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