-ресурсы: