План-конспект интегрированного урока на тему: «Газообмен в легких и тканях»
План-конспект интегрированного урока на тему: «Газообмен в легких и тканях»(биология 8 класс)
Цели урока: 1. Образовательная: – знакомство с новым материалом, продолжение работы по формированию навыков учащихся, анализ источников информации, навыков экспериментальной работы, навыков работы в группе; – закрепление знаний и умений: составление и решение задач. 2. Воспитательная: – воспитание мировоззренческих понятий, выявление причинно- следственных связей в окружающем мире; – нравственное воспитание, воспитание патриотических чувств и любви к природе родного края, воспитание чувства товарищеской взаимовыручки и норм поведения в социуме. 3. Развивающая: – развитие умений классификации, обобщении, составление схем и формулирования выводов по изученному материалу; – развитие грамотной устной речи, мышления и навыков практической деятельности.
Межпредметные связи: состав воздуха, физические и химические свойства углекислого газа, качественная реакция на СО2, Реакция оксидов с водой, кислоты(Химия, 8 класс.). Кислород. Оксиды. Горение. Водород. Кислоты. Соли, механизм электрической диссоциации, ионы, химия – 9 класс «Теория электрической диссоциации», атмосферное давление, его изменение с подъёмом над уровнем моря, диффузия в газах и жидкостях (физика, тема «Первоначальные сведения о строении вещества», «Давление жидкостей и газов»).
Оборудование: таблицы «Органы дыхания», «Схема процесса дыхания», «Сравнение состава воздуха при дыхании», прибор для опыта с известковой водой.
Ход работы.
Организационная часть урока: целеустановки
Подготовительный этап: Объяснение ученикам целей и задач урока. Формирование групп и раздача рабочего материала.
II. Активизация, актуализация мыслительной деятельности. Для активизации мыслительной деятельности используется фронтальный опрос по рубрикам
1. Биологический диктант на основе рубрики: «Какие утверждения верны?».(Взаимоконтроль и тестирование).
2. Повторение учащимися сущности дыхания с зарисовкой схемы процесса дыхания на доске или использованием самостоятельно подготовленной таблицы;
3. Анализ изменения состава воздуха при дыхании с помощью таблицы «Сравнение состава воздуха при дыхании».
Таблица 1
Воздух O2 CO2 N2 примеси
1 Атмосферный 21% 0,05% 78% 0,94% инертные газы
2 Альвеолярный 14% 5,5% 78% 0,03% прочие газы, пары
3 Выдыхаемый. 16% 4% 78% Вопросы к учащимся:
1. Почему в классе, если не проветривать помещение к концу уроков становиться тяжело дышать?
2. Почему отличается состав атмосферного и вдыхаемого воздуха?
3. Как проверить, что мы действительно выдыхаем так много углекислого газа. (Надо провести качественную реакцию на углекислый газ с известковой водой).
4. Эта реакция неоднократно проводиться в курсе естествознания и на уроках химии. Объясните, как собрать прибор для опыта, как его провести и запишите реакцию.(Ответ: прибор собирается, как показано на рис. 1).
В вводную трубку выдыхается ртом воздух, примерно 10 полных выдохов. Помутнение известняковой воды происходит в результате образования нерастворимой соли карбоната кальция в процессе реакции:
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О.
5. Почему отличаются состав альвеолярного и вдыхаемого воздуха. (Ответ: в альвеолярночных пузырьках лёгких (таблица №1) скапливается воздух, непосредственно выделяемый из крови человека через капилляры. Он насущен углекислым газом (5,5%) и беден кислородом (14%). Проходя через бронхи, трохею, гортань, носовую полость, выдыхаемый воздух смешивается с находящимся в этих органах воздухом, который не участвует в газообмене, и в результате состав воздуха, выдыхаемого из организма, изменяется.
III. Обсуждение вопроса «Физико–химические причины газообмена в лёгких и тканях». Рассказ учителя: В сентябре 1862 года во Франции был завершён подъём на воздушном шаре «Зенит» на высоту 11 тысяч метров трёх воздухоплавателей. На землю вернулся живым только один человек, и он находился в обморочном состоянии. Двое других погибли. Никто не мог объяснить причину гибели этих людей, ведь кислорода было достаточно на этой высоте и он начинает исчезать из атмосферы на высоте 80 км. Нашёл эту причину русский физиолог И.М. Сеченов. В чём же она.
Вопросы к учащимся.
1. Что такое атмосферное давление? Как оно изменяется с подъёмом на высоту?.Ответ: Атмосферное давление – это отношение силы давления, которую оказывает масса атмосферы на поверхность Земли. Атмосферное давление измеряется с помощью барометров. Раньше широко использовали ртутные барометры и измеряли атмосферное давление в мм.рт.ст. Теперь за международную единицу давления принят Паскаль. (1 Па. = 1Н/м2). Нормальное атмосферное давление 760 мм.рт.ст. = 1.013 * 105. Н/м2. На высоте плотность воздуха и давление уменьшается.
Дополнение учителя: Воздух – это смесь газов, с подъёмом над уровнем моря уменьшается давление каждого газа, входящего в состав воздуха, в том числе и кислорода. Низкое давление кислорода препятствует его поступлению в организм, у человека начинается кислородное голодание, появляется учащённое дыхание, головокружение. Это признак горной болезни.
2. Как вы думаете, в чём состояла причина гибели воздухоплавателей?
Ответ: Низкое давление кислорода на высоте 11 км. Привело к кислородному голоданию и гибели организма.
Пояснение учителя: Давление каждого газа, входящего в состав воздуха, составляет часть от общего давления смеси газов. Поэтому давление отдельных газов ( О2, СО2,) называется парциальным ( от лат. слова « парс»- часть) Запись или демонстрация таблицы.
3 Как объяснить направление движения газов при дыхании ? Почему О2 движется из воздуха в легкие, из легких в кровь, из крови в клетки, а СО2 движется в обратном направлении?
Ответ: Направление движения газов зависит от их давления. Кислород и СО2 движутся из области большого давления в область меньшего.
4 Рассмотрите в учебнике рисунок, изображающий газообмен в легких и в тканях. Стрелками показан процесс диффузии О2 и СО2. Вспомните из курсов физики и химии, что такое диффузия . В каком направлении происходит движение молекул газа в зависимости от его давления?
Ответ: Диффузия- это распространение одних веществ в других, движение молекул одного вещества между молекулами другого вещества .Молекулы газа и жидкости движутся из области большего давления в область меньшего.
5 Объясните как на основе этих знаний поддержание постоянной разницы давления газов между атмосферой и легкими, между легкими и кровью, между кровью и тканями?
( Ответ: Наличие постоянной разницы давления газов обеспечивает необходимый для дыхания газообмен в легких и тканях, который происходит в соответствии с законом движения газов при их диффузии из области большого давления в область меньшего)Вывод: Газообмен в легких и тканях объясняется поддержанием в организм постоянной разницы парциального давления газов ( О2 и СО2 ) между внешней и внутренней средой организма.
IV. Перенос газов кровью.
В венозной крови протекающей по капиллярам легочных пузырьков в легкие, кислород соединяется с гемоглобином ( условный символ )- Нв, образуя оксигемоглобин: Нв+ О2 = НвО2. Венозная кровь превращается в артериальную. Реакция окисления гемоглобина тормозится при наличии большой концентрации водородных ионов ( Н+ ) в крови. Их концентрация возрастает при наличии в крови большого количества СО2. Это объясняется происходящей в крови реакцией соединения СО2 с Н2О с образованием Н2СО3 слабой угольной кислоты, которая распадается на ионы H + и HCO3-. Происходит электролитическая диссоциация, механизм которой будет изучаться в курсе химии 9 класса.
CO2 + H2O == H2CO
H + HCO3-
Высокая концентрация ионов Н + имеет большое значение в капиллярах тканей ,в которых образуется венозная кровь, вследствие поступления из клеток большого количества СО2. Повышение концентрации Н+ в крови уменьшает способность гемоглобина соединятся с кислородом. В результате концентрации кислорода и его давления в капиллярах остаются высокими, это облегчает его отдачу тканям. А углекислый газ соединяется с кислородом. Таким образом кислотность среды ( концентрация ионов в крови ) регулирует реакцию окисления гемоглобина и перенос кислорода к тканям. Гемоглобин очень легко соединяется с оксидом углерода – угарным газом, который в виде вредных примесей может попадать в воздух. При этом гемоглобин уже не может переносить кислород. Наступает « отравление « организма из-за недостатка О2 по физике, происходит газообмен в легких.
Ответ: в легочные пузырьки- альвеолы- поступает атмосферный водух с давлением О2 в 152-159 мм. рт.ст.: в альвеолах его давление резко падает- до 100-110 мм рт. ст . т.к .он путем диффузии через тончайшие проницаемые стенки капилляров и легочных пузырьков проникает в движущуюся по капиллярам венозную кровь, где его давление еще ниже. В крови О2 сразу соединяется с гемоглобином ,поэтому его концентрация и давление не возрастают. Концентрация же углекислого газа в венозной крови, поступающей в капилляры легочных пузырьков, очень высока. Вследствие диффузии он выделяется в альвеолярный воздух. Давление углекислого газа в альвеолярном воздухе выше ( 40 мм рт. ст. ), чем в атмосферном, поэтому он выделяется из организма.
6.Почему снижается и поддерживается низкое давление О2 в тканях? ( Ответ: О2 расходуется на реакции окисления, его концентрация в цитоплазме клеток поддерживается низкой, поэтому и давление его низкое.)
7.Какое значение для организма имеет поддержание постоянной разницы давления?
V. Закрепление. Ответьте на вопросы.1.Почему у жителей горных районов увеличено количество эритроцитов в крови (в мм.-до 8) ?
2.Как в природе поддерживается постоянство состава воздуха? Какова роль зеленых растений?
3.Как в кабинах космических кораблей поддерживается нормальный состав воздуха и давления?
4.Почему необходимо вести борьбу с загрязнением воздуха в быту, в школе, на производстве, на улице?
5.Какие меры применяются за чистоту воздуха?
VI. Итог урока.