интегрированный урок биология - химия "ОРганы чувств. Вкус вокруг нас"
методическая разработка по биологии (8 класс) на тему

Топчиева Людмила Михайловна, учитель биологии МБОУ СОШ № 2; Панюшкина Ольга Анатольевна, учитель химии МБОУ СОШ № 2

г. Волжский Волгоградской области

Биология – Химия

УМК по биологии:

• Программы для общеобразовательных учреждений. Биология. К комплекту учебников, созданных под руководством Н. И. Сонина 5 – 11 классы М.: Дрофа 20010;
• Н. И. Сонин, М. Р. Сапин Биология. Человек. 8 класс М.: Дрофа, 2009;
• Биология. Человек. Методическое пособие к учебнику. М.: Дрофа, 2000;
• Биология. Человек. Рабочая тетрадь к учебнику. М.: Дрофа, 2014

УМК по химии:

• О.С. Габриелян. Программы курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений.- М.: Дрофа, 2009.
• О.С. Габриелян. Химия-8: учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2008.
• О.С. Габриелян. Химия. 8 кл.: настольная книга учителя. – М.:Дрофа, 2006.
• О.С. Габриелян. Химия. 8 кл.: контрольные и проверочные работы. – М.: Дрофа, 2003.
• О.С. Габриелян, А. В. Яшукова.  Химия. 8 кл.: рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриеляна. – М.: Дрофа, 2007.
• О.С. Габриелян. Химия. Материалы для подготовки к единому государственному экзамену и вступительным экзаменам в вузы.- М.: Дрофа, 2008. – 703 с.

8 класс

Тема урока: «Органы чувств. Вкус вокруг нас».

Тип урока: интегрированный урок, изучение нового материала

Цели: Создать условия для

1. ознакомления обучающихся с материалом по органу вкуса и физиологией вкусовых ощущений; восприятия понятия «сложные вещества»;
2. формирование навыков работы в группах и с лабораторным оборудованием;
3. проявления инициативы в достижении личных результатов.

Задачи: 1) совершенствовать навыки поиска учебной информации из научной литературы и Интернет-ресурсов;

               2) развивать умения работать в группах;

               3) использовать логические операции для подведения итога(анализ, синтез, классификация и т. д.)

Использованные источники: 

• Библиотечка «Первого сентября». Биология № 25 М.: Чистые пруды, 2009;

• В помощь школьному учителю О. А. Пепеляева, И. В. Сунцова Универсальные поурочные разработки по биологии (человек) М.: Вако, 2005
• Е.А. Еремина и др. Справочник школьника по химии: 8-11 кл. – М.: Дрофа, 1996.-208 с.
• Слета Л. А. Химия: Справочник. Харьков: Фолио; Ростов н /Д: Феникс, 1997. – 496 с.
• http://www.znaytovar.ru

Ход урока:

I. Активизация новых знаний.

«Вкус», «Вкусно», «Вкусить» - Эти однокоренные такие одинаковые на слух слова имеют несколько разный оттенок. Так «вкусно» означает приятно, хорошо; «вкусить» можно как радость, так и горе; а «вкус», как мы узнаем сегодня на уроке вообще бывает разный. Если зрение и слух мы считаем важнейшими органами чувств, то вкусу отводим всего, лишь скромное 3 – 5 место. А если все-таки задуматься: какую же роль он играет в жизни человека? Почему корень «вкус» прочно закрепился в человеческом языке? Почему мы говорим: «она одета со вкусом», «он не утратил вкус к жизни»? Мы часто даже не задумываемся, что эти выражения связаны с одним из органов чувств человека. Сегодня на уроке мы узнаем много нового как о строении, так и о физиологии органа вкуса, попробуем вкус часто встречаемых продуктов.

II. Изучение нового материала.

1. Беседа

Ощущения вкуса, как и ощущения запаха, являются примерами хеморецепции – одного из древнейших видов чувствительности, т.е. восприятие организмом химических веществ во внешней среде.

В. Как вы думаете, чем вкус отличается от обоняния? (Обоняние позволяет анализировать объект на расстоянии, а вкус при непосредственном контакте)

В. Для чего животным необходим вкус? (В ходе эволюции вкус формировался как механизм, определяющий поведенческие реакции, направленные на качественный выбор пищи)

Как утверждает один из учебников анатомии, значение вкусового ощущения состоит в опознании достоинства пищи. На таком опознании строят свое благополучие кулинары, кондитеры, владельцы ресторанов, а также диетологи. Считается, что вкусовое чувство нужно для того, чтобы отличить съедобное от несъедобного и явной отравы и чтобы удовольствие, которое испытывает человек, вкушая понравившийся деликатес, побуждало его регулярно им питаться.

В. Кто, по вашему мнению, самый разборчивый дегустатор? (дети)

В. Вспомните, какую пищу, вы не любили в раннем детстве?

Обсуждение. Рефлексия.

В.  Итак, что же такое вкус? (Вкус – ощущение, возникающее при действии растворов химических веществ на рецепторы органов вкуса)

2. Объяснение строения органа вкуса

У млекопитающих органы вкуса сосредоточены во влажной полости рта, но некоторые насекомые ощущают вкус ногами, а у рыб все тело покрыто хеморецепторами. Для позвоночных животных характерна корреляция между способом питания животного, числом и распределением вкусовых органов.

В. Как вы думаете, что является основным органом вкуса? (язык)

Сообщение учащегося о языке.

Язык – это мышечный орган. В нем различают корень, тело и кончик Рецепторы вкуса расположены на верхней поверхности языка, мягком небе, задней стенки глотки. Больше всего их на кончике языка и на его боковых поверхностях, недаром язык считается главным органом вкусовых ощущений. Язык взрослого человека при длине около 10 см содержит приблизительно 9000 вкусовых сосочков, каждый из которых состоит из 50 – 100 специализированных эпителиальных клеток, соединенных с нервными окончаниями. Вкусовые рецепторы входят в состав специализированных структур – вкусовых луковиц, или почек (сосочков). Они то и придают языку бархатистую поверхность.  Общее количество вкусовых почек достигает 2-х тысяч. У голодного человека они находятся в состоянии высокой активности. Во время еды активность их заметно снижается и начинает восстанавливаться лишь спустя 1, 5 – 2, 0 ч. И только спустя 4 – 5 часов после еды способность воспринимать вкусовые раздражения вновь становится высокой. Повышают чувствительность вкусовых почек различные специи, приправы к блюдам. Возбуждают и восстанавливают деятельность вкусовых рецепторных клеток и продукты, контрастные по вкусу, например сладкий чай и бутерброд с соленой рыбой. Вкусовые сосочки бывают трех видов: грибовидные (различают сладкий вкус), листовидные (соленые и кислые вещества) и желобовидные (горькие вещества).

У взрослых большая часть вкусовых сосочков сосредоточена на периферии языка, а их число уменьшается  с возрастом. Вкусовая чувствительность оптимальна в 20 – 30 лет), а затем постепенно снижается, особенно после 70 лет. У ребенка весь язык покрыт вкусовыми сосочками, а у новорожденных вкусовые рецепторы обнаруживаются на всей спинке языка, на твердом небе и даже на слизистой щек.

Сообщение учащегося об основных вкусовых ощущениях.

Основные вкусовые ощущения – кислое, соленое, сладкое и горькое – определяются как конфигурацией молекул веществ, адсорбирующихся на специфических рецепторах органов вкуса, так и деятельностью вкусовой системы. Все сложные вкусовые ощущения образуются комбинацией основных. Многие вещества имеют смешанный вкус, например горький и сладкий. Сложные ощущения вкуса – результат одновременного поступления в нервные центры информации от разных вкусовых, обонятельных, а также болевых, тактильных, температурных рецепторов ротовой полости. Так жгучий и острый вкусы зависят от раздражения болевых рецепторов ротовой полости. При продолжительном действии вещества на рецептор вследствие адаптации понижается вкусовая чувствительность к этому веществу. Адаптация к сладким и соленым веществам происходит быстрее, чем к горьким и кислым. Необходимым условием проявления данным веществом своего вкуса является его растворимость в воде, поскольку только растворимые вещества могут проникнуть во вкусовые сосочки. Вкус данного вещества обуславливается определенным пространственным расположением атомов в его молекуле.

Вкус настолько важен нашему организму, что природа не доверила доставку информации о пище в мозг только одному нерву. Ответственную задачу выполняют три нерва: языкоглоточный, лицевой и блуждающий. Они доносят информацию о вкусе того, что попало нам в рот , до высших отделов в коре височных долей мозга.

III. Практическая работа «Вкусовые ощущения»

1. Беседа

Вкус — чувство, возникающее при возбуждении вкусовых рецепторов воздействием веществ.

В.  Дайте определение вещества. (Вещество – это то, из чего состоит физическое тело.)

Каждое вещество может быть охарактеризовано совокупностью свойств, которые позволяют отличить одно вещество от других. Такими свойствами могут быть агрегатное состояние в данных условиях, цвет, запах, плотность, температуры кипения и плавления, электропроводность, теплопроводность, магнитные свойства, твердость (для твердых веществ), вязкость (для жидких веществ). Вам уже известно многие вещества состоят из молекул, молекулы из атомов.

В. Дайте определение простых веществ, приведите примеры. (Вещества, которые образованы атомами одного химического элемента, называют простыми. Пример: водород, кислород, благородные газы, медь, алюминий.)

В периодической системе химических элементов находится 110 элементов, в природе существуют миллионы различных индивидуальных веществ.

В. Как вы думаете, почему? Попробуйте дать определение сложного вещества. (Вещества, которые образованны атомами разных химических элементов, называются сложными. Этим обуславливается многообразие веществ).

Обсуждение вопроса. Формулировка наиболее точного и краткого определения. Определение записывается в тетрадь.)

Хеморецепторные клетки реагируют на определенные химические вещества. Все вещества, обуславливающие вкус пищевых продуктов, являются сложными веществами, растворимыми в воде, только в растворенном виде они могут воздействовать на химические анализаторы вкусового аппарата. Наилучшее восприятие вкусовых веществ происходит при температуре растворов, близкой к температуре тела человека (35 °С).

2. Работа групп с заданием «Вкусовые ощущения»

Класс делится на четыре группы. Каждая группа получает вещества, тексы и вопросы.

В. Попробуйте вещества. Прочитайте текст и ответьте на вопросы.

Каждой группе выдаются веществ в растворах, а так же  текст и вопросы на которые необходимо ответить.

Группе «Сладкие» предлагают отведать сначала конфеты, а потом фрукты (яблоки и груши) и пресный хлеб.

Работа с текстом. Сладкий вкус не связан с каким-либо одним классом химических веществ. К веществам, вызывающим этот вкус, относят сахара, гликоли, спирты, альдегиды, кетоны, амиды, сложные эфиры, некоторые аминокислоты, некоторые небольшие белки, сульфоновые кислоты, галогенированные кислоты и неорганические соли свинца и бериллия. Обратите внимание, что большинство веществ, вызывающих сладкий вкус, являются органическими веществами.  Сладкие вещества  - носители  парных гликольных  группы - СН(ОН). Их называют глюкофорами. Сахара (углево́ды) – ширный, наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав клеток всех организмов и абсолютно необходимых для их жизнедеятельности. Простые углеводы – моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза). Сложные углеводы - полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Разные вещества характеризуются различной степенью сладости:

• лактоза - 0,16 % к сладости сахарозы (рассматривается рис.);

Рис. Формула лактозы.

• глюкоза - 74,3 % к сладости сахарозы (рассматривается рис. );

Рис. Формула глюкозы.

• сахароза — 100,0 % к сладости сахарозы (рассматривается рис. );

        Рис. Формула сахарозы.

• фруктоза - 173,3 % к сладости сахарозы (рассматривается рис. ).

Рис. Циклическая форма фруктозы.

Фруктоза, если она находится в циклической шестичленной форме, наиболее сладкий из сахаров. Сахароза на вкус кажется примерно в полтора                            

раза слаще глюкозы; возможно, это связано с наличием в молекуле сахарозы двух глюкофоров, расположенных так, что они могут связываться с двумя рецепторами соседних белков. В то же время крахмал совершенно не сладок, хотя содержит множество глюкофоров.  Большая цепь молекулы крахмала не позволяет отдельным звеньям глюкозы приблизиться к рецепторам. (рассматривается рис. )

Рис. Формула крахмала.

«?!» Подумайте:

1. Почему хлеб кажется безвкусным, если есть его быстро, не пережевывая долго и тщательно? (Предполагаемый ответ. Хлеб состоит из крахмала.  Крахмал, хотя и состоит из глюкозы, кажется нам несладким, так как большая цепь молекулы крахмала не позволяет отдельным звеньям глюкозы приблизиться к рецепторам. Если подержать хлеб во рту некоторое время, фермент слюны амилаза расщепит крахмал до дисахарида мальтозы и мы почувствуем сладкий вкус.)

2. Почему после конфет фрукты кажутся несладкими? (Предполагаемый ответ. Содержание сахарозы в конфетах значительно выше, чем во фруктах. Если сначала есть сладкое, вкусовой анализатор «настраивается» на высокую концентрацию сахара и поэтому должно пройти какое-то время, чтобы произошла «перенастройка» на меньшую концентрацию сахара.)
3. Почему виноград и бананы считаются высококалорийными фруктами? (Предполагаемый ответ. Высококалорийные фрукты содержат большее фруктозы, сахарозы или глюкозы.  Избыток фруктозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, пищи, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. 

Группе «Кислые» предлагают попробовать маринад (например, из под маринованных огурцов) и содовую воду.

Работа с текстом. Кислый вкус определяется концентрацией свободных водородных ионов и взаимодействием кислот со слюной. При одинаковых рН слабая кислота - более эффективный раздражитель, чем сильная.

Продукты, характеризующиеся кислым вкусом – это кисломолочные продукты, цитрусовые, клюква, кислые гранаты, уксус, квашеная капуста и т. д. Кислый вкус обусловлен присутствием свободных ионов водорода Н+, образующихся из кислот, например из уксусной кислоты СН3СООН (ее водный раствор называется столовым уксусом), или фосфорной кислоты H3PO4, добавляемой к некоторым напиткам типа колы для улучшения их вкусовых качеств, или угольная кислота H2CO3, содержащейся в содовой воде.

«?!» Подумайте:

1. Что объединяет маринад и содовую воду? (Они содержат кислоты.)

2. Зачем огурцы маринуют? (Прежде всего для того, чтобы дольше хранились, потому что кислая среда отрицательно воздействует на жизнедеятельность бактерий гниения. Кроме того, кислый вкус более приятен.)

3. Можно ли есть много маринованных продуктов? (Нет. В нашем желудке тоже содержится кислота – соляная. Повышение кислотности может отрицательно сказаться на работе желудочно-кишечного тракта.)

Группе «Соленые» предлагаются попробовать растворы солей: хлорида натрия и глютамата натрия.

Работа с текстом. Соленый вкус  в чистом виде присущ только одному веществу – поваренной соли, хлористому натрию NaCl. Другие соли, обладающие соленым вкусом, дают дополнительные ощущения сладкого, горького и кислого. Считается, что соленый вкус определяется главным образом  катионом натрия, при этом при молекулярном весе солей ниже 110 преобладает соленый вкус, выше 160 – горький. Нехватка в организме солей приводит к нарушению водно – солевого обмена. Хлористый натрий NaCl и хлористый калий КCl жизненно необходимы для работы каждого нерва и мыщцы, и большие количества этих веществ ежедневно выводятся из организма с мочой, потом и экскрементами. У большинства нормальных людей содержание соли в организме очень мало меняется при значительных изменениях количества соли, потребляемой с пищей.

Потребляемый человеком хлористый натрий входит в число веществ, определяющих характер физико-химических процессов в тканях. Всасывание электролитов происходит в кишечнике и обеспечивает поступление солей в кровь.

Организму требуется также довольно много калия, который жизненно необходим для функционирования клеток, синтеза гликогена и белка.

«?!» Подумайте:

1. Почему диетологи рекомендуют ограничение соли в пище?

( Избыток соли способствует удерживанию воды в организме, а выведение воды – скорейший способ сбросить несколько килограммов, не избавившись при этом ни от грамма жира. Такой способ, однако, эффективен только в том случае, если нарушен солевой баланс.)

             2. Почему при отравлении рекомендуется пить подсоленную воду?

(В результате отравления происходит обезвоживание организма. Обмен воды в организме тесно связан с обменом минеральных солей. Повышенное введение и выделение воды приводит к обеднению организма солями, поскольку они выводятся с продуктами отравления. Вследствие этого вещества крови теряют способность связывать воду, и, несмотря на усиленное питье, она не задерживается в организме. В этих случаях следует пить не пресную воду, а подсоленную (вода должна содержать 0,5% поваренной соли), так как соли натрия способствуют удержанию воды в организме.)

3. Почему человек не может пить морскую воду? (Она содержит много магния, который, вызывает у человека сильную диарею. В итоге человек теряет воды больше, чем потребляет, и погибает от обезвоживания.)

Группе «Горькие» предлагается выпить чашечку черного кофе и тоник.

Работа с текстом. Горький вкус обусловлен присутствием особых органических азотистых соединений, называемых алкалоидами. К алкалоидам относятся, например, такие вещества, как  морфин, кофеин, кокаин, стрихнин, хинин и никотин.

                                   C₈H₁₀N₄O₂ - кофеин

Ощущение горького определяется содержанием в молекуле парных группировок -NO2, N=, -SH, -CS- и др.

Алкалоиды синтезируются различными живыми организмами.  Наиболее широко они распространены в растениях,  морских организмах, так же содержатся в некоторых грибах. Многие из алкалоидов ядовиты. Горький вкус как предупреждающий сигнал ядовитого вещества подтверждает тот факт, что лишь ограниченное число горьких веществ, в то числе кофеин и хинин, могут доставлять удовольствие человеку, да и то только после довольно длительного привыкания. Добавление к аперитивам горьких веществ является отзвуком тех далеких времен, когда наши предки боролись за существование. Для нашего вкуса выделение слюны сигнализирует о приближении часа приема пищи.

«?!» Подумайте:

1. Зачем в напитки добавляют горькие вещества? (Для стимуляции выработки слюны.)

2. Чем опасны в большом количестве алкалоиды? (Вызывают привыкание, например, никотин. Плохо влияют на сердечно - сосудистую систему.)

3. Почему дети хуже реагируют на лекарственные препараты? (У детей весь язык покрыт вкусовыми сосочками и они лучше ощущают вкус.)

Таким образом, вещества, влияющие на вкус – сложные вещества.

Кислый вкус определяется концентрацией свободных водородных ионов и взаимодействием кислот со слюной. Соленый вкус присущ только одному веществу, хлориду натрия. Сладкий вкус вызывают различные вещества, содержащие в молекуле парные гликольные группы. Ощущение горького определяется содержанием в молекуле парных группировок -NO2, N=, -SH, -CS- и др.

3. Проведение практической работы «Определение порога чувствительности»

Работа проводится учителем (лаборант) и  4 учащимися, работают в парах (испытуемые).

Цель: определить индивидуальный порог вкусовой чувствительности на кислое, сладкое, горькое и соленое.

Оборудование: водные растворы глюкозы (0,1 %; 0,2 %; 0,3 %; 0,4 %; 0,5 %), поваренной соли (0,01 %; 0,02 %; 0,03 %; 0,04 %; 0,05 %), лимонной кислоты (0,001 %; 0,002 %; 0,003 %; 0,004 %; 0,005 %), кофеина (0,00001 %; 0,00002 %; 0,00003 %; 0,00004 %; 0,00005 %); комплект пипеток, стаканчики с чистой водой для промывания пипеток и стаканчики с чистой водой для полоскания полости рта.

Ход работы.

1. Испытуемые распределяются по парам.
2. Первая пара Испытуемых завязывает глаза и высовывает языки.
3. Лаборант наносит пипеткой каплю одного из веществ на язык каждому из пары Испытуемых, начиная с самой низкой концентрации, не сообщая Испытуемым о том, какое это вещество.
4. Каждый из первой пары Испытуемых сигнализирует о том моменте, когда определит вкус вещества.
5. Результаты опыта заносятся в таблицу (можно в виде знаков «+»; «-»).

                                                                                  Таблица

Реакция вкусового анализатора на различные вещества

IV. Итог

По завершении работы Испытуемые делают вывод о том, к какому веществу вкус у учащегося снижен, а к какому, наоборот, повышен.

А теперь вспомните: досаливаете ли вы пищу или можете ее есть недосоленной? Любите сладкий чай или чай без сахара?

V. Домашнее задание

По биологии теория по органу вкуса, по химии приготовить небольшие сообщения на темы: «Металлический вкус», «Мыльный вкус».