Интегрированный урок по физике и биологии в 10-м классе на тему "Диффузия – основа жизни"

Разделы: Физика, Химия, Биология


Класс: 10

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

1

Холодная

 

2

Горячая

 

Вывод: Диффузия наблюдается в жидкостях и ускоряется с повышением температуры.

Веселые задачки

  1. 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
  2. Кальмары при нападении на них выбрасывают темно – синею жидкость. Почему вода через некоторое время, где находится эта жидкость, становится прозрачной? Рисунок № 6
  3. 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 отличии 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.: Гуманит. изд, центр ВЛАДОС,2003.-80с.