Урок по теме «Обмен веществ и энергии»

Урок по теме «Обмен веществ и энергии».
Интегрированный урок (биология – физкультура) для учащихся 8 класса.
Цели урока: продолжить формирование представлений о двух
взаимопротивоположных сторонах обмена веществ; научить подсчитывать
количество потраченных калорий по частоте сердечных сокращений,
доказать с помощью функциональной пробы с максимальной задержкой
дыхания до и после нагрузки, что при работе усиливается распад
органических веществ и возрастает выделение углекислого газа мышцами.
На основе углубления межпредметных связей, продолжить развитие интереса
к биологии и физкультуры.
Оборудование: таблицы «Суточная потребность в энергии лиц разных
категорий труда (в килокалориях); «Физиологические нормы потребности в
белках, жирах, углеводах для подростков (в сутки в г)»; «Результаты
функциональной пробы с задержкой дыхания до и после дозированной
нагрузки для различных по степени тренированности категорий
испытуемых». Секундомеры или часы с секундной стрелкой.
Ход урока:
1. Организационный момент.
2.Вступительные слова учителя биологии:
-В нашем организме непрерывно происходит обмен веществ. Согласно
медицинской энциклопедии, обмен веществ - совокупность процессов
химических превращений веществ и энергии в живых организмах и обмен
веществами и энергией между организмами и окружающей средой.
Сущностью его является диалектическое единство процессов непрерывного
поступления в организм извне различных органических и неорганических
соединений, их усвоения, изменения и выведения в окружающую среду
образовавшихся продуктов распада.
В разных органах обмен веществ идет с разной интенсивностью. Так, к
концу месяца в печени не остается ни одного атома из тех, которые ее
составляли в начале, все они заменяются на новые. Эти процессы идут в
каждой клетке, в клетку поступают питательные вещества, кислород, вода,
минеральные соли, витамины. Часть этих веществ идет на рост и развитие, а
часть используется для получения энергии, для работы мышц, поддержания
температуры тела, создания новых веществ, проведения нервных сигналов.
Белки, жиры и углеводы, которые мы получаем с растительной и
животной пищей, не могут быть усвоены в том виде, в каком они к нам
поступили. Если в кровь человека попадут чужеродные белковые или другие
крупные молекулы, они или погубят организм, или будут уничтожены его
иммунной системой. Вот почему в органах пищеварения пищевые белки,
жиры и сложные углеводы распадаются на составные части, из которых
могут быть созданы другие белки, жиры и углеводы, свойственные данному
организму и никакому другому.
1
Обратите внимание на следующую таблицу. В ней отражены
физиологические нормы потребности подростков в белках, жирах и
углеводах.
Таблица №1 Физиологические нормы потребности в белках, жирах,
углеводах для подростков (в сутки в г).
Органические вещества
белки
в том числе животные
жиры
в том числе животные
углеводы
Килокалории в
единицах
Группы детей
От 11 до 15
98
56
86
75
242
2940
От 15 до 18
119
72
99
84
471
3340
Жизнедеятельность клеток осуществляется за счет энергии распада и
окисления органических веществ. Для этого клеткам необходим кислород.
Кровь доставляет его из органов дыхания, она же уносит продукты распада.
Переваривание пищи и доставка питательных веществ и кислорода к
клеткам - это подготовительная, а удаление продуктов распада заключительная стадия обмена. Основные же его стадии происходят в
клетках.
Обмен веществ складывается из двух, взаимно противоположных
процессов: пластического обмена и энергетического.
Греческое слово « пластине» означает лепку из глины и других
материалов. Этот образ был выбран биологами, потому что он довольно
точно отражает существо дела.
Поступающие в клетки питательные вещества можно сравнить с
кирпичиками, из которых « лепятся» молекулы белков, жиров и углеводов ,
свойственные определенным клеткам человеческого тела. Они идут на
строительство утраченных частей клеток, на создание новых клеток и
межклеточного вещества. За счет пластического обмена происходят рост,
деление и развитие каждой клетки и всего организма в целом.
Энергетический обмен - это ферментативное расщепление крупных
молекул, сопровождающееся освобождением энергии, заключенной в
химических связях крупных молекул органических веществ. Органические
вещества создают растения, используя энергию солнечного света. Из воды и
углекислого газа они получают глюкозу и выделяют кислород. Попав в
клетки человеческого тела, глюкоза распадается на воду и углекислый газ, а
освободившаяся энергия используется для жизнедеятельности клетки:
2
создания новых веществ, сокращения мышц, проведения нервного
возбуждения. Чем больше человек тратит энергии, тем больше распадается
органических веществ в его организме. Вот почему мы дышим более
интенсивно, когда работаем, вот почему наш организм нуждается в большем
количестве пищи, чтобы компенсировать свои энергетические траты и
потерю органических веществ, подвергшихся биологическому окислению.
Пища должна восполнять затраты энергии. Это непременное условие
сохранения здоровья и работоспособности человека. Для людей различных
профессий определены нормы питания. При их составлении учитывают
суточный расход энергии и энергетическую ценность питательных веществ.
Посмотрите на следующую таблицу. В ней как раз и отражена суточная
потребность в энергии лиц разных категорий труда.
Таблица № 2. Суточная потребность в энергии лиц разных категорий
труда (в килокалориях).
2800
3000
3200
3700
Люди умственного труда
Люди, занятые на механизированных
производствах
Рабочие физического труда
Лица, выполняющие тяжелую
физическую работу.
3.Слова учителя физкультуры:
-В процессе умственного или физического труда организм человека
расходует энергию. Затраченная энергия восполняется питанием. Распад и
окисление питательных веществ - источник энергии в организме человека.
Естественно, энерготраты возрастают при нагрузках. Вместе с
повышением энерготрат усиливаются и процессы окисления, выделения
продуктов распада, они в свою очередь связаны с интенсивностью
кровообращения и в частности с повышением частоты сердечных
сокращений.
Давайте с вами посчитаем, сколько калорий мы растратим, сделав
несколько физических упражнений в течение одной минуты. Для этого
используем формулу, позволяющую рассчитать энерготраты (Q)
совершаемые человеком за 1 мин. по частоте сердечных сокращений (ЧСС):
Q= 2, 09(0,2 * ЧСС- 11,3) кДж/мин.
(Учащиеся класса выполняют некоторые физические упражнения,
подсчитывают пульс и по формуле определяют свои энерготраты. Результаты
опыта записываются в рабочей тетради).
3
Как было уже сказано выше, при работе усиливается распад
органических веществ и возрастает выделение углекислого газа мышцами.
Это можно доказать с помощью функциональной пробы с максимальной
задержкой дыхания до и после нагрузки.
Сейчас мы проведем с вами небольшой эксперимент.
В положении сидя вы задерживаете дыхание на максимальный срок
на спокойном выдохе. Далее, с помощью секундомера устанавливаете время
восстановления дыхания (выполняет одновременно весь класс). Результат
записываете в тетради.
5 минут отдыхаете.
Далее делаете 20 приседаний за 30 секунд. Измеряете время максимальной
задержки дыхания после работы, и вычисляете процентное отношение
результатов второго опыта относительно первого (результаты фиксировать в
тетради)
После нескольких минут отдыха повторяете первую пробу (записать
результат в тетради). Результаты третьего опыта позволяют зарегистрировать
процессы восстановления постоянства внутренней среды в организме после
действия нагрузки.
После нагрузки обычно удается задержать дыхание на меньшее время,
чем в состоянии покоя. Это объясняется тем, что при мышечных нагрузках
затрачивается дополнительная энергия, которая освобождается при распаде
и окислении органических веществ. С этими процессами связано и
накопление в крови продуктов распада, в том числе и углекислого газа.
Поэтому, когда вы начинаете задерживать дыхание после нагрузки,
концентрация углекислого газа в крови уже выше нормы. Особенно высока
она у нетренированных подростков, поскольку у них в движении участвуют
не только необходимые, но и множество сопутствующих мышц.
Результаты, полученные при проведении функциональной пробы,
сравните с нормативами, приведенными в таблице №3, которая перед вами
на доске.
Таблица №3. Результаты функциональной пробы с задержкой дыхания
до и после дозированной нагрузки для различных
по степени тренированности категорий испытуемых.
Категория
Здоровые
тренированные
Здоровые
нетренированные
с отклонениями в
здоровье
В покое
46 -60
36 – 45
20-35
Задержка дыхания (с)
после 20 приседаний после отдыха
Более 50% от первой
Более 100% от
фазы
первой фазы
30-50% от первой
70-100% от первой
фазы
фазы
30% и менее
Менее 70%
4
После того, как вы сравните свои результаты с результатами таблицы,
каждый в своей тетради делает вывод, к какой категории подростков он
относится.
4. Слова учителя биологии:
-Рациональное питание имеет исключительное значение для нормального
физического и умственного развития детей. Оно должно отвечать
потребностям организма в различном возрасте и не только покрывать
затраты на поддержание жизнедеятельности, но и обеспечивать избыток
полноценных белков, жиров, углеводов, минеральных солей, воды и
витаминов, достаточный для роста и развития.
Современный рацион отличается большим потреблением продуктов,
относительно дешевых, но содержащих много углеводов. В первую очередь
это мучные изделия – макароны, хлеб и тому подобное.
Проведенная мною анкета среди учащихся 8-11 классов подтвердила
этот факт. Большинство анкетируемых, чаще всего называли блюда с
высоким содержанием углеводов, к тому же содержащих скрытые калории
(многие производители продуктов питания для улучшения вкусовых качеств
повышают в них содержание рафинированного сахара).
Безвредно ли это? Оказалось, что такой рацион понижает
сопротивляемость организма, приводит к разным болезням. Переедание и
неправильное употребление некоторых пищевых продуктов ведут к
постоянному росту числа заболеваний, вызванных нарушением обмена
веществ, к болезням сердца и сосудов.
В пищевом рационе детей разных возрастов должно соблюдаться
определенное соотношение белков, жиров и углеводов. Так, подростки
должны получать 30% животного белка и 70%- растительного.
А в среднем, из общего количества калорий в сутки: за счет белка- 1315%, жира-30-32% , углеводов 53-55%. Соотношение белков, жиров и
углеводов- 1:1,1:6
Пища подростков должна содержать достаточное количество
клетчатки и давать отбросные продукты, чтобы обеспечить двигательную
работу пищеварительного канала.
Большое значение для нормального
роста и развития организма имеет правильный режим питания. У
школьников при питании 4 раза в день из примерного суточного рациона
должно приходиться на утренний завтрак- 25-30%, на обед- 45-50%, на
полдник 10-15% и на ужин- 15-20%. Калорийность 4-х разового питания
должна быть не менее 2 500-3 000 ккал, или 10 450-12 540 кДж энергии.
5.Подведение итогов урока.
6.Домашнее задание.
5