МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области

 «Балашовский техникум механизации сельского хозяйства»

Методическая разработка бинарного занятия

по дисциплинам «Биология» и «Химия» на тему:

«Биологическое значение пищи и ее химический состав»

                                                  Подготовили:  Курсакова С.Н.

                                                                            Гречишкина И.Н.

Балашов 2014 г.

Содержание

1.Предисловие        

2.Основная часть        

3.Заключение        

4.Литература:        

1.Предисловие

Обмен веществ – это основа жизнедеятельности клетки. Знания процессов обмена веществ в клетке позволяют понять, как происходит круговорот веществ в природе, каким образом накапливается растительная биомасса, которая является основой питания для гетеротрофных организмов, решать проблемы связанные с обеспечением продуктами питания большей части населения планеты.

Все живые организмы представляют собой открытые системы, способные активно организовать поступления энергии и вещества извне.

Энергия необходима для осуществления жизненно важных процессов, но прежде всего для химического синтеза вещества, используемых для построения и восстановления структур клетки и организма.

Сегодня на уроке мы рассмотрим процессы обмена веществ, вещества входящие в состав пищевых продуктов, а также строение пищеварительной системы.

2.Основная часть

Учебно-методическая карта занятия

Тема занятия: «Биологическое значение пищи и ее химический состав»

Вид занятия: бинарный урок.

Цели занятия:

дидактическая: показать связь калорийности продуктов с расходом внутренней энергии, значение пищеварения, пластическую и энергетическую функцию пищи, углубить знания о жирах, белках и углеводах, дать представление  о  пищеварительной системе человека. 

развивающая: Развить  представление о необходимости разнообразного питания как обязательного условия сохранения здоровья.

воспитательная: способствовать воспитанию убеждения, что только сам человек определяет свой здоровый образ жизни, повысить интерес к изучению дисциплин «Биология» и «Химия»

методическая: показать методику проведения интегрированного занятия.

Методы обучения: объяснение, самостоятельная работа, работа с опорными конспектами, тестирование.

Оснащение занятия: таблица «Строение пищеварительной системы человека», карточки на каждый стол (дубликаты таблицы), упаковки от различных пищевых продуктов, образцы меню для каждого ученика, электронные презентация: «Биологическое значение пищи и ее химический состав », плакат «Преобразование энергии АТФ», плакат «Строение молекулы белка», слайды, набор реактивов,

 компьютер и видеопроектор , видеофильм  «Пластический и энергетический обмен».

Междисциплинарные  связи: анатомия, валеология,

Литература: 

1. Захаров В.Б.. Общая биология – М.: Дрофа-2008

2.  Ридигер О.Н. Биология – М.:АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2006.

3 Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Химия - М.: ОИЦ «Академия»,2008.

Ход занятия

I.Организационный момент (приветствие, отметка отсутствующих, проверка готовности студентов к занятию)

II. Выявление степени готовности студентов к занятию.

III. Мотивация познавательной деятельности студентов

IV. Запись темы и плана занятия

План

1) Обмен веществ и энергии в клетке

2) Химический состав пищи

3) Органы пищеварительной системы

 V. Объяснение нового материала (метод: объяснительно-иллюстративный)

 VI. Закрепление изученного материала.

I.Организационный момент (приветствие, отметка отсутствующих, проверка готовности студентов к занятию)

II.Выявление степени готовности студентов к занятию.

Метод –фронтальный опрос.

III.Мотивация познавательной деятельности.

Сегодня мы проводим необычное занятие, которое называется интегрированным. Все дисциплины имеют связь между собой, и многие темы взаимно дополняют друг друга.

Тема сегодняшнего занятия «Биологическое значение пищи и ее химический состав». Эпиграфом нашего занятии

 IV.Запись темы и плана занятия

План

1).Обмен веществ и энергии в клетке

 2).Химический состав пищи

3). Органы пищеварительной системы

   V.Объяснение нового материала (метод: объяснительно-иллюстративный)

Вопрос №1 «Обмен веществ и превращение энергии в клетке»

На предыдущих занятиях мы рассмотрели структуру клетки, познакомились с функциями органоидов клетки, отмечали, что в клетке находятся как органические, так и неорганические соединения.

Сегодня мы изучим, каким образом происходит обмен веществ в клетке, изучим свойства органических веществ, рассмотрим, как работает пищеварительная система.

Обмен веществ – это основа жизнедеятельности клетки. Знания процессов обмена веществ в клетке позволяют понять, как происходит круговорот веществ в природе, каким образом накапливается растительная биомасса, которая является основой питания для гетеротрофных организмов, решать проблемы связанные с обеспечением продуктами питания большей части населения планеты.

Все живые организмы представляют собой открытые системы, способные активно организовать поступления энергии и вещества извне.

Энергия необходима для осуществления жизненно важных процессов, но прежде всего для химического синтеза вещества, используемых для построения и восстановления структур клетки и организма. В организме человека питательные вещества подвергаются сложным изменениям, в результате которых превращаются в вещества самого организма, его клеток и тканей, т.е. усваиваются. Реакции синтеза осуществляющиеся с потреблением энергии, составляют основу пластического обмена или ассимиляции.

Одновременно с созданием клеток и тканей в организме постоянно происходит частичное и разрушение. Реакции расщепления сопровождающаяся высвобождением энергии составляют  основу энергетического обмена или диссимиляции. 

 Оба процесса находятся в тесной взаимосвязи и называются обменом веществ.

Мы с вами познакомились с двумя видами обмена веществ.

Существуют различные формы пластического обмена: биосинтез белков, хемосинтез, фотосинтез. Энергетический этап проходит в три этапа. Конечным результатом является окисления органических веществ. При окислении глюкозы выделяется большое количество энергии.

Часть энергии освобождаемой из питательных веществ рассеивается в форме теплоты, а часть аккумулируется в богатых энергиях молекулах АТФ.(плакат «Преобразование энергии АТФ»).

АТФ состоит из азотистого основания аденина, углерода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. Именно АТФ обеспечивает энергией все виды клеточных функции: биосинтез, механическую работу. АТФ обновляется чрезвычайно быстро, у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее одной минуты.

А теперь рассмотрим, как преобразуется энергия пищевых продуктов в организме человека.

Если у растений источником энергии является солнечный свет, то единственным источником энергии для организма является пища.

Процесс потребления энергии и вещества называется питанием.

Энергия поставляемую организмом с продуктами питания принято выражать в килокалориях.

Количество энергии, выделяемой при усвоение организмом того или иного пищевого продукта называется калорийностью этого продукта. Калорийность измеряется в калориях

Перед вами образцы упаковок продуктов питания. На каждом мы видем, проставлены калорийность данного продукта.

Человек активно расходует энергию в процессе жизнедеятельности. Эту энергию мы восполняем с пищей. Продукты питания содержат органические вещества: жиры, белки, углеводы. При расщепление этих веществ выделяется большое количество энергии.

Для организма важно, какие группы веществ обеспечивают калорийность питания. Для нормальной жизнедеятельности человека необходимо определенной соотношение органических и неорганических веществ. О строение этих веществ расскажет преподаватель химии.

Вопрос №2 «Белки, жиры и углеводы, как основа пищи».

Единственным источником энергии для человека является пища.

Пища – совокупность неорганических и органических веществ, получаемых организмом человека из окружающей среды и используемых для питания.

Пищевые продукты содержат около 600 различных химических веществ – эти вещества называются пищевыми. Они подразделяются на неорганические (минеральные вещества и вода) и органические (белки, жиры и углеводы).

Соотношение этих веществ разнообразно. Ткани тела человека массой 70кг состоят: 40-45 кг воды,16-17кг белка, 7-10кг жира, 2-3кг минеральных солей, 0,5-0,8кг углеводов.

Сегодня мы более подробнее остановимся на органических веществах входящих в состав пищи и их значении для организма человека.

        Жиры – вещество животного или растительного происхождения, жирно на ощупь, не растворяется в воде, благодаря своей низкой плотности плавает на ее поверхности и легче воды.

      Если это твердое вещество, то оно называется жиром, если жидкость – маслом.

      Жиры – это сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Некоторые жиры содержат только 3 или 4 различных кислот другие больше до 40. Например, сливочное масло содержит 14 кислот, в число которых входит и масляная. Эти жирные кислоты могут иметь от 4 до 24 атомов углерода и их называют высшими.

Различают:

1) Животные жиры. К этой категории относится жир теплокровных животных: говяжий, бараний, свиной, куриный, сливочное масло. Они твердые, так как образованы твердыми насыщенными кислотами: стеариновая и пальмитиновая. Но встречаются и жидкие – рыбий жир.

2) Растительные масла. Примеры: подсолнечное, соевое, оливковое, горчичное, льняное, и др. Растительные масла представляют собой жидкости, так как в их состав входит большое количество жидких ненасыщенных кислот (олеиновая, линолевая). Правда, в некоторых растениях содержатся твердые жиры, например, в плодах пальм – кокосовое масло.

Химические свойства:

1) Важное химическое свойство всех жиров – гидролиз (реакция с водой). Под действием ферментов и щелочной среды жиры расщепляются на глицерин и жирные кислоты, из которых образуется жир свойственный нашему организму.

2) Гидрирование – эта реакция с водородом, в результате этой реакции из растительных масел был получен маргарин – заменитель сливочного масла.

3) Качественная реакция – совокупность физико-химических методов применяемых для обнаружения вещества (проведение опыта.)

Выступление 1 студента: Применение жиров.

Жиры широко используются для приготовления пищи: для варки, поджаривания, печения и приготовления бутербродов. Жиры и масла можно нагревать до температуры 200 или 300 град. Когда какой-нибудь продукт жарят, то его поверхность от высокой температуры спекается и все соки остаются внутри. Кроме того, жир придает пище своеобразный вкус и обогащает ее калориями. Жир самый калорийный продукт так 1 гр. жира дает 9 ккал.

Без него наш организм не может нормально функционировать ведь в нем содержатся такие биологически активные вещества как стерины (холестерин), витамины А, Д, Е, фосфатиды. Жиры нужны для правильного обмена веществ. Они стимулируют развитие растущего организма, благоприятно влияют на деятельность нервной системы, печени, стимулируют кроветворение, повышают сопротивляемость организма к токсичным веществам.

        Недостаток жиров может вызвать сбой обмена веществ, в том числе холестерина, ощущение усталости и в снижении сопротивляемости инфекциям. Обязательно каждый день надо есть 15–20 гр. растительного масла, а животного жира достаточно 60-80 гр.. Установлено, если мы продолжительное время будем, есть жира больше положенной нормы, его избыток станет накапливаться в депо – жировой ткани. В результате разовьется ожирение.

       Углеводы широко распространены в природе и играют большую роль в биологических процессах живых организмов и человека. Углеводы – это органические вещества состоящие из углерода и воды.

Рассмотрим классификацию углеводов:

1) Моносахариды – простые сахара не подвергающие гидролизу. К ним относится глюкоза и фруктоза. Глюкоза имеет слабо сладкий вкус, а фруктоза самая сладкая из всех сахаров. Они содержатся в спелых фруктах, ягодах и овощах. Особенно много глюкозы в соке винограда, поэтому ее называют еще виноградным сахаром. Мед в основном состоит из смеси глюкозы и фруктозы, вот почему он очень сладкий.

Химические свойства:

1. Для глюкозы характерны реакции брожения (это превращение одних органических веществ в другие под действием ферментов вырабатываемых микроорганизмами).

а) Молочнокислое брожение ( под действием молочнокислых бактерий) реакция имеет место в процессе квашения капусты, в производстве молочно– кислых продуктов кефира и творога.

            б) Спиртовое брожение – ( под действием ферментов дрожжей) эту реакцию широко применяют для производства вина, спирта и в хлебопечении.

2. Качественная реакция на глюкозу (проведение опыта)

2) Дисахариды – это вещества состоящие из двух остатков, к ним относятся: сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) и лактоза (молочный сахар). Сахар сладкое вещество, содержится во фруктах, овощах, но больше в сахарной свекле и тростнике – 20%, а так же в бахчевых – арбуз, дыня. К дисахаридам относится и сахарин, он в 500 раз слаще сахарозы, его получают из каменного угля.

       Лактоза – единственный углевод животного происхождения находится в молоке животных – 4% и, несмотря на это молоко, не отличается особой сладостью, так как она менее сладкая, чем глюкоза.

      3) Полисахариды – сложные углеводы молекулы которых построены из большого числа остатков моносахаридов (крахмал и целлюлоза), состоящие из остатков глюкозы. Много крахмала в семенах, например кукурузных початках, зернах пшеницы и риса – 70-80%, а так же в клубнях картофеля – 20%.

          Крахмал – белый порошок нерастворимый в холодной воде, а в горячей воде он набухает. В пищевом тракте под действием ферментов крахмал расщепляется до глюкозы. Близок к  крахмалу гликоген – животный крахмал, откладывается в печени человека и животного. Он играет роль запасного питательного вещества. При расщепление гликогена происходит выделение энергии (проведение опыта).

Выступление 3 студента

Целлюлоза – тоже растительный полисахарид, образованный глюкозой. Ее еще называют клетчаткой. Она содержится в овощах, фруктах, злаках. Это волокнистое вещество нерастворимое в воде.

    У целлюлозы есть один недостаток – она непитательна. Конечно, мы ее едим, потому что она содержится в растениях. Но она не переваривается желудочно-кишечным трактом. Так как нет ферментов, которые расщепляют ее. А зачем тогда она нам нужна? Оказывается она необходима! Одно из самых замечательных свойств пищевых волокон – их способность удерживать воду, например, сырые морковь, яблоко, капуста в желудке и кишечнике разбухают вдвое и создают иллюзию сытости. Еще один плюс пищевых волокон – они поглощают холестерин и желчные кислоты, что тормозит камнеобразование. Поэтому ешьте побольше капусты, моркови, свеклы постарайтесь есть яблоки, смородину, малину. Из крупяных – пшено, перловка, овес и из бобовых – горох, фасоль, а так же дары леса – грибы, орехи. Итак, самые полезные углеводы те, которые содержатся в овощах, крупах и фруктах. Дело в том, что углеводы там находятся вместе с жизненно необходимыми организму веществами (пектины, органические кислоты, витамины и минеральные соли). А вот от быстрого всасывания и усвоения их предохраняют пищевые волокна, способствующие нормальной работе желудка и кишечника и выводящие вредные вещества.

         Углеводы являются основным источником энергии необходимой для работы мышц. Основное количество углеводов поступает в наш организм в виде крахмала. Пища человека должна содержать 400-500 граммов углеводов.

Белки это природные полимеры образованные аминокислотами (их 20 видов), являются чрезвычайно важной и обязательной составной частью пищи. Они содержатся и в клеточном соке растений и мускулах животных, и в их нервных волокнах и в клетках мозга. Белки представляют собой сложнейшие химические соединения. Молекулярная масса белков очень большая (35– 150 тысяч). В состав белков входит углерод, водород, кислород и азот.

По происхождению белки подразделяют на:

1) Животные – им богаты мясо, рыба, птица (20%), яйца, молоко и молочные продукты – сыр, творог (15-20%).

2) Растительные – они содержатся в зерновых: рис, пшеница, овес, рожь, гречиха, пшено, кукуруза (10%); в бобовых: фасоль, соя, горох, орехи – более 15%.

Физические свойства белков:

Есть твердые – это белки костей и хрящей и жидкие – яичный белок.

Одни хорошо растворимые в воде образуя коллоидные растворы (желатин, белок молока), а другие нерастворимые (белки сухожилий, хрящей, мышечные волокна, клейковина злаков).

Чтобы понять химические свойства белков необходимо остановится на строении белка.

Существует 3 структуры белка:

1) Первичная структура – линейная. (Последовательное соединение остатков полипептидной цепи).

2) Вторичная структура – спиралевидная

3) Третичная структура – “клубочковидная”. Она характерна для большинства пищевых белков, которые входят в состав молока, мяса и злаков.

Свойства белков:

1) Гидролиз белков – основа процесса пищеварения, в желудке под действием ферментов и соляной кислоты белки распадаются на аминокислоты.     2) Денатурация  при нагревании происходит свертывание белков, происходит разрушение вторичной и третичной структуры, а первичная сохраняется. Например, варка яиц, мяса, створаживание молока.

3) Качественная реакция. (проведение опыта)

Выступление студента №4  Роль белков.

 Организм нуждается в них для построения своих белков и сам не может их синтезировать. По составу близки к идеальному животные белки: мясо, молоко.

Если человек не получает достаточного количества белков, то его физическая и умственная работоспособность снижается, увеличивается потребность во сне, ускоряется старение, страдает иммунная система.

Организму нужны высокобелковые продукты (Мясо, рыба, птица, творог). Такой белок является более ценным, чем растительный. Он важен для мышечной активности. Сведенья о том, что растительный белок заменяет животный давно уже устарели более того ученые доказали, что растительные белки усваиваются только в присутствии животных.

Многих интересует, а нельзя ли жить без мяса? Так включая яйца, молоко, творог и другие белковые продукты в рацион, человек не будет испытывать дефицит белка. Если вы съедаете ежедневно 100 гр. мяса или рыбы, 50 гр. сыра или 1-2 яйца то ваш организм получает достаточную порцию белка. Лучше во время обеда съедать мясное блюдо, а на завтрак или ужин рыбу или творог и стакан молока.

 Суточная норма потребления белка зависит от физической нагрузке и возраста человека. Чем выше затраты энергетические, тем больше требуется белка. Причем с возрастом потребность белка снижается. При окисленин 1г белка выделяется 4 ккал.

Если жиры и углеводы взаимопревращаемы и могут накапливаться в организме, то белок не может быть заменен другими пищевыми веществами и не накапливается, а их избыток организм “сжигает”. То есть белок незаменим!

 Вопрос №3 «Пищеварительная система»

В пищеварительную систему входят полость рта, глотка, пищевод, желудок, тонкая и толстая кишки, печень, поджелудочная железа. Органы, составляющие пищеварительную систему, располагаются в области головы, шеи, грудной клетки, брюшной полости и таза.

Основная функция пищеварительной системы заключается в приеме пищи, механической и химической ее обработке, усвоении пищевых веществ и выделении непереваренных остатков

Процесс пищеварения — начальный этап обмена веществ. С пищей человек получает энергию и необходимые для своей жизнедеятельности вещества. Однако поступающие с пищей белки, жиры и углеводы не могут быть усвоены без предварительной обработки. Необходимо, чтобы крупные сложные нерастворимые в воде молекулярные соединения превратились в более мелкие, растворимые в воде и лишенные своей специфичности. Этот процесс происходит в пищеварительном тракте и называется пищеварением, а образованные при этом продукты — продуктами переваривания.

Полость рта является началом пищеварительной системы. При помощи зубов пища измельчается, пережевывается, при помощи языка размягчается, смешивается со слюной, которая поступает в полость рта из слюнных желез, а затем поступает в глотку.

К железам рта относятся большие и малые слюнные железы, протоки которых открываются в полость рта. Малые слюнные железы находятся в толще слизистой оболочки или в подслизистой основе, выстилающей полость рта. В зависимости от расположения различают губные, молярные, нёбные и язычные железы. Большие слюнные железы — это парные железы, расположенные за пределами полости рта. К ним относятся околоушная, поднижнечелюстная и подъязычная железы.

Глотка — непарный орган, расположена в области головы и шеи, является частью пищеварительной и дыхательной систем, представляет собой воронкообразную трубку длиной 12—15 см, подвешенную к основанию черепа.

Пищевод — это цилиндрическая трубка длиной 25—30 см, которая соединяет глотку с желудком.

Желудок представляет собой расширенную часть пищеварительного тракта, которая служит вместилищем для пищи и находится между пищеводом и двенадцатиперстной кишкой. Размеры желудка сильно варьируют в зависимости от телосложения и степени наполненности органа. При среднем наполнении желудок имеет длину 24-26 см, а натощак - 18-20 см. Вместимость желудка взрослого человека в среднем 3 л (1,5 - 4 л). В состав стенки желудка входит слизистая оболочка, подслизистая основа и серозная оболочки.

Тонкая кишка  — самая длинная часть пищеварительного тракта. Здесь происходит дальнейшее переваривание пищи, расщепление всех пищевых веществ под воздействием кишечного сока, сока поджелудочной железы, желчи печени и всасывание продуктов в кровеносные и лимфатические сосуды.

Длина тонкой кишки у человека колеблется от 2,2 до 4,5 м. У мужчин она несколько длиннее, чем у женщин. Тонкая кишка имеет форму трубки, которая в поперечнике составляет около 47 мм, а в конце — около 27 мм.

Толстая кишка является продолжением тонкого кишечника и конечным отделом пищеварительного тракта. В ней завершается переваривание пищи, формируются и выводятся наружу через анальное отверстие каловые массы.

Расположена толстая кишка в брюшной полости и в полости малого таза; длина ее колеблется от 1 до 1,7 м; диаметр — до 4—8 см.

Печень — самая крупная железа тела человека. Масса ее составляет около 1500 г. Она выполняет несколько главных функций: пищеварительную, образует белок, обезвреживающую, кроветворную, осуществляет обмен веществ .

Желчный пузырь является вместилищем, в котором происходит накопление желчи. Он расположен в передней правой части печени, имеет грушевидную форму, вмещает около 40—60 мл желчи.

Поджелудочная железа является смешанной пищеварительной железой. У взрослого человека длина ее составляет 14—18 см, ширина 3—9 см, толщина 2—3 см, масса 70—80 г. Она вырабатывает поджелудочный сок, под действием которого происходит расщепление кишечного содержимого, и гормон инсулин, необходимый для расщепления глюкозы.

Для нормальной работы пищеварительной системы важно соблюдать режим питания.

Вопрос:Сколько раз лучше принимать пищу? Ответ: 4 раза.

При этом завтрак – 25%

 Обед – 40%

 Полдник – 15%

Ужин – 20 %

Ужинать надо не позднее чем за 2 часа до сна. Длительные промежутки между едой приводят к заболеванию желудка. Перед едой необходимо тщательно мыть руки с мылом, есть нужно аккуратно, тщательно пережёвывать пищу.

Задание: Напишите на указателях название органов пищеварительной системы,

Подчеркните одной чертой органы относящиеся к пищеварительному тракту, а двумя чертами пищеварительные железы.

VI. Закрепление.

Какие органы включает в себя пищеварительная система? Проверьте правильность выполнения работы. На доске написана таблица. Пищеварительный тракт        Пищеварительные железы. (Ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник        слюнные железы, поджелудочная, печень.)

Итак, мы познакомились сегодня с пищеварительной системой, пищевыми продуктами и питательными веществами.

1.Назовите, в чём заключается значение пищеварения?

 2.Назовите важнейшие питательные вещества и основные пищевые продукты, употребляемые в пищу.

 3.Каковы функции питательных веществ?

 4. Пользуясь рисунками, перечислите органы функциональной пищеварительной системы.

 5. Почему правильное питание является залогом здоровья?

3.Заключение

На основе полученных  знаний мы можем сказать, что все вещества необходимые для выполнения физической и умственной работы, поддержания температуры тела, а также для роста и восстановления разрушающихся тканей и других функций, организм получает в виде пищи и воды. О пище, как источнике жизнедеятельности человека, лучше знать подробно, чтобы каждый мог грамотно выбирать то, что необходимо.

Правильное составление индивидуального рациона питания возможно лишь при знании химического состава пищевых продуктов, которые подразделяются на две группы: органические и неорганические.

4.Литература:

1. Захаров В.Б.. Общая биология – М.: Дрофа-2008

2.  Ридигер О.Н. Биология – М.:АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2006.

3 Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Химия - М.: ОИЦ «Академия»,2008