Этно-марафон «Химия в мире растений».
Звучит музыка.
Ведущий.
- Вы слышите? Ветер истории доносит до нас эхо битвы греков с персами. Сражение длится уже не первый день. Свобода и Родина для греков превыше всего. Битва происходит в местечке Марафон.
-Окончен бой. Греки отправляют гонца в Афины с радостной вестью о победе. Путь от Марафона не близок- 42км! Но воин преодолел его без единой остановки, а прибыв в Афины, воскликнул : «Мы победили!». Так в историю вошел самый легендарный вид спорта- МАРАФОН- бег на длинную дистанцию.
- Ваша дистанция, дорогие друзья, в 42 км будет равна 42 вопросам, на которые нужно дать ответ. За правильный ответ получаете жетон/показать образец/. До тридцать пятого «км» участвуют все, а затем начнется финальный пробег для участников с максимальным количеством жетонов.
-Представляем судей /активисты кружка, учителя, представители природоохранительных предприятий, родители/.
- Итак, мы начинаем! /звучит торжественная музыка, на сцене появляется богиня правосудия Фемида в белых одеждах, глаза завязаны, в руках весы/.
Фемида. Приветствую вас! С великого Олимпа спустилась я к вам, богиня правосудия, неподкупная Фемида. Ни одно состязание не обходится без меня! Клянетесь ли вы, что будете мужественны и отважны? Что с честью вынесете все испытания?
-Клянемся!
-Клянетесь ли вы, что будете бороться честно, что злость и черная зависть не будут владеть вашим умом?
-Клянемся!
-Тогда в путь! Да победит сильнейший!
-Итак, начинаем наше состязание, первый вопрос ...
Вопросы:
Какая ягода при созревании трижды меняет свой цвет?/морошка/.
Какую ягоду северяне называют «кладовая солнца» ?/морошка/.
Какие северные растения выделяют фитонциды? /кедровый стланик, ель, сосна, можжевельник, черемуха/.
4. Что представляют собой сапонины?/ Сапонины широко распространенные в растениях вещества. Они играют важную роль в жизни растения, т.к. являются биологически активными веществами. Растения, имеющие эти замечательные вещества в своем составе, используются в медицине как отхаркивающие, желчегонные, рвотные, общеукрепляющие, понижающие кровяное давление, антисклеротические гормональные средства. Их можно найти в таких северных растениях, как щавель, папоротник, шикша. Хорошо растворяются в воде и при взбалтывании образуют долго не проходящую пену/.
5. Какую роль в растении играют флавониды?/ Флавоноиды -биологически активные вещества, входящие в состав многих северных лекарственных растений, таких как, княженика, шикша, толокнянка. Защищают растение от вредного действия УФ лучей. В чистом виде- желтые, кристаллические вещества, растворяются в воде, спирте. У них удивительные способности: убивают бактерии, обладают желчегонным действием, и, главное, удаляют из организма человека(!) радиоактивные вещества и могут применяться для лечения лучевой болезни. По химическому составу относятся к гликозидам /сложные органические вещества, молекулы которых состоят из углевода и неуглеводного компонента-агликона/.
6. Как человек использует танниды растений? /Танниды или таннины от франц. tanner- дубить кожу/-фенольные неядовитые соединения с вяжущими свойствами. Эти вещества применяются внутрь как противовоспалительное, противопоносное, наружно- как вяжущее и бактерицидное средство. Их используют при воспалениях в полости рта и глотке, ожогах и кровотечениях, отравлениях тяжелыми металлами и алкалоидами/.
7.Почему шиповник называют Королем Витаминов?/ Шиповник содержит самое большое количество витамина С- 1500мг на 100гсух. массы плодов/.
8.Перечислите растения- красители нашего края. /ива, ольха, береза, шикша, брусника, толокнянка, шиповник/.
9.О каком растении сказано у Крашенинникова С.П. в «Описаниях земли Камчатки»: «Главнейшая в экономии их вещь ......., для того что родится там ни пеньки, ни поскони, а без сетей для ловления рыбы, которая вместо хлеба употребляется, пробыть можно. Они рвут ее осенью в сентябре или августе, и связав пучками сушат под своими балаганами. Потом как рыбная ловля отойдет, и ягодами и кореньями запасутся довольно, то за ......... принимаются. Разрезают ее надвое, кожу обдирают зубами весьма искусно, и разбив палками на жилочки вытрясают кострику; после того сучат на ладони и мотают на мотовила. Несученые нитки употребляют на шитье, а сученые на рыбные сети»? /крапива двудомная/.
10. Перечислить химические элементы, входящие в состав папоротника. /калий, магний, кремний, фосфор, натрий, алюминий, цинк, свинец, никель, хром, молибден, вольфрам, ванадий, марганец, железо, кобальт, медь/.
11.Почему морские водоросли (к примеру широко распространенная в наших северных морях морская капуста /ламинария/) обладают удивительными питательными и лечебными свойствами? /Водоросли содержат до 50% белков, тогда как в говядине их 21%, в свинине-18%. В водорослях больше содержится белков, жиров, углеводов, чем во многих злаках и овощах. Так, содержание белка в бурых и красных водорослях составляет в среднем 20%, а в зеленых-45%, против 9%- в гречихе и 14%- в пшенице. В свежих водорослях имеются почти все витамины, а по количеству некоторых важных витаминов водоросли даже намного «обогнали» многие овощи и фрукты. Так, витамина В2 в морской капусте в 200 раз больше, чем в картофеле, и в 40 раз больше, чем в моркови. По содержанию витамина С многие водоросли даже богаче яблок. Кроме того, водоросли содержат большое количество необходимых для организма человека минеральных элементов таких как - йод, азот, бор, марганец, медь, цинк, железо, фосфор, калий. Имеется в них, хотя и в незначительных количествах, мышьяк, применяемый в медицине для усиления обмена веществ. Морские растения богаты растительными жирами, количество которых меняется от 1/5 до1/4 от общей массы. Поэтому водоросли обладают высокими питательными и лечебными свойствами/.
12.Объясните химизм выделения водорослями извести в морской воде, напишите уравнения реакции./Выделение водорослями извести в происходит в силу того, что они используют гидрокарбонат кальция в качестве источника оксида углерода: Ca(HCO3)2 = CO2 + H2O + CaCO3 /.
13.Какие химические элементы можно получить из водорослей? /Йод, бром, кобальт, стронций, никель/.
14. В каких странах мира получают минеральные вещества из водорослей промышленным способом? /Заводы по промышленной переработке водорослей для получения йода, брома есть в России, в Японии, в США. К примеру, чтобы получить 1 кг йода, надо переработать 200кг водорослей/.
15.Что общего между глицерином и маннитом? /И тот, и другой -многоатомные спирты: глицерин- трехатомный, маннит- шестиатомный/.
16.Что представляет собой маннит и его роль в народном хозяйстве. Маннит -шестиатомный алифатический спирт /НОСН2(СНОН)4 СН2ОН/ представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, название свое получил оттого, что содержится в манне /несколько видов лишайников семейства леканоровых, переносятся ветром на большие расстояния /отсюда, возможно, легенда о Манне «падающей с неба»/. Маннит является хорошей питательной средой для многих микроорганизмов, выращиваемых в различных лабораториях. Так как маннит способствует рассасыванию тромбов, является сильным диуретическим средством /выводящим жидкость из организма/, его применяют при заболеваниях почек, при отеке мозга. В текстильной промышленности маннит применяется в качестве хорошего сгустителя некоторых красок. В качестве индикатора загрязненности сточных вод маннит используется на очистительных сооружениях многих фабрик и заводов.
17. Важнейшим продуктом переработки морских водорослей является альгиновая кислота. Расскажите об использование альгиновой кислоты человеком. /Трудно назвать отрасль промышленности, где бы не использовалась альгиноваая кислота и ее соли. Альгиновая кислота- смесь полисахаридов (D-маннозы и L-гулозы, в каждом мономерном звене которых имеется карбоксильная группа), при растворении в воде обладает вязкостью, клеющей, эмульгирующей способностью. Экстракт альгиновой кислоты представляет собой прекрасное средство для закалки высококачественных сортов стали. Добавление его в цемент, бетон, асфальт делает продукцию прочной и водонепроницаемой. Из соединений альгиновой кислоты делают различные краски и лаки, клей. Альгиновая кислота пользуется большим спросом на мировом рынке, однако в России, где водорослевые запасы практически неисчерпаемы, не используются экспортные возможности/.
18. Почему ценят альгинат натрия медики, печатники, бумажных дел мастера? /Альгинат натрия придает водонепроницаемые свойства различным тканям, бумаге, картону и используется для изготовления специальных и высококачественных сортов бумаги и картона; в производстве облицовочных материалов; для сгущения красок при печатании рисунка на тканях. Это соединение используется также для снижения жесткости воды. Обладая кровоостанавливающими свойствами, альгинат нартия входит в состав различных кровоостанавливающих средств/ порошков, таблеток, тампонов/, перевязочный материал альгипор, изготовленный на его основе, - стимулятор заживления ран и ожогов. ГРАМ-хирургические нити /гемостатический рассасывающийся альгинатный материал/ тоже изготовлены на основе альгината нария/.
19. Физиологическая роль альгината кальция? /Альгинат кальция обладает важным в современный радиоактивный век свойством: выводит из организма радиоактивный стронций/.
20. Что представляет собой и какое значение имеет агар-агар в жизни человека? /Агар-агар /или агар/ -смесь полисахаридов на основе D-галактозы, в большей степени, чем маннит, его используют для получения различных бактерий и микроорганизмов во многих микробиологических лабораториях. Агар называют растительным желатином, желеобразующие свойства у него в 13 раз выше, чем у желатина, поэтому он широко применяется в пищевой промышленности. Большую пользу приносит применение агара в кожевенной, текстильной, бумажной промышленности- кожа, ткань, бумага, обработанные агаром, делаются более прочными и приобретают приятный блеск. Агар используется для удаления накипи в котлах, как антикоррозийное средство в металлургии /коррозия некоторых металлов при применении агара уменьшается на 95%/.
21. Почему морские водоросли имеют большое значение в качестве лечебных, диетических и профилактических продуктов? /В морских водорослях доказано наличие витаминов А, В1,В2, С, D. Отсутствие в пище витамина А вызывает задержку роста, болезнь глаз (ксерофтальмию) и общее понижение сопротивляемости к инфекционным болезням. Отсутствие витамина В1 вызывает у человека болезнь бери-бери (главные симптомы болезни: отсутствие аппетита, онемение ног, падение веса, затем наступают паралич и атрофия мышц ног, нарушение деятельности сердца, затрудненное дыхание и др. симптомы). Витамин В2 является фактором роста и его отсутствие в пище останавливает рост животных и человека. Витамин С -один из наиболее известных антицинготных. Витамин D - антирахитный. Таким образом, морские водоросли имеют большое значение в качестве лечебных, диетических и профилактических продуктов, благодаря богатству витаминами/.
22. Какие аминокислоты входят в состав черемши? /Аминокислотный состав белков черемши: лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, треонин, серин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, аланин, валин, изолейцин, тирозин, фенилаланин, триптофан, метионин, т.е. в белках черемши есть все незаменимые аминокислоты!/
23. В народе часто крапиву называют «жгучкой», «жигалкой», «стреканкой». Почему? /Крапива содержит муравьиную кислоту. Муравьиная(метановая) кислота - бесцветная жидкость, резко пахнущая, самая сильная из органических кислот, вызывает сильные ожоги на коже. Муравьиная кислота обладает бактерицидными свойствами, ее издавна применяли для лечения радикулитов, ревматизма, при этом источником лекарства служили сами муравьи/.
24. «Жители красят ею в вишневую краску всякие полинялые материи; а обманщики вареною ........с квасцами и с рыбьим жиром подчернивают морских бобров и плохих соболей весьма изрядно и наводят на них такой лоск, что можно скоро глазами заиграться, и причиною быть несколька рублей убытка». О плодах какой ягоды здесь идет речь? /о шикше/.
25. «...лучший запас тамошних жителей, орехи с сланца, которого по горам, так и по тундрам великое довольство... Вящая в стланце доброта, что им пользуются от цынготной болезни с желанным успехом, в чем вся морская экспедиция свидетель: ибо при оной служители никаких почти других лекарств для излечения объявленной болезни не принимали, кроме стланцевого дерева, из которого и квасы делали, и теплой вместо чаю пили, и нарочитые приказы отдаваны были, чтоб превеликой котел с варенным кедровником не сходил с огня.»,- свидетельствует Витус Беринг. В чем заключается «вящая доброта» кедрового стланика? /Хвоя содержит аскорбиновую кислоту, каротин, витамины К, В2, помимо этого: фитонциды, эфирные масла, смолы, дубильные вещества. О целебных свойствах хвои хорошо знали русские мореплаватели и землепроходцы/.
По свидетельству С.П. Крашенниникова, на отекшие ноги, распухшие руки камчадалы прикладывали листья березы, толченую березовую кору использовали как присыпки на раны. Объясните действия наших предков с позиций химии. /Лист березы, кора содержит биологически активные вещества, обладающие бактерицидными, обезболивающими, общеукрепляющими действиями:
27. Какие вещества попадают в организм человека при употреблении березового сока? Березовый сок имеет в своем сотаве:
Фруктозу, сахарозу, яблочную кислоту К, Na, Ca, Mg, Al, Mn,Fe,Si,Ti,Cu,Sr,Ba,Ni,Zn,P.
Что представляет собой бетулин и для чего он используется? /Кора березы содержит белое кристаллическое вещество бетулин- двухатомный спирт. При температуре 2510 плавится. При термическом разложении бетулина образуется деготь -вязкая жидкость черного цвета, с резким запахом/.
Роль дегтя в жизни северян. /Деготь обладает антисептическим действием, северянами применялся исстари как средство от гнуса, в современной медицине используется для получения мыла, антисептических мазей (Вишневского, Конькова, Вилькинсона), применяющихся при лечении гнойных ран, чешуйчатого лишая, чесотки. Обладает дубильными свойствами, поэтому применяется в кожевенной промышленности для пропитки кожи, придания ей непромокаемости/.
30. Плоды жимолости содержат сахара, пектины, дубильные вещества, каротин, витамины группы В, до 150мг витамина С. Минеральный состав так же разнообразен: Mg,Na,P,Ca,Fe,K,Mn,Cu,Si,Al,Sr,Ba,I.
31. Перечислите химические элементы, которые входят в состав большинства северных ягод (княженики, жимолости, клюквы, морошки, рябины, голубики, шикши). / Mg,Na,Ca,Fe,K,Mn,Cu,,Al,Sr/.
Какие краски можно получить из северных растений-красителей? /желтую, оранжевую из плодов шиповника, зеленую из листьев березы и корней пижмы, вишневую из ягод шикши, отттенки коричневой из коры ивы, красную из ягод брусники, буро-красную из плодов черемухи, темно- зеленую из коры черемухи и т.д./.
Перечислить северные дикорастущие растения- дубители. /Ива сахалинская Salix sachalinensis, толокнянка альпийская Arctous alpina/.
Какие растения относятся к растениям- консервантам? /Черемша Allium ursinum viktorialis L., княженика арктическая Rubus arcticus L./
Применение ядовитых растений аборигенами. К ядовитым растениям издавна используемыми аборигенами относятся аконит аянский Aconitum ajanense Steinb., лютик снежный Ranunculus nivalis. «Корень лютика травы употребляют они к порче своих неприятелей и к умерщвлению. Лютиком намазывают и стрелы как совершенным ядом», рассказывает С.П. Крашенинников/.
«Корень у него толст, долог, разделен на многие части, снаружи желтоват, а внутри бел, вкусом горек и прян как перец». О каком растении, используемом не только как пряность, идет речь? /Борщевик, сладкая трава, пучка, пучка горячая/.
Какие вещества относятся к экстрактивным? /Экстрактивные вещества- это веществ, которые извлекают из сырья органическими растворителями или водой без каких -либо химических превращений/.
Что представляют собой протравы и в чем заключается их действие? /Протравы - вспомогательные вещества при крашении, содержащие ионы металлов/Fe3+ , Cr3+, Al3+ /.В качестве протрав, например, применяются природные квасцы- минералы класса сульфатов, алюмокалиевые- K2 SO4 Al 2(SO4 )3 24H2 O, хромокалиевые квасцы- K2 SO4 Cr2 (SO4)3 24H2 O или железный купорос- Fe SO4 7 H2 O. Действие протрав заключается в том, что они образуют с красящими веществами нерастворимое цветное соединение, которое плотно закрепляется на волокне и дает ему соответствующий цвет. При этом различные протравы с одним и тем же красящим веществом дают соединения разного цвета/.
Как доказать, плоды шиповника, шикши, княженики или жимолости содержат глюкозу и фруктозу? /Ягодный сок смешать с растворами медного купороса и едкого натра (щелочь должна быть в избытке). Полученную смесь осторожно нагреть над пламенем спиртовки до образования желтого осадка, переходящего в красный, что характерно при взаимодействии вещества с альдегидосодержащей группой с щелочным раствором медного купороса/.
Каротины- природные пигменты желтого или оранжевого цвета, по химической природе- изопреноиды, ненасыщенные углеводороды. В организме человека из каротинов образуется витамин А/ретинол/, необходимый для нормального обмена веществ. При недостатке ретинола развиваются куриная слепота и ксерфтальмия / от греч. xeros- сухой, ophthalmos- глаз/ - сухость слизистой оболочки и роговицы глаза. Известно, что каротин имеется в составе морских водорослей. Как опытным путем определить наличие каротина в ламинарии? /Чтобы определить каротин в водоросли ламинарии, надо предварительно залить свежеизмельченную морскую капусту спиртом , плотно закрыть сосуд и оставить на сутки /приготовить спиртовую вытяжку/. Опустить полоску фильтровальной бумаги в спиртовую вытяжку. На бумаге появится желтая полоска- наличие каротина/.
Химические элементы не распределяются равномерно в растительном и животном мире. Даже в человеческом организме химические элементы предпочитают одни части тела другим. Так, например, калий и медь концентрируются в сердце, олово- в языке, цинк- в зубах и половых железах, мышьяк -в волосах и ногтях. А как узнать, где залегают в земле различные элементы? /Существуют растения-рудознатцы, они указывают на наличие того или иного элемента. К примеру, жимолость указывает на содержание в почве месторождений серебра и золота, карликовая береза - лантана, полынь- свинца, сурьмы и мышьяка/.
В каких северных дикоросах можно обнаружить муравьиную, уксусную, яблочную, лимонную, аскорбиновую кислоту? /Папоротник, крапива, черемша, толокнянка, борщевик, шикша, жимолость, княженика, морошка/.
/Участники состязания имеют свой номер. Судейская коллегия объявляет Победителя, участников марафона, занявших призовые места/.
«Фемида» подводит итоги игры, проводит награждение Победителя, участников, занявших второе, третье места. Поощрительные призы всем участникам состязания. По окончанию состязания - концерт в честь Победителя /песни, танцы, реклама, частушки с химико-этническим содержанием/.
