Интегрированный урок биологии и физики «Диффузия – основа жизни!»

Дидактические цели:
Развить творческое мышление, позволяющее критически воспринимать окружающий мир
Методические задачи:
Закрепить умение готовить микропрепараты.
Рассматривать и наблюдать за процессом диффузии в кожице лука.
Определить зависимость скорости протекания диффузии от температуры.
Обобщить информацию, полученную в результате проведенных опытов.
Ход урока
Природу изучают в нескольких школьных курсах, однако мало у кого формируется её целостное видение. Знания, как правило, разделяются на “физические”, “биологические”, “химические” и др. Однако разрозненные знания не позволяют создать целостную картину мира, поэтому основная задача нашего урока показать взаимосвязь, казалось бы, таких разных наук как физика и биология при изучении такого распространенного явления, как диффузия.
Вопрос: Скажите, зачем солят морскую рыбу, ведь в море вода и так соленая?
Обсуждаются варианты ответов учащихся, после обсуждения, проведем опыт:
Опыт № 1 “Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука”.
Цель: Познакомиться с одним из важнейших свойств цитоплазматической мембраны (цитоплазмы) — регуляцией поступления в клетку и выхода из нее воды. Убедиться, что оно проявляется только при условии полупроницаемости цитоплазматической мембраны
Оборудование: луковица лука репчатого, имеющего антоциановую окрасу,6-8% раствор поваренной соли, покровные и предметные стекла, препаровальные иглы, скальпели или лезвия, микроскопы.
Ход работы.
1.Приготовить препарат кожицы лука, рассмотреть клетки под микроскопом.
2.Удалить с микропрепарата воду, приложить фильтровальную бумагу к краю покровного стекла. Нанести на предметное стекло - каплю раствора поваренной соли.
3.Фильтровальной бумагой удалить раствор поваренной соли. Капнуть на предметное стекло 2—3 капли воды. Наблюдать за состоянием цитоплазмы.
Сделаем вывод:
1. Если клетка находится в гипертоническом растворе, концентрация которого больше концентрации клеточного сока, то скорость диффузии воды из клеточного сока будет превышать скорость диффузии воды в клетку из окружающего раствора. Уменьшение объема клеточной вакуоли сопровождается отделением цитоплазмы оболочки – происходит плазмолиз
2. Если плазмолизированную клетку поместить в гипотонический раствор, концентрация которого меньше концентрации клеточного сока, вода из окружающего раствора будет диффундировать внутрь вакуоли. В результате увеличения объема вакуоли повысится давление клеточного сока на цитоплазму, которая начинает приближаться к стенкам клетки, пока не примет первоначальное положение - произойдет деплазмолиз.
3.Мы убедились в том, что плазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью
Рисунок № 1:
Контрольные вопросы к лабораторной работе “ Плазмолиз и деплазмолиз в клетке кожицы лука.
1. С какими свойствами цитоплазмы связаны осмотические явления клетки?
2. Что такое тургор, плазмолиз, деплазмолиз?
3. Может ли происходить плазмолиз в мертвой клетке?
4. Дать определения понятиям осмос и диффузия.
5. Два студента оперируют лягушку. Они все время смачивают обнаженные внутренние органы лягушки солевым раствором и, тем не менее, через некоторое время эти органы начинают сморщиваться и лягушка гибнет. Заглянув в учебник, студент обнаруживают, что концентрация солевого раствора взята неверно 9% вместо нужных 0,9%.
Какой процесс имел место?
а) тургор
б) диффузия
в) осмос
6. Какой процесс изображен на данном рисунке?
Рисунок № 2
7. Обозначьте структурные компоненты клеточной оболочки
Рисунок № 3
Мы говорим в опыте о диффузии? А что же такое диффузия?
Диффузия-это явление взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого.
Рисунок № 4
Каковы особенности протекания диффузии в живой и неживой природе?
Опыт № 2
Оборудование: 2 стакана с водой разной температуры, пипетка, перманганат калия
Ход работы:
1.В стакан с водой с помощью пипетки опустить несколько капель перманганата калия.
2.Измерьте время, через которое окрасится вся вода в стакане.
3.Выполнить п.1,2 с горячей водой.
4.Результаты оформить в таблицу. № опыта
Стакан с водой
Время окрашивания
1Холодная
2Горячая
Вывод: Диффузия наблюдается в жидкостях и ускоряется с повышением температуры.
Веселые задачки
Четырехлетняя Маша подкралась у мамы за спиной к зеркалу и, вылила себе на голову три флакона французских духов. Как мама, сидя к Маше спиной, догадалась о случившемся? Рисунок № 5
Кальмары при нападении на них выбрасывают темно – синею жидкость. Почему вода через некоторое время, где находится эта жидкость, становится прозрачной? Рисунок № 6
Набившись в бочку, словно у них там час пик, селедки требуют побольше соли и сразу закрывают за собой крышку бочки. Попробуйте проникнуть внутренним взором в бочку к селедкам и скажите, чем там с ними соль занимается? Рисунок № 7
Учитель: Для живых организмов избирательная проницаемость клеток, является “одеждой” которая защищает все живое от чужеродного. Поэтому живые организмы находящиеся в море не могут быть солеными, в отличие от выловленной рыбы подверженной обработке. То есть неживая клетка не способна выступать в роли защитника. Все организмы состоят из клеток. Клетка - элементарная целостная система. Её окружает клеточная оболочка (мембрана) Рисунок № 8
Оболочки делятся:
1. плазматические (клеточные мембраны);
2. наружные.
Основная функция плазматической мембраны - её избирательная проницаемость, то есть способность пропускать только определенные вещества. Рисунок № 9
Основные механизмы транспорта веществ через мембрану:
1. диффузия (газы, жирорастворимые молекулы проникают прямо через плазматическую мембрану)
2. осмос (диффузия воды через мембраны)
3. активный транспорт (перенос молекул из области с меньшей концентрацией в область с большей).Вывод к уроку:
1. Клеточная мембрана – это оболочка клетки, выполняющая следующие функции:
разделение содержимого клетки и внешней среды;
регуляция обмена веществ между клеткой и средой;
2. Диффузия имеет огромное значение в процессах жизнедеятельности живых объектов. Человек дышит атмосферным воздухом, в состав которого входит большое количество газов. Кислород из воздуха, вдыхаемого человеком, благодаря диффузии из легких переходит в кровь, а углекислый газ покидает кровяное русло и переходит в альвеолярный воздух. У человека в дыхании принимает участие не только легкие, но и вся поверхность тела. Единицей поверхности кожи может поглощаться на 28% больше кислорода, а выделяться на 54% больше углекислого газа, чем в легких.
Домашнее задание:
1. Придумать информационные буклеты /см. Приложение 1 и Приложение2 /.
2. Приведите примеры использования диффузии в природе и жизни человека. ( составить презентацию).
К уроку прилагается методическая презентация проекта “ Сим-Сим, откройся”, для учителей физики и биологии которую можно использовать для работы во внеурочное время для развития интереса к предмету и практической направленности / см. приложение 3/, а также презентация урока / см. приложение 4/.
Литература:
[1]. Кирилова И. Г. Книга для чтения по физике. Москва: Просвещение 1986.
[2]. Мансурова С.Е. Практикум по общей биологии.10-11.-М.:Гуманитар. Изд.центр ВЛАДОС,2006.-79с.
[3]. Перышкин А. В. Физика 7. Москва: Дрофа, 2002
[4]. Пикеринг В.Р. Биология Школьный курс в 120 таблицах.-М “ АСТ ПРЕСС”,1999.-128с.
[5]. Семенов Э.В., Мамонтов С.Г.,Коган В.Л. Биология: пособие для поступающих в вузы/Под редакцией. С.Г. Мамонтова.-М.: Высш.шк., 1984.-352с.
[6]. Семке А. И. Нестандартные задачи по физике. Ярославль: Академия развития,2006
[7].Энциклопедия для детей. Москва: Аванта+, 2001
[8].Яковлева А.В. Лабораторные и практические занятия по биологии: Общая биология: 9 кл.-М.: Гуман