CONTENUTO
1 modulo
1. La struttura dell'atomo. Gli esperimenti di Rutherford.
2. Modello atomico di Rutherford.
3. Trasformazione radioattiva dei nuclei atomici.
4. Composizione del nucleo atomico.
5. Fissione dei nuclei di uranio.
6. Reattore nucleare.
7. Utilizzo dell'energia atomica.
2 moduli
1. e decadimento.
2. Legge di conservazione della massa e numero di carica.
3. Isotopi.
4. Termo reazione nucleare.
STRUTTURA ATOMICA E
NUCLEO ATOMICO
2 - 4
5
7 - 9
6
13 - 15
10 -12
16
18
17
19
20
1896 Henri Becquerel (francese) scopre il fenomeno della radioattività.
La radioattività è la capacità degli atomi di emettere spontaneamente.
1899 Ernest Rutherford scoprì che questa radiazione non è omogenea.
STRUTTURA ATOMICA
Gli esperimenti di Rutherford
1. Un granello di radio fu posto in un recipiente di piombo a pareti spesse.
La radiazione del radio è stata scoperta utilizzando una lastra fotografica.
2. Intorno al cilindro è stato creato un forte campo magnetico.
La radiazione è stata divisa in tre flussi.
Di conseguenza, la radiazione è costituita da flussi di particelle positive, negative e neutre.
Quelle positive erano chiamate particelle alfa (-particelle);
Negativo – particelle beta (- particelle);
Neutro - particelle gamma (- particelle) o - quanti o fotoni.
STRUTTURA ATOMICA
RADIOATTIVITÀ
N
S
Schermo in vetro rivestito con una sostanza speciale
Sostanza radioattiva che emette particelle.
Foglio dallo studiato
metallo
1911 Rutherford conduce esperimenti per studiare la struttura dell'atomo.
1. Tutte le particelle cadono sullo schermo.
2. Una forte deviazione delle particelle è il risultato dell'azione su di esse di una parte caricata positivamente di un atomo, che ha una massa sufficientemente grande.
STRUTTURA ATOMICA
L'ESPERIENZA DI RUTHERFORD
Nucleo di particelle
Secondo Rutherford l'atomo ha una struttura planetaria.
Al centro c'è un nucleo carico positivamente.
Gli elettroni si muovono attorno al nucleo.
L'atomo è neutro perché la carica del nucleo è uguale alla carica totale degli elettroni.
Questa struttura dell'atomo spiega il comportamento delle particelle
STRUTTURA ATOMICA
IL MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD
1903 Ernest Rutherford e Frederick Soddy scoprirono che durante il decadimento, la trasformazione di uno elemento chimico ad un altro.
Reazione - decadimento:
+
Successivamente si è stabilito che la trasformazione avviene anche durante il decadimento.
+ +
Nucleo
- particella
- radiazioni
elettrone
- radiazioni
STRUTTURA ATOMICA
TRASFORMAZIONE RADIOATTIVA DEI NUCLEI ATOMICI
CONCLUSIONE
I nuclei degli atomi sono costituiti da particelle più piccole.
1919 Rutherford studiò l'interazione delle particelle con i nuclei degli atomi di azoto. Allo stesso tempo, una particella volò via dal nucleo dell'atomo di azoto, che chiamò protone (il primo).
Successivamente, utilizzando una camera a nebbia, è stato dimostrato che si tratta effettivamente di una particella elementare carica positivamente, che è il nucleo di un atomo di idrogeno.
Inoltre, si è formato il nucleo di un atomo di ossigeno.
+ +
- il nucleo di un atomo di idrogeno o di un protone.
Denotato - , ha una massa di ≈ 1 amu.
e la carica è uguale alla carica dell'elettrone.
STRUTTURA ATOMICA
SCOPERTA DEL PROTONE
1920 Rutherford suggerisce l'esistenza nel nucleo di una particella neutra con massa pari a quella del protone.
Negli anni '30 Bombardando i nuclei di berillio con particelle, fu scoperta una nuova radiazione, chiamata berillio.
1932 James Chadwig (inglese) dimostrò che la radiazione di berillio è un flusso di particelle elettricamente neutre con una massa pari alla massa di un protone.
Queste particelle erano chiamate neutroni.
STRUTTURA ATOMICA
SCOPERTA DEL NEUTRONE
N – numero di neutroni
1932 D.D. Ivanenko (russo), W. Heisenberg (tedesco) proposero un modello protone-neutrone della struttura del nucleo:
Il nucleo è costituito da protoni e neutroni - nucleoni.
ESEMPIO.
A = 56, Z = 26, N = 30
STRUTTURA ATOMICA
COMPOSIZIONE DEL NUCLEO ATOMICO
Viene chiamato il numero totale di nucleoni in un nucleo
numero di massa ed è designato A
Viene chiamato il numero di protoni nel nucleo
numero di carica ed è indicato con Z
X
UN
Z
A = Z+N
Numero di protoni per un dato
l'elemento è costante
Il numero di neutroni può essere
maggiore del numero di protoni, esso
potrebbe cambiare (otteniamo
ISOTOPI della materia)
ENERGIA NUCLEARE
1939 Otto Hahn e Fritz Strassmann (tedesco) scoprono la fissione dei nuclei di uranio.
I nuclei di uranio sono bombardati da neutroni.
Se un neutrone colpisce un nucleo instabile, si divide in due nuclei più stabili, che si allontanano a velocità enorme.
Allo stesso tempo emettono 2-3 neutroni.
I frammenti del nucleo vengono rallentati e allo stesso tempo trasferiscono la loro energia all'ambiente
FISSIONE DEI NUCLEI DI URANIO
ENERGIA NUCLEARE
REAZIONE A CATENA
FATTORI CHE INFLUENZANO LE PRESTAZIONI
REAZIONE A CATENA
1. MASSA DELL'URANIO.
2. PRESENZA DI GUSCIO RIFLETTENTE (berillio).
3. PRESENZA DI IMPURITÀ.
4. PRESENZA DEL MODERATORE DI NEUTRONI – grafite, acqua, acqua pesante.
ENERGIA NUCLEARE
REAZIONE A CATENA
La più piccola massa di uranio alla quale
è possibile una reazione a catena,
chiamata massa critica
Il reattore nucleare è parte
centrale nucleare
ENERGIA NUCLEARE
REATTORE NUCLEARE
ENERGIA NUCLEARE
REATTORE NUCLEARE
STRUTTURA DI UN REATTORE NUCLEARE
1. Zona attiva. Contiene:
combustibile nucleare – uranio arricchito-235;
moderatore di neutroni (acqua).
2. Le barre di controllo vengono utilizzate per controllare la reazione.
3. Scambiatore di calore.
4. Il nucleo è circondato da un riflettore al berillio
e un guscio protettivo in cemento
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
REATTORE NUCLEARE
1. Nel nucleo avviene una reazione nucleare controllata, con conseguente rilascio di energia.
2. L'energia viene trasferita all'acqua.
3. L'acqua calda entra nello scambiatore di calore, dove riscalda l'acqua trasformandola in vapore.
4. L'acqua si raffredda e ritorna al nucleo.
Questo è il primo ciclo chiuso.
5. Il vapore fa ruotare la turbina (le cede la sua energia) e si condensa.
6. La pompa pompa l'acqua nello scambiatore di calore.
Questo è il secondo ciclo chiuso.
ENERGIA NUCLEARE
REATTORE NUCLEARE
1. CENTRALI NUCLEARI.
1942 Sotto la guida di E. Fermi, il primo reattore nucleare.
1946 Sotto la guida di I.V. Kurchatov, fu creato il primo reattore nucleare nell'URSS.
1954 Nell'URSS viene messa in funzione la prima centrale nucleare del mondo.
2. Tecnica.
1. Astronavi.
2. Rompighiaccio nucleari.
3. Sottomarini nucleari.
3. Armi nucleari.
STRUTTURA ATOMICA
USO DELL'ENERGIA ATOMICA
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Didascalie delle diapositive:
STRUTTURA CELLULARE - ORGANOIDI DI BASE Insegnante di biologia presso la scuola secondaria del sanatorio Druzhba Anna Aleksandrovna Kholomeeva
OBIETTIVO DELLA LEZIONE: Considerare la struttura degli organelli e determinarne le funzioni
Allora da dove cominciamo, signor Sires? - chiese Pencroff il mattino dopo. Fin dall'inizio", rispose Cyrus Smith. Giulio Verne
Chi scoprì la cellula Robert Hooke 1663 Qual è la scienza della cellula chiamata Citologia
Gli organelli sono strutture costantemente presenti in una cellula e svolgono funzioni strettamente definite.
Organelli Nucleo della membrana ER Complesso del Golgi Lisosomi mitocondri Ribosomi non di membrana citoscheletro centro cellulare
STRUTTURA DELLA MEMBRANA PLASMATICA Un doppio strato lipidico con proteine in esso contenute, che limita la cellula FUNZIONE Barriera - protegge l'ambiente interno della cellula dai nutrienti esterni - assorbe i nutrienti sotto forma di goccioline (pinocitosi), particelle (fagocitosi) o per diffusione
Funzioni della membrana cellulare: separazione del contenuto cellulare e dell'ambiente esterno; regolazione del metabolismo tra cellula e ambiente; il luogo in cui avvengono alcune reazioni biochimiche (inclusa la fotosintesi); associazione delle cellule nei tessuti. La proprietà più importante della membrana plasmatica è la semipermeabilità. Glucosio, aminoacidi, acidi grassi e ioni si diffondono lentamente attraverso di esso.
STRUTTURA DELLA MEMBRANA
Endocitosi
Esocitosi
Citoplasma È una sostanza acquosa - ialoplasma (90% acqua), in cui si trovano vari organelli, nonché inclusioni (grumi di glicogeno, gocce di grasso, cristalli di amido. La glicolisi e la sintesi avvengono nello ialoplasma acidi grassi, nucleotidi e altre sostanze. È una struttura dinamica. Gli organelli si muovono e talvolta si nota la ciclosi: movimento attivo in cui è coinvolto l'intero protoplasma.
STRUTTURA DEL CITOPLASMA Ambiente interno della cellula FUNZIONI Garantisce l'attività della cellula come un unico sistema
STRUTTURA DEL NUCLEO Un serbatoio chiuso circondato da due strati di membrane permeate da pori nucleari. Al suo interno è contenuto il succo nucleare, i cromosomi (costituiti da DNA e proteine) e i nucleoli (costituiti da RNA e proteine) FUNZIONI Conservazione informazioni genetiche e la sintesi dell'RNA
Il nucleo è il più grande degli organelli in termini di dimensioni (10–20 micron). La funzione più importante del nucleo è la conservazione dell'informazione genetica. Coperto da un involucro nucleare, costituito da due membrane: esterna ed interna, aventi la stessa struttura della membrana plasmatica. Tra di loro c'è uno spazio stretto pieno di una sostanza semiliquida. Attraverso molti pori nell'involucro nucleare avviene lo scambio di sostanze tra il nucleo e il citoplasma (in particolare il rilascio di mRNA nel citoplasma). La membrana esterna è spesso costellata di ribosomi. Le sostanze del citoplasma entrano nel carioplasma (succo nucleare). Contiene cromatina, una sostanza che trasporta il DNA, e nucleoli, strutture arrotondate all'interno del nucleo in cui si formano i ribosomi. L'insieme dei cromosomi contenuti nella cromatina è chiamato insieme cromosomico.
MITOCONDRI
STRUTTURA DEI MITOCONDRI Corpi ovali costituiti da due strati di membrana: esterno (liscio) e interno (forma pieghe - creste) FUNZIONI Sintesi dell'ATP durante la respirazione, capace di divisione indipendente
COMPLESSO DEL GOLGI
STRUTTURA DEL COMPLESSO DI GOLGI Complesso di serbatoi di membrana chiusi situati vicino al nucleo FUNZIONI Sintesi di grassi e polisaccaridi, trasporto di sostanze e loro secrezione, formazione di lisosomi
Il reticolo endoplasmatico è una rete di membrane che attraversano il citoplasma. collega gli organelli tra loro e trasporta i nutrienti attraverso di essi. L'EPS liscio assomiglia a tubi, le cui pareti sono costituite da membrana. Effettua la sintesi di lipidi e carboidrati. Sulle membrane dei canali e delle cavità dell'EPS granulare sono presenti numerosi ribosomi; questo tipo di rete è coinvolta nella sintesi proteica.
LISOSOMI
STRUTTURA DEI LISOSOMI Corpi di membrana chiusi contenenti enzimi che rilasciano varie sostanze cellulari FUNZIONE Digestione dei nutrienti che entrano nella cellula, autodistruzione delle cellule morenti
I ribosomi sono piccoli organelli (15-20 nm di diametro) costituiti da r-RNA e polipeptidi. La funzione più importante è la sintesi proteica. Il loro numero in una cella è molto grande: migliaia e decine di migliaia. I ribosomi possono essere associati al reticolo endoplasmatico o trovarsi allo stato libero. Il processo di sintesi coinvolge solitamente molti ribosomi contemporaneamente, uniti in catene chiamate poliribosomi (polisomi).
Microtubuli cilindrici cavi con un diametro di circa 25 nm, la lunghezza può raggiungere diversi micrometri. Le pareti dei microtubuli sono costituite dalla proteina tubulina. Centrioli Trovato nelle cellule animali e piante inferiori- piccoli cilindri cavi lunghi decine di micrometri, costituiti da 27 microtubuli. Durante la divisione cellulare formano un fuso. I corpi basali sono strutturalmente identici ai centrioli contenuti nei flagelli e nelle ciglia. Questi organelli provocano il battito dei flagelli. Un'altra funzione dei microtubuli è il trasporto dei nutrienti. I microtubuli sono strutture abbastanza rigide che mantengono la forma della cellula, formando una sorta di citoscheletro. Al supporto e al movimento è anche associata un'altra forma di organelli: i microfilamenti: sottili filamenti proteici con un diametro di 5-7 nm.
Le cellule vegetali contengono tutti gli organelli presenti nelle cellule animali (eccetto i centrioli). Le pareti cellulari delle piante sono composte da cellulosa, che forma microfibrille. Nelle cellule delle piante arboree, gli strati di cellulosa sono impregnati di lignina, che conferisce loro ulteriore rigidità. Fungono da supporto per le piante, proteggono le cellule dalla rottura, determinano la forma della cellula e giocano ruolo importante nel trasporto di acqua e sostanze nutritive da cellula a cellula. Le cellule vicine sono collegate tra loro da plasmodesmi che passano attraverso piccoli pori nelle pareti cellulari. Un vacuolo è una sacca di membrana piena di liquido. Nelle cellule animali si possono osservare piccoli vacuoli che svolgono funzioni fagocitiche, digestive, contrattili e altre. Cellule vegetali hanno un grande vacuolo centrale con linfa cellulare. Si tratta di una soluzione concentrata di zuccheri, sali minerali, acidi organici, pigmenti ed altre sostanze. Accumulano acqua e possono contenere pigmenti coloranti, sostanze protettive (ad esempio tannini), enzimi idrolitici che provocano l'autolisi cellulare, prodotti di scarto e nutrienti di riserva.
Plastidi: cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti STRUTTURA Organelli di membrana di vari colori Colore verde incolore FUNZIONI riserva fotosintetica possono trasformarsi l'una nell'altra, capaci di divisione indipendente
CLOROPLASTICI
CELLULA ANIMALE E VEGETALE
Cellula vegetale Cellula animale Somiglianze Presenza di membrana plasmatica. Citoplasma Nucleo con nucleolo Cromosoma Reticolo endoplasmatico Mitocondri Ribosomi Complesso del Golgi Differenze C'è un vacuolo centrale Ci sono plastidi Nessun lisosomi La cellula è ricoperta all'esterno da una parete cellulare di cellulosa Non c'è vacuolo centrale Nessun plastidi Ci sono lisosomi Non c'è parete cellulare, l'esterno è ricoperto di glicocalex
CONCLUSIONE: Le funzioni degli organelli sono complesse e diverse. Essi svolgono per la cellula lo stesso ruolo che gli organi svolgono per l'intero organismo.
Riepilogo del test del materiale Elencare gli organelli di membrana della cellula.
Membrana citoplasmatica, reticolo endoplasmatico, complesso del Golgi, mitocondri, lisosomi, plastidi
2. Cosa prodotti chimici formare un CM?
Proteine e lipidi
Quale organello è la stazione energetica della cellula?
Mitocondri
Che funzione svolgono i lisosomi?
Digestione intracellulare e degradazione delle sostanze
Qual è la funzione del complesso di Golgi?
Sintesi di lipidi e carboidrati, secrezione di proteine, carboidrati e lipidi
L'importanza dei ribosomi per la cellula
Sintesi proteica
Quali organelli creano il citoscheletro cellulare
Microtubuli
Cos'è l'inclusione?
Strutture non permanenti in cui si trova l'apporto di nutrienti: grassi, amido, proteine
Valore dell'EPS?
RE ruvido – sintesi e trasporto delle proteine RE liscio – sintesi e trasporto dei lipidi
Come viene separato il nucleo dal citoplasma?
Membrana nucleare a doppio strato.
Denominare gli organelli non di membrana
Ribosomi, centro cellulare, microtubuli.
Compiti a casa: Conoscere la struttura degli organelli e le loro funzioni Componi un cruciverba sull'argomento “Struttura cellulare” Rispondi per iscritto alle domande del paragrafo
Elenco delle fonti utilizzate: Biologia aperta 2.6. Physicon LLC 2000-2005.
Presentazione sul tema "Struttura cellulare" in biologia in formato powerpoint. Lo scopo di questa presentazione per gli scolari è considerare la struttura degli organelli e determinarne le funzioni. Autore della presentazione: insegnante di biologia, Elena Sergeevna Opaleva.
Frammenti della presentazione
Chi ha aperto la gabbia
Robert Hooke 1663
Come si chiama la scienza della cellula?
Citologia
Si chiamano organelli strutture che sono costantemente presenti nella cellula e funzionano rigorosamente
determinate funzioni.
Membrana
- Complesso di Golgi
- Lisosomi
- mitocondri
Non membrana
- ribosomi
- citoscheletro
- centro cellulare
Membrana plasmatica
STRUTTURA
Un doppio strato lipidico contenente proteine che lega la cellula.
FUNZIONI
- Barriera: protegge l'ambiente interno della cellula dall'esterno
- Nutriente – assorbe i nutrienti sotto forma di goccioline (pinocitosi), particelle (fagocitosi) o per diffusione
Citoplasma
STRUTTURA
Ambiente interno della cellula
FUNZIONI
Garantisce l'attività della cellula come un unico sistema
Nucleo
STRUTTURA
Un serbatoio chiuso circondato da due strati di membrane permeate da pori nucleari. All'interno c'è il succo nucleare, i cromosomi (costituiti da DNA e proteine) e i nucleoli (costituiti da RNA e proteine)
FUNZIONI
Conservazione delle informazioni genetiche e sintesi dell'RNA
MITOCONDRI
STRUTTURA
Corpi ovali costituiti da due strati di membrana: esterno (liscio) e interno (forma pieghe - creste)
FUNZIONI
Sintesi di ATP durante la respirazione, capace di divisione indipendente
Complesso di Golgi
STRUTTURA
Un complesso di serbatoi a membrana chiusa situati vicino al nucleo
FUNZIONI
Sintesi di grassi e polisaccaridi, trasporto di sostanze e loro secrezione, formazione di lisosomi
Lisosomi
STRUTTURA
Corpi di membrana chiusi contenenti enzimi che rilasciano varie sostanze cellulari
FUNZIONI
Digestione dei nutrienti che entrano nella cellula, autodistruzione delle cellule morenti
Conclusione
Le funzioni degli organelli sono complesse e diverse. Essi svolgono per la cellula lo stesso ruolo che gli organi svolgono per l'intero organismo.
Struttura cellulare
Preparato da un insegnante di biologia:
Zhambaeva A.M.
Cella- un'unità elementare della struttura e dell'attività vitale di tutti gli organismi, dotata di un proprio metabolismo, capace di esistenza indipendente, autoriproduzione e sviluppo. Si chiama branca della biologia che studia la struttura e il funzionamento delle cellule citologia .
Chi ha visto la gabbia per la prima volta?
La prima persona a vedere le cellule fu uno scienziato inglese Robert Hooke . Nel 1665 cercando di capire perché legno di balsa nuota così bene che Hooke iniziò a esaminare sezioni sottili del sughero usando il microscopio che aveva migliorato. Scoprì che il sughero era diviso in tante minuscole cellule, che gli ricordavano i favi degli alveari delle api, e chiamò queste cellule cellule.
Strutturale
componenti cellulari
Permanente
Volubile
componenti
componenti
Esegui specifici
Può apparire o
vitale
scomparire nel processo
attività cellulare
INCLUSIONI
ORGANOIDI
- Organelli (organelli) sono i componenti permanenti di una cellula che svolgono in essa funzioni specifiche e garantiscono l'attuazione di processi e proprietà necessarie al mantenimento delle sue funzioni vitali.
Membrana
separa il contenuto di qualsiasi cella dall'ambiente esterno, fornendolo integrità ; regola gli scambi tra la cellula e l'ambiente; le membrane intracellulari dividono la cellula in compartimenti chiusi specializzati - compartimenti o organelli, in cui vengono mantenute determinate condizioni ambientali.
Componenti del kernel
Carioplasma
Karyolemma
Cromatina
succo nucleare,
contiene
varie proteine
biologico e
inorganico
connessioni
Corpi rotondi,
istruito
molecole
rRNA e proteine
luogo di assemblaggio
Doppio nucleare
membrana
separa il nucleare
contenuti e
Prima di tutto,
cromosomi da
citoplasma
Despiralizzazione
cromosomi
Cromosomi
- Organelli del nucleo eucariotico, ogni cromosoma è formato da una molecola di DNA e da molecole proteiche
- Portatori di informazioni genetiche
Citoplasma
Citoplasma-ambiente interno di una cellula vivente, delimitato dalla membrana plasmatica.
Funzioni del citoplasma
- Muove con sé varie sostanze, inclusioni e organelli.
- In esso si svolgono tutti i processi metabolici
- Il ruolo più importante del citoplasma è quello di unire tutte le strutture cellulari (componenti) e garantire la loro interazione chimica.
Lavoro di laboratorio n. 2
Soggetto: Studio della struttura cellulare
Bersaglio: studiare la struttura di vari
cellule del corpo umano
Attrezzatura: fisso
preparati di cellule umane
corpi, microscopio
Avanzamento lavori:
Esercizio:
1. Considera le microslide cellule epiteliali, muscolari, nervose e del sangue.
2. Realizza un disegno di una cella, indicando le parti principali. Prova a trasmettere la forma delle celle nel disegno.
3. Trarre conclusioni rispondendo alle domande.
– Ci sono somiglianze nella struttura di queste cellule? Quale?
– Cosa dicono questi fatti?
– Hai notato le differenze tra le celle? Come si manifestano? Quali sono le ragioni del loro verificarsi?
Conclusione:
Durante lavoro di laboratorio Abbiamo studiato la struttura di varie cellule del corpo umano e abbiamo scoperto che...
Compiti a casa:
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