Интегрированный урок (биология - физика ) 10 класс
методическая разработка по биологии (10 класс) на тему
Влияние радиоактивного излучения на структуру молекулы ДНК
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 107 КБ |
Предварительный просмотр:
Тема урока: Светящаяся частица в царстве клеток
Цель урока: Способствование пониманию зависимости между радиоактивным излучением и структурой молекулы ДНК
Задачи урока:
1 –образовательные: определить уровень знаний по теме «химический состав клетки»; конкретизировать понятие излучение через характер воздействия, определение величин (доза поглощенного излучения, коэффициент биологической активности, эквивалентная доза поглощенного излучения) и способствовать выработке умений применять полученные знания при работе со схемами, карточками – заданиями, терминами, компьютером.
2. – воспитательные: продолжить формирование умения работать в коллективе и находить согласованные решения; воспитание независимости суждений; понимание ответственности за последствия вмешательства человека в природу.
3 – развивающие: развивать познавательный интерес к естественным наукам; продолжить развивать навыки выделять самостоятельной работы, эмоциональной сферы, анализа своей работы, и умения пользоваться ПК.
Ведущая дидактическая цель: изучение с повторением, с элементами критического мышления
Методы обучения: репродуктивный, частично – поисковый.
Оборудование: компьютер, интерактивная доска, тексты заданий, фломастеры, бумаги, выход в интернет ресурсы, энциклопедии.
Тип урока: интегрированный урок
ФОПД: фронтальная, групповая, индивидуальная.
Межпредметные связи: информатика(применение умений работать с программами)физика, биология, химия, экология.
Формирование знаний, умений, навыков:
Предметные:
Учащиеся должны знать:
—уровни организации живой материи и научные дисциплины, занимающиеся изучением процессов жизнедеятельности на каждом из них;
—химический состав живых организмов;
Учащиеся должны уметь:
—давать определения уровней организации живого и характеризовать процессы жизнедеятельности на каждом из них;
—характеризовать свойства живых систем;
—анализировать иллюстративный материал.
Метапредметные
Учащиеся должны уметь:
—составлять схемы и таблицы для интеграции полученных знаний;
—обобщать и делать выводы по изученному материалу;
—работать с дополнительными источниками информации и использовать их для поиска необходимого материала;
—объяснять рисунки и схемы, представленные в учебнике;
—иллюстрировать ответ простейшими схемами и рисунками;
План урока:
Ход урока:
Орг. момент:
Сегодня у нас необычный урок и тема у нас необычная Светящаяся частица в царстве клеток. Что вы знаете по этой теме?
( учащиеся пишут на листочках)
Что знаю? | Что хочу знать? |
Мотивация.
Эпиграфом нашего урока мы взяли высказывания.. Как вы понимаете высказывание Л.Н. Толстого «Старайся дать уму как можно больше пищи»?
- Постановка учебных задач
Опыты на мышах доказали, что вырастающие в условиях практически полного отсутствия радиации мышата существенно отстают в развитии от своих ровесников, которые получали определенную дозу облучения. Для объяснения этой биологической загадки, необходимы знания по таким наукам как физика, химия, биология. Кое что, вы знаете и сможете объяснить часть опыта, но чтобы глубже понять процессы ,протекающие в клетках, нам поможет наука физика.
2.Совместное исследование проблемы.
Вопросы:
Особенности строения живой природы
Взаимосвязь живой и неживой природы
Строение вещества
Свойства атомов.
3.Моделирование.(Работа в парах)
Задания для учащихся:
Составления схемы : Основные признаки живого…….
(работа с научной литературой, учебником)
Без знания химического состава клетки – основной единицы жизни – нельзя понять механизмы сложнейших процессов, которые протекают в живых организмах всех царств природы. Поэтому изучение общебиологических закономерностей мы начинаем с изучения химической организации жизни. Вначале сравним элементарный, т.е. атомарный, состав живой и неживой природы.
Ответы учащихся:
Самыми распространенными элементами земной коры, на долю которых приходится 90% ее атомарного состава, являются: О, Si, Al и Na. Далее следуют Са, Fe, Mg, P и другие элементы.
В живых организмах обнаружено около 80 химических элементов. Но достоверно известно о функциях в организмах лишь в отношении 27 из них. В состав живых организмов входят атомы тех же элементов, что и в состав неживой природы, но их содержание иное.
По количественному содержанию в живом веществе элементы делятся на три группы.
Органогенные (биофильные) элементы – С, Н, N, О. На их долю приходится 98% элементарного состава всех живых организмов.
Макроэлементы – Na, К, Са, Cl, P, S, Fe, Mg. Их концентрация превышает 0,001%.
Микроэлементы – Zn, I, Cu, F, Мn, Мо, Со и многие другие. Их доля составляет менее 0,001%. Таким образом, элементарный состав живой и неживой природы одинаков, что свидетельствует об их материальном единстве. Провести четкую грань между живым и неживым на уровне атомов не представляется возможным.
Учитель биологии: Почему органогенные элементы так удивительно подходят для выполнения биологических функций? Почему углерод, водород, азот и кислород стали удобными для «химии жизни»? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо вспомнить особенности строения и свойства атомов этих элементов:
Ответы учащихся: интерактивная доска
Углерод один из немногих химических элементов, который может соединяться друг с другом , образуя длинные цепочки. Чем это можно объяснить? В основе всех функций лежит строение. Давайте посмотрим на строение атома С( таблица Менделеева) – 4 главная группа , на последнем энергетическом уровне 4 электрона, до завершения не хватает тоже 4 электрона
Основные хим. свойства С: гидролиз
1) белок + вода = ам/ кислота
2) жиры+ вода = глицирин + высшие карбоновые кислоты
3) углерод + вода = глюкоза
1) атомы всех этих элементов способны образовывать ковалентные связи посредством спаривания электронов;
2) они легко могут образовывать разнообразные химические соединения, реагируя друг с другом (кислород, азот и углерод могут образовывать как одинарные, так и двойные связи; углерод способен к образованию С–С связей, а также легко вступать в ковалентные связи с кислородом, азотом и серой);
3) все они имеют малую атомную массу.
(работа с энциклопедией и интернетом)
Учитель биологии Все мы состоим из атомов. Мельчайший сдвиг – и вместо нас появится мраморная статуя или оболочка пара. А ведь в нашем мире встречается меньше сотни атомов с различными ядрами. И этого хватит, чтобы , переставляя их , строить любые воздушные замки. Это мир квантовой физики, в котором поможет нам разобраться наука физика. На помощь к нам я приглашаю М,Н, разобраться в свойствах
Учитель физики. Объяснение нового материала
Актуализация знаний.(фронтальный опрос с применением презентации)
Итак, вы попытались объяснить некоторые известные вам биологические явления с точки зрения не только биологии, но химии. Для нашего времени характерно проникновение в науку идеи всеобщей связи явлений. Мир, как и в древние времена, - это единое органическое целое.
Сегодня на уроке мы ответим на вопрос: «Как воздействуют р/а излучения, когда её стоит бояться?» Запишите вопрос «Биологическое действие радиоактивных излучений»
Мотивация:
Почему людей так интересует радиационная обстановка в Челябинской области?
Предполагаемый ответ: Люди боятся вредного воздействия р/а излучений.
Говоря о теориях, которые с успехом используются в физических, химических, биологических науках, мы не можем не упомянуть квантовую теорию. Началась она с гипотезы Планка, согласно которой атомы и молекулы излучают и поглощают энергию не непрерывным потоком, а отдельными порциями – квантами. Дальнейшее развитие этой теории связано с именами Резерфорда и Бора.
Так квантовая механика обнаружила, что атом обладает способностью поглощать и испускать фотоны света.
-А как же электрон переходит на более высокий уровень?
- Для этого будем «обстреливать» электрон световыми фотонами различной частоты.
- Какой фотон способен вынудить атом перейти в возбужденное состояние?
- Лишь тот, чья энергия в точности равна разности энергий возбужденного и основного состояний электрона в атоме, то есть:
Только при такой энергии электрон, поглотив фотон, перейдет на высший уровень.
Из возбужденного состояния электрон всегда стремится вернуться в основное, поэтому время его пребывания в таком состоянии чрезвычайно мало — наносекунда. Переход электрона на более низкий энергетический уровень сопровождается излучением кванта света. Такое самопроизвольное излучение принято называть спонтанным.
Биологическое воздействие излучения на живой организм – ионизация атомов и молекул в его клетках.
Под действием радиации поражаются клетки тканей, прежде всего их ядра, нарушается способность клеток к делению и обмен веществ в них.
Одним из трех основных видов радиоактивных излучений является гамма-излучение в виде потока гамма-квантов (фотонов), с длиной волны меньше 2×10–10 м сопровождающее распадом радиоактивных ядер. Из всех видов радиоактивных излучений гамма-излучение обладает самой большой проникающей способностью.
Степень биологического воздействия зависит:
- от вида излучения, (k)
- его интенсивности, (D)
- продолжительности облучения организма.
Характеристики излучения.
Доза поглощенного излучения (D) – отношение энергии излучения, поглощенной облучаемым телом, к его массе.
Единица поглощенного излучения - грей (1Гр).
1Гр = 1 Дж/кг.
Коэффициент качества излучения (k) - различие биологического воздействия от видов излучения.
Коэффициент качества рентгеновского и гамма-излучения принят равным единице.
Значения коэффициента качества (k) для разных видов излучения.
Вид воздействия | k |
Бета и рентгеновское излучение | 1 |
Медленные нейтроны | 5 |
Быстрые нейтроны | 10 |
Альфа-частицы | 20 |
Эквивалентная доза поглощенного излучения (Н)(для живых организмов) – произведение дозы поглощенного излучения на коэффициент качества:
Н = D ∙ k
Единица эквивалентной дозы – зиверт (1 Зв). 1зиверт равен эквивалентной дозе, при которой доза поглощенного гамма-излучения равна 1 Грею.
Допустимая доза облучения < 0,25 Гр
Доза облучения, вызывающая лучевую болезнь 1-3 Гр
Смертельная доза облучения 3-10 Гр.
Следует знать способы защиты от радиации :(просмотр фрагмента видео) Защититься от альфа-излучения можно листом бумаги, одеждой, кожей человека. Альфа-частицы, попавшие внутрь организма (с пищей, воздухом, через открытые раны), представляют большую опасность.
- Защитой от бета-излучения может служить слой алюминия толщиной в несколько миллиметров.
- Гамма-излучение задерживается толстым слоем свинца или бетона.
Мы изучили радиоактивные свойства атома, я надеюсь, теперь вы сможете на вопрос задачи.
Первичная проверка понимания.(работа с учебником)
А теперь у нас работа с текстом, прочитаем вместе параграф 113, стр.327.
Откройте тетради. Запишите вопрос
- Вспомните, что вы знаете о радиационном излучении.? Обсудите в парах вопросы и составьте кластер. (Все это вы можете выражать словесно, символами, рисунками, условными знаками).
Индивидуальные задания (искать по интернету) :
1.Что такое радиопротекторы?
Ребята , какая пара пишет кластер на «защиту от радиации», на доске готов кластер- радиопротекторы.
Предполагаемый ответ: Радиопротекторы – это вещества, уменьшающие чувствительность организма к радиации. Они создают недостаток кислорода в клетках, в результате чего клетки не так активно делятся, количество повреждений от радиации уменьшается. Радиопротекторами являются витамины, пептины, каротин, янтарная кислота. Они могут увеличить сопротивление организма в 2 раза.
Защита кластеров. Интерактивная доска
Учитель биологии:-Р/а может вызвать как гибель так изменение химической структуры элемента Давайте вернемся к нашей задаче. (В клетке происходят химические реакции)
Наличие естественного радиационного фона – необходимое условие эволюции жизни на Земле. Обязательным условием эволюции является изменчивость как следствие мутации генов. Одним из факторов, вызывающих мутации, является естественный фон ионизирующей радиации. В отсутствии радиационного фона, вероятно, не было бы и жизни на Земле в ее настоящем виде.
Так , учитель физики нам помог понять процесс мутации на молекулярном уровне.
ДНК
Итак вы поняли как протекают изменения живых организмов под действием радиации. Но мы , люди- разумные существа и пытаемся управлять процессами в природе. Как вы думаете зная строения химичеких веществ, протекания биологических процессов и уникальностью …..Могло ли это способствовать человечеству для создания чего то нового!
Да могут люди создать……..
Презентация учеников «Нанотехнология » (групповая работа,д.з)
Учитель физики:
-Нельзя заигрываться, так как может появиться огромная угроза возможности потери человека над процессами, протекающими в живых существах.
Никто не может предвидеть каким открытиям может привести нанотехнология!
Рефлекция.(учащимся дается начало фразы, которую они должны логически закончить)(2 мин).
Учитель физики:
-В основе развития всей цивилизации будет лежать знание о месте каждого атома, каждой молекулы и каждой частицы.
Учитель биологии:
- Человек должен всегда помнить, что Природа мудра, и, вторгаясь в её тайны, нельзя нарушать её законы. Нужно знать кому куда мчаться, кому и где столкнуться, где выбить электрон из ядра или же, наоборот – слиться и образовать совершенно новую частицу…
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
интегрированный урок биология +физика
интегрированный урок биология + физика для 8 класса. Тема: Глаз человека оптическая система. Включает конспект и дополнительные материалы, а также презентацию....
![](/sites/default/files/pictures/2014/11/30/picture-531029-1417361200.jpg)
Методическая разработка открытого интегрированного урока биология-физикав 8 классе "Мышцы:строение и работа".
8 КЛАСС, ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК (БИОЛОГИЯ-ФИЗИКА) РАЗДЕЛ 4: «ОПОРА И ДВИЖЕНИЕ» ТЕМА УРОКА №23:...
![](/sites/default/files/pictures/2015/07/22/picture-84929-1437566338.jpg)
Интегрированный урок (биология + физика) в 10 классе на тему: «Законы физики в организме человека».
На этом уроке уч-ся научатся применять законы физики для объяснения различных процессов в организме человека....
![](/sites/default/files/pictures/2017/11/20/picture-976158-1511188092.jpg)
Интегрированный урок (биология + физика) в 10 классе на тему: «Законы физики в организме человека».
На этом уроке уч-ся научатся применять законы физики для объяснения различных процессов в организме человека....
Интегрированный урок биологии и физики "Гигиена зрения. Профилактика глазных болезней. Линзы. Оптическая сила линзы".
Интегрированный урок в 8 классе "Гигиена зрения. Профилактика глазных болезней. Линзы. Оптическая сила линзы"....
![](/sites/default/files/pictures/2018/09/03/picture-1053565-1536007315.jpg)
Интегрированный урок биология\ физика 9 класс "Дозиметрия. Действие радиации на живые организмы"
Материал для урока в 9 классе. Показывает тесную связь между предметами биологии и физики....