Woda – cząsteczka niezbędna dla życia, Schematy z Biologia

Pobierz Woda – cząsteczka niezbędna dla życia i więcej Schematy w PDF z Biologia tylko na Docsity! Woda – cząsteczka niezbędna dla życia Wprowadzenie Przeczytaj Film samouczek Sprawdź się Dla nauczyciela Woda to źródło życia, jednak czasem staje się niszczącym żywiołem. Ma różnorodne właściwości. Występuje w trzech stanach skupienia: jako gaz, ciecz lub ciało stałe. Pod wpływem temperatury i ciśnienia płynnie przechodzi z jednego stanu w drugi. Bywa ciężka, obojętna, twarda, miękka, mineralna, sodowa, destylowana lub zdemineralizowana. Może wykazywać zarówno cechy kwasu, jak i zasady. Twoje cele Wyjaśnisz związek budowy cząsteczki wody z jej właściwościami. Wykażesz znaczenie wody dla organizmów. Woda na Ziemi jest w 97% słona lub z innego powodu niezdatna do picia. Kolejne 2% stanowią czapy lodowe i lodowce. Pozostały 1% musi zaspokoić potrzeby całej ludzkości. Źródło: Liam Quinn, Flickr, licencja: CC BY-SA 2.0. Woda – cząsteczka niezbędna dla życia Ze względu na zdolność dyfundowania przez błony komórkowe (zjawisko osmozy) jest niezwykle ważna dla organizmów – jako rozpuszczalnik może transportować różne substancje w ciałach grzybów, roślin i zwierząt, a także nadawać komórkom odpowiednią jędrność. Wodę zużytą w trakcie wykonywania czynności życiowych trzeba stale uzupełniać. Natomiast organizmy słodkowodne muszą jej nadmiar efektywnie usuwać, gdyż woda drogą osmozy wnika do ich wnętrza. Gęstość zależna od temperatury Ważną z punktu widzenia biologii właściwością wody jest jej rozszerzalność cieplna. Większość cieczy wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza gęstość, czyli zwiększa objętość – ale z wodą jest nieco inaczej. Poniżej 0˚C woda zamarza, tworząc lód, który ma krystaliczną strukturę o dużych odległościach pomiędzy cząsteczkami wody i ich regularnym układzie. W związku z tym lód ma większą objętość i mniejszy ciężar właściwy niż woda w stanie płynnym – dlatego wypływa na jej powierzchnię. Z kolei w temperaturze poniżej 8˚C, aż do osiągnięcia temperatury 4˚C, woda coraz bardziej zwiększa swoją gęstość: cząsteczki zbliżają się do siebie. Ta właściwość tłumaczy rozkład temperatur w zbiorniku wodnym zimą: na górze lód, a przy dnie, w temperaturze 4˚C, woda o największej gęstości, która nie zamarza. Dzięki temu organizmy wodne mogą przeżyć zimą pod lodem. Duże napięcie powierzchniowe Pantofelek (Paramecium aurelia) z zaznaczonymi wodniczkami tętniącymi. Pantofelki żyjące w wodach słodkich muszą usuwać wodę napływającą do ich komórki drogą osmozy. Służą do tego specjalne organelle, zwane wodniczkami tętniącymi. Zbierają one nadmiar wody, po czym jest ona usuwana na zewnątrz w wyniku skurczu wodniczki. Tempo pracy wodniczek tętniących zależy od temperatury wody oraz stężenia roztworu zewnętrznego, w którym znajduje się organizm. Źródło: Josh Grosse, Olaf Studt, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0. Wiązania wodorowe między cząsteczkami wody. Źródło: Magasjukur2, Mikhail Ryazanov, Qwerter, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0. Napięcie powierzchniowe to zjawisko fizyczne powstające na styku powierzchni cieczy z inną fazą. Dzięki niemu powierzchnia ta zachowuje się jak błona. Wskutek obecności wiązań wodorowych między cząsteczkami wody (siła spójności, kohezja) ma ona duże napięcie powierzchniowe. Oznacza to, że dąży do minimalizacji powierzchni kontaktu z powietrzem, co nadaje jej kształt kropli lub kuli. Napięcie powierzchniowe sprawia, że na wodzie mogą się utrzymać przedmioty cięższe od niej, takie jak spinacz do papieru czy owad nartnik. Tam, gdzie obiekt styka się z wodą, widoczne jest ugięcie jej powierzchni. Pluskwiaki z rodziny nartnikowatych (Gerridae) utrzymują się na powierzchni wody dzięki napięciu powierzchniowemu. Przy odnóżach owada widoczny jest menisk wklęsły, czyli ugięcie powierzchniowej warstwy wody. Źródło: Pixabay, domena publiczna. Wysokie ciepło właściwe i ciepło parowania Podniesienie temperatury wody wymaga znacznego nakładu energii, czyli dużych ilości ciepła. Woda powoli się nagrzewa i powoli traci ciepło. To dlatego latem woda w jeziorze jest najchłodniejsza rano (utraciła ciepło przez noc), a najcieplejsza po południu i wieczorem (nagrzana przez słońce). Jest też odczuwalnie cieplejsza, gdy temperatura powietrza nagle spadnie, np. w czasie deszczu. Także odparowanie wody z powierzchni ciała zwierząt i roślin wymaga dostarczenia dużej ilości energii: w ten sposób woda bierze udział w termoregulacji, czyli ułatwia utrzymanie stałej temperatury organizmu. Gospodarka wodna różnych organizmów Pobieranie, wykorzystywanie i usuwanie z organizmu wody wraz z rozpuszczonymi w niej substancjami przebiega inaczej u grzybów, roślin i zwierząt. Grzyby to nie tylko znane nam owocniki (np. pieczarka, podgrzybek) – tak naprawdę to olbrzymia sieć nitkowatych strzępek w glebie – grzybnia. Wydłużone komórki grzybni, rozrośnięte na dużej powierzchni, znakomicie pobierają na drodze osmozy wodę z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi. Odnoszą z tego korzyść np. drzewa, które współżyją z grzybnią określonego gatunku (tzw. mikoryza). Grzybnia pobiera z drzewa związki organiczne, a drzewo jest zaopatrywane w wodę z solami mineralnymi. Psy nie mają gruczołów potowych w skórze, dlatego ochładzają ciało w inny sposób. Woda odparowywana jest ze śliny: psy wywieszają języki i szybko oddychają (jest to ziajanie). Ciepło z naczyń krwionośnych w języku jest tracone przez parowanie, a ruch powietrza ułatwia odprowadzenie pary wodnej na zewnątrz. Źródło: Pixabay, domena publiczna. ciśnienie płynu powstające w tkankach korzenia, odpowiedzialne za tłoczenie wody i rozpuszczonych w niej substancji w naczyniach tkanki przewodzącej transpiracja usuwanie wody z liści przez szparki; w niewielkim stopniu u roślin występuje też transpiracja kutykularna (przez ochronną warstwę lipidową na zewnętrznej powierzchni liścia) i perydermalna (przez korkowicę – wtórną tkankę okrywającą na pędach roślin wieloletnich) Film samouczek Polecenie 1 Wykonaj niżej zamieszczone zadanie. Następnie obejrzyj film pt. Woda – cząsteczka niezbędna dla życia i sprawdź, czy twoje odpowiedzi są prawidłowe. Źródło: CKE, domena publiczna. Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DRpVdzgh Woda – cząsteczka niezbędna dla życia. Źródło: Inga Wójtowicz, reż. Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Film nawiązujący do treści materiału Zadanie Poniżej wymieniono niektóre właściwości fizykochemiczne wody. A. duże napięcie powierzchniowe; B. duże ciepło parowania; C. maksymalna gęstość w temperaturze 4°C. Uzupełnij zdania (1–3) tak, aby były prawdziwe – wpisz na początku zdania oznaczenie literowe wybranej właściwości wody (A–C), a następnie dokończ zdanie: wyjaśnij, w jaki sposób dana właściwość warunkuje funkcjonowanie wymienionych organizmów. 1. umożliwia poruszanie się niektórych gatunków owadów po powierzchni wody, ponieważ . 2. umożliwia przetrwanie ryb słodkowodnych podczas zimy przy dnie zamarzających zbiorników, ponieważ . 3. umożliwia pozbywanie się nadmiaru ciepła z organizmu człowieka podczas pocenia się, ponieważ . Polecenie 2 Wyjaśnij, jakie zjawiska umożliwiają utrzymanie ciągłości słupa wody w naczyniach i cewkach oraz jakie ma to znaczenie dla roślin. Ćwiczenie 9 Pantofelki żyjące w słodkowodnej hodowli sianowej przeniesiono do roztworu cukru, hipertonicznego względem nich. U orzęsków do regulacji poziomu wody w komórce służą wodniczki tętniące. Wyjaśnij, jak zmieni się aktywność wodniczek tętniących u pantofelków w nowym środowisku. 難 Dla nauczyciela Scenariusz lekcji Autor: Zuzanna Szewczyk Przedmiot: biologia Temat: Woda – cząsteczka niezbędna dla życia Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym Podstawa programowa: Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Chemizm życia. 1. Składniki nieorganiczne. Uczeń: 3) wyjaśnia rolę wody w życiu organizmów w oparciu o jej właściwości fizyko-chemiczne. Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Chemizm życia. 1. Składniki nieorganiczne. Uczeń: 3) wyjaśnia rolę wody w życiu organizmów, z uwzględnieniem jej właściwości fizycznych i chemicznych. Kształtowane kompetencje kluczowe: kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się. Cele operacyjne: Uczeń: charakteryzuje właściwości wody; przyporządkowuje właściwościom wody ich funkcje biologiczne; współpracuje z grupą; weryfikuje fakty dotyczące znaczenia wody. Strategie nauczania: konstruktywizm; konektywizm. Metody i techniki nauczania: wykład interaktywny; mapa myśli; rozwiązywanie problemów. Formy pracy: praca indywidualna; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego. Środki dydaktyczne: komputery z głośnikami i dostępem do internetu, słuchawki; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; arkusze papieru A2, flamastry. Przebieg zajęć Faza wstępna: 1. Nauczyciel nawiązuje do tematu: Woda – cząsteczka niezbędna dla życia i przeprowadza burzę mózgów, pytając: „Czym jest woda?”, „Dlaczego jest ona niezbędna do życia?”. Uczniowie odpowiadają, wymieniając pomysły. 2. Uczniowie interpretują ilustrację okładkową, przedstawiającą lodowiec. Nauczyciel prosi wybranego ucznia o wykazanie jej powiązania z tematem. 3. Nauczyciel krótko omawia przebieg lekcji i przedstawia jej cele. Faza realizacyjna: 1. Uczniowie zapoznają się z tekstem w sekcji „Przeczytaj” e‐materiału. Następnie rozwiązują polecenie 1 do filmu samouczka, po czym zapoznają się z filmem i weryfikują swoją odpowiedź. 2. Nauczyciel dzieli uczniów na pięć grup, zależnie od liczebności klasy. Każdej grupie przydziela zadanie opracowania jednej z właściwości wody (lista właściwości – zob. materiały pomocnicze) i jej znaczenia biologicznego w formie mapy myśli. Wyznacza czas pracy, rozdaje arkusze i flamastry. Nauczyciel poleca uczniom korzystanie z e‐materiału oraz filmu. 3. Uczniowie wykonują zadania w wyznaczonym czasie, po czym prezentują swoje opracowania na forum klasy.