Интегрированный урок-семинар (химия + биология) "Химия питания"

Цели урока:

1.Образовательные:  обобщение, систематизация, углубление знаний учащихся о химическом составе организма человека, составных частях пищи, рациональном питании.

2. Развивающие: формирование умений учащихся проводить эксперименты исследовательского характера, формулировать выводы и обобщения, доказательно излагать учебный материал.

3. Воспитательные: формирование экологического мышления учащихся, бережного отношения учащихся к своему здоровью.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, компьютерная презентация, таблицы: “Белки”, “Углеводы”, “Жиры”, “Биологическая роль органических веществ”, набор реактивов для выполнения лабораторных опытов учащимися.

Ход урока

Учитель сообщает тему урока, цель, разъясняет, что в ходе занятия учащиеся должны выполнить экспериментально-исследовательскую программу урока и оформить результаты в тетради (приложение № 2).

Учитель: Питание – один из элементов здорового образа жизни, физиологическая потребность организма, а пища – единственный источник необходимых организму питательных веществ и главный источник его энергии. Она необходима для согревания и поддержания постоянной температуры тела, работы мышц, сердца и всех других органов. Правильное питание – основа трудоспособности человека, его силы, бодрости и долголетия. Всякое отступление от принципов рационального питания неизбежно влечет за собой нарушение обменных процессов, расстройство деятельности различных органов и систем, преждевременное старение организма. Вот почему каждому необходимо знать и применять правила рационального питания.

Класс разбивается на группы, которые получают задания, подготавливают, затем представляют и афишируют коллективные сообщения по темам:

• Химический состав организма человека.
• Состав, строение, классификация и свойства белков.
• Состав, строение, классификация и свойства жиров.
• Состав, строение, классификация и свойства углеводов.

Учитель: Мы подтвердили, что химический состав организма человека очень сложен; в организм постоянно должна поступать пища, содержащая белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, воду, минеральные соли.

Докажем, что в составе пищи действительно содержатся важнейшие химические элементы, минеральные вещества и органические соединения.

Учащиеся выполняют задания № 1, № 2 исследовательской программы урока.

Задание № 1. Выявление атомарного состава некоторых продуктов питания.

Задание № 2. Качественное определение питательных веществ в продуктах.

Учащиеся делают вывод, что в составе пищи имеются белки, жиры предельного и непредельного характера, углеводы, минеральные соли.

Учитель: Для чего же в организм человека вместе с пищей должны поступать разнообразные вещества?

Учащиеся: В организме постоянно происходит обмен веществ и энергии, часть веществ разрушается, необходимо их восполнение, необходима также и энергия для жизнедеятельности.

Учитель подтверждает сказанное учащимися следующими фактами:

• Человек потребляет в течение жизни:
  белка – 2,5 т, жиров – 1,3 т, углеводов – 17,5 т, воды – 75 т.

• Расходует в сутки:
  белка – 80 г, жиров – 100 г, углеводов – 400 г, воды – 2 л.

• В течение суток в организме человека гибнет и восстанавливается:
  эритроцитов – 450 млрд, лейкоцитов – 30 млрд, тромбоцитов – 350 млрд,
  клеток эпителия и пищеварительной системы – 50%, костных клеток – 1,3%,
  клеток кожи – 5%.

• Сердце сокращается 86400 раз и проталкивает 50000 л крови,
• дыхательных движений совершается 23040 раз,
• мочи образуется 1,5 л, кожного сала – 20 г, воды испарятся с потом – 0,5 л.

Учитель: Каковы же функции различных веществ в организме?

Сообщение учащегося: “Соли в организме”.

В теле человека около 3 кг минеральных солей, из которых 5/6 находятся в костях. Кальций – “скелетный” элемент, образует костную и зубную ткань, участвует в свертывании крови, при его недостатке развивается рахит. Натрий преобладает в пищеварительных соках, плазме крови. Натрий и калий осуществляют между клеткой и межклеточной жидкостью калиево-натриевый насос, поддерживают слабо-щелочную среду клетки, регулируют процессы возбудимости и раздражимости. Хлор входит в состав соляной кислоты желудочного сока, в виде ионов составляет основу плазмы крови. Магний входит в состав костной, мышечной, нервной ткани. Железо содержится в гемоглобине, ферментах. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, костной ткани, мозга; в среднем в костях 600 г фосфора. Йод входит в состав тироксина-гормона щитовидной железы, цинк содержится в инсулине – гормоне поджелудочной железы, фтор входит в состав зубной эмали.

Сообщение учащегося: “Значение поваренной соли и воды”.

В солевом обмене значительную роль играет поваренная соль, в организме человека ее около 300 г, за год человек потребляет примерно 5,5 кг соли, дневная норма потребления – 15 г. Хронический недостаток соли в организме может привести к головокружениям, обморокам, нарушению сердечной деятельности. При потреблении ее десятикратного избытка соль превращается в смертельный яд. Чрезмерное потребление соли приводит к нарушению деятельности почек, отекам ног, повышению кровяного давления – гипертонии.

Вода является жизненно необходимым веществом для организма, в теле человека в среднем около 70% воды. При голодании человек может потерять весь свой жир, 50% белка, но потери тканями 10% воды смертельна. Каждые сутки человеку требуется 2 л воды, но для нормальной жизнедеятельности ее требуется в 5 раз больше; ткани организма создают ее сами за счет окисления органических веществ.

Сообщение учащегося: “Биологическая роль белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот в организме человека” (использование таблицы “Биологическая роль органических веществ”) (Приложение № 1, слайд № 2)

Учитель обращает внимание учащихся на особые функции веществ, ферментативную роль белков, выясняет у учащихся, что такое ферменты.

Сообщение учащегося: “Роль ферментов в пищеварении”.

Учитель предлагает учащимся экспериментально исследовать действие ферментов на пищевые продукты. Учащиеся выполняют задание № 3 исследовательской программы урока.

Задание № 3. Исследование процессов и условий пищеварения в различных органах пищеварительной системы.

Группа № 1. Выявление условий действия ферментов слюны.

Группа № 2. Выявление условий действия ферментов желудочного сока на белки.

Задание № 3. Исследование процессов и условий пищеварения в различных органах пищеварительной системы.

Учащиеся делают выводы об эффективном действии ферментов только в мягких условиях, протекании гидролиза сложных органических веществ под действием ферментов только в определенных условиях среды.

Учитель: Мы еще раз подтвердили, что без поступления пищи организм существовать не может, человеку требуется полноценное питание. Существует несколько теорий питания.

Первая теория питания появилась у древних греков во времена Аристотеля. Ее суть: в организме пища подвергается брожению и в переработанном виде используется в процессе жизнедеятельности. В своем питании человек руководствуется практическим опытом, исходя из конкретных условий. Спартанские воины питались один раз в день – на вечерней зорьке получали горсть зерен, и этого им хватало, чтобы иметь могучие мускулы и совершать тяжелый ратный труд.

Вторая теория питания – “калорийная”, появилась в 18 веке. По этой теории, пища – материал для компенсации вещественных и энергетических затрат организма. Приток веществ и энергии должен восстановить их потери. Чем калорийнее пища, тем лучше. Для повышения калорийности мясо стали перерабатывать в буженину, жир в колбасу, из молока получать сметану, сливочное масло, из свеклы выделять чистый рафинадный сахар, живые ягоды превращать в варенье. Чаще стали использовать засолку, копчение, тушение, консервирование. Это сразу сказалось на здоровье человека – на него сразу обрушилась лавина хронических гастритов, язв, колитов, диабета, атеросклероза, стенокардии, раковых опухолей. В чем же главная ошибка калорийной теории? В организм проникает много неестественной для человека пищи: жареной, копченой, при этом образуются ядовитые вещества, в том числе канцерогены.

Постепенно выяснилось, что есть некоторые народности, никогда не употребляющие мяса и рыбы, питающиеся только овощами, фруктами, злаками. Знаменитые вегетарианцы Пифагор, Ньютон, Л.Толстой, И.Репин всегда вели активный образ жизни и сохранили бодрость, здоровье до старости. На этой основе возникла новая теория – теория естественного питания.

По происхождению человек никогда не был плотоядным, прежде он питался корнями, зернами, орехами, и по возможности он должен вернуться к исходной растительной пище. Но сразу преодолеть психологический барьер – отказаться от мясной пищи – трудно. Поэтому появилась и другая родственная теория – теория раздельного питания, которая имеет свои “Золотые правила питания”: свежеедение, сыроеедение, сбалансированность и рациональное питание, сезонность питания, умеренность в еде, получение удовольствия от еды, использование только совместимых продуктов. По теории раздельного питания пищевые продукты можно разделить на 4 группы:

(Приложение № 1, слайд № 3)

Продукты разных групп нежелательно соединять друг с другом, т.к. они несовместимы, мешают перевариванию друг друга или нарушают взаимную пищевую ценность.

Учащиеся выполняют задание № 4 исследовательской программы урока.

Задание № 4. Определение совместимости продуктов питания.

Учащиеся делают выводы о несовместимости некоторых продуктов питания.

Учитель: Прослушаем, что рекомендует теория раздельного питания по употреблению белковой, в том числе мясной пищи, жиров, углеводов, витаминов.

Сообщение учащегося: “Белковая пища” (Приложение № 1, слайды № 4,5).

До сих пор бытует мнение, что белок – мера питательной ценности продукта. Однако важна не энергетическая роль белков в организме, а пластическая (строительная). Без белков не могут образоваться новые клетки и ткани, ферменты, гормоны и другие вещества. Биологическая ценность пищевого белка определяется разнообразием его аминокислотного состава и содержанием в нем незаменимых аминокислот. Белками богаты мясо, рыба, творог, сыр, яйца, горох, фасоль, соя, орехи. Но белок не должен поступать в организм в чрезмерно больших количествах, поскольку он расщепляется в первую очередь, и на его усвоение организм затрачивает много энергии. Очень мало белка содержится в грудном молоке, предназначенном для вскармливания младенцев; значит, и взрослый человек может довольствоваться малым количеством белка, но белок должен быть полноценным и хорошо усваиваться. Такие белки содержатся в орехах, овощах, фруктах, бобовых растениях, масличных семенах.

Сообщение учащегося: “Мясная пища” (Приложение № 1, слайд № 6).

Большинство людей считает, что мясная пища самая питательная и быстро насыщающая организм, что без нее человеку трудно справиться с большими физическими и умственными нагрузками. Но про мясо следует знать следующее.

1. Мясо требует много времени на переваривание (примерно 5 часов), поэтому у человека появляется и долго держится ощущение сытости после употребления мяса.

2. В мясе содержатся вещества, вредные для нервной и сосудистой систем. У людей, питающихся в основном мясом, часто возникает неврастения, сердечные заболевания, эти люди преждевременно стареют.

3. Мясные продукты изготовлены из мертвой ткани, содержащей различные токсины (яды). Плохо обработанное мясо может содержать личинки различных паразитов.

4. Крепкий мясной бульон считается очень полезным и питательным, но на самом деле служит раздражителем нервных окончаний, очень сходным по действию с табаком, алкоголем, пряностями.

5. Особенно опасна мясная пища для детей, т.к. детский организм не может справиться с токсинами, которые образуются при переваривании мяса. Детям до 7-8 лет нежелательно давать колбасы, сосиски, ветчину.

6. Копченое, жареное, вареное мясо (особенно белое куриное мясо, мозги, железы) приводят к образованию в организме сильного токсина – мочевой кислоты.

Конечно, от мясной пищи полностью отказываться не надо, но злоупотреблять ею не следует.

Сообщение учащегося: “Употребление жиров” (Приложение № 1, слайд № 7).

Жиры следует употреблять в умеренном количестве. Сливочное и растительные масла, сметана тормозят пищеварительный процесс, препятствуют усвоению белков, тем самым стимулируют брожение в пищеварительном тракте. Для взрослого человека достаточно одной чайной ложки сливочного масла в день, а можно его заменить 2-3 чайными ложками сметаны. Диетологами не рекомендуется употреблять жиры вместе с белками (мясом, молоком, рыбой, орехами), допустимо лишь их сочетание с хлебом, зерновыми продуктами. Жиры лучше добавлять в пищу после ее приготовления, т.к. перегретые жиры обладают канцерогенными свойствами. Полное исключение жиров из пищевого рациона приводит к ухудшению здоровья, т.к. в пищевых жирах содержатся непредельные жирные кислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека. Особенно оптимальное их количество содержится в оливковом и подсолнечном масле. Совершенно недопустимо употребление маргарина – гидрогенизированного жира.

Сообщение учащегося: “Углеводы и правильное питание” (Приложение № 1, слайд № 8).

Углеводы – самый экономичный источник питания, легко усваиваются и дают большое количество энергии. Глюкоза и фруктоза содержатся в овощах, фруктах, ягодах, меде. Фрукты при их правильном употреблении восстанавливают кислотно-основный баланс в организме, не образуют токсичных отходов. Фрукты – единственный вид пищи на Земле, который содержит идеальное соотношение важных компонентов питания: глюкозы-90%, аминокислот – 4-5%, минеральных солей – 3-4%, жирных кислот – 1%, витаминов – до 1%. При употреблении фруктов и соков важно учитывать два важных принципа:

1. Фрукты желательно использовать только в сыром виде. Любая тепловая обработка фруктов разрушает их питательную ценность. Печеные яблоки, консервированные фрукты вредны, т.к. содержат кислоты, повреждающие слизистые оболочки организма.

2. Фрукты и соки следует употреблять натощак, и только спустя 20-30 минут можно съесть что-либо еще. А если в желудке есть другая пища, то фрукты необходимо есть только через некоторое время.

Сообщение учащегося: “Значение пищевых дисахаридов и полисахаридов” (Приложение № 1, слайды № 9,10,11)

Обычно дисахарид сахарозу человек употребляет в виде рафинированного (очищенного) сахара, и это приносит только вред, т.к. на его расщепление требуется много витаминов С и В. Также сахар связывает кальций, что приводит к его дефициту в организме, ослаблению свертываемости крови. Сахар способствует возникновению ожирения, диабета, гипогликемии, кариеса, сердечно-сосудистых заболеваний, рака кишечника, психических болезней, гормональных нарушений, образованию камней в почках. Особенно вредно употреблять продукты, в которых сахар содержится в “скрытом” виде, – сиропы, мороженое, конфеты, варенье.

Противоположное действие имеют растительный полисахарид крахмал и пектины, содержащиеся в кожице овощей и фруктов. Пектины обладают противовоспалительным действием, улучшают пищеварение, обезвреживают токсины, снижают интенсивность гнилостных процессов в кишечнике.

Сообщение учащегося: “Витамины в составе пищи” (Приложение № 1, слайды № 12,13)

Суточная норма витаминов для человека от 0,1 до 0,15 г, но потребность в различных витаминах различна. Избыток витаминов в виде таблеток вреден. Избыток витаминов А, Д, К, РР может вызвать отравление или аллергию, избыток витаминов С и В вреда не причиняет. Высушенные плоды шиповника в 30 раз богаче витамином С, чем плоды апельсина. В плодах рябины витаминов А и С больше, чем в лимонах. Мало витаминов в сливах, огурцах, грушах, винограде, клюкве, но эти продукты богаты кислотами и минеральными солями.

Витамины очень нестойкие: В и С окисляются на воздухе и быстро разрушаются при нагревании, поэтому кипятить овощи не следует, при варке лучше их заливать кипятком и закрывать крышкой. Отвар из овощей богат витаминами В и С, его можно добавлять в суп.

Витамин С разрушается при соприкосновении с медью и железом, поэтому фрукты желательно резать ножом из нержавеющей стали. В овощах и фруктах после долгого хранения витаминов практически нет, они разрушаются.

Учитель: Не секрет, что довольно большая часть человечества, имея вредные привычки, употребляет в пищу спиртные напитки, в целом являющимися ядами; многие курят, в том числе и после приема пищи, чем наносят своему организму непоправимый вред, т.к. табачный дым содержит множество токсических веществ. Яды разрушают пищу, ее полезные свойства.

Сообщение учащегося: “Действие алкоголя на организм человека” (Приложение № 1, слайды № 14,15)

Выпитый алкоголь сразу же попадает в пищеварительную систему, и именно она испытывает первая его вредное действие. Слабая концентрация спирта вызывает ощущение легкого ожога, а высокая концентрация может вызвать сразу сильный ожог слизистых оболочек ротовой полости и пищевода. Почти у всех алкоголиков развивается воспаление слизистой желудка – гастрит, разрушаются клетки печени – возникает цирроз, часто смертельный. После попадания в желудок уже через минуту алкоголь обнаруживается в головном мозге, сердце, почках. При регулярном употреблении алкоголя развивается сердечная недостаточность, закупорка сосудов, ведущая к инсульту или инфаркту, возникают психические расстройства, происходит снижение половой функции. Но самые тяжкие последствия систематического употребления алкоголя связаны с его токсическим действием на генетический аппарат и развивающееся потомство.

Учитель: Проверим действие ядов на белки пищи.

Учащиеся выполняют задание № 5 исследовательской программы урока.

Задание № 5. Исследование действия ядов на белки.

Учащиеся делают вывод о денатурации белка пищи под действием ядов.

Учитель: Обобщим все сказанное об общих правилах теории раздельного питания:

1. Не следует употреблять в пищу за один прием концентрированный углевод (хлеб, картофель, сладкие фрукты, пирожные и др.) и концентрированный белок – орехи, мясо, яйца, творог и др. Углеводы расщепляются под действием ферментов слюны в щелочной среде, а белок – под действием желудочного сока в кислой среде, при смешивании такой пищи пищеварительные соки нейтрализуют друг друга и процесс переваривания пищи замедляется.

2. Нельзя в один прием употреблять два концентрированных белка (например, творог и яйцо), т.к. пищеварительные соки для каждого из них не выделяются в желудке одновременно.

3. Белок нельзя употреблять вместе с кислыми фруктами, т.к. добавочные кислоты тормозят изменяют состав желудочного сока и тормозят усвоение белка.

4. Белок нельзя употреблять вместе с жирами, т.к. жиры подавляют действие желудочных желез и тормозят выделение желудочного сока.

5. В один прием можно съесть только один вид концентрированного крахмала. Если картофель есть вместе с хлебом, то один их крахмалов идет на усвоение, а другой не расщепляется, вызывает брожение, повышение кислотности желудочного сока.

6. Фрукты едят отдельно от основной пищи, через несколько часов после ее приема. Кислые фрукты едят отдельно от сладких.

Быстрый темп жизни не способствует здоровому питанию людей, т.к. многие используют в пищу бульонные кубики, чипсы, кока-колу. Полезны ли они? Выявим химический состав этих продуктов питания.

Задание № 6. Выявление токсичности некоторых продуктов питания.

Учащиеся делают вывод о химическом составе указанных продуктов, содержании в них компонентов, вредных для здоровья человека.

Учитель предлагает учащимся выполнить проверочную работу, заполнив в тетрадях таблицу:

Учитель: Подведем итоги урока. С питанием человек обычно соприкасается 3-5 раз в день. От него зависит работоспособность, настроение, состояние здоровья, продолжительность жизни и многое другое. Жизнь человека – непрерывный расход энергии; затраты ее восполняются единственным способом – питанием. Организм человека можно рассматривать как универсальный реактор, в котором происходит огромное количество разнообразных химических реакций. Все компоненты пищи – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, вода, минеральные соли – незаменимы, т.к. каждые выполняют свои особые функции. Теория естественного питания предлагает свои приоритеты в пище. (Приложение № 1, слайд № 16).

Поэтому мы в полной мере должны согласиться со словами физиолога И.П. Павлова: “Если чрезмерное и исключительное увлечение едой есть животность, то всякое высокомерное невнимание к еде есть неблагоразумие, и истина здесь, как и всюду, лежит посередине” (Приложение № 1, слайд № 17).

А теперь ответим на вопросы, поставленные в начале урока.

Учитель благодарит учащихся за работу на уроке, выставляет оценки.

Литература

1. В.М. Назаренко. Экологизированный курс химии от темы к теме. Химия в школе, 1996. А.Г. Зазыбин. Химические элементы в организме человека. Химия в школе, 1996. И.А. Леенсон, А.Ю. Стахеев. Таблицы по общей химии. Химия в школе, 1999.