Урок биологии "Роль кожи в терморегуляции"; 8 класс

Цель:
1. сформировать у учащихся знания о функциях кожи, связанных с регуляцией постоянства внутренней среды организма, используя для этого знания биологии, физики.
2. закрепить знания о строении кожи, с её основными свойствами; формировать потребность беречь своё здоровье;
3. привлечь внимание ребёнка к себе, к собственному строению через опыт, прийти к научным знаниям, привести к пониманию себя как личности.

Задачи урока:
образовательные:
1)    конкретизировать знания о строении кожи;
2)    сформировать знания о коже как органе теплоотдачи;
3)  Раскрыть условия сохранения постоянной температуры тела при повышении и понижении температуры.
развивающие:
1)    развивать умение делать выводы из результатов практической работы;
2)   развивать умение устанавливать взаимосвязь между физической работой и терморегуляцией организма;
3)  развивать умение анализировать и сравнивать информацию, обобщать и устанавливать причинно-следственные связи.
воспитательные:
1)    продолжить гигиеническое воспитание учащихся, бережного отношения к своему здоровью,
2)    развивать коммуникативные способностей.

Оборудование:
1.    проектор
2.    презентация
3.    портативный компьютер Nova 5000
4.    датчики температуры
5.    датчик влажности
6.    толстая нить
7.    пластиковый пакет
8.    резиновое кольцо

Ход урока

1.    организационный момент
2.    актуализация опорных знаний: Очень часто в молодежных газетах и журналах публикуют письма читателей, послушайте отрывок из такого «письма». Есть ли в нем биологические ошибки и неточности? В чем они заключаются?
Наконец-то началась долгожданная пора – каникулы! Мы с подругой проснулись в полдень и сразу побежали на пляж. Скорее в воду! Накупавшись вдоволь до изнеможения, растянулись на песочке и три часа загорали. Я учила на уроке биологии, что ультрафиолетовые лучи увеличивают роговой слой кожи, в клетках ее постепенно накапливается пигмент, придающий ей коричневый цвет – загар. Это красота и здоровье.
3.    Изучение нового материала:
•    посмотрите на слайд и определите, на какие две группы можно разделить изображенных здесь животных. Какой признак лежит в основе деления на группы? (слайд 1)
•    К какой из этих групп относится человек?
•    Какое свойство организма называют теплокровностью? (Теплокровность- свойство организма поддерживать температуру тела на определенном уровне.) (слайд 2)
•    «  А сейчас ребята, я хочу вам рассказать  одну легенду  (звучит приятная музыка). (слайд 3)

Без малого пять веков назад, в последние дни 1496 г., в роскошном замке миланского герцога Моро готовились к новогоднему празднику. Герцог собирался показать своим гостям такие чудесные представления, каких еще не видывал свет. Еще бы! Устройством праздника руководил великий художник и никем не превзойденный механик Леонардо да Винчи. Он задумал восславить золотой век мира, который наступил после многих лет железного века опустошительных войн.

Для изображения железного века кузнецы под наблюдением Леонардо да Винчи сделали огромную фигуру лежащего рыцаря, закованного в латы. А золотой век должен был изображать голый мальчик, с ног до головы покрытый золотой краской. Это был сын бедного пекаря. Отец за деньги предоставил его для увеселения герцога.

В разгар праздничного веселья в зал ввезли поверженного рыцаря. Из его чрева вышел « золотой мальчик» с крыльями и лавровой ветвью в руке. Испуганно он смотрел на окружающих, произнося заученное приветствие герцогу.  Праздник не удалось довести до конца, потому что внезапно заболела жена герцога. Гости разъехались. Погасли огни. О мальчике, конечно, забыли…  Он остался один, в огромном холодном полутемном зале. Лишь на следующий день Леонардо да Винчи увидел его в темном углу. Ребенок дрожал и жалобно плакал. Леонардо закутал его в плащ, отнес к себе домой и три дня ухаживал за ним, пытаясь спасти. Но на четвертый день мальчик умер.  Прошли века. История « золотого мальчика»,  связанная с именем    великого художника, не была забыта. А причина его гибели долгое время оставалась непонятной и вызывала разные толкования.

•    Можете ли вы мне ответить и назвать основные причины гибели мальчика? (учащиеся формулируют ответ и говорят, что этот мальчик умер от переохлаждения. Была нарушена функция терморегуляции.)
•    Сегодня мы с вами поговорим о терморегуляции. Запишите тему урока «Терморегуляция организма» (слайд 4)
•    С точки зрения физики человек всего лишь физическое тело и с ним, казалось бы, должны происходить процессы, такие же как с любыми физическими телами. Температура тела человека 36,60С, а в классе – 240С. Человек должен отдавать часть внутренней энергии окружающему воздуху, пока температура не станет одинаковой. Но разве это так?
•    Что нового мы должны узнать по этой теме? Давайте сформулируем цели нашего урока (учащиеся формулируют цели, а учитель их конкретизирует) (слайд 5) Объяснить,  почему температура нашего тела остается постоянной. Чтобы ответить на этот вопрос мы должны вспомнить строение кожи. (слайд 6)
•    А знаете ли вы, сколько тепла образуется в теле человека за один час? Столько, что хватит, чтобы вскипятить 1 л ледяной воды. И если бы тело вместо кожи было покрыто непроницаемым для тепла футляром, то уже через час температура тела поднялась бы примерно на 1,5 градуса, а часов через сорок  достигла бы точки кипения воды. Во время тяжелой физической работы образование тепла увеличивается еще в несколько раз. (слайд 7)

И все же температура тела не меняется. Когда говорят о температуре тела, имеют в виду температуру внутренних областей тела, т.е. тканей, лежащих глубже 2,5 см под поверхностью кожи. У человека температура поверхности кожи неодинакова на различных участках. Самая низкая температура у кожи кистей и стоп (28,50С), а самая высокая  - в области шеи. Внутри печени, где протекают окислительные процессы, температура достигает 390С.(слайд 8)

•    У здорового человека она обычно равна 36,5-37 градусов. Ее повышение выше 430 и падение ниже 250С смертельны. Такое постоянство температуры тела поддерживается почти исключительно путем регуляции отдачи тепла через кожу. Ведь она непосредственно контактирует с внешней средой, следовательно, регистрирует все изменения температуры.
Совокупность физиологических реакций организма, обеспечивающих постоянство температуры тела называется терморегуляцией  (слайд 9)
•    В каком случае в организме вырабатывается тепло?  (прием пищи, мышечная работа) (слайд 10)
•    Какие источники тепла имеются в организме человека?  (Питательные вещества (белки, жиры, углеводы), которые при расщеплении (гидролизе с участием ферментов – биологических катализаторов) выделяют тепло (протекают экзотермические реакции), кроме того, есть  активные ткани – печень, мышцы.)
Чтобы тело отдало тепло окружающей среде, образуемое им тепло должно «иметь доступ» к внешней среде. Тепло из глубины тела (ядра) перемещается кровью к коже, откуда может перейти в окружающую среду благодаря одному из следующих механизмов: (слайд 11)
1.    Потеря тепла через кожу путем излучения
2.    Путем конвекции
3.    Путем теплопроводности.
Все они зависят от количества протекающей через кожу крови.
•    А вот как зависит, мы проверим, проведя лабораторную работу «Нарушение кровообращения при наложении жгута». Для ее проведения мы воспользуемся цифровой лабораторией. У вас на столах лежат все необходимые материалы для ее проведения и инструкция (приложение1)
•    Почему понижается температура изолированных перетяжкой пальцев?
•    Почему после восстановления нормального кровоснабжения температура пальцев несколько возрастает по сравнению с начальной?
Кожа человека обильно снабжена кровеносными сосудами. Многие капилляры образуют петли и анастамозы, позволяющие менять количество крови, протекающие через кожные капилляры. При сужении этих сосудов уменьшается теплоотдача. При их расширении выделение тепла увеличивается. Кроме того кровь в большом количестве протекает через потовые железы. (слайд 12)
•    А теперь попробуйте объяснить опыт доктора Ч. Благдена, проведенный в Англии более 200 лет назад. Вместе с несколькими друзьями и собакой провел 45 минут в сухой камере при температуре +126 без последствий для здоровья. В то же время кусок мяса, взятый в камеру, оказался сваренным, а холодная вода, испарению которой препятствовал слой масла, нагрелась до кипения. (слайд 13)

При испарении тепло теряется с поверхности тела в процессе превращения воды в водяной пар. На испарение 1г воды затрачивается 2, 45кДж тепла. Теплоотдача путем испарения пота происходит непрерывно в виде незаметной для нас испарины.

Пот – водянистая жидкость, содержащая 0,1-0,4% хлористого натрия, лактата натрия и мочевины. Он образуется из тканевой жидкости. (слайд 14)

У человека потоотделение начинается тогда, когда температура поднимается выше 36,70С. При нормальных условиях в сутки выделяется 900 мл но при очень сильной жаре и достаточном снабжении водой и солями эта величина может достигать 12л.

•    Сейчас вы проведете еще одну лабораторную работу «Выделительная и терморегуляторная функция кожи» после которой ответите на следующие вопросы:
1.    Почему повышается температура в пакете в ходе эксперимента?
2.    Почему повышается влажность в пакете?
3.    Почему во втором опыте влажность увеличилась быстрее и достигла более высокого значения, чем в первом опыте?
4.    Почему летняя одежда делается из натуральных, а не синтетических тканей? (слайд 15)
А теперь давайте попробуем сформулировать основные выводы по данному уроку.
1)    Кожа – главный орган терморегуляции
2)    В зависимости от характера реализации терморегуляторных механизмов  различают теплокровных и холоднокровных животных
3)    Терморегуляция – это процесс уравновешивания теплообразования и теплоотдачи в соответствии с условиями внешней и внутренней среды
4)    Нарушение процессов терморегуляции может привести к перегреванию или переохлаждению организма. (слайд 16)

Образование и отдача тепла регулируется рефлекторно и гуморально. Существует центр терморегуляции, расположенный в гипоталамусе (промежуточный мозг). Считается, что в его передней части располагаются центры, регулирующие теплоотдачу, а в области заднего гипоталамуса локализованы центры, контролирующие процессы продукции и сохранения тепла. (слайд 17)

Температура окружающей среды и ее колебания действуют на терморецепторы кожи. Подсчитано, что на 1 см2 приходится 12 холодовых, 1-2 тепловых рецепторов. А вся кожная поверхность тела человека содержит 250 тыс. холодовых рецепторов и только 30 тыс. тепловых.
4.    Закрепление изученного материала: . (слайд 18 - 21)
Решите биологические задачи:

•     Действие алкоголя на организм вызывает расширение сосудов. Какой человек трезвый или пьяный, быстрее замерзнет на морозе?
•     Ноги в тесной обуви зимой замерзают, а летом сильно нагреваются. Объясните почему?
•     Почему вредно туго затягиваться ремнем и носить тесную обувь?
•   Человек в умеренном климате носит одежду соответственно погоде. Однако жители Средней Азии в самую жаркую погоду ходят в теплых ватных халатах. Дайте объяснение этому явлению.

5.    Домашнее задание . (слайд 22)
§42
Составить синквейн на тему «Кожа»