Транспорт веществ у позвоночных животных
методическая разработка по биологии (6 класс) по теме

Предмет : биология.

 Класс  :    6 кл

Тема урока: «Транспорт веществ у позвоночных животных»

Цель : познакомить учащихся с особенностями транспорта веществ у позвоночных животных, рассмотреть значение этого процесса в жизни животных.

Продолжить развивать навыки обнаружение связей между различными природными объектами и явлениями, объяснять эти взаимосвязи,  и навыки работы с источниками информации.

Способствовать формированию экологической, информационной и коммуникативной  компетенции.

Воспитывать экологическую культуру и культуру общения.

Оборудование : таблицы «Схемы кровообращения позвоночных животных», микроскопы, микропрепараты крови человека и лягушки.

Методы обучения :частично-поисковый, проблемный. При разработке и ведении урока используется разработанный в нашей школе «Алгоритм творческого изучения явлений», основанный на применении элементов ТРИЗ для выявления и решения исследовательских и изобретательских задач.

Ход урока.

Организационно – мотивационный момент.

Сегодня мы работаем как исследователи. Поэтому постарайтесь по ходу работы задавать вопросы исследовательского характера, начинающиеся со слов «почему…», «какая связь…», «как объяснить…» и т.п. Ищите тайны природы, на которые вы не можете найти ответы в учебнике. Все вопросы записывайте в тетради, на определённом этапе урока мы к ним обратимся.

Актуализация знаний. Знакомство с материалом на стр 76.

Приступаем с учащимися к обнаружению биологического процесса:

Предлагаем учащимся:

1. вдохнуть – выдохнуть.
2. Посмотреть фрагмент видеофильма по газообмену в лёгких.
3. Посмотреть фрагмент видеофильма о движении пищи по пищеварительному тракту.

Что общего между этими тремя процессами?

Ответы детей – курсивом.

1. Во всех трёх случаях идёт движение веществ
2. Всё это происходит в организме
3. Все эти процессы нужны для жизни.

Назовите эти процессы одним понятием.

1. Движение веществ
2. Перемещение веществ
3. Транспорт веществ

Учащиеся записывают тему урока «Транспорт веществ у позвоночных животных»

Выявляем ресурсы процесса.

Выявляем вместе с учащимися  свойства, качества, особенности явления транспорта веществ в организме. Ресурсы бывают следующих видов: пространства, времени, свойств веществ, энергии, температуры, информации, различия и т.д.

1. Всё движется, и движется по определённым каналам – пища по пищеварительному тракту, кровь по кровеносной системе, воздух по системе дыхания и т.д. Вещества двигаются с разной скоростью.
2. Вещества растворяются.
3. Вещества изменяются, в том числе из сложных -  превращаются в простые и наоборот.

Вещества соединяются с другими веществами

4. На транспорт веществ расходуется энергия.

5. Поступающие в организм вещества дают ему информацию об окружающей среде и о своём составе.
6. Разные системы организма дают ему различные вещества, а кровеносная система – главная в организме по транспорту. Она и приносит необходимые вещества к клеткам и уносит продукты распада.

Рассматриваем связи процесса транспорта веществ с помощью системного оператора.

Есть ли связь транспорта веществ с окружающей средой?

Ответ1. Связь есть, так как организм получает пищу. Кислород из окружающей среды, а вредные вещества выделяет в окружающую среду.

Ответ2.В организме транспорт веществ связан с дыхательной , пищеварительной. Выделительной, кровеносной системами.

Ответ 3. перенос веществ происходит и на уровне тканей, кровь это жидкая соединительная ткань, содержит эритроциты, в состав которых входит гемоглобин. Гемоглобин способен переносить кислород.

Ответ4. На клеточном уровне перенос веществ происходит за счет движения цитоплазмы.

Учитель дополняет ответы тем, что эритроциты это клетки крови, именно они обеспечивают перенос кислорода от органов дыхания к клеткам и  объясняет транспорт веществ на уровне органоидов клетки. Что же происходит с поступившими в клетку веществами?  Вещества распределяются «по назначению»: глюкоза – в митохондрии для получения энергии. Аминокислоты – в рибосомы для образования белков.

Учитель подводит учащихся к выполнению лабораторной работы.

В переносе кислорода участвуют особые клетки крови, эритроциты. Учащиеся рассматривают рис. в учебнике. Какого цвета эритроциты? Что придает им красный цвет?

Знакомство с термином – гемоглобин, это белок крови, который переносит кислород.

Т.О. перенос веществ происходит и на молекулярном уровне.

Для более подробного изучения, проводится лабораторная работа «Состав крови человека и лягушки»

Учащиеся рассматривают препараты, зарисовывают кровь человека и лягушки. Отвечают на вопросы .Чем кровь человека и лягушки похожи? Чем отличаются? Как по-вашему мнению, чья кровь перенесет больше кислорода: человека или лягушки?

Почему, дайте объяснения.

Работа с таблицей «Система органов кровообращения позвоночных»

Какие органы образуют кровеносную систему позвоночных? ( сердце, сосуды)

Какого типа кровеносная система у позвоночных? (замкнутого)

Менялась ли кровеносная система в ходе эволюции? В каком направлении? Ответ: кровеносная система усложнялась,  в сторону увеличения камер в сердце: у рыб 2-х камерное, у земноводных и пресмыкающихся 3-х камерное, у птиц и млекопитающих 4-хкамерное. Кругов кровообращения становилось больше. У рыб один круг. У всех остальных 2 круг.

 По всему ходу обсуждения темы формулируем и записываем исследовательские  вопросы.

1.Как влияет на организм увеличение камер в сердце?

2.У каких организмов быстро переносятся вещества, а у каких медленно? Почему?

3.Что зимой происходит в организме лягушки?

4.Почему в эритроцитах человека исчезло ядро?

5.Что произойдет, если кровь перестанет течь?

6.Почему собаки зализывают свои раны?

7.Почему при порезе кровь течет, а потом перестает?

8. Почему вещества движутся? Кровь движется, потому что сердце работает. А в клетке -что заставляет вещества перемещаться? Что является причиной движения цитоплазмы?

9. Почему воздух перемещается по органам дыхания. А пища по пищеварительному тракту? Что является органом дыхания у человека?

А каким образом кислород из легких попадает в каждую клетку?

Куда попадают питательные вещества, которые образуются в результате пищеварения? Каким образом?

Что образуется в наших клетках в результате обмена веществ?

Что должно произойти с этими продуктами распада?

Предложение вариантов ответов учащимися

Учащиеся пытаются дать самостоятельно объяснения на некоторые вопросы

По первому вопросу:

 -Чем больше камер в сердце, тем лучше для организма, потому, что кровь венозная и артериальная не смешивается и к клеткам поступает больше кислорода

- ; камеры в сердце имеют птицы и млекопитающие, это сложные организмы, они теплокровные.

По 4-му вопросу.

В эритроцитах человека нет ядра это лучше, потому что весь эритроцит занят гемоглобином, а значит и там поместится больше кислорода.

-Ядро бы в клетке занимало  много место и тогда там мало бы помещалось гемоглобина..

По  5-му вопросу.

- Если кровь перестанет течь, то клетки погибнут, потому, что к ним не будет поступать кислород и питательные вещества.

- Клетки могут погибнуть и от  вредных веществ, ведь их тоже кровь уносит.

Рассмотрим один из вопросов, на который сразу не ответить, например, что является причиной движения веществ в цитоплазме?  

Если есть движение, значит, есть какое-то действие, которое вызывает это движение.

Перечень основных действий зашифрован в ТРИЗ волшебным словом МАТХЭМ.

Например, рассмотрим механическое воздействие. Итак, вещества через клеточную мембрану проникли в клетку, а дальше?

1. Вещества поступают в клетку с одной стороны и давят на цитоплазму, и она двигается
2. У каждого организма есть определённая температура для существования. При понижении температуры до 0° С организм замерзает и движение жидкостей прекращается.
3. Может в клетке есть что то такое , что подхватывает эти вещества и несет их  по клетке.
4.  Может одни вещества скапливаются в одном месте, а другие в другом, а потом они должны равномерно распределиться по всей клетке. Как, например, бросить в стакан с водой кристаллик марганцовки и не мешать и потом все равно вся вода окрасится равномерно.
5. движение может быть за счёт электрических или магнитных сил.

Итак, у нас получилось несколько гипотез. Мы выдвигали эти гипотезы, потому, что не нашли ответа в учебнике. Но ведь это, всего на всего, учебник для 6 класса. Может ответ найдётся в учебниках для старших классов или научной литературе. А может и не найдётся. Тогда у вас есть возможность проверить одну или несколько этих гипотез, оформить результаты в виде исследовательской работы.

Предлагается  дома найти на другие вопросы ответы в учебнике, сходить в библиотеку, поискать ответ в интернете или выдвинуть собственные гипотезы.

Определение границ, в которых  проявляется данное явление. Границы могут быть пространственные, временные, температурные  и др.

Что может быть пространственной границей?

Ответы. 1.Если перенос веществ рассматривать на уровне клетки, то границей будет клеточная мембрана.

2. Если рассматривать транспорт веществ на уровне органов, то это будут стенки кровеносных сосудов артерии, вены, капилляры.

Есть еще температурные границы. Что происходит с движением крови при понижении температуры.?

Ответ Например у холоднокровных организмов или у животных, которые впадают в спячку, перенос веществ становится замедленным. Если очень низкие температуры, то организм погибает.

Ответ .Высокие температуры тоже опасны. При высокой температуре кровь может свернуться.

Выявление возможностей управления транспортом  веществ

Учащиеся вспоминают, что происходит с ними, если они испугались или пишут контрольную работу?

Ответ: Сердце бьется часто, дышим учащенно?  Руки потеют.

Почему?

Ответ : В кровь выбрасывается адреналин во время испуга

Как нам дышится в душном помещении?

Ответ : Мы начинаем дышать часто

Учитель так можно управлять переносом веществ?

Ответ: Можно усилить или замедлить перенос веществ при помощи активных веществ, или изменяя температуру .

Разработка теорий, моделей.

Научная теория включает в себя: описание тех  объектов и процессов, которые мы изучаем, классификации, выявление общих законов их существования, закономерностей изменения и развития.

Объекты: системы – кровеносная, пищеварительная, дыхательная и др.

Процессы: транспорт веществ кровью, газообмен, процесс пищеварения, движение цитоплазмы и т.д.

Классификация может проводиться по разным основаниям.  Например, если рассматривать транспорт веществ в организме в целом, то можно предложить такие классификаци:

1. Транспорт необходимых для организма  веществ, транспорт продуктов распада.
2. По виду транспортных систем – замкнутая и незамкнутая.
3. По способу переноса веществ: «поверхностный» (через клеточную мембрану, через стенки капилляров, поверхность кожи и т.д.), «трубчатый» (по венам и артериям, по пищеварительному тракту, по воздухоносным путям)

Общие законы существования транспорта веществ

4. Транспорт веществ – основа существования организма
5. Транспорт веществ необходим для получения организмом энергии.
6. Транспорт веществ обеспечивает организм необходимыми веществами и выводит ненужные.

Закономерности изменения и развития транспорта веществ в организмах.

1. В ходе эволюции транспорт веществ в живых организмах изменялся и усложнялся. У одноклеточных – это движение цитоплазмы и поверхностный обмен веществ с окружающей средой, у позвоночных - это множество систем.

Учащиеся рассматривают модель изменения кровеносной системы у позвоночных животных в процессе эволюции. на примере лягушки. Что бы было, если бы у лягушки было 2-х камерное сердце или 4-х камерное (а у лягушки 3-камерное сердце)

Высказывания детей:

- Если бы у лягушки было 2 камеры в сердце, то кровь , которая приходит от легких, кожи  где много кислорода смешается с венозной кровью,  и все органы лягушки будут получать мало кислорода.

- значит все органы будут работать хуже, не справляться со своей работой.

- Это будет уже не лягушка, а какая то рыба.

А если бы у лягушки было сердце 4-х камерное, значит, у нее должны и легкие быть большими. Тогда ей не нужна кожа для дыхания.

-Лягушка много времени проводит в воде, а в воде легкими дышать нельзя.

Использование данного процесса

 Ответ 1Можно например ускорить процесс развития насекомых, если поместить куколку в теплое помещение

Ответ2. это использовать можно в медицине, когда делают операции, замораживают, чтобы кровь быстро не бежала.

Ответ3. При кровотечении прикладывают холод, чтобы остановить кровь

Поищем аналогичные процессы в природе, технике, искусстве. Для этого воспользуемся гирляндой ассоциаций:

Сотик- информация- книга-бумага-художник – общительный- звук – музыка – гитара – струна – метал – завод – продукция – макароны – кухня – печка – тепло

2. Нефть  и газ по нефтепроводам
3. Музыка способствует изменению настроения. И соответственно в организме происходит выделение и транспорт веществ
4. На заводе происходит транспортирование сырья и его переработка как в пищеварительном тракте.
5. В машине сгорает бензин и получается энергия для движения, и в организме питательные вещества окисляются и в результате организм получает энергию

Рефлексия:

Что для вас было открытием на этом уроке?

1. В природе всё связано
2. Процессы  биологические похожи на процессы технические
3. Мы сами выдвигали гипотезы по причинам движения цитоплазмы.
4. Оказывается, транспортом веществ можно управлят

Урок разработала учитель биологии Новикова Г.А.