Кейс на выявление функциональной грамотности "Сердце млекопитающих"
презентация к уроку

Слайд 1

КЕЙС НА ВЫЯВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ «СЕРДЦЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ» Автор-составитель: заместитель директора по УВР, учитель химии и биологии МБОУ «СОШ №12» г.о. Кашира ЕФРОС Н.В.

Слайд 2

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ На выполнение работы отводится 60 мин. Вам предстоит выполнить работу, оценивающую , насколько Вы внимательно и вдумчиво можете работать с текстом. Для выполнения заданий Вы можете пользоваться тестом на протяжении всей работы. В работе вам встретятся задания разного типа. В некоторых заданиях нужно будет выбрать ответ из предложенных , и обвести цифру, которая стоит рядом с верным ответом. В некоторых необходимо выписать ответ или сформулировать ответ самостоятельно или сделать подписи к схеме, построить график. Одни задания покажутся вам лёгкими, другие - трудными. Пропустите задание, если вы не знаете ответ и переходите к следующему.Если останется время , попробуйте выполнить задания. Если допустите ошибку, то зачеркните неверный ответ и обведите или запишите верный. Желаем успеха.

Слайд 3

«СЕРДЦЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ» Сердце –это центральный орган сердечно-сосудистой системы млекопитающих. Сердце обеспечивает постоянное движение крови по сосудам и является активной частью кровеносной системы. Оно играет большую роль в поддержании интенсивного обмена веществ млекопитающих. Сердечно-сосудистая система млекопитающих замкнутая. Это означает, что кровь перемещается только по сосудам и отсутствуют какие-либо полости, куда кровь изливается. Благодаря работе сердца и разветвленной системе сосудов, каждая клетка нашего организма получает кислород и питательные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности. Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой - перикардом. Состоит из 4 камер: 2 желудочков - правого и левого, и 2 предсердий - правого и левого. Между желудочками и предсердиями находятся створчатые клапаны.Между правым предсердием и правым желудочком расположен трехстворчатый ( трикуспидальный ) клапан, между левым предсердием и левым желудочком - двустворчатый (митральный) клапан. В сердце кровь движется однонаправленно : из предсердий в желудочки, благодаря наличию створчатых (атриовентрикулярных) клапанов (от лат. atrium — предсердие и ventriculus - желудочек). От левого желудочка отходит самый крупный сосуд млекопитающих – аорта. Мышечная ткань сердца представлена одиночными клетками - кардиомиоцитами , обладающими поперечной исчерченностью . Сердце обладает особым свойством - автоматией : изолированное от организма сердце продолжает сокращаться без внешних воздействий. Это связано с наличием в толще мышечной ткани особых клеток - пейсмекерных (клетки водителя ритма, атипичные кардиомиоциты ), которые сами периодически генерируют нервные импульсы. В сердце имеется проводящая система благодаря которой возбуждение, возникшее в одной части сердца, постепенно охватывает другие части. В проводящей системе выделяют синусный, атриовентрикулярный узлы, пучок Гиса и волокна Пуркинье . Именно благодаря наличию этих проводящих структур сердце способно к автоматии . Работа сердца заключается в последовательно сменяющих друг друга трех фазах: Систола предсердий (от греч. systole - сжимание, сокращение) Длится 0,1 сек. В эту фазу предсердия сокращаются, их объем уменьшается, и кровь из них поступает в желудочки. Створчатые клапаны в период этой фазы открыты. Систола желудочков Длится 0,3 сек. Створчатые (атриовентрикулярные) клапаны закрываются, чтобы не допустить обратного тока крови в предсердия. Мышечная ткань желудочков начинает сокращаться, их объем уменьшается: открываются полулунные клапаны. Кровь изгоняется из желудочков в аорту (из левого желудочка) и легочный ствол (из правого желудочка). Общая диастола (от греч. diastole — расширение) Длится 0,4 сек. В диастолу полости сердца расширяются - мышцы расслабляются, полулунные клапаны закрываются. Створчатые клапаны открыты. В эту фазу предсердия наполняются кровью, которая пассивно поступает в желудочки. Затем цикл повторяется. Частоту сокращений сердца (ЧСС) можно измерить с помощью пульса - толчкообразных сокращений стенок сосудов, связанных с сердечным циклом. Средняя частота пульса в норме - 60-80 ударов в минуту. Регуляторный центр деятельности сердечно-сосудистой системы лежит в продолговатом и спинном мозге. Парасимпатическая нервная система (блуждающий нерв) замедляет, а симпатическая нервная (симпатический нерв)система ускоряет ЧСС. Оказывают влияние также гуморальные факторы (от лат. humor - влага), главным образом гормоны: надпочечников - адреналин (усиливает работу сердца), щитовидной железы - тироксин (ускоряет ЧСС). Ионы кальция учащают ритм и ослабляют сокращения , а ионы калия замедляют ритм и ослабляют сокращения.

Слайд 4

Важнейшие показатели сердца и продолжительность жизни Млекопитающее Частота сердечных сокращений, в 1 мин Масса сердца по отношению к массе тела, % Продолжительность жизни, лет Заяц 140 0,9 15 Крыса 450 0,3 2,5 Белка 150 0,8 15 Корова 75 0,5 23 Лошадь 37 1 47 Собака 110 1,3 15-20 Кит 20 1 30-50 Кошка 120 0,6 14 Крот 900 0,7 3 Летучая мышь 1500 1,5 25-30

Слайд 5

1.Каковы функции сердца у млекопитающих? Составляющая функциональной грамотности читательская Компетенция (виды деятельности) найти и извлечь Область содержания сплошной Контекст чтение для получения образования Уровень сложности низкий Правильный ответ Сердце обеспечивает постоянное движение крови по сосудам и является активной частью кровеносной системы. Оно играет большую роль в поддержании интенсивного обмена веществ млекопитающих.

Слайд 6

2. Работа сердца заключается в последовательно сменяющих друг друга трех фазах. Определите правильную последовательность фаз сердечного цикла. А) систола желудочков- систола предсердий- общая диастола Б) систола предсердий- систола желудочков- общая диастола В) общая диастола- систола предсердий- систола желудочков Г) диастола предсердий- диастола желудочков – общая систола Составляющая функциональной грамотности читательская Компетенция (виды деятельности) найти и извлечь Область содержания сплошной Контекст чтение для получения образования Уровень сложности низкий Правильный ответ ответ Б.

Слайд 7

3.Ипользуя текст «Сердце млекопитающих» сделайте подписи к рис.1. «Сердце крота» (рисунок перед вами расположен зеркально).Что обозначено цифрами 5,6,7,9,11. Составляющая функциональной грамотности читательская Компетенция (виды деятельности) интегрировать и интерпретировать Область содержания сплошной Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ 5- левое предсердие 6- створчатые клапаны 7- левый желудочек 9- правое предсердие 11- правый желудочек

Слайд 8

4. Используя текст , составьте схему «Регуляция работы сердца». Составляющая функциональной грамотности читательская Компетенция (виды деятельности) интегрировать и интерпретировать Область содержания несплошной Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ

Слайд 9

5.Как вы думаете , сердце собаки , сизого голубя и сердце ящерицы прыткой имеют одинаковый план строения или нет. Объясните свою точку зрения, приведя весомые доказательства. Составляющая функциональной грамотности читательская Компетенция (виды деятельности) осмыслить и оценить Область содержания сплошной Контекст чтение для получения образования Уровень сложности высокий Правильный ответ Строение сердца у собаки и голубя одинаковое , но разное с рептилиями. Объяснение:Собака – это представитель класса млекопитающих. Голубь – представитель класса птицы. Прыткая ящерица-это представитель класса пресмыкающихся (рептилий). У млекопитающих и птиц 4 камеры сердца, а у рептилий (пресмыкающихся) их 3, но есть не -полная перегородка в желудочке, которая разделяет желудочек сердца только в момент сокращения. Так же у рептилий, в отличии от млекопитающих и птиц, есть смешанная кровь которая участвует в большом круге кровообращения.

Слайд 10

6.Пользуясь таблицей «Важнейшие показатели сердца и продолжительность жизни»,определите у какого из приведённых млекопитающих сердце по отношению к массе тела самое большое? Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности низкий Правильный ответ у летучей мыши

Слайд 11

7.Пользуясь таблицей «Важнейшие показатели сердца и продолжительность жизни»,определите какая математическая зависимость существует между частотой сердечных сокращений и продолжительностью жизни животного? Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности низкий Правильный ответ обратно пропорциональная зависимость

Слайд 12

8. Человек-представитель класса млекопитающих. Рассчитайте какой объем крови (в литрах) перекачивает сердце 15-летнего ученика за время пребывания в школе(6 уроков), если его сердце равномерно сокращалось на протяжении всех уроков и в среднем 70 раз в минуту, при каждом сокращении выбрасывая около 150 см 3 крови. Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности высокий Правильный ответ шесть уроков с переменами 6 часов или 360 мин V крови = 150 см 3 х 70 х 360 мин=3780000см 3 1 л = 1000 см 3 за шесть уроков сердце ученика перекачает 3780л крови.

Слайд 13

8.В тексте есть описание сердечного цикла. Используя эту информацию рассчитайте : 8.1.длительность одного цикла Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ 0,8 секунд

Слайд 14

8.2.Продолжительность отдыха предсердий Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ предсердия отдыхают 0,7 секунд - во время систолы желудочков и общей диастолы 8.3.Продлжительность отдыха желудочков Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ желудочки отдыхают 0,5 секунд - во время систолы предсердий и общей диастолы 8.В тексте есть описание сердечного цикла. Используя эту информацию рассчитайте :

Слайд 15

9.В сердце есть так называемый синусовый узел, который задает ритм работе всего сердца. Ритмичное сокращение и расслабление сердечной мышцы и называют ритмом сердца. Норму ритма сердца можно рассчитать по формуле: 118,1 — (0,75*возраст).Рассчитайте норму ритма сердца для каждого возраста(10,25,40,65 и 70 лет), ответ округлите до целого значения. Постройте график ,отражающий наглядно эту зависимость. Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ Возраст Количество ударов сердца в минуту 10 лет 110 25 лет 99 40 лет 88 65 лет 69 70 лет 66

Слайд 16

9.В сердце есть так называемый синусовый узел, который задает ритм работе всего сердца. Ритмичное сокращение и расслабление сердечной мышцы и называют ритмом сердца. Норму ритма сердца можно рассчитать по формуле: 118,1 — (0,75*возраст).Рассчитайте норму ритма сердца для каждого возраста(10,25,40,65 и 70 лет), ответ округлите до целого значения. Постройте график ,отражающий наглядно эту зависимость. Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) применять Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности средний Правильный ответ

Слайд 17

Кровь движется по кровеносным сосудам благодаря периодическим сокращениям сердца. Движение крови по кровеносным сосудам подчиняется законам гемодинамики, являющейся частью гидродинамики (раздел физики)- науки о движении жидкостей по трубкам. Движущей силой кровотока является энергия , задаваемая сердцем потоку крови в сосудах, и градиент давления -разница давлений между различными отделами сосудистого русла. Давление в сосудах создаётся работой сердца. Кровь течёт из области высокого давления в область низкого. При движении ей приходится преодолевать сопротивление, создаваемое, во-первых , трением частиц крови друг о другу, во-вторых , трением частиц о стенки сосуда. Особенно велико это сопротивление в артериолах и прекапиллярах . Сопротивление зависит от длины сосуда, вязкости крови и радиуса сосуда. Показатели движения крови по сосудам: - объёмная скорость кровотока; - линейная скорость кровотока; - время круговорота крови; - артериальной давление. Важным показателем движения крови по сосудам является объёмная скорость кровотока (Q)-это объём крови протекающей через всю кровеносную систему за 1 минуту. ( мл\мин ; в миллилитрах в минуту). В соответствии с законами гидродинамики количество крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени (мл/мин), прямо пропорциональна разности давления в начале сосудистой системы- в аорте и в её конце, т.е. в полых венах, и обратно пропорциональна сопротивлению току жидкости (общего периферического сопротивления сосудов). В связи с замкнутостью кровеносной системы объёмная скорость кровотока во всех её отделах (во всех артериях, всех капиллярах, всех венах) одинакова . Зная объёмную скорость кровотока, можно рассчитать линейную скорость. Линейная скорость кровотока отражает скорость продвижения частиц крови вдоль сосудов. Выражается в см/с.(в см в 1сек) В отличии от объёмной, линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока и у сосудистой стенки . В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку. Самое узкое место в сосудистой системе- это аорта, поэтому она имеет самую большую линейную скорость кровотока-50-60см/с. Наибольшее расширение русла отмечается в капиллярной сети, здесь самая маленькая линейная скорость кровотока -0,5мм/с.

Слайд 18

10. Используя нижеприведенную таблицу , выведите формулу для расчета объемной скорости кровотока для самого крупного кровеносного сосуда. Составляющая функциональной грамотности математическая Компетенция (виды деятельности) интерпретировать, формулировать Область содержания количество Контекст чтение для получения образования Уровень сложности высокий Правильный ответ Q=V*S=V* π *R 2 =0,5*3,14* R 2 =1,57* R 2

Слайд 19

11.В школьной практике на уроке биологии дети выполняли лабораторный опыт «Частота сердечных сокращений» . Они подсчитывали пульс в области лучезапястного сустава (начало большого пальца) в положении сидя. Учитель предложил подсчитать пульс в состоянии покоя и после 20 приседаний за 30 секунд. Результаты эксперимента дети оформили в виде таблицы: «Значение величины пульса» Что доказывает данный эксперимент? Составляющая функциональной грамотности естественнонаучная Компетенция (виды деятельности) интерпретировать, формулировать Область содержания живые системы Контекст здоровье Уровень сложности низкий Правильный ответ этот эксперимент, доказывает, что пульс связан с колебаниями стенок, а не с толчками, возникающими при движении крови Значение величины пульса Характеристика пульса Значение пульса в состоянии покоя 70 в состоянии после нагрузки 102 разница в значениях пульса 32

Слайд 20

12.Как вы думаете, почему даже после одного – двух месяцев занятий обычной зарядкой ЧСС начинает снижаться. Составляющая функциональной грамотности естественнонаучная Компетенция (виды деятельности) интерпретировать, формулировать Область содержания живые системы Контекст здоровье Уровень сложности средний Правильный ответ тренированное сердце сокращается более сильно и за счет этого уменьшается ЧСС

Слайд 21

13.Какую гипотезу может выдвинуть ученик при изучении ЧСС у людей разного роста? Составляющая функциональной грамотности естественнонаучная Компетенция (виды деятельности) интерпретировать, формулировать Область содержания живые системы Контекст здоровье Уровень сложности средний Правильный ответ у людей высоко роста, ЧСС меньше

Слайд 22

14. Как объяснить тот факт, что кровь течет в сосудах даже снизу вверх (по венам ног к сердцу), преодолевая силу тяжести? Какая физическая (гидродинамическая) причина заставляет кровь течь в кровеносных сосудах беспрерывно и даже снизу вверх? Составляющая функциональной грамотности естественнонаучная Компетенция (виды деятельности) интерпретировать, формулировать Область содержания живые системы Контекст здоровье Уровень сложности высокий Правильный ответ Основной причиной движения крови является работа сердца, благодаря которой в артериях создается давление. При сокращении сердечной мышцы давление крови в левом желудочке доходит до 140-150 мм рт . ст. Под таким давлением кровь поступает в аорту, где давление ее уже несколько ниже 130—140 мм рт.ст . И чем дальше движется кровь, тем ниже и ниже становится давление. В артериях оно составляет 120-130 мм рт.ст . Особенно резко давление падает в мелких артериях - до 60-70 мм рт . ст., а в капиллярах—до 30-40 мм рт . столба. В мелких венах давление 5-10 мм рт . ст., а в крупных венах оно может быть даже отрицательным (ниже атмосферного почти на 5 мм). За счет разницы давления крови в сосудах, последняя устремляется в область более низкого давления, т. е. течет от артерий к венам.

Слайд 23

15. У млекопитающих масса сердца составляет (в среднем) 0,58 % от массы тела. Отклонения от этой средней величины вверх и вниз у различных видов имеют место, но они относительно невелики. А вот у самых мелких млекопитающих – землероек (вес тела 2,5-4,0 г.) сердце непропорционально велико и его масса равна 1,7 % от массы тела, т. е., почти в три раза больше, чем можно была ожидать. Как Вы объясните эту особенность? Составляющая функциональной грамотности естественнонаучная Компетенция (виды деятельности) интерпретировать, формулировать Область содержания живые системы Контекст здоровье Уровень сложности высокий Правильный ответ Известно, что с уменьшением размеров тела значительно увеличивается интенсивность метаболизма на единицу массы. В связи с этим резко возрастает ЧСС. У землероек она достигает 1 200-1 300 уд/мин. Работа сердца в конечном счете направлена на обеспечение необходимой величины метаболизма и соответственно удовлетворение потребности организма в кислороде. Существует физиологический предел для увеличения ЧСС. У землероек он достигнут,поэтому получить необходимую величину метаболизма можно теперь только за счет размеров сердца.