Интегрированный урок химии и биологии на тему Влияние металлов на организм человека (9 класс)

Урок химии
Влияние металлов на жизнедеятельность организма человека 

Цели урока:
Дидактическая: Создать условия для формирования представлений учащихся о влиянии металлов на человеческий организм.Учебные: Обучающая: Сформировать представление о влиянии металлов на здоровье человека.Развивающая: Способствовать развитию умения  анализировать и оценивать факты, делать выводы на основе сравнения.    Развивать любознательность учащихся и познавательный интереса к предмету.Воспитывающая: Воспитание бережного отношения к природе и здоровью человека.
Задачи урока.
Ознакомиться с путями проникновения металлов в организм человека и местами накопления.
Научиться объяснять биологическую роль металлов с опорой на справочный материал.
Научиться выявлять взаимосвязь между состоянием организма человека и состоянием окружающей среды.
Результативность урока.Учащиеся должны:
Называть пути проникновения металлов в организм человека.
Называть места накопления металлов в организме.
Описывать влияние металлов на жизнедеятельность человеческого организма с использованием справочного материала.
Делать выводы о влиянии хозяйственной деятельности человека, связанной с накоплением в окружающей среде металлов, влияющие на здоровье человека.
Тип урока: комбинированный (на основе интеграции курсов химии и биологии)
Оборудование:
Компьютер, презентация в программе Power Point.
Демонстрационный материал: таблица «Химический состав клетки организма человека»;
Раздаточный материал: таблицы «Химический состав организма человека», «Биологическая роль и токсичность металлов», таблица для заполнения «Проникновение ионов свинца в организм человека» и карточки с рисунком для составления схемы проникновения свинца в организм человека.
Отрывки из литературных произведений о влиянии металлов на человеческий организм.
2 химических стакана, тёрка, H2O,порошок пепсина, белок, сваренного в крутую яйца, концентрированная HCl, ацетат свинца Pb(CH3COO)2.
На слайде – эпиграф: «Природа не признает шуток; она всегда правдива, всегда серьезна, всегда строга; она всегда права, ошибки же и заблуждения исходят от людей» (В.Гете).
Девиз урока:«Мощь и сила науки – во множестве фактов, цель – в обобщении  этого множества» (Д. И. Менделеев).
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация опорных знаний.   Учитель: На прошлом уроке мы закончили изучение темы «Металлы», в ходе которого рассматривали металлы как элементы неживой природы. Вы знаете, что роль металлов в неживой природе очень велика: к ним относятся 92 из 114 химических элементов, входящих в периодическую таблицу. Сегодня мы с вами поговорим о роли металлов в живой природе. К живой природе относятся все живые организмы, в том числе и человек, поэтому с ролью металлов в живой природе мы познакомимся на примере организма человека. (Учитель просит учащихся сформулировать тему урока, записывает ее на доске, а учащиеся записывают ее в тетрадях.) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]Сегодня мы вспомним то, что вы узнали о металлах на уроках химии и о химическом составе клетки организма человека на уроках биологии в 9-м классе, обобщим и расширим эти знания  выясним влияние ионов металлов на организм человека.; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]Актуализация опорных (ключевых) понятий.Учитель: Предлагаю вам «загадочную паузу».[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (загадки о металлах)Учитель: О каких веществах мы сейчас с вами говорили? Ученики: О металлах.Учитель: Природа создала множество живых организмов – простых и сложных, похожих и совершенно не похожих друг на друга. Вместе с неживой природой они образовали сложную, но гармоничную систему – природу Земли. В качестве эпиграфа к нашему уроку мы выбрали слова великого немецкого поэта Гете. (Учитель обращает внимание учащихся на эпиграф [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] читает первую его часть.) Однако человек своей деятельностью нарушает гармонию природы, нанося тем самым вред не только окружающей среде, но и собственному здоровью. (Учитель читает вторую часть эпиграфа.) Спустя полтора столетия слова поэта получили, к сожалению, полное подтверждение.  Внимательно осмотритесь вокруг. Где вы не были: дома, в школе, на улице или в транспорте – вы увидите, какое множество металлов трудится вокруг нас. А какое множество тайн и загадок  таит их производство и применение? Параллельно уживаются и польза от применения металлов и опасность от многих из них для живых организмов. Мы поговорим о том, что металлам дает возможность широкого применения их в жизни человека и какие могут быть последствия для окружающей среды непродуманное производство и опрометчивое использование.Вам предоставляется возможность побыть в роли ученых – биохимиков, экологов и оценить возможности металлов  как химических элементов так и ионов металлов.. В состав клеток живых организмов, в том числе и человека, входят металлы. Они перечислены в таблицах «Химический состав клетки организма человека»,  (Предоставляется время рассмотреть таблицу №1. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])Химические элементы и их соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма в сравнительно больших количествах, называются макроэлементами, а элементы, требующиеся организмам в крайне малых количествах, – микроэлементами. Среди микроэлементов также есть и металлы. Воспользовавшись таблицей, попробуйте назвать их. Из данных таблицы видно, насколько разнообразны металлы, входящие в состав организма человека. Очевидно, что металлы необходимы клеткам тела человека для нормальной жизнедеятельности. Как избыток, так и недостаток металлов оказывает отрицательное влияние на организм, а некоторые металлы могут оказывать даже токсичное влияние.
Я постаралась в различных литературных источниках найти этому подтверждение. Постараетесь с помощью своих таблиц определить, о действии каких металлов идет речь и путь проникновения металла в организм.Ученики  работают по группам над текстами из литературных источниках. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] , [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]Накопление металлов некоторыми тканями человеческого организма. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
А сейчас вам предоставляется возможность послушать выступления одноклассников о том, как в прошлом использовали целебные свойства металловУченик 1.   Золото.Средневековые алхимики считали золото совершенством, а остальные металлы – ошибкой в акте творения и, как известно, прикладывали большие усилия для ликвидации этой ошибки. Идею введения золота в медицинскую практику приписывают Парацельсу, который провозгласил, что целью химии должно быть не превращение металлов в золото, а приготовление лекарств. Лекарственные препараты из золота и его соединений пытались применять при многих заболеваниях. Им лечили проказу, волчанку, туберкулез. У людей, чувствительных к золоту, оно может вызвать нарушение состава крови, реакцию со стороны употребляется термин «золотой»: «золотые руки», «золотая осень», «золотое сердце». Часто хлопок называют «белым золотом», пушнину – «мягким золотом», нефть – «черным золотом».Ученик 2.    Медь.В человеческом организме наибольшее количество меди содержится в мозге и печени, и одно это обстоятельство указывает на ее важность в жизнедеятельности. Обнаружено, что при болях повышается концентрация меди в крови и спинномозговой жидкости. В Сирии и Египте новорожденным для профилактики рахита и эпилепсии надевают медные браслеты.Ученик 3.    Алюминий.Алюминиевую посуду называют посудой бедняков, так как этот металл способствует развитию старческого атеросклероза. При приготовлении пищи в такой посуде алюминий частично переходит в организм, где и накапливается.Картинки с изображением плодов и фруктов. В них есть металлы. Например, чеснок – единственный продукт питания, содержащий германий, от которого зависит крепость кровеносных сосудов. Кукуруза содержит золото, обеспечивающее работу нервной системы.Учитель: Какой металл содержится в яблоках?Ученики:    Железо.Учитель:  Какова его биологическая роль?   В таблице Д.И. Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь всего человечества. Нет в таблице другого такого элемента, при участии которого проливалось бы столько крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий:
Век девятнадцатый, железный,Воистину жестокий век!Тобою в мрак ночной, беззвездныйБеспечный брошен человек!
Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека. Входя в состав чрезвычайно сложно построенного органического соединения, называемого гемоглобином, железо обусловливает красную окраску этого вещества, от которого в свою очередь зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится без малого 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении – углекислого газа. Недостаточное содержание железа  приводит к головной боли, быстрой утомляемости.Учитель: Какие последствия для человеческого организма может иметь удаление из него всех металлов?  Ученики: работают с таблицей №2 ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) и характеризуют последствия.
Многие токсичные металлы имеют химическое сходство с биологически важными металлами, поэтому первые легко включаются в круговорот последних в экосистемах и выключают работу ферментов в организме. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] таблица)
А cтепень токсичности металлов  отражает таблица ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Сообщения учеников по теме «Плюмбум, или Опасная игра» Во время сообщений ученики заполняют таблицу. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]).  ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] содержит сообщения учащихся).Учитель: А сейчас мы смоделируем процесс попадания ионов свинца в желудок и на следующий день  посмотрим что  произойдет.Ученики  осуществляют моделирование желудка из предложенного оборудования и реактивов. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) Учитель: Что же влияет на биохимические циклы металлов в биосфере? Кто виновен в изменении биосферных потоков?  Ученики формулируют вывод и записывают в тетрадь
Выводы: 1. Хозяйственная деятельность человека существенно повлияла на биогеохимические циклы многих элементов в биосфере. С помощью трех ударных сил, оказывающих наиболее сильное воздействие на окружающую среду: сельское хозяйство, энергетика, промышленное производство – человек значительно изменил биосферные потоки металлов, например ( Pb, Cu, Fe, Hg)2. Многие экологические проблемы рождены несбалансированностью циклов многих элементов, которые, в свою очередь, вызваны опять-таки деятельностью человека. Так, хозяйственные выбросы Pb, Cd, Zn, токсичные для живых организмов, превосходят естественные потоки этих металлов в биосфере в 18,5 и 3 раза, для Hg, Ni – в 2-3- раза.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  «Жизнь на Земле влияет на атмосферу, а атмосфера влияет на жизнь на Земле»
IV. Подведение итогов урока.Наш урок почти закончен. Осталось еще раз вспомнить, о чем вы сегодня узнали и ответить на вопросы:
Назвать  пути проникновения металлов в организм человека и местами накопления.
Объясните биологическую роль металлов.
Какова взаимосвязь между состоянием организма человека и состоянием окружающей среды? 
V. Домашнее задание.
(1 уровень).  Рассмотреть способы проникновения, места скопления и влияние на организм ионов натрия, калия, кальция и железа, воспользовавшись справочными данными. Результаты представить в виде таблицы в тетради по химии, аналогично той, что заполняли на уроке.(2 уровень).  Составьте схему проникновения свинца в организм человека. Раздаются карточки с рисунком для составления схемы ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
VI. Заключение урока.
Учитель: Но знаете ли вы, что количество различных металлов, содержащихся в организме человека, ещё и влияет  на характер человека. ( Сообщение учителя.  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] )[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (с гиперссылками)
Литература.
Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии. 9 класс. – М.: Блик и К°, 2001.  – 397 с.
Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Методическое пособие. Химия 11 класс. – М.: Дрофа, 2003. – 156 с.
Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия внутри нас. – Ростов-на- Дону.: Феникс, 2004. – 180 с.
Колтун М. Мир химии. – М.: Детская литература, 1988. – 303 с.
Ледовская Е.М. Металлы в организме человека.//Химия в школе. – 2005. – №3.– С. 44 – 47.
Сгибнева Е.П., Скачков А.В. Современные открытые уроки химии. 8- 9 классы. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 318 с.
Аликберова Л., Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999г. 
  Электронные приложения:
Мультимедийное учебное пособие нового образца. «Химия». Электронная библиотека «Просвещение».
Открытая химия. Версия 2.5 Автор курса – профессор МФТИ, Академик РАЕН В.В.Зеленцов
Библиотека электронных наглядных пособий «Химия» 8 – 11 класс. 1 CD for Windows/
Заголовок 115