Открытый урок 8 класс

Интегрированный (с физикой) открытый урок биологии

по теме

«Строение лёгких. Газообмен в лёгких и тканях»

Класс: 8 «А»

Дата проведении: 15. 12. 2007 Цели и задачи урока

Образовательная: сформировать основные представления о физиологии дыхания; изучить взаимосвязь строения и функции дыхательной и кровеносной систем; показать связь биологических и физических знаний, необходимых для понимания единства органического мира.

Развивающие: обеспечить развития умений и навыков:

• целеполагания и планирования учебной деятельности;

• проведение сравнений, анализа, обобщения с выводами;

Воспитательные: развивать коммуникативные способности учащихся; расширить кругозора школьников и формировать интерес к предмету.

Формы организации познавательной деятельности: работа с карточками и заданиями разнопланового характера, работа с таблицами и схемами, выполнение лабораторной работы, сообщения Оборудование:

• презентация в Power Point по теме «Дыхание в горах», «Дыхание под водой»;

• дидактические карточки и тес гы для актуализации опорных знаний, закрепления и первичного контроля;

• таблицы «I азообмен в лёгких и тканях», «Строение органов дыхания»

Понятия н термины: альвеолы, газообмен, парциальное давление, кессонная болезнь, карбогемоглобин, гипоксия, тканевое дыхание.

Ход урока I Организационный момент.

Приветствие учащихся, создание доброжелательной обстановки на уроке.

2. Актуализация опорных знаний н мотивация учебной деятельности.

Обращение внимания учащихся к теме предыдущего урока «Органы дыхания и значение дыхания»

С целью актуализации опорных знаний проводим проверку изученного материала.

1. Индивидуальная работа (обсуждение высказывания Гиппократа):

«Воздух - ото пастбище жизни».

«Дыхание - значит жизнь»

2. Письменная работа по карточкам-заданиям и самопроверка по ключу.

2. Изучение нового материала

Всту пительное слово учитель биологии:

Дыхание свойство и признак всех живых организмов. И сегодня мы продолжим изучение этого процесса, который, как и все процессы в живых организмах, подчинён физическим законам.

Дыхательная система состоит из воздухоносных путей и лёгких. Изучение особенностей строения и функций лёгких проведём в виде самостоятельной работы с учебником.

1. Работа с учебником

Прочитайте в учебнике статью о строении лёгких §27. с. 140 и выделите:

• знакомую информацию:

• новую информацию:

• «хочу спросить».

После выполнения проводится её обсуждение. Учащиеся задают интересующие их вопросы учителю.

2. Работа с таблицей

Человек дышит атмосферным воздухом, представляющим собой смесь газов. Проанализируйте данные таблицы, сравните, сделайте вывод о составе вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. ^

02

N2

С'02

Инертные

газы

Водяной пар

Вдыхаемый

воздух

21%

79%

0.03%

небольшое

кол-во

небольшое

кол-во

Выдыхаемый

воздух

16%

79%

4%

небольшое

кол-во

увеличенное

количество.

3. Лабораторная работа

«Исследовать состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха»

! 1,сль: состав выдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Оборудование: прибор для определения состава углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, известковая вода.

Вывод: Известковая вода иод действием углекислого газа мутнеет, и образуется осадок в соответствии с реакцией Са (ОН)2 + СО: =СаСОз + НО:

3. Рассказ учит еля биологии с элементами беседы

У человека дыхание осуществляется благодаря следующей последовательности процессовВнешние дыхание

«Лёгочная вентиляция» - обмен газов между организмом м внешней средой

«Легочное дыхание» - обмен газов между альвеолами лёгких и кровью.

11ереное газов

Гранспорт О: и СО2 в организме кровью.

Внутреннее(тканевое дыхание)

Использование кислорода клетками для окислительных процессов с выделением энергии.

Сегодня мы рассмотрим легочное и тканевое дыхание.

При дыхании количество кислорода в лёгких уменьшается, а углекислого газа увеличивается. Кислород из воздуха, находящегося в альвеолах, переходит в кровь, а углекислый гав переходит их крови в альвеолярный воздух.

Почему и как это происходит?

Что бы обьяснить этот процесс, мы должны обратиться к физике, потому что переход газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в воздух подчиняется физическим законам.

4. Объяснение понятия учителем физики парциального давления газов и механизмов ( азообмена в лёгких и тканях (использование таблицы «Приложение»).

Воздух представляет собой смесь газов, в которую входят азот, кислород, углекислый газ. аргон и другие газы. Воздушная масса атмосферы оказывает на нас давление, равное 760 мм рт. ст. В смеси газов каждый газ оказывает независимое давление, которое называют парциальным давлением данного газа. Парциальное давление каждого газа в атмосферном воздухе легко подсчитать. Например, кислород на любой высоте составляет по объёму 20.9 % воздуха, поэтому его парциальное давление на уровне моря при полном давлении 760 мм рг. ст. будет равно:

Р (0:)=(760 2*0.9): 100-159 мм рт. ст.

Так же рассчитывается и давление и других газов:

Р (N2)=600.8 мм рт. ст. Р (С0г)-0.2 мм рт. ст.

На схеме изображён каскад процессов с участием дыхательных газов в соответствии с их парциальным давлением. Ключевыми для дыхания в этом каскаде являются переходы газов из лёгких в кровь, и из крови в ткани.

5. Рассказ учителя физики.

Стенки лёгочных альвеол человека состоят из однослойного плоского эпителия, покрытого слизью - сурфактаном. Он снижает поверхность натяжения в альвеолах, что

позволяет с меньшими усилиями увеличивать объем лёгких при вдохе. Перенос газов через стенки альвеол происходит согласно закону диффузии. Направление и скорость этого процесса определяются разностью парциальных давлений газа, или его напряжений. В притекающей к капиллярам лёгких венозной крови напряжение кислорода составляет 40 мм рт. ст., углекислого газа - 47 мм рт. ст.

Согласно законам физики газы будут диффундировать от места большего давления к месту меньшего до тех гюр. пока не установится динамическое равновесие - равеново прямого и обратного потоков газов. Поскольку парциальное давление кислорода в альвеолах больше, чем в венозной крови, то кислород диффундирует из альвеолы в капилляры. Напряжение углекислого газа больше в венозной крови, чем в альвеолах, поэтому углекислый газ диффундирует в альвеолы.

Условия 1 азообмена в лёгких настолько благоприятны, что данный процесс приводи i к равновесному состоянию примерно за 1 секунду.

Потребность человека в кислороде в состоянии покоя 350 мл/мин. а при физических нагрузках - 5000мл/мин.

6. Фронтальная беседа с учителем физики

• Что называют парциальным давлением?

• Как высчитывается парциальное давлении 1азов?

• Чему равно парциальное давление кислорода, азота, углекислого газа?

• Как называется процесс перехода газов из альвеол в капилляры и обратно?

• Почему кислород при вдохе поступает в кровь, а углекислый газ выводится из крови в лёгкие?

• За какое время происходит газообмен в лёгких?

7. Рассказ учителя биологии с элементами беседы

Второй этап дыхания человека - перенос газов кровью. Газы слабо растворяются в жидкостях. В крови есть удивительное вещество - гемоглобин. - которое способно химически связать кислород и углекислый газ. и поддерживать постоянную регуляцию крови.

Кислород вступает в непрочное соединение с гемоглобином.

• Как называется образованное вещество'1 (оксигемоглобин)

• В каких клетках крови содержится оксигемоглобин? (эритроцитах)

• Какую химическую реакцию образования оксигемоглобина, вы можете записать? (ученики пишут на доске химическую реакцию в лёгких lih IfbOs (окси?имо?лобин)

в тканях HbOs = Hb+4():

Связывание гемоглобина осуществляется с помощью иона железа.

• Как будет различаться по цвету кровь артериальная и венозная? (Артериальная алая, венозная - вишнёвая)

Перенос углекислого газа так же связан с гемоглобином. Примерно 10% газа соединяется с этим белком и образует непрочное соединение карбогемоглобин. Остальная часть соединяется с водой и образует угольную кислоту'. Кислота реагирует с ионами наiрия и калия в плазме крови.

Детям предлагается записать химическую реакцию с образованием карбогемоглобина.

8. Рассказ учителя физики

Газообмен в лёгких и тканях протекает оп тем же физически законам, что и в лёгких. Ткани поглощают кислород и отдают углекислый газ, при этом газы переходят из об лас £ и большего напряжения в область меньшего напряжения.

Р (СОг) в тканях = 60 мм рт. ст.

Р (Ог) в тканях = 20 - 40 мм рт. ст.

На интенсивность газообмена влияют длина капилляров, разность напряжений, химический состав крови, скорость кровотока.

9. Промежуточный контроль знаний учащихся проводит учитель физики

(использование таблиц «Приложения»)

Вопрос.

• Как происходит диффузия газов в организме человека

(Перенос газов осуществляется за счёт разности между их парциальными давлениями в альвеолах и крови, крови и тканях. Г азы переходят из область высокою напряжения в область низкого напряжения

10. Сообщения учащихся

Задание учащимся давалось с опережением.

А) «Дыхание на Эльбрусе» (об особенностях дыхания в горах)

Б) «Ныряем» (особенностях дыхания под водой)

IV Закрепление изученного материала 1. Работа и группах по принципу игры «Бумеранг»

Учащиеся делятся на парное число команд. Каждой команде даётся карточка-задание. Участники игры одновременно выполняют работу и передают свое задание по часовой стрелке рядом сидящему игроку, при этом передающий сам получает задание от соседнего игрока. Игра заканчивается после выполнения последнего задания. Результаты в последующем проверяются учителем.

Вопросы повышенной трудности

1. У здорового жителя высокогорья обнаружено повышенное содержание эритроцитов в крови. Можете ли вы объяснить причину этого и оценить, на какой примерно высоте живёт человек.

2. Чемпионы по глубоководному нырянию погружаются на глубину до 100 м без акваланга и возвращаются на поверхность за 4 -5 мин. 11очему у них не возникает кессонной болезни?

3. При глубоководном погружении водолазы используют для дыхания специальные газовые смеси, в которых азот заменён гелием. Объясните с чем это связано?

Задачи

Сколько воздуха расходуется на дыхание класса из 35 человек в течении 45 минут урока, если один ученик в среднем делает 16 вдохов в минуту по 500 см3 воздуха (12,6)

Исправь ошибку

• Растения дышат только днём, используют углекислый газ.

• Дыхание проходит в два этапа: внешнее и внутреннее.

• Причина газообмена в лёгких разность между напряжениями и парциальными давлениями газов.

• Жидкости и газы в природе движутся из области высокого давления

• Весь углекислый газ переносится эритроцитами.

• Перенос кислорода осуществляется плазмой крив.

• Соединение кислорода с гемоглобином называется карбогемоглобин.

Тест

Указанные процессы распределить по группам

1. Газообмен в тканях

Б. Физические процессы при газообмене.

2. Процессы в большом Kpyie кровообращения.

1. переход Ол из лёгких в кровь

2. Переход Оз крови в ткани

3. Переход СО2 из тканей в кровь

4. Переход СО: из крови в лёгкие

5. Присоединение О2 к эритроциту

6. Отделение Ог от эритроцита

7. Превращение артериальной крови в венозную.

8. Превращение венозной крови в артериальную.

9. Разрыв химической связи Ог гемоглобином

! 0. Химическое связывание О2 с гемоглобином

11. Капилляры в тканях

12. Лёгочные капилляры.

• Рефлексии

Учитель предлагает проанализировать учащимся ход урока и ответить наследующие вопросы.

• что нового вы узнали о газообмене в лёгких и тканях?

• на все ли, интересующие вас вопросы, мы ответили?

• на какие знания, полученные ранее по другим предметам, вы опирались (химия, физика) Дети заполняют «Карту исследования результативности структуры урока» (пример карты прилагается)

6. Домашнее задание

§ 27. Творческое задание по выбору

• составить синквейк (пятистрочное стихотворение) «Газообмен»

• сообщение «Смерть клиническая и биологическая», «Влияние курения на дыхательную систему»

6. Подведение итогов урока

Выставление оценок.

1-7, 11-1,2, III-l.IV-3, V-2, VI-1, Vll-3. VIII-5. IX- 6, X-6. XI- 5, XII-2. XIII- 1, XIV-3. XV- 4. XVI-3