Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»
| Вид материала | Документы |
- Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов», 64.1kb.
- Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов», 90.82kb.
- Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов», 56.83kb.
- Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов», 75.24kb.
- Некоммерческая организация «ассоциация московских вузов», 137.01kb.
- Некоммерческая организация «Ассоциация Московских Вузов», 44.29kb.
- Некоммерческая организация «ассоциация московских вузов», 70.82kb.
- Некоммерческая организация «ассоциация московских вузов», 109.31kb.
- Приказ о порядке проведения диспансеризации студентов московских вузов, 2525.67kb.
- Ассоциация Московских Вузов» федеральное государственное бюджетное образовательное, 96.41kb.
Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский государственный университет пищевых производств
Научно-информационный материал
Химические элементы в биологии и экологии человека
Состав научно-образовательного коллектива:
Руководитель - Фролова В.Л. – профессор кафедры неорганической и аналитической
химии, к.т.н.
Зам. руководителя – Василиевич Н.В.- доцент кафедры неорганической и аналитической
химии, к.х.н.
Члены коллектива:
Благовещенская М.М. – д.т.н., профессор
Шаяхметова Н.М. - доцент кафедры неорганической и аналитической химии, к.х.н.
Фелин М.Г. - доцент кафедры неорганической и аналитической химии, к.х.н.
Москва 2011
Разработанный научно-информационный материал нацелен на формирование у школьников бережного отношения к своему организму, пропаганду здорового образа жизни. Материал также направлен на поддержку профильных общеобразовательных предметов, представленных в естественно-научном профиле, - химии и биологии, в нем органично сочетаются исторические факты, связанные с открытием химических элементов, с химизмом превращений атомов и воздействием веществ на организм человека в целом.
Основные задачи:
- расширить и углубить знания учащихся о формах существования химического элемента;
· - показать важность химических элементов в жизнедеятельности человека;
- раскрыть причины изменений, происходящих в биосфере и нарушений баланса химических элементов в организме человека и животных;
- познакомить учащихся с заболеваниями, связанными с дефицитом или избытком макро- и микроэлементов в организме человека;
- сформировать понятие о жизненно важных и токсичных химических элементах;
- прививать культуру здорового образа жизни и правильного питания.
Полученные результататы:
На базе рабочих программ дисциплин кафедры неорганической и аналитической химии «Общая химия» и «Неорганическая химия» разработаны конспекты и презентации лекций и семинаров в формате PowerPoint о роли наиболее важных химических элементов в жизнедеятельности человека по следующим темам:
Тема № 1 Таблица Менделеева внутри нас.
Тема № 2 Галогены и их роль в жизнедеятельности человека.
Тема № 3. Роль железа в организме человека.
Тема № 4. Щелочные и щелочноземельные металлы и их роль в организме человека.
Тема № 5 Металлы жизни.
(Презентации прилагаются на носителе CD).
В качестве апробации и реализации научно-информационного материала проведены выездные семинары и занятия на тему «Химические элементы в биологии и экологии человека» для учащихся 10-11 классов ГОУ СОШ № 187 г. Москвы, ГОУ СОШ № 2026 г. Москвы, и учащихся ГОУ СПО «Технологический колледж № 28» г. Москвы (справки прилагаются).
В последнее время отмечается ухудшение состояния общественного здоровья, связанное с воздействием факторов социально- экономического и экологического характера. Особое место в нарушении физиологических процессов и формировании патологических проявлений у человека принадлежит окружающей среде. Также следует отметить и неправильное питание. Важнейшую роль в жизнедеятельности человека играют химические элементы. Изменения в биосфере приводят к нарушениям баланса химических элементов в организме человека и животных, что влечет за собой тяжелые последствия. В настоящее время остро стоит проблема сохранения здоровья, противостояния пагубному воздействию экологического кризиса, предотвращения заболеваний, связанных с дефицитом или избытком макро- и микроэлементов в организме, с неправильным питанием.
Тема № 1 Таблица Менделеева внутри нас.
В организме человека обнаружено около 70 химических элементов (в т. ч. микроэлементов), из которых 43 считаются незаменимыми. Кроме незаменимых микроэлементов, являющихся незаменимыми факторами питания, дефицит которых приводит к различным патологическим состояниям, существуют токсичные микроэлементы, представляющие собой основные загрязнители окружающей среды и вызывающие у человека заболевания и интоксикации. При определенных условиях незаменимые микроэлементы могут проявлять токсическое действие, а некоторые токсические микроэлементы в определенной дозе обладают свойствами незаменимых. Потребность человека в микроэлементах колеблется в широких пределах и для большинства из них точно не установлена. Содержание микроэлементов в органах и тканях человека составляет от 10-2 до 10-7% от массы органа. Неравномерное распределение микроэлементов в организме связано с их специфическим участием в деятельности различных органов. Содержание микроэлементов в организме изменяется в зависимости от времени года и возраста. В частности, с возрастом повышается концентрация в тканях алюминия, титана, кадмия, никеля, цинка, свинца, а концентрация меди, марганца, молибдена, хрома снижается. Обеспеченность микроэлементами обусловлена их содержанием в воде и пищевых продуктах, количественным соотношением микроэлементов между собой и усвояемостью тех веществ, в составе которых они поступают в организм. Содержание микроэлементов в пищевых продуктах во многом зависит от геохимической зоны. Существуют районы со значительными отклонениями концентрации определенных микроэлементов в почве и воде от нормы (как в сторону уменьшения, так и увеличения), что отражается на содержании этих микроэлементов в продуктах растительного и животного происхождения.
Большая часть микроэлементов поступает в организм с пищевыми продуктами растительного происхождения. В молочных и мясных продуктах содержание микроэлементов невысоко. В коровьем молоке обнаружено 22 микроэлемента (железо, марганец, медь, цинк, кобальт, молибден, кремний, фтор, йод и др.), однако концентрация их в молоке очень низкая. В мясных продуктах в умеренных количествах присутствуют серебро, молибден, медь, титан, цинк. В продуктах моря содержатся довольно в больших количествах серебро, мышьяк, кадмий, фтор, литий, никель.
В лекции кратко рассмотрена роль основных химических элементов, присутствующих в организме человека. (Презентация прилагается на носителе CD)
Тема № 2 Галогены и их роль в жизнедеятельности человека.
Среди многих химических элементов, которые слагают разнообразные горные породы и минералы, входят в состав морских и пресных вод, содержатся в тканях животных и клетках растений, важное место занимают фтор, хлор, бром и йод. Представители одного химического "семейства" - галогенов,- эти четыре элемента активно взаимодействуют с различными металлами, образуя соли (отсюда возникло их название "галогены" - рождающие соли), бурно реагируют с водородом, вступают в реакцию с углеродом, кремнием и другими металлоидами. Распыленные в земной коре в ничтожных количествах, они, тем не менее, играют огромную роль в развитии живой природы. Неизмеримо велика роль галогенов и в современной технике. Нет почти ни одной отрасли промышленности, в которой не применялись бы те или иные соединения этих элементов. Нужны они в химическом, пищевом, металлургическом, холодильном, стекольном, текстильном, красильном, фармацевтическом, бумажном производствах и т. д. Роль галогенов в организме человека очень велика, как и непосредственно велика их роль в промышленности человечества.
В лекции рассмотрены функции галогенов в организме человека, их влияние на организм, изменения, происходящие с организмом при нехватке галогенов, так же изменения, происходящие при их избытке в организме. (Презентация прилагается на носителе CD).
Тема № 3. Роль железа в организме человека.
Среди микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности нашего организма и полного здоровья, железо является одним из важнейших. Без железа не может происходить образование гемоглобина и миоглобина – красных кровяных телец и мышечного пигмента. Многие ферменты тоже образуются с участием железа; оно является активным участником процесса кроветворения и регулирует работу иммунной системы. Большинство биохимических процессов в наших клетках протекает с участием железа; оно входит в состав окислительных ферментов. Известно два вида железа: 2-х и 3-х валентное. В продуктах питания содержится 3-х валентное железо; когда оно поступает в организм, то становится 2-х валентным – так лучше происходит усвоение. В организме человека железо составляет всего 0,005-0,006% от общей массы тела, и 70% всего железа находится в гемоглобине.
Из всего железа, которое поступает в организм человека, усваивается и попадает в кровь только 8%. Дыхание и полноценная жизнь клеток возможны потому, что железо, содержащееся в гемоглобине, помогает эритроцитам лучше связывать кислород и доставлять его во все уголки нашего организма.
Железо может накапливаться в нашем организме: в печени, селезёнке и костном мозге, поэтому организм может его использовать, когда это необходимо. При достаточных запасах железа и нормальной работе органов и систем железодефицитная анемия не возникает. Железо принимает участие в работе щитовидной железы, поддерживает хороший уровень иммунной защиты – клеточный и местный иммунитет сохраняется при условии достаточного количества железа в организме. От железа зависит активность ферментов, принимающих участие в разрушении и уничтожении попадающих в наш организм патогенных микробов и посторонних частиц.
Железо способствует выведению токсинов из организма, участвует в процессах регенерации, улучшает состояние кожи, структуру волос и ногтей.
Если оценивать по содержанию в 100 граммах продукта, то много железа – более 3 миллиграммов, – содержится в говяжьей и свиной печени, в говяжьем языке, в кроличьем мясе и в мясе индейки, а также в овсяной и гречневой крупах, в фасоли. Во фруктово-ягодных культурах – в персиках и чернике. В относительно больших количествах, от 2 до 3 миллиграммов на 100 граммов продукта железо содержится в мясе домашней птицы и в говяжьем мясе, в мясе горбуши и скумбрии, в куриных яйцах, в манной крупе, в плодах груш, в яблоках, абрикосах и сливе. (Презентация прилагается на носителе CD).
Тема № 4. Щелочные и щелочноземельные металлы и их роль в организме человека.
Известно, что организм человека на 3% состоит из металлов. И хотя 69 металлов присутствуют в клетках в разных количествах, все они играют важную роль в процессах, протекающих в организме. Металлические соединения входят в состав ферментов, регулирующих скорость протекания жизненно важных процессов, способствуют сохранению равновесия в клетках.
Щелочные и щелочноземельные металлы содержатся в организме человека в наиболее заметных количествах по сравнению с другими металлами: кальций – 1050 г на 70 кг веса, магний – более 40 г/70 кг, натрий – 105 г/70 кг и калий – 250 г/70 кг. Соединениям этих металлов принадлежит большая роль в протекании многих биологических процессов и обеспечении нормальной жизнедеятельности организма. Ионы калия и натрия регулируют водно-солевой баланс. Ионы магния принимают участие в регуляции практически всех органов и систем. 20% содержащегося в организме магния сконцентрировано в мышцах. Магний также образует координационные связи с протеинами, тормозит возбуждение в коре головного мозга и обеспечивает регулирование деятельности центральной нервной системы. В лекции кратко и в доступной форме рассмотрена роль важнейших щелочных и щелочноземельных металлов в организме человека. (Презентация прилагается на носителе CD).
Тема № 5 Металлы жизни.
В обмене веществ участвуют и неорганические и органические вещества. Химические элементы, которые образуют эти вещества, называют биогенными элементами. К числу биогенных элементов относится и ряд металлов, среди которых особенно важные биологические функции выполняют 10 так называемых «металлов жизни» - это 4 s-элемента – кальций, калий, натрий, магний и 6 d-элементов – железо, цинк, медь, марганец, молибден, кобальт. Из них к макроэлементам относятся кальций, калий, натрий, магний. В лекции рассмотрена роль «металлов жизни» в организме, о том, в каких продуктах питания содержатся эти металлы и их соединения, какое применение они находят в медицинской практике. (Презентация прилагается на носителе CD).