Подборка методических материалов по биологии по теме "Дыхание" 8 класс
Подборка методических материалов для исследовательской деятельности
обучающихся с применением методов научного познания на уроках биологии
по теме «Дыхание» 8 класс
Учителя биологии МОУ СОШ №22 с УИОП п. Дубовая роща, Раменского района, МО
Реброва Светлана Владимировна, Сучкова Наталья Васильевна.
Создание проблемных ситуаций. Возможные вопросы учителя:
1.Почему, когда включают отопление в осенне-зимний период часто увеличивается
число заболеваний дыхательной системы - встаёшь утром в комнате с горячей батареей
и першит горло, щипит и даже болит, может мучать кашель по ночам…? Ведь хорошо,
когда в комнате +25, когда за окном -25 градусов по Цельсию?
Ребята ищут ответ на проблемный вопрос.
Главный из всех ответ: нагретый воздух сухой! А все пути дыхательные для хорошей
проводимости и газообмена в тканях должны быть влажными.
2) Почему у основной массы женщин голос высокого тембра, а у мужчин низкого?
Главный из всех ответ: дело в длине голосовых связок и в строении треугольника гортани.
Проделайте нехитрый эксперимент с линейкой, желательно металлической, и краем
своей парты. Оставьте сначала длинный конец у линейки и «поиграйте на ней»,
приведите в колебательные движения словно струну на гитаре. Затем уменьшайте плечо-
длину струны воображаемой , и вы услышите разные по тембру звуки.
-Кто сделает вывод? Идёт обсуждение…
Главный из всех ответ: У мужчин связки голосовые длиннее, выступает кадык гортани
вперёд, у женщин –короче. Во время полового созревания изменяются размеры и
натяжение голосовых связок.
При изучении причин голосообразования следует остановиться на функции голосовых
связок и резонаторов (ротовой и особенно носовой полости). Голос обеспечивается
колебанием сомкнутых голосовых связок под влиянием струи выдыхаемого воздуха.
Высота голоса зависит от частоты колебания голосовых связок, а та, в свою очередь,
обусловлена их длиной, толщиной и напряжением. У мужчин длина голосовых связок 20-
24 мм, у женщин 18-20 мм. Чем длиннее и толще голосовые связки, тем голос ниже. Вот
почему у мужчин голос ниже, чем у женщин. Правда, иногда мужчина может говорить и
высоким голосом (фальцетом), но это достигается путем значительного напряжения
голосовых связок и нередко приводит к нарушению их функции.
Голоса девочек и мальчиков практически не различаются, только в подростковом возрасте
голос начинает меняться, происходит его мутация, связанная с перестройкой гортани.
Подростков надо предупредить, что в это время напрягать голос (громко разговаривать,
петь, кричать) нельзя, так. как могут произойти изменения, в результате которых может
нарушиться формирование голосового аппарата. Далее надо сказать, что громкость голоса
зависит от амплитуды колебаний голосовых связок: чем сильнее они колеблются, тем
голос громче. Этот факт также можно использовать в воспитательных целях, рассказав,
что неумелые певцы пытаются получить громкий звук за счет форсированного,
интенсивного выдоха. Но поступать так нельзя: можно просто сорвать голос. Певцов и
дикторов учат специальным приемам дыхания, позволяющим им управлять воздушной
струей при выдохе в моменты речи или пения.
Наконец, надо сказать, что колебания голосовых связок еще недостаточны для
членораздельной речи. Необходима определенная позиция языка, зубов, губ, чтобы
получились членораздельные звуки. После этого надо рассказать о резонаторах (гортани,
ротовой и носовой полости), которые усиливают звук, обогащают его обертонами,
благодаря которым возникает характерный для каждого человека тембр голоса.
3) Трахея проводит воздух и не должна спадаться, иначе мы задохнёмся?
Она должна быть физически жёстким образованием?
-А когда мы спим? В разных позах и положениях тела? Разве мы никогда не наклоняем
голову и т.п.? Как решается проблема с абсолютной жёсткостью в организме?
Идёт обсуждение…
Главный из всех ответ: Трахея полужёсткое образование.
Она состоит из хрящей и связок…
4) Скажите, а как человеку удаётся проглатывать крупные пищевые комки без боли,
если пищевод сразу позади трахеи?
Главный из всех ответ:
Трахея состоит из полуколец, задняя её стенка мягкая и эластичная. После рассмотрения
гортани можно перейти к изучению трахеи и бронхов. Продемонстрировать строение этих
органов и их хрящевые элементы легко на примере трахеи и бронхов кур и уток. Эти
органы заготавливают заранее: извлекают и высушивают.
5) Почему легкие являются и органами выделения?
Как это доказать из жизненного опыта? (Зимой на улице изо рта идет пар – это капли
воды). Правильно. Сейчас мы это можем увидеть? Давайте попробуем. У каждого на столе
лежит зеркальце, вдохните небольшую порцию воздуха в себя и задержите дыхание на 2-3
секунды, а затем выдохните воздух на зеркальце. Что Вы видите на зеркальце? А почему
они появились?
6) Создание проблемной ситуации.
На морозе гибнут бактерии или превращаются в споры? (да)
А поговорить с друзьями после школы, когда идёшь домой хорошо? (да)
Так почему же мама ругает и вы так часто из-за этого болеете?
Идёт обсуждение…
Главный из всех ответ:
Вдох во время разговора делается ртом, а не носом.
В носу воздух согревается, а так не успевает. Идёт переохлаждение и незакалённые
простужаются. А бактерий хватит и своих в горле…
7) Из романов Ф.Купера мы знаем, что индейцы, прячась от врагов в водоёмах,
дышали при помощи пустотелых стеблей камыша. Однако дышать таким способом,
находясь под водой, можно лишь тогда, когда глубина погружения не превышает 1,5
м. С какими особенностями дыхания связано такое ограничение?
(Невозможно сделать вдох, грудная клетка не может свободно изменять свое положение,
воздух в легкие поступать не может)
Вывод: в акте дыхания активное участие принимают межреберные мышцы, которые,
поднимая ребра, изменяют объем грудной клетки
Таким образом, дыхание – сложный процесс обмена газов между организмом и
окружающей средой, обеспечивающий организм энергией.
8) А как вы думаете, меняется ли состав воздуха, когда мы дышим?
А в чем состоит отличие вдыхаемого воздуха от выдыхаемого? (проблемный вопрос)
Чтобы проверить изменяется ли состав вдыхаемого от выдыхаемого воздуха проведем
опыт. В каждой из пробирок налита одинаковой концентрации известковая вода.
Пробирки плотно закрыты пробками, так что в них не проходит воздух. В каждую
пробирку вставлены стеклянные трубочки разной длины: одна короткая, другая более
длинная. Через мундштук, который при помощи шланга и тройника соединен с
пробирками, надо будет делать вдох и выдох. Для демонстрации данного опыта мне
нужен один помощник. Итак, как же изменилась вода в пробирках? (в одной из пробирок
она стала мутной). А в какой именно пробирке вода помутнела? (в которую
попадал выдыхаемый воздух). Значит, в выдыхаемом воздухе содержится вещество,
которое вступило в реакцию с известковой водой. Как вы думаете, какое это вещество?
(углекислый газ). Вы правы! Действительно в выдыхаемом воздухе содержится гораздо
большее количество углекислого газа, чем во вдыхаемом воздухе.
Обратите внимание на таблицу “Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха”. Из нее
видно, что в выдыхаемом воздухе содержится кислорода почти на 5% меньше, чем во
вдыхаемом, а количество углекислого газа в выдыхаемом воздухе возрастает больше, чем
в 100 раз. Как же это происходит? Почему в выдыхаемом воздухе увеличивается
количество углекислого газа и уменьшается количество кислорода? (Проблемный вопрос)
9) Во время Великой Отечественной войны произошел такой эпизод. Нашему
разведчику было поручено достать ценные документы из штаба противника.
Переодевшись в немецкую форму, разведчик выследил полковника с портфелем, в
котором были нужные документы. С криком: "Дядя, я жив!" - разведчик бросился
на шею полковника и ввёл ему через затылочное отверстие иглу в мозг. Смерть
произошла мгновенно, что позволило нашим людям овладеть документами. В какой
отдел мозга попала игла, и какой центр разрушила?
Ответ: Игла, введённая полковнику внутрь черепа, поразила продолговатый мозг, где
находятся центры дыхания и кровообращения.
10). Многие начинающие курильщики набирают в рот табачный дым, а затем
выпускают его, не затягиваясь. Почему это развлечение может перейти в привычку,
от которой потом будет трудно отвыкнуть, и стать настоящей причиной курения?
Ответ: Начинающие курильщики не учитывают, что ряд веществ: никотин, алкоголь,
валидол, нитроглицерин - способны всасываться во всех отделах пищеварительного
тракта, начиная с ротовой полости.
11) Почему дети, у которых по тем или иным причинам затруднено дыхание через
нос, чаще подвергаются простудным заболеваниям? Воздух, поступающий при
дыхании в лёгкие, подвергается "стерилизации". Что обеспечивает защиту организма от
поступления в него вместе с вдыхаемым воздухом болезнетворных микроорганизмов?
Ответ: Носовая полость выстлана мерцательным эпителием и густо пронизана
кровеносными сосудами. Воздух, поступающий в носовую полость: 1) согревается, 2)
увлажняется, 3) обеззараживается, 4) согревается. При заложенности носа дети дышат
через рот, поэтому холодный и загрязнённый воздух поступает в лёгкие.)
12).Человек и любое млекопитающее нормально дышат, когда пища
пережёвывается во рту. Дышат ли они во время проглатывания пищи? Почему это
происходит?
Ответ: У человека и млекопитающих пищеварительный тракт и дыхательные пути
разделяются при глотании пищи надгортанником, поэтому они дышат во время
проглатывания пищи.
13) Проблемная ситуация. Легкие – один из самых важных органов дыхательной
системы человека. Вашему вниманию хочу представить спор двух учеников. Один
утверждал, что легкие расширяются и поэтому в них входит воздух, другой - что воздух
входит в легкие и поэтому они расширяются. Кто прав?
(Если речь идет о естественном дыхании - прав первый: механизм дыхания всасывающий.
Если речь об искусственном дыхании - прав второй, так как механизм в этом случае
нагнетательный).
Вывод: в стенках легких нет собственных мышц, поэтому при совершении вдоха и выдоха
они пассивно следуют за грудной клеткой. Во время выдоха легкие не спадаются из-за
присутствия специального вещества сурфанкта, кроме того в легких всегда остается
резервное количество воздуха)
Возможные опыты и самонаблюдение на уроках по теме «Дыхание»
1. Проверка проходимости воздуха через носовые ходы.
Когда не функционируют обе носовые полости, ребенок дышит через рот, что сразу
заметно. Но бывает и так, что из двух функционирует только одна носовая полость.
Как выяснить, какая именно? Такого рода задачи часто возникают в быту у родителей
малолетних детей. Достаточно закрыть один носовой ход, а к другому поднести легкий
кусочек ваты. Струя воздуха будет отбрасывать ее при выдохе и прижимать к носовым
отверстиям при вдохе. Этот прием можно показать на испытуемом. Небольшую полоску
ваты надо укрепить лейкопластырем на щеке около носовых отверстий. Зажимать вторую
ноздрю при этом необязательно
2. Выяснить, почему при глотании щитовидный хрящ поднимается вверх.
Учитель предлагает учащимся нащупать щитовидный хрящ и сделать глотательное
движение. Восьмиклассники убеждаются, что при глотании хрящ уходит вверх, а затем
снова возвращается на прежнее место. (При этом движении надгортанник закрывает
вход в трахею и по нему, как по мосту, движется слюна или пищевой комок в пищевод.)
3. Выяснить, почему во время глотания прекращаются дыхательные движения.
Учащиеся делают еще одно глотательное движение и убеждаются в справедливости этого
факта, а затем дают объяснение. (Язычок закрывает вход в носовую полость,
надгортанник преграждает вход в трахею. Вследствие этого воздух в момент глотания
попасть в легкие не может.)
4. Механизм вдоха и выдоха можно пронаблюдать на модели, предложенной
изобретателем-физиологом Дондерсом.
Для модели требуется стеклянная воронка, 2 воздушных шарика, нитка и липкая лента.
Один из шариков поместим внутрь воронки, а его клапан выведем наружу, натянем на
край воронки и с наружной стороны крепко обвяжем ниткой. Второй шарик разрежем
пополам и одну часть натянем на широкий раструб воронки так, чтобы образовалось
резиновое дно. Чтобы дно лучше держалось, прикрепим его снаружи липкой лентой.
Трубка воронки моделирует верхние дыхательные пути, шарик внутри – лёгкие,
резиновое дно – диафрагму. Стеклянный корпус воронки – стенки грудной полости. При
оттягивании резинового дна атмосферное давление в модели грудной полости и в шарике
падает, и наружный воздух входит внутрь шарика – и он раздувается, как лёгкое во время
вдоха. Когда мы отпускаем модель диафрагмы, воздух из шарика выходит – происходит
выдох.
5. Давайте посмотрим с помощью исследования, что происходит с объемом грудной
клетки при вдохе и выдохе. В этом задании Вы должны правильно сделать измерения.
Измерительная лента накладывается так, чтобы она касалась углов лопаток. Руки должны
быть опущены. Испытуемый делает спокойный вдох, Вы измеряете, выдох снова
измеряете, результаты заносите в таблицу. Затем испытуемый делает глубокий вдох (это
вдох с шумом) Вы измеряете, он делает глубокий выдох, снова измеряете, результаты
записываете в таблицу оценочного листа. Какой вывод Вы сделали. Итак, при вдохе и
выдохе изменяется окружность грудной клетки, и это изменение больше при глубоком
дыхании, так как включаются дополнительные мышцы. В норме разница обхвата грудной
клетки при спокойном вдохе и выдохе = 1-3 см. В состоянии глубокого вдоха и выдоха 5-
8 см. Обычно окружность грудной клетки увеличивается у мальчиков до 20 лет, у девочек
до 18. Как правило, обхват грудной клетки у мужчин больше, чем у женщин.
Давайте подсчитаем у кого какая? (3-4 уч. спросить). Как Вы думаете от чего зависит
ЖЕЛ (зависит от пола, возраста, роста, от степени тренированности человека).
Ребята, я знаю кое-какие секреты сохранения здоровья. Хотите, чтобы я с Вами
поделилась?
Значительная часть людей неправильно делают вдох и выдох – у большинства грудной
или смешанный тип дыхания. А правильным является диафрагмальный тип или дыхание
животом, когда грудная клетка находится в меньшем движении, мышцы живота
сокращаются. Вот в этом и заключается маленький секрет здоровья. При вдохе сердце
бьется чаще, а на выдохе замедленно. С помощью дыхания животом мы можем успокоить
сердце и тем самым предотвратить многие заболевания. Кроме этого при неправильном
дыхании работает часть легких, поэтому мы часто болеем. Хотите, чтобы я научила Вас
правильно дышать?
Положите одну руку на грудную клетку, а другую на живот. На счет 1-2 Вы должны
сделать вдох носом, губы сомкнуты. А на счет 1-2-3-4 плавный выдох, при этом грудная
клетка должна находиться в меньшем движении, а мышцы живота, наоборот, в движении.
Всем понятно? Тогда примите удобное положение на стуле, опустите плечи, ноги
поставьте на полную стопу, расслабьте мышцы лица, шеи, рук, ног. Полностью
расслабьтесь. В это время мы сохраняем энергию, освобождаемся от отрицательных
эмоций. На счет 1-2 вдох, мышцы живота находятся в движении.1-2-3-4 плавный выдох.
Повторить2-3 раза. Закончим. Понравилось дышать?
Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок и переоткрыли известные
исследования. Вы показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами,
способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно
проводить исследования.
6. Влияние нагрузки на дыхательные движения Положите руку на грудь и
сосчитайте число дыхательных движений в минуту в положении сидя и после 20
приседаний. Сравните полученные данные и сделайте выводы
7. Задержка дыхания на глубоком вдохе и выдохе Сделайте глубокий вдох, включив
секундомер, задержите дыхание на максимально возможное время. Отметьте время
задержки дыхания и через сколько секунд произойдёт непроизвольное восстановление
дыхания. Через некоторое время ( 1 минуту) проделайте то же самое при глубоком
выдохе. Сравните полученные результаты и сделайте выводы.
8. Физминутка. Сегодня мы проверим емкость наших легких без помощи
спирометра, а попробуем это сделать «относительно соседа» и с помощью воздушного
шарика. У всех будет по три попытки. Итак, одним выдохом нужно заполнить шарик
воздухом и сравнить объем шарика с соседними. (Вторая попытка после 10 приседаний).
Это еще не все испытания. Не выпустив из шарика ни капли воздуха, нужно проделать
несколько физических упражнений:
Максимально вытянуть вверх руку с шариком
На этой высоте переложить шарик в другую руку
На высоте взять шарик двумя руками и как можно больше прогнуться назад
Большое всем спасибо! У всех все здорово получилось!
Самонаблюдения.
Задание 1. Сделать глубокий вдох. Задержать дыхание в положении глубокого вдоха на
максимальное время. Измерить, через сколько секунд произойдет непроизвольное
восстановление дыхания.
Задание 2. Сделать глубокий выдох. Задержать дыхание в положении глубокого выдоха
на максимальное время. Измерить, через сколько секунд произойдет непроизвольное
восстановление дыхания.
Перед выполнением опыта школьники вычерчивают в тетради следующую таблицу,
которую заполняют в ходе работы:
Таблица 13. Время максимальной задержки дыхания на глубоком вдохе и глубоком
выдохе
После этого они отвечают на следующие вопросы:
1. Почему в обоих случаях дыхание восстанавливается непроизвольно? (При задержке
легочного дыхания тканевое дыхание продолжается, продолжается распад и окисление
органических веществ с освобождением энергии. Образовавшийся углекислый газ
поступает в кровь. Когда концентрация этого газа в крови достигнет предела, дыхание
восстановится благодаря гуморальному воздействию углекислого газа на дыхательный
центр. То, что на дыхание влияет избыток углекислого газа, а не недостаток кислорода,
было установлено с помощью опыта перекрестного кровообращения.)
Ответ на этот вопрос можно оформить в виде таблицы
Восстановление дыхания после его задержки
2. Почему на глубоком вдохе удалось задержать дыхание на более продолжительное
время, чем на глубоком выдохе? (При глубоком выдохе объем легких становится
небольшим и через короткое время воздух в альвеолах насыщается углекислым газом и
последний больше туда не поступает. Вследствие этого концентрация углекислого газа в
крови начинает быстро нарастать и гуморально воздействует на дыхательный центр.
При задержке дыхания на вдохе, объем легких больше и насыщение углекислым газом
воздуха в альвеолах происходит медленнее, поэтому и концентрация углекислого газа в
крови не нарастает так быстро.)
На факультативных занятиях можно рассказать, как осуществляется произвольная
задержка дыхания. Из коры больших полушарий идут нервные импульсы к мышцам вдоха
и к мышцам выдоха. Одновременное сокращение мышц противоположного действия
вызывает остановку движений грудной клетки до тех пор, пока возбуждение дыхательных
центров продолговатого мозга не станет сильнее и не затормозит нейроны коры больших
полушарий. После этого восстанавливается правильное чередование вдоха и выдоха. Чем
больше в крови углекислого газа, тем сильнее возбужден дыхательный центр и тем
труднее задерживать дыхание.
Практические и лабораторные работы
Тема: Определение жизненной емкости легких (ЖЕЛ)
Научные сведения
Общее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после
максимального вдоха, называют жизненной емкостью легких (ЖЕЛ). Однако и после
выдоха в легких остается воздух. Это остаточный объем.
Для того, чтобы определить величину нормальной жизненной емдблкости легких
людей, используют следующую формулу:
у мужчин ЖЕЛ(л) = 2,5 х рост(м);
у женщин ЖЕЛ(л) = 1,9 х рост(м).
Средние показатели: для мужчин - 4,25 л, для женщин - 3,23 л. Если реальная
жизненная емкость легких окажется равной или большей, чем вычисленные величины,
результаты следует считать хорошими, если меньше - плохими.
Оборудование: резиновый шарик, цилиндрическое ведро, линейка, мел.
Ход работы:
1. Налейте в ведро 4 л воды и отметьте уровень воды мелом.
2. Вдохните максимальное количество воздуха и выдохните в предварительно хорошо
раздутый шарик.
3. Опустите надутый шарик в ведро и отметьте, на сколько изменился уровень воды.
Поскольку по объему количество вытесненной воды будет равно объему воздуха в
шарике, то можно вычислить объем выдохнутого воздуха:
V = πR
2
h,
где V - объем;
R - радиус цилиндрического ведра;
h - высота, на которую поднялась вода в ведре после опускания в нее надутого
шарика.
4. Вычислите свою жизненную емкость легких по приведенной выше формуле.
5. Сравните ЖЕЛ, полученную в опыте, с ее теоретическим значением. Сделайте вывод о
состоянии своего организма.
Подведение итогов и рефлексия: учащиеся дают ответ на выделенную проблему
урока, оценивают полученные знания на уроке. Учитель дает оценку работы всего класса
и выставляет отметки за активную работу отдельным учащимся.
«Определение частоты дыхательных движений»
Цель работы: Научиться подсчитывать дыхательные движения в покое.
Оборудование: секундомер либо часы с секундной стрелкой.
Ход работы: работа проводится в парах. Экспериментатор кладет на верхнюю часть груди
испытуемого широко расставленную руку и считает количество вдохов за 1 минуту.
(подсчет производится в положении стоя).
К 15 годам у подростков частота дыхательных движений составляет 15 дыхательных
движений в минуту. При занятиях физической культурой урежается и составляет 10-15 .
Нагрузку при занятиях спортом следует регулировать так, чтобы частота дыхания после
занятий не превышала у взрослых 30, у детей 40 дыхательных движений, а
восстановление ее исходной величины происходило не позднее чем за 7-9 мин.
- Если вы делаете менее 14 вдохов в минуту – замечательно. Так дышат обычно хорошо
тренированные и выносливые люди. Можете по праву гордиться собой. Вбирая воздух
полной грудью, вы даете легким расправиться, прекрасно вентилируете их, то есть делаете
вашу дыхательную систему почти неуязвимой для возбудителей инфекции.
- Неплохим результатом считается от 14 до 18 вдохов в минуту. Именно так дышит
большинство практически здоровых людей, которые могут болеть гриппом или ОРВИ не
более 2 раз в сезон.
- Более 18 вдохов в минуту – это уже серьезный повод для беспокойства. При
поверхностном и частом дыхании в легкие попадает лишь половина вдыхаемого воздуха.
Для постоянного обновления легочной атмосферы этого явно недостаточно.
Среднее дыхание - неестественный способ дыхания, свойственный западным людям, как
называют его европейские врачи, межреберное, дыхание. Большинство тех, кто не ведет
сидячий образ жизни, дышат именно таким способом. Среднее дыхание чуть лучше, чем
верхнее, чаще встречается у женщин
Нижнее дыхание - это дыхание животом. На вдохе через нос максимально надувается
живот, а грудь и плечи остаются неподвижными и не поднимаются. чаще встречающемся
у мужчин
«Задержка дыхания в покое и после дозированной нагрузки».
Трехфазная проба профессора Л.Г. Серкина
Ход работы:
Фаза 1. Определите время задержки дыхания на вдохе в положении сидя.
Фаза 2. Проделайте 20 приседаний за 30 с. И вновь определите время задержки дыхания
на вдохе.
Фаза 3. Отдохните ровно 1 мин. И повторите 1 фазу.
Оценка полученных результатов.
Оцените полученные результаты, используя для этого таблицу.
Состояние здоровья
Здоров, тренирован
Фаза 1
50-70 с.
Фаза 2
Более 50% фазы 1
Фаза 3
Более 100% Фазы 1
Здоров,
нетренирован
45-50 с.
30-50 % фазы 1
70-100 % фазы 1
Скрытая
недостаточность
кровообращения
30-45 с.
Менее 30% фазы 1
Менее 70% фазы 1
Лабораторная работа “Исследование состава табака на наличие ионов тяжелых
металлов”
Вначале сделаем вытяжку из сигарет. Возьмем сигареты различных сортов, поместим
табак в химический стакан, фильтр с табачным дегтем (окурок) целиком пинцетом
положим в стакан и зальем концентрированной азотной кислотой. Дадим 1 минуту
настояться и профильтруем. Вытяжка готова.
Опыт №1. В пробирку нальем 1 мл вытяжки табака и бросим несколько крупинок иодида
калия. Наблюдаем осадок черного цвета.
Справка: Иодид калия – качественный реактив на ионы висмута. Результатом реакции
является оранжевое окрашивание.
Опыт №2.
Возьмем вытяжку табака 1мл. прильем 1-2 мл воды (так как концентрация очень высокая)
и бросим несколько крупинок иодида калия. Наблюдаем оранжевый осадок.
Вывод: Следовательно, в вытяжке есть ионы висмута и очень большой концентрации.
Опыт №3.
Возьмем 1 мл вытяжки табака и прильем несколько капель сульфида натрия. Наблюдаем
осадок черного цвета.
Справка: Сульфид натрия – качественный реактив на ионы свинца. Результатом
реакции является осадок черного цвета.
Вывод: Следовательно, в вытяжке есть ионы свинца.
Учитель: Экспериментально доказано, что свинец и висмут – радиоактивные металлы.
(Проецируется слайд “Радиоактивные элементы”).
Опыт №4.
Возьмем 0,5 мл вытяжки табака, прильем 1 мл этилового спирта, помешаем стеклянной
палочкой и подожжем. Вначале пламя будет бесцветное, но через некоторое время языки
пламени окрашиваются в карминово-красный цвет.
Справка: Качественной реакцией определения ионов стронция – пламя. Результат -
пламя карминово-красного цвета.
Вывод: Следовательно, в вытяжке табака есть ионы стронция.
Ведется сравнение результатов опытов групп и делается общий вывод. В сигаретах и
табачном дегте есть ионы тяжелых металлов, которые, попадая в организм человека,
оседают в его тканях. Концентрация ионов тяжелых металлов очень высокая и
сохраняется она даже в табачном дегте.
Лабораторная работа
Измерение обхвата грудной клетки в состоянии вдоха и выдоха.
Определение жизненной ёмкости лёгких.
Цель: сформировать умения вычислять минутный объём дыхания, жизненную ёмкость
лёгких - основных функциональных показателей дыхательной системы.
Оборудование и материалы: сантиметровая лента, инструктивная карточка.
Ход работы:
1. С помощью сантиметровой ленты измерьте окружность грудной клетки.
(работа в парах). Для этого испытуемый поднимает руки, экспериментатор
накладывает ленту так, чтобы она проходила по нижним углам лопаток сзади и по
среднегрудинной точке спереди и плотно прилегала к телу. Затем испытуемый
опускает руки. Окружность груди измеряется в трёх фазах: во время обычного
спокойного дыхания (в паузе), при максимальном вдохе и максимальном выдохе.
2. Определите разность между величинами окружности груди на вдохе и выдохе. Это
и есть экскурсия грудной клетки. Полученный результат запишите. В норме
величина экскурсии грудной клетки у молодых здоровых людей обычно лежит в
интервале 6-9 см
3. Расчёт жизненной ёмкости лёгких.
Жизненная емкость легких – один из основных функциональных показателей
дыхательной системы. Это наибольшее количество воздуха, которое человек может
выдохнуть после самого глубокого вдоха.
Для подростков она рассчитывается по следующим формулам:
Мальчики 13-16 лет
ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.
Девочки 8-16 лет
ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.
Показатели
Во время
спокойного
дыхания (в
паузе)
При
максимальном
вдохе
При
максимальном
выдохе
Окружность груди
Экскурсия грудной клетки
Жизненная ёмкость лёгких
Мальчики 13-16 лет
ЖЕЛ = {(рост (см)·0,052)}-{(возраст (лет)· 0,022)}- 4,2.
Девочки 8-16 лет
ЖЕЛ = {(рост (см)·0,041)}- {(возраст (лет)·0,018)}- 3,7.
Обхват грудной клетки должен соответствовать половине роста. Показатели считаются
хорошими, если фактический обхват грудной клетки превышает эту величину.
В норме величина экскурсии грудной клетки у молодых здоровых людей обычно в
интервале 6-9 см
При тренировке (бег, плавание, игра на духовых инструментах) экскурсия грудной клетки
возрастает. Так что по этому показателю можно следить за своими успехами.
Выводы: у меня……..
Газообмен в легких и тканях
Цель - повторить состав воздуха, выяснить роль его компонентов для организма,
сформулировать санитарно-гигиенические требования к воздушной среде, определить
сущность легочного и тканевого дыхания. Прежде всего надо разъяснить учащимся, что
дышим мы не "чистым" кислородом, а смесью газов, на долю кислорода приходится
примерно
1
/
5
, 21%.
Задание 1. Определить, какая часть воздуха приходится на долю кислорода.
Опытную часть работы проводят демонстрационно. Учитель до урока карандашом для
стекла наносит на воронку пять меток, делящих ее объем на пять равных частей. Воронку
лучше взять большую, но с таким расчетом, чтобы она входила в кристаллизатор. Метки
наносят так: наливают воду в воронку, а затем переливают ее в мензурку. Измеренный
объем делят на 5. Полученный от деления результат и используют для калибровки.
(Мензуркой отмеряют объем воды, равный
1
/
5
объема воронки, переливают ее в воронку и
делают отметку на стекле. При калибровке сливную трубку надо закрыть. Затем
приливают туда следующую такую же порцию воды и делают следующую отметку. И так
пять раз.) На уроке опыт ставят так. Ко дну кристаллизатора прикрепляют свечу, лучше
тонкую (рис. 24, Б). Затем в кристаллизатор наливают подкрашенную воду. Свечу
зажигают. Горящую свечу осторожно накрывают воронкой. Ее трубка направлена вверх.
Затем трубку закрывают пробкой. Учащиеся видят, как свеча гаснет, а уровень воды в
воронке поднимается на
1
/
5
. Если воронка маленькая, а свеча толстая, результат может
оказаться завышенным. Уровень воды в воронке может занять
1
/
3
. Этот факт нередко
наводит учащихся на мысль, что в их классе кислорода больше, чем в других местах. В
доказательство они ссылаются на то, что в биологическом кабинете много растений, а
растения на свету "питаются углекислым газом" и выделяют кислород.
Результаты этой беседы можно использовать в двух направлениях. Во-первых, повторить
роль зеленых растений в регенерации воздушной среды, во-вторых, разъяснить учащимся,
что каждое предположение, как бы очевидно оно ни было, нуждается в проверке.
Учащимся предлагают еще раз посмотреть на установку для опыта и найти причины,
которые могли исказить его результаты. В данном случае искажение результатов
произошло оттого, что не был учтен объем свечи. Чем толще свеча, тем больший объем
она занимает и тем выше поднимается вода. (Для установления истинного объема
кислорода, который находился в пространстве, ограниченном стенками воронки, надо
найти разность между объемом жидкости, засосавшейся под воронку, и объемом, который
приходился на долю свечи. Вычислить последний легко по формуле u=πr
2
h, где u - объем,
приходящийся на долю свечи, π - отношение длины окружности к длине ее диаметра =
3,14, r - радиус цилиндрической свечи, h - высота, на которую поднялась вода в воронке.)
Объяснение опыта. Когда сливную трубку воронки закрыли и весь запас кислорода,
находившийся в полости воронки, израсходовался, свеча потухла. Объем
израсходованного кислорода занял углекислый газ. Но углекислый газ растворим в воде и
быстро переходит в жидкость, в результате образуется разреженное пространство, куда
засасывается вода.
Вывод из опыта. В воздухе на долю кислорода приходится
1
/
5
. Наш организм
приспособлен к дыханию "разбавленным" кислородом.
Выяснив значение азота и других элементов, входящих в воздушную смесь, следует
перейти к изучению углекислого газа. Содержание последнего в окружающем
пространстве небольшое, всего 0,03%, но эта цифра средняя. В действительности она
несколько варьирует. Если помещение не проветривать, то концентрация CO
2
может
подняться до 0,07%. При этом возникает ощущение спертого воздуха, сопровождающееся
неприятным самочувствием. Если содержание углекислого газа поднимается еще выше,
до 1%, появляется одышка, ощущение жара в груди и другие болезненные симптомы.
Учащихся можно спросить, какие методы гигиены использовали, чтобы установить эти
факты. (Методы анализа факторов среды, физиологические и клинические наблюдения.)
Далее учащимся можно рассказать о разнице в составе вдыхаемого и выдыхаемого
воздуха и легочном газообмене, после чего целесообразно провести демонстрацию с
клапанами Мюллера, позволяющими сравнить содержание углекислого газа во
вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Для их приготовления нужны две склянки с пробками,
имеющими по два отверстия, и изогнутые стеклянные трубки.
Задание 2. Сравнить содержание углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.
Для решения этой задачи учащиеся должны вспомнить, что обнаружить углекислый газ
можно известковой водой. Она мутнеет из-за образования карбоната кальция CaCO
3
. При
длительном пропускании CO
2
через известковую воду осадок может раствориться из-за
образования Ca(HCO
3
)
2
. В тетрадях учащиеся записывают реакцию:
CO
2
+Ca(OH)
2
=CaCO
3
+H
2
O
Чтобы понять, какой цилиндр дыхательных клапанов работает при вдохе, а какой - при
выдохе, учащиеся должны вспомнить одно общее правило: воздух будет проходить через
тот цилиндр, где давление воздуха на жидкость окажется наибольшим.
Разобрать действие прибора удобно на схеме (рис. 25). Давление поступающего в
цилиндры воздуха определяется по формуле P=F/S, где P - давление, F - сила воздуха,
поступающего в цилиндр, S - площадь поперечного сечения жидкости, на которую давит
воздух.
Схема действия прибора 'Дыхательные клапаны' при вдохе (А) и выдохе (Б): а - левый
цилиндр; б - правый цилиндр; 1, 2, 3, 4 - трубки прибора
При вдохе воздух будет протягиваться через цилиндр а. Он поступает через трубку 1,
проходит через известковую воду и по трубке 2 попадает в дыхательные пути человека.
При этом жидкость в трубке 3 несколько приподнимается. Пройти при вдохе через
цилиндр б воздух не сможет, так как его изолирует жидкость. Следует учесть и то
обстоятельство, что площадь поперечного сечения трубки S
1
меньше площади
поперечного сечения цилиндра S
б
, куда воздух засасывается через трубку 4, поэтому
давление воздуха, поступающего через трубку 1, значительно превышает давление
воздуха, поступившего в сосуд б через трубку 4.
При выдохе воздух будет проходить через цилиндр б, так как давление воздуха,
поступающего по трубке 3, будет больше, чем давление воздуха на жидкость,
поступающего в сосуд через короткую трубку 2.
Нервная и гуморальная регуляция дыхательных движений
Цель занятия - рассказать об автоматии дыхательного центра и нервных и гуморальных
факторах, обеспечивающих регуляцию дыхательных движений. При этом важно показать
учащимся метод перекрестного кровообращения, который употребляется для выявления
веществ, участвующих в гуморальной регуляции органов. Вполне понятно, что этот метод
научного исследования школьники могут увидеть только в кино.
Опыты и самонаблюдения, выполняемые учащимися на уроке, не преследуют цели
доказать гуморальное влияние углекислого газа на дыхательный центр, а служат для
проверки следствий, вытекающих из этого уже установленного факта.
При изучении рефлекторной регуляции дыхательных движений надо разъяснить суть
автоматии дыхательных центров продолговатого мозга.
Автоматия дыхательного центра состоит в том, что нейроны посылают к мышцам
ритмические возбуждения, следующие через определенные интервалы времени, благодаря
которым происходит правильная ритмическая работа дыхательных мышц и
последовательное чередование вдоха и выдоха. Далее учитель рассказывает, что высшие
нервные центры способны регулировать этот ритм, делать его сильнее, слабее, менять
продолжительность вдоха и выдоха и даже останавливать дыхание на какое-то время.
Последнее чрезвычайно важно для речевой функции, при которой фазы дыхания
значительно меняются: короткий вдох чередуется с продолжительным выдохом.
Начать новый материал целесообразно с просмотра фильма "Регуляция дыхания". Из него
школьники получат всю информацию, необходимую для урока.
Далее можно перейти к рассмотрению дыхательных рефлексов, хорошо известных
учащимся из личного опыта.
Можно, например, рассмотреть рефлекс, описанный в учебнике: вхождение в холодную
воду рефлекторно останавливает дыхание на фазе вдоха. Чтобы восьмиклассники поняли
биологический смысл этого рефлекса, им надо напомнить, что, кроме воздуха, богатого
углекислым газом, человек выделяет водяные пары. Они испаряются стенками альвеол и
содействуют охлаждению организма. (Сведения о теплоте парообразования учащимся
известны из курса физики.) Прекращение дыхания задерживает испарение со стенок
легочных альвеол и уменьшает потери тепла. Происходит некоторый выигрыш во
времени, в течение которого завершается адаптация организма к новым условиям.
