ПЕРЕКРЁСТКИ биологии, химии, физики, математики, истории, географии, музыки
методическая разработка по химии по теме

«Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удается связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые».

Д. Хевеши

ПЕРЕКРЁСТКИ

биологии, химии, физики, математики,

истории, географии, музыки

Перед педагогической наукой и нашей школой стоит проблема интеграции обучения, координации деятельности учителей, их совместных усилий при изучении одного и того же вопроса на уроках по различным учебным дисциплинам.

С этой целью в школе создано методическое объединение − курс «Естествознание» для реализации межпредметных связей на уроках биологии, химии, физики, истории, математики, географии.

Перед учителями естественно-научного цикла были поставлены задачи:

- провести анализ программ и учебников по предметам;

- установить межпредметные связи по этим предметам;
- разработать серию интегрированных уроков.

Предлагаем типы и формы интегрированных уроков, используемые в работе:

1. Перекрёстки биологии, истории, музыки были

установлены на тему:

«Укрепление тоталитарного режима в первое десятилетие после войны 1941 - 1945 г.г.».

Путём экскурса в историю, о роли личности в ней состоялось знакомство с оценкой жизнедеятельности Н.И. Вавилова, Г.К. Жукова, Т.Д. Лысенко, С.С. Прокофьева, Д.Д. Шостаковича и т.д.

Порой приходится слышать мнение, что гонения тюрьмы, казни для людей науки, искусства канули в Лету вместе с инквизицией, охотой на ведьм и прочими мрачными атрибутами средневековья. Но биологу Н.В. Вавилову, Г.К. Жукову, композиторам С.С. Прокофьеву, Д.Д. Шостаковичу пришлось «взойти на ковёр» за свои научные и гражданские убеждения в XX веке, являвшимся для России веком торжества науки.

Знакомство с трагическими парадоксами судеб людей науки и искусства позволяет взрастить в душах благодарность ушедшему поколению от потомков.

2. Перекрёстки биологии и химии на тему:

«Возникновение жизни на земле»

Интеграция химической и биологической эволюции органического мира в сравнении с другими точками зрения на происхождение жизни на планете Земля обеспечивает формирование научного мировоззрения, убеждённости учащихся в материальной сущности жизни и ее форм.

«Сведение множества к единому − в этом первооснова красоты», − утверждал древнегреческий мыслитель Пифагор.

Множество знаний об обмене веществ, превращениях энергии, роли белков и нуклеиновых кислот в клетке сводится к единому – первому необыкновенному созданию – живой клетке. Своей красотой, отточенностью линий она обязана природе, которая, довела ее форму до совершенства.

3. Перекрёстки математики и биологии на тему: «Симметрия».

Симметрия и асимметрия в окружающем мире находятся рядом. Симметрия лежит в основе всего, она - первооснова Красоты...

«Светлеет грусть, когда цветут цветы,

Когда брожу я первоцветным лугом

Один или с хорошим давним другом,

Который сам не любит суеты.

За нами шум и пыльные хвосты –

Всё улеглось! Одно осталось ясно,

Что мир устроен грозно и прекрасно,

Что легче там, где поле и цветы».

Н.Рубцов

Посидим у костра, полюбуемся деревьями, Зубчатые ели, величавые сосны. Даже в темноте их не спутаешь. У каждой породы своя конфигурация, своя симметрия. А симметрия цветков вызывает чувство какого-то успокоения, красоты.

Можно сказать, что на симметрии держится мир, порядок в царстве природы.

4. Перекрёстки биологии и музыки.

Интересно и увлекательно у учащихся формируется целостное восприятие окружающего мира.

Факультативное занятие на тему «Красота как биологическая целесообразность» сопровождается музыкальными произведениями известных композиторов

(И. Бах «Токката и фуга «Ре минор»,

Г. Свиридов «Романс» из музыкальной иллюстрации к повести

А. Пушкина «Метель»).

Целостное мировоззрение, свойственное ребенку, естественно соединяется с учебными предметами, мало связанными между собой в процессе обучения.

Музыка, звучащая на занятии помогает понять и оценить красоту: она и сама прекрасна и совершенна. Каждый такт мелодии соответствует ритму дыхания человека. То есть самой природой в нашем подсознании заложено стремление к прекрасному. «Оружием» урока является аристон − чувство меры и такта.

5. Перекрёстки физики, географии, биологии.

У природы «нет плохой погоды», но отнюдь «не каждая погода благодать». Одной из характеристик погоды является относительная влажность воздуха. Важно не столько общее, сколько относительное содержание влаги, т.е. отношение имеющегося её количества к потенциально возможному при данной температуре.

Содержание водяного пара в атмосфере − это не только физическое явление, но и определение географических понятий − погода и климат, биологических − дыхание живых организмов, фотосинтез, а также методика хранения произведений искусства (картины в музеях) и книг в больших библиотеках. Как много значит это слово «влажность».

6. Перекрёстки биологии и химии.

В одной из книг Библии сказано: «Вначале было слово». Современная наука по аналогии начинается фразой: «Вначале был белок».

Идеально пересекаются представления химиков и биологов о строении и функциях белков. Язык интеграции дает возможность широко обобщать химические и биологические знания. Воспитательная сила более глубокого проникновения в тайны природы о белках помогает ученику пробудить ум и воображение в знаниях о мире.

«Не то, что мните вы, природа,

   Не слепок, не бездушный лик.

             В ней есть душа, в ней есть свобода,

               В ней есть любовь, в ней есть язык».

                                                                  Ф. Тютчев

Интегрированные уроки по курсу «Естествознание» способствуют росту творческого потенциала учителя и развитию мировоззрения учащихся.

Интеграция в рамках школы с углублённым изучением предметов музыкально-эстетического цикла формирует у учащихся осознание того, что они изучают не отдельные предметы, а ОКРУЖАЮЩИЙ МИР.

«Естествознание так человечно, так правдиво, что я желаю удачи каждому, кто отдается ему...».

                                                                                  В. Гёте.

Межпредметный урок по теме «Пищеварение в желудке»

(учитель биологии Мажник М.С., учитель химии Кошелева И.В.)

Задачи: Сформировать понятие пищеварения в желудке, раскрыть свойства ферментов желудочного сока и условия их активности, значение нервной и гуморальной регуляции желудочного сокоотделения, показать роль И.П. Павлова в изучении функции органов пищеварения, ознакомить учащихся с принципом постановки опытов (правилом единственного различия при подборе условий опыта и контроля).

Оборудование: Модель торса человека; таблицы «Строение органов пищеварения», «Фистульная методика И.П. Павлова», «Влияние алкоголя на органы пищеварения»; портрет И.П. Павлова; желудочный сок, пробирки (пронумеровать лейкопластырем), водяная баня, термометр водяной, хлопья яичного белка (половину белка куриного яйца развести в 500 г воды, затем кипятить до появления белой взвеси), крахмальный клейстер, снег, NaOH, лакмусовая бумага, картофель сырой, перикись водорода.

Тип урока: изучение нового материала (в связи с повторением)

План урока

Домашнее задание: п.32 «Пищеварение в желудке», ответить на вопросы под ! (по биологии); изучить механизм действия катализаторов (по химии).

1.   Изучение нового материала.

Демонстрация кинофрагмента о каталитической функции белка.

Опыт: разложение перикиси водорода ферментами, содержащимися в сыром картофеле.

1.    Роль ферментов слюны в переваривании пищи (фронтальная беседа)

1. Что такое ферменты?
2. Каковы основные свойства ферментов?
3. Где образуется слюна?
4. Каков состав слюны?
5. Почему после долгого жевания хлеба во рту ощущается сладковатый вкус?
6. Как регулируется слюноотделение?

На доске рисунок без подписи «Рефлекторная дуга слюноотделительного рефлекса»

7. Опишите рефлекторную дугу слюноотделительного рефлекса.
8. Существуют ли условные слюноотделительные рефлексы? На какие раздражители?

Итак, пищеварение в желудке

2.   Особенности строения и функции желудка.

Демонстрация видеофрагмента о строении желудка

•     Какое строение имеет желудок?

Снаружи плотная соединительнотканная оболочка, под которой слой гладкой мышечной ткани, внутренняя поверхность выстлана слизистой оболочкой, в которой находятся многочисленные железы, выделяющие желудочный сок.

1. Какие функции выполняет желудок? (вспомнить из курса зоологии)

Желудок − самая широкая часть пищеварительного канала. Он позволяет человеку на некоторое время обеспечивать себя запасом пищи. В среднем пища находится в желудке от 2 до 8 часов.

14 миллионов желез желудка выделяют в его полость желудочный сок. Пища в желудке часами пропитывается соком. Всего за сутки вырабатывается около 3 л желудочного сока. Желудочный сок - это прозрачная жидкость, имеющая сильно кислый вкус, т.к. в нем содержится 0,5% НС1. При такой концентрации она губительна для чужеродных клеток, но она не действует на клетки самого желудка. Соляная кислота активизирует ферменты желудочного сока. Но не только. Она выполняет защитную функцию. Известно, как быстро загнивает мясо, которое хранят в теплом месте. Если добавить в стакан с водой и размолотым мясом немного соляной кислоты, то гниения не наблюдается. Кислота убивает бактерии гниения. Одновременно она защищает организм от микроорганизмов. Это установлено опытами. Двух собак накормили мясом с добавлением холерных вибрионов. Одной из них перед дачей пищи промыли желудок. Она заразилась и погибла от холеры, а другая собака осталась здоровой.

Люди с пониженным содержанием соляной кислоты в соке не только больше подвергаются опасности заражения, но у них в целом понижено пищеварение. Без соляной кислоты или при ее недостатке слабо расщепляется белок, т.к. мало активизируется фермент пепсин, действующий на белки.

 (Доказательство присутствия соляной кислоты в соке с помощью индикатора).

3.   Лабораторная работа «Действие желудочного сока на белки».

Цель: раскрыть свойства ферментов желудочного сока и условия их активности.

Итак, мы знаем, что в составе пищи, которую мы употребляем, находятся питательные вещества.

2. Какие?

Белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины, вода.

3. Какие питательные вещества начинают расщепляться уже в ротовой полости?

Углеводы.

Наша задача – выяснить какие питательные вещества подвергаются расщеплению в желудке.

Опыт 1. Изучение действия желудочного сока.

Цель: доказать, что ферменты желудочного сока воздействуют на белки и не действуют на углеводы (крахмал).

1. В пробирку № 1 налить взвесь белка + желудочный сок; в пробирку № 2 −
   крахмальный клейстер + желудочный сок,
2. Пробирки поставить на водяную баню при температуре 40 градусов.
3. Описать результаты опыта и сделать вывод об особенностях действия
   ферментов желудочного сока.

Вывод1: пепсин действует только на белки (не действует на крахмал). Доказательство одного из свойств ферментов − действие па определенный субстрат.

По ходу проведения опытов заполняется таблица, заранее подготовленная на доске и в тетрадях учащихся:

Условия действия ферментов желудочного сока.

Опыт 2. Влияние низкой температуры на активность ферментов.

Цель: доказать, что ферменты желудочного сока теряют активность при низкой температуре.

1. В пробирки №№ 3 и 4 налить взвесь белка + желудочный сок
2. Пробирку 3 3 поставить в стакан со снегом.
3. Пробирку № 4 − на водяную баню при температуре 40 градусов.
4. Описать результаты опыта и сделать вывод о зависимости активности
   ферментов от температуры.

Вывод 2: при понижении температуры ферменты снижают свою активность. Свойство ферментов − работают при температуре тела.

Опыт 3. Влияние кипячения на активность ферментов.

Цель: доказать, что при кипячении ферменты теряют активность.

1. В пробирки №№ 5 и 6 налить взвесь белка.
2. В пробирку № 5 + заранее прокипяченый желудочный сок.
3. Пробирка№6- контроль − непрокипяченый желудочный сок.
4. Обе пробирки - на водяную баню при температуре 40 градусов.
5. Описать результаты опыта и сделать вывод о влиянии высоких температур па
   активность ферментов.

Вывод 3: белки при кипячении свертываются, и фермент, являющийся тоже белком, теряет

активность.

Новый термин − денатурация − нарушение природной структуры белка − записывается в словарь.

Опыт 4. Влияние кислой и щелочной реакции среды на активность ферментов.

Цель: доказать, что ферменты желудочного сока активны только в кислой среде.

1. В пробирки №№ 7 и 8 налить взвесь белка + желудочный сок.
2. В пробирку № 7 + NaOH; №8- контроль.
3. Проверить с помощью лакмусовой бумажки кислотность среды в пробирках.
4. Поставить обе пробирки на водяную баню при температуре 40 градусов.

1. Описать результаты опыта, сделать вывод о влиянии кислотности среды на
   активность ферментов.

Вывод 4: при нейтрализации кислой среды ферменты желудочного сока теряют активность.

Общие выводы:

1. Ферменты действуют только на определенный субстрат (пепсин - на
   белки, птиалин −на углеводы).
2. Ферменты действуют при температуре тела.
3. Ферменты действуют при определенной ph среды (пепсин − в кислой
   среде, птиалин − в слабо щелочной, почти нейтральной).
4. При кипячении ферменты теряют свою активность.

1. Сравните биологические катализаторы (ферменты) с неорганическими катализаторами.

Один и тот же неорганический катализатор, например, платина, оксид ванадия, могут применяться в разных производствах. А фермент катализирует только одну реакцию, т.е. он более специфичен.

Температура всегда влияет на скорость химической реакции. Большинство реакций с неорганическим катализатором идет при очень высокой температуре. Для ферментов это увеличение ограничено определенной температурой (35-45 градусов), при более высокой температуре происходит тепловая денатурация. Хотя некоторые ферменты микроорганизмов, обнаруженных в водах горячих природных источников, не только выдерживают температуры, близкие к точке кипения воды, но даже проявляют свою максимальную активность.

В отличие от неорганических катализаторов ферменты активны при физиологических значениях кислотности раствора, только при такой концентрации ионов водород, которая совместима с жизнью и нормальным функционированием клетки.

Неорганические катализаторы работают, как правило, при высоких давлениях, а ферменты при нормальном (атмосферном) давлении.

5. Роль И.П. Павлова в исследовании регуляции пищеварения в желудке.

    Пищеварительные рефлексы.

Мы уж знаем, что отделение слюны регулируется рефлекторно. Методов наложения фистулы на слюнные железы И.П. Павлова установил, что выделение слюны начинается еще до поступления пищи в ротовую полость.

1. Что такое фистула?

Искусственное соединение полости внутреннего органа ли протока железы с внешней средой.

2. Предположите, как можно получить чистый желудочный сок и тем самым доказать, что и желудочное сокоотделение регулируется рефлекторно.

Наложить фистулу на желудок.

Впервые чистый поджелудочный, а затем и желудочный сок удалось получить 29-летнему И.П. Павлову, что не удавалось великим и прославленным физиологам мира. Павлов накладывал фистулу на желудок, перерезал пищевод, концы его приживили к углам раны на шее. Собаке давали куски мяса, после глотания они вываливались наружу. Кормление было ненастоящим, мнимым – в желудок пища не попадала, а из фистулы вытекал прозрачный желудочный сок. Его выделилось очень много. Гипотеза Павлова подтвердилась: для выделения желудочного сока не обязательно раздражение стенок желудка пищей. Для этого достаточно нервного возбуждения полости рта и глотки. Оно достигает головного мозга (продолговатый мозг) и передается по блуждающему нерву к железам желудка, вызывая обильное выделение сока.

На доске рисунок Схема рефлекса желудочного сокоотделения»

3. Опишите рефлекторную дугу рефлекса желудочного сокоотделения и сделайте обозначения на схеме.

Было поставлено множество разнообразных опытов с мнимым кормлением собак. Удивительными были опыты с собакой, приученной заглатывать небольшие камни. Они вываливались обратно в разрез пищевода на шее. В ответ – ни одной капли желудочного сока. Чем это объяснить? Очевидно, непищевые раздражители не вызывают вкусовых ощущений, не происходит возбуждения соответствующих центров мозга. Рефлекс сокоотделения в этом случае не проявляется.

Опыты над собаками показали, что у животных желудочный сок выделяется не только при попадании пищи в полость рта, но и тогда, когда они видят пищу или ощущают ее запах.

Таким образом, наряду с врожденным безусловным рефлексом желудочного сокоотделения существуют и уловные сокоотделительные рефлексы, образующиеся в течение всей жизни. Выделяющийся при виде, запахе пищи сок И.П. Павлов назвал аппетитным.

4. Как вы думаете, какое значение для пищеварения имеет отделение желудочного сока до принятия пищи?

Желудок заранее подготовлен к приему пищи и при ее попадании сразу же начинается расщепление питательных веществ.

6. Гуморальная регуляция желудочного сокоотделения.

5. Что значит гуморальная регуляция?

С помощью биологически активных веществ – гормонов, поступающих в кровь.

На железы желудка,, кроме рефлекторного возбуждения (нервная регуляция) действует всосавшиеся в кровь питательные вещества и продукты их расщепления (глюкоза, аминокислоты и др.), усиливая или угнетая процесс сокоотделения. Значит, гуморальная регуляция вместе с нервной обеспечивают нормальное отделение желудочного сока и его действие на питательные вещества.

7. Голод и насыщение. Условия нормального пищеварения в желудке.

Умеренно заполненный желудок имеет объем около 1 литра, но может растягиваться до 2,5 л. Пустой желудок спадается так, что стенки его оприкасаются. Пока пища находится в желудке, мышечные стенки его напряжены и производят непрерывные волнообразные движения, перемещая и перемешивая ег содержимое. Если в желудок долго не поступает пища, мышцы его начинают усиленно сокращаться. Это вызывает неприятные ощущения, связанные с чувством голода. При этом от желудка к головному мозгу устремляются потоки нервных импульсов. Человек как можно скорее стремиться утолить чувство голода.

Демонстрация видеофильма.

        Важное условие нормального пищеварения – это умеренность в еде. Сигналы, свидетельствующие о заполнении желудка пищей, поступают в головной мозг с опозданием примерно на 20 мин. Поэтому люди, которые едят очень быстро, подвергаются опасности переедания. К тому же пищеварительные соки не в состоянии расщепить слишком большое количество пищи. Поэтому надо есть несколько раз в день, неторопливо и понемногу.

        8. Влияние никотина и спиртных напитков на пищеварение в желудке,

(Сообщение учащегося).

Основное содержание: выделенные основные понятия после параграфа

        9. Самостоятельная работа учащихся (закрепление).

        10. Общие выводы.

        11. Итоги урока.

        12. Оценки с комментариями.

Вариант 1.

1. Рассмотрите рисунки. Что обозначено на нем цифрами 1-3?   Дайте описание желудка по следующей схеме: местонахождение в организме, внешний вид, объем и размеры.

2. Какие три типа железистых клеток в слизистой желудка вырабатывают желудочный сок? Заполните таблицу.

3) Соединения бария ядовиты, но сульфат бария используют при рентгене желудка.

Объясните этот факт.

Вариант 2.

1. Рассмотрите рисунок. Что обозначено на нем цифрами 1-6? Объясните механизм рефлекторного сокоотделения в желудке.

2. Может ли происходить рефлекторное отделение желудочного сока, если у животного повреждены центростремительные нервы, отходящие от рецепторов языка? Будет ли вырабатываться желудочный сок у человека после того, как прекратится раздражение рецепторов языка?

3. При рентгене желудка используют суспензию сульфата бария. Почему при этом обследовании нельзя использовать более дешевый карбонат кальция?