Обмен веществ. Нормы питания

Интегрированный урок (биология + физика)

8 класс

Цели:

• Обобщить и расширить знания учащихся по вопросам обмена веществ и превращения энергии;
• Показать взаимосвязь обменных процессов живых организмов;

Задачи:

• способствовать формированию общепредметных учебных действий:

- анализа, установления причинно-следственных связей, обобщения и формулирования выводов при выявлении факторов, влияющих на интенсивность обмена веществ;

• систематизировать теоретические знания учащихся о внутренней энергии как об одном из видов энергии, о способах ее передачи и использования;
• познакомить с затратами энергии у людей разных профессий.
• формировать умения воспринимать, перерабатывать информацию  в табличной форме, анализировать в соответствии с поставленными задачами;
• показать необходимость соответствия калорийности пищи энергетическим затратам человека; обосновать необходимость сбалансированного питания;
• формирование ценностных отношений к собственному здоровью с целью сохранения работоспособности;

Тип урока: 

Интегрированный урок (биология – изучение нового материала; физика – повторение пройденного).

Методы обучения: репродуктивный, объяснительно-иллюстративный, поисковый, проблемный.

Организация деятельности учащихся:

• фронтальная беседа;
• обсуждение;
• сравнение и сопоставление;
• связь предметов естественнонаучного цикла.

Педагогические технологии:

• интегрированного обучения;
• проблемного обучения;
• компьютерная технология;
• педагогика сотрудничества.

Оборудование: 

• компьютер, проектор;
• слайды презентации;
• раздаточный материал с заданиями;
• дополнительная литература.

Ход урока

1. Организационный момент

Взаимное приветствие.

Проверка готовности учащихся к уроку.

Организация внимания учащихся.

2. Актуализация опорных знаний

Учитель биологии:

• Фронтальный опрос по вопросам обмена веществ

1. Метаболизм – это…
2. Пластический обмен - ?, энергетический обмен?
3. Обменные реакции в организме осуществляются, на каком уровне?
4. Обменным реакциям предшествует?
5. Мономерами белков являются?
6. Мономерами углеводов являются?
7. Мочевина и аммиак – это конечные продукты обмена
8. Витамины – это…

• Письменная работа: выберите возможные превращения веществ в организме человека

• Самопроверка (слайд)

Учитель физики:

• Вы вспомнили обменные реакции и превращение веществ в организме человека. Обмен веществ как биологический процесс всегда сопровождается физическим процессом. Каким?

Предполагаемый ответ. Превращением энергии.

• Составьте цепь энергетических превращений в указанных случаях:

1. При подъёме груза на высоту 2 м при строительстве деревянного дома;
2. Выполнении чертежа на уроке физики.

Предполагаемый ответ. Химическая энергия, образованная в организме человека в результате пищеварения, превращается в кинетическую энергию груза, а затем в его потенциальную энергию при подъёме. Часть этой энергии превращается в тепловую энергию при трении бревна о воздух. Часть энергии выделяется в окружающую среду при теплообмене.

• Рассчитайте работу, которую при этом нужно произвести.

Предполагаемый ответ. Пусть масса поднимаемого бревна 50 кг. Запишем закон сохранения и превращения механической энергии

Ко+ По + Авш = К + П        или            А = mgh = 50 кг · 10 м/с2 ·2 м = 1000 Дж.

Предполагаемый ответ. Пусть мы берём кусочек мела и поднимаем его на высоту доски

А = mgh = 0,05 кг · 10 м/с2 · 1 м = 0,5 Дж.

В обоих случаях не учитывали потери энергии на трение.

• Обобщим. Какие явления и законы физики были использованы при ответе на вопрос?

Предполагаемый ответ. В основе обменных процессов лежит закон естествознания – сохранения и превращения энергии.

• Сформулируйте закон сохранения и превращения энергии в самом общем виде.

Предполагаемый ответ. Энергия не возникает из ниоткуда и не исчезает в никуда. Она лишь переходит из одного вида в другой, при этом её значение не изменяется.

Учитель биологии:

- Как необходимые вещества и энергия попадают в наш организм??? ( с пищей)

- Как в пищу попадают вещества и энергия? (пища приготавливается из продуктов животного и растительного происхождения, в этих организма так же происходят обменные процессы)

- Как вы считаете, стартовым звеном в цепочке перехода веществ, являются какие организмы и почему? (растительные, способны к фотосинтезу)

- послушайте высказывание:

Юлиус Майер сказал: «Свет – это вечно натянутая пружина, приводящая в действие механизмы земной жизни». Что он имел в виду?

- Можно ли сказать, что наш обмен веществ зависит от обмена веществ растительного организма?

3. Изучение нового материала

- Возникает вопрос – Зачем нам надо знать смысл реакций метаболизма? Зачем мы это изучаем? Где в жизни это может пригодиться?

- Для жизнедеятельности организма необходимы вещества и энергия. Поступление веществ и энергии в организм должны соответствовать затратам организма?

- От чего может зависеть обмен веществ нашего организма?

1. Почему в меню механизатора /строителя обязательно входит борщ или суп, котлеты, сметана, компот? А в меню служащего - отварная курица, салат, чай? 

Механизатор выполняет тяжелую работу, затрачивает много сил/энергии/, а труд служащего не требует больших физических затрат.

 Вывод: обмен веществ и энергии зависит от интенсивности мышечной работы.

2. Почему жители северных областей употребляют больше жирной пищи, чем жители юга? 

На Севере очень холодно и много энергии уходит в виде тепла в окружающую среду. Жиры являются богатыми источниками энергии.

 Вывод: На обмен веществ влияют климатические условия.

3. Почему, когда получаешь 2 или случается что-то неприятное, тогда пропадает аппетит? 

Когда получаешь 2 , то появляется плохое настроение.

 Вывод: обмен веществ и энергии зависит от эмоционального состояния человека.

4. Позавтракав, солдаты совершили марш-бросок на 8 км, после стреляли по мишеням. Чистили оружие. Почему учения были проведены в таком порядке? 

После завтрака сил у солдат было достаточно для бега. А стрельба, чистка оружия, требует меньше затрат энергии.  Вывод: обмен веществ и энергии зависти от времени приема пищи

(Таблица№1)

Вывод: обмен веществ энергии постоянно меняется в зависимости от интенсивности мышечной работы, климатических условий, эмоционального состояния, от времени, прошедшего с момента предшествующего приема пищи, возраста и пола, и многих других причин.

 - Чем выше интенсивность физического труда, тем больше энерготраты

- Каким образом можно компенсировать энерготраты организма?

 Предполагаемый ответ ученика: Компенсируются энерготраты за счет продуктов питания.

- Что такое норма питания – это баланс между пищей  содержащей энергию и работой, на которую затрачивается энергия 

             Пища                организм                работа

                                           Е   =  Е

• - Как определить вашу норму питания
• - Какие продукты, в каком количестве необходимо использовать, для баланса в организме   

Затем на экране учитель показывает табличку (суточное потребление пищи в %)

• 25% завтрак
• 50% обед
• 15% полдник
• 10% ужин

Учитель физики  (Таблица№2)

Прежде, чем перейти к количественным расчётам энерготрат организма, определим единицы измерения энергии в физике вообще и при расчёте рациона питания в быту.

Согласно определению, 1 калория – энергия, необходимая для нагревания 1 кг воды на 1 ºС или энергия, выделяющаяся при охлаждении 1 г воды на 1 ºС . Рассчитаем эту энергию в Дж.

Q = mcΔt = 0,001 кг · 4200 Дж/(кг·ºС) · 1 ºС = 4,2 Дж.

                                              1 кал = 4,2 Дж;                         1 ккал = 4,2 кДж

• Как рассчитать энергоёмкость (калорийность) продуктов?
• Для этого ответим на вопрос, что происходит с пищей в организме.

Предполагаемый ответ. В нашем организме пища окисляется, т.е. соединяется с кислородом.

• Как с точки зрения химии называется эта реакция?

Предполагаемый ответ. Соединение с кислородом или горение.

•  Для расчета энергоёмкости пищи в лабораторных условиях сжигают один грамм органического вещества и данные эксперимента заносят в таблицу. (Таблица№2)
• В этой таблице обратим внимание на сахар. При окислении 1 кг сахара выделяется 17150 кДж энергии. 3 чайных ложки сахара имеют массу около 25 г, значит при окислении 25 г сахара в организме выделится примерно в 40 раз меньше энергии, т.е. 420 кДж.

Переведите это в ккал.

Предполагаемый ответ. Разделим на 4,2 и получим ответ 100 ккал.

• Чуть выше мы обсудили, что для между количеством поступившей в организм энергии и расходом  энергии должно быть равенство (баланс). Посмотрим таблицы (Таблица№3, №4). Поступлению энергии от 3 ложек сахара (100  ккал) должны соответствовать энерготраты, например, при домашней уборке.
• (Таблица№3, №4)  Из таблиц мы видим, что на различные виды деятельности тратится разное количество энергии: больше на что? Между энерготратами организма и калорийностью пищи должно быть определенное соответствие (баланс), который учитывается при составлении пищевых рационов 

Общий вывод по теме:  

• Обмен веществ – важное свойство любого живого организма;
• Пища – это источник необходимых веществ и энергии для человека;  
• Нормы питания важно учитывать при составлении пищевого  рациона;
• Рациональное питание - важное слагаемое здорового образа жизни;

4. Закрепление нового материала

1. Решение задач:

• В пищевой рацион обязательно должны входить белки, жиры, углеводы, однако полным людям не рекомендуется употреблять много углеводов. Объясните, почему?
• Оказывается, в нормах питания для работников тяжелого физического труда предусматривается относительное увеличение углеводов. Почему?
• Современная медицинская наука считает. Что в рацион питания всех людей должны входить в достаточном количестве сырые овощи и фрукты. Объясните, почему?

2. Как вы понимаете высказывания:

• «Здоровье выпрашивают себе люди у богов, но то, что в их собственной власти – сохранить его, об этом они не задумываются»                          Демокрит 460-370 гг. до н. э.
• «Если чрезмерное и исключительное увлечение едой есть животность, то высокомерное невнимание к еде есть неблагоразумие, и истина здесь, как и всюду лежит в середине».  И.П.Павлов

3. Рефлексия (фронтальная беседа по вопросам).

• Сегодня на уроке я узнал …?
• На уроке у меня возникли трудности..?
• После урока мое настроение стало лучше (или нет)..?
• Кого из одноклассников ты бы отметил на уроке и за что

5. Домашнее задание

• Разберите меню школьного завтрака и ответьте на вопросы.
• Дайте пояснение пословицам используя знания о обмене веществ и энергии

Информационный лист

 «Свет – это вечно натянутая пружина, приводящая в действие механизмы земной жизни». 

Юлиус Майер

От чего может зависеть обмен веществ?

1. Почему в меню механизатора /строителя обязательно входит борщ или суп, котлеты, сметана, компот? А в меню служащего - отварная курица, салат, чай? 
2. Почему жители северных областей употребляют больше жирной пищи, чем жители юга? 
3. Почему, когда получаешь 2 или случается что-то неприятное, тогда пропадает аппетит? 
4. Позавтракав, солдаты совершили марш-бросок на 8 км, после стреляли по мишеням. Чистили оружие. Почему учения были проведены в таком порядке?

Таблица №1 

«Примерные нормы затраты энергии людей разных профессий»

Вывод:

Нормы питания - это

Суточное потребления пищи в %:     - 25% завтрак;      - 50% обед;       - 15% полдник;         - 10% ужин;

Таблица №2.

Расчеты:

Таблица№3     “Расход энергии человеком массой 70 кг в повседневной жизни”

Таблица №4  

«Энерготраты «стандартного» человека (массой 60 кг) при различных видах деятельности, ккал/ч».

Биологические задачи

• В пищевой рацион обязательно должны входить белки, жиры, углеводы, однако полным людям не рекомендуется употреблять много углеводов. Объясните, почему?
• Оказывается, в нормах питания для работников тяжелого физического труда предусматривается относительное увеличение углеводов. Почему?
• Современная медицинская наука считает. Что в рацион питания всех людей должны входить в достаточном количестве сырые овощи и фрукты. Объясните, почему?

Как вы понимаете высказывания:

• «Здоровье выпрашивают себе люди у богов, но то, что в их собственной власти – сохранить его, об этом они не задумываются»                                                      Демокрит 460-370 гг. до н. э.

• «Если чрезмерное и исключительное увлечение едой есть животность, то высокомерное невнимание к еде есть неблагоразумие, и истина здесь, как и всюду лежит в середине».  И.П.Павлов

Приложение 1

(домашнее задание)

Таблица  

«Физиологические нормы суточного потребления школьников к пищевым веществам

и калорийности рациона».

1. Разберите меню школьного завтрака и ответьте на вопросы.

Меню школьного завтрака

1. Сколько кал составляет этот завтрак?
2. Сколько % это составляет от суточной потребности в энергии?
3. Можно ли его заменить пакетом чипсов и стаканом газировки?
4. Соответствует ли такой завтрак подростковому возрасту? Почему?

2. Дайте пояснение пословицам используя знания о обмене веществ и энергии

Пословицы:

• «Завтрак съешь сам, обедом поделись с другом, а ужин отдай врагу»
•  «Как полопаешь, так и потопаешь»
• «Кто как работает, тот так и ест»
• «Свою болезнь ищи на дне тарелки».
• «Мы едим для того, чтобы жить, а не живем для того, чтобы есть»
• «Не ложись сытым – встанешь здоровым»
• «Лакомств тысяча, а здоровье одно»