Интегрированный урок биологии на тему "Биологические ритмы"

Интегрированный урок по биологии и информатике. 11 класс

Конспект урока

Этапы занятия	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
1 этап Организационный момент	Добрый день ребята и гости, которые присутствуют сегодня на нашем уроке! Мы рады вас приветствовать. Сегодня у нас совместный урок биологии и информатики. Неожиданно? Мы с Татьяной Владимировной предлагаем  вам расширить свои знания по одной из тем курса биологии и используя знания информатики познакомиться с особенностями своего организма. Желаем всем хорошего настроения, впечатлений и плодотворной работы на уроке.	Приветствуют учителя. Настраиваются на работу.
2 этап Актуализация познавательной деятельности (или актуализация опорных знаний)	На прошлых уроках мы затрагивали тему о приспособленности живых организмов. Предлагаю выполнить тестовые задания по этой теме. (выполнение заданий) На экране тестовые задания ЕГЭ:(слайды 2-5)  А сейчас для определения темы занятия обратимся к слайду. (слайд 6) Ребята посмотрите на слайд где представлены термины и объедините их одним общим понятием.  (Свойства живого организма, признаки жизни) Посмотрите внимательно и назовите отсутствующий признак жизни.(ритмичность).Тема нашего урока тесно связана с этим признаком.	Решение задания из банка ЕГЭ на адаптацию
3 этап Мотивация и целеполагание (Создание условий для установления связи учебного опыта с субъективным опытом ученика Постановка проблемы. Составление плана решения проблемы)	И тема нашего урока: Биологические ритмы. Моделирование биоритмов.  (слайд 7) "Весь растительный и животный мир, а с ним и человек, извечно и непрестанно испытывают на себе ритмические воздействия внешнего физического мира и извечно отвечают на биение мирового пульса ритмическими пульсирующими реакциями", - писал русский социолог П. Я. Соколов. Давайте на нашем уроке попробуем подтвердить или опровергнуть данное высказывание. Нас окружает удивительный мир. Удивительный по многим  причинам. Хотя бы потому, что он находится в постоянном движении. И  движение это носит волнообразный, колебательный характер. Согласно одному      из основных принципов естествознания – принципу единства организма и среды: организм не может существовать без внешней среды,  и он должен приспосабливаться к этим колебаниям. И эти периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера процессов жизнедеятельности биологических систем называются Биологическими ритмами. (определение на слайд 8). На сегодняшний день развивается целое  учение о биологических ритмах которое получило название биоритмологии, это учение входит в более широкую дисциплину - хронобиологию. Первые упоминания о хронобиологии относятся к 1729 г., когда французский ученый Ж.Ж. де Меран в ходе эксперимента заметил склонность растений раскрывать листья и соцветия днем и закрывать их ночью.  Отцом же современной хронобиологии исследователи всего мира считают Франца Халберга- он впервые начал эксперименты в 1940 г. и затем основал Лабораторию хронобиологии в университете Миннесоты. Итак давайте разберем биологические ритмы с точки зрения показателей и  классификациюи более подробно. Биоритмы характеризуются определенными показателями: ( слайд) Рассмотрим на примере сердечного цикла (Серде́чный цикл —последовательность процессов, происходящих за одно сокращение сердца и его последующее расслабление.) 1) периодом--т.е длительностью цикла колебаний в единицу времени 2) фазой- это часть цикла, измеряется в долях периода 3)амплитуда- расстояние от среднего уровня до максимального или минимального значения колеблющейся величины (Амплитуда сердечных сокращений определяется по перемещению  контура сердца при систоле и диастоле и отражает тоническую и сократительную функцию миокарда. Сердечные сокращения наиболее отчетливо видны на уровне самого мощного отдела — левого желудочка. Поэтому, когда говорят об амплитуде сердечных сокращений, то судят о ней в основном по глубине сокращений левого желудочка. Амплитуда сердечных сокращений измеряется в мм и может быть средней (5—6 мм), глубокой (7—12 мм) и поверхностной (2—4 мм). 4) частота ритмов- частота циклических процессов в единицу времени.(Средняя частота сердечных сокращений взрослого человека составляет от 60 до 80 ударов в минуту) 5) уровень(мезор)- средняя величина функций, изучаемая в течении биологического цикла (У человека количество сердечных сокращений в минуту может значительно колебаться и зависит от различных внешних воздействий. При выполнении физической работы или спортивной нагрузке сердце может сокращаться до 200 раз в минуту. При этом длительность одного сердечного цикла составит 0,3 с. Во время сна число сердечных сокращений уменьшается до 60-40 ударов в минуту. В этом случае продолжительность одного цикла составляет 1,5 с., при этом сердечный цикл увеличивается.) Способность к биоритмам передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов, на всех уровнях организации жизни.  Рассмотрим классификацию биологических ритмов (Слайд  классификацией по источнику происхождения) Эндогенные биологические ритмы обнаружены у всех организмов, кроме бактерий. Данные ритмы . позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами. (Слайд  классификацией по источнику продолжительности) 1.                По продолжительности выделяют следующие ритмы: •                   низкочастотные - с периодом 7, 20, 30 суток, около одного года; •                   среднечастотные - от получаса до суток; от 20 до 28 ч; 29 ч – 6 суток; •                    высокочастотные - продолжительностью до 30 мин. Высокочастотные ритмы процессов жизнедеятельности – это большинство рабочих ритмов эндогенного происхождения, отражающих состояние соответствующих физиологических систем. В их основе лежат ритмические осцилляторы(генераторы биологического ритма) клеточных мембран возбудимых клеток. Нервные и мышечные клетки благодаря ионным процессам, происходящим на их мембранах, способны генерировать серии ритмично следующих импульсов. Это обеспечивает работу сердца, дыхательных мышц и других висцеральных органов. По выполняемой функции биоритмы подразделяются на физиологические и экологические. Физиологические ритмы, как правило, имеют периоды от долей секунды до нескольких минут. Это, например, ритмы артериального давления и биения сердца. Это рабочие циклы, связанные с деятельностью отдельных систем (дыхание, сердцебиение и др.). Период (частота) физиологического ритма может изменяться в широких пределах в зависимости от степени функциональной нагрузки (например, от 60 уд/мин сердца в покое до 180-200 уд/мин - при выполнении работы); Экологические ритмы по длительности совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. Период экологических ритмов сравнительно постоянен, закреплен генетически.	Запись темы в тетрадь Запись определения  в тетрадь Вопрос:  Какие ритмы активности живых организмов вам известны? (суточные, сезонные, годовые, приливно- отливные ритмы). Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов. А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.
4 этап Изучение нового материала (Поиск решения проблемы. Работа в малых группах)	Давайте рассмотрим подробнее вопрос об экологических  ритмах. Организуется работа с использованием информационных карт. Учащимся раздается материал для работы в паре (конспект). Инструкция: Прочитайте инструкцию и если задание понятно, можно приступать к работе. Информация для изучения в парах: Инструкция: 1. изучите информационную карту , 2. запишите определение 3. запишите пример 4.усно ответьте на вопрос Время выполнения 3 минуты По окончании предоставьте отчет. Информационная карточка №1: Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси. Суточные ритмы обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. У растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток. Наблюдаются ритмы и в протекании процессов дыхания и фотосинтеза, что проявляется в их усилении или ослаблении. У животных сильно меняется активность в течение суток. По этому признаку различают дневных и ночных животных. Проявляются суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, изменении двигательной активности, частоты пульса, температуры тела. У человека обнаружено около 100 периодически повторяющихся процессов. Например, в течение суток максимальная масса тела отмечается в 18–19 часов, температура тела – в 16 – 18 часов, частота дыхания – в 13 – 16 часов, частота сердечных сокращений – в 15 – 16 часов, даже кожа более чувствительна к косметическим процедурам в светлое время суток. Вопрос: Как вы думаете, у всех ли организмов проявляются суточные ритмы? Информационная карточка №2: Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий. Причина: движение Земли вокруг Солнца. При годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца на нашей планете происходит смена времен года:  зимы, весны, лета и осени. В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс - размножение и выращивание молодняка – приходится на самый благоприятный период. На этот же период приходится цветение растений, созревание плодов и семян. Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, то есть проявляется как внутренний годовой ритм. Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через целый ряд поколений. Задолго до наступления неблагоприятных периодов у организмов начинается длительный процесс подготовки. У организмов много приспособлений к сезонному ритму внешних условий. Задолго до наступления зимы у растений опадают листья, созревают плоды и семена. Одни животные становятся малоподвижными и впадают в оцепенение, другие готовятся к активной жизни в суровые холода, третьи уходят от неблагоприятных условий. Резкие кратковременные изменения погоды (заморозки летом или зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных. Вопрос: Как вы думаете что является главным фактором, на который реагируют организмы в годовых циклах Информационная карточка №3: Приливно-отливные ритмы — результат взаимодействий Земли и Луны. Приливно-отливные ритмы – ритмы, которые характерны для обитателей прибрежной зоны морей и океанов. Это самая сложная ритмика в жизни живых организмов. Так у берегов Атлантического океана вода поднимается и спадает дважды в сутки с периодом 12,4 часа (это ровно половина лунного периода). Следовательно, точное время приливов постоянно сдвигается. Жизнь в приливно-отливной зоне представлена большим многообразием видов. На время отливов моллюски плотно сжимают раковины, рачки прячутся в песок или под мокрые водоросли. Сложность, в данном случае, заключается еще и в том, что на жизнь этих организмов влияет также и суточная периодичность. Рачки и крабы во время дневных приливов ведут себя активнее, чем во время ночных приливов. Рыба грунион, обитающая у калифорнийского побережья, откладывает свою икру на песчаном пляже во время новолунных или полнолунных приливов, которая развивается там в течение 14 дней до следующего прилива и затем снова попадает в воду. Приливно-отливные ритмы определяют размножение рыб атерин-грунион. Нерест осуществляется только тогда, когда Луна находится в определенной фазе. Вопрос: Приведите примеры приспособлений к данному ритму. Таким образом, биологические ритмы приспосабливают организмы к циклическим изменениям во внешней среде. И все живое на нашей планете несет отпечаток ритмического рисунка событий и человеческий организм не исключение. Каждый человек сочетает в себе набор различных  биоритмов. У одних их больше, у других – меньше. А вот о том какие еще биологические ритмы характерны для человека нам расскажет...........( презентация о трех типах биоритмов человека)  Итак, человек «соткан» из ритмов, и есть  тесная связь нашего здоровья  с состоянием биоритмов. Их поломка чревата опасностью болезни и вместе с тем любая патология отражается на состоянии ритмических процессов. ...........( презентация «Если хочешь быть здоров, живи с биоритмами») Поскольку от точности хода наших биологических часов зависит наше здоровье, необходимо знать закономерности ритмов и по возможности учитывать их в повседневной жизни.   О том как смоделировать свой биоритм мы узнаем на следующем уроке, а сейчас выполним задания по материалу темы.(раздаются индивидуально задания)	(Примерный ответ: Суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер и глубоких вод, где нет смены дня и ночи, живут по другим ритмам. Среди наземных позвоночных и беспозвоночных суточная периодичность также выявляется не у всех. Например, землеройки сменяют активность и отдых каждые 15–20 минут, невзирая на день и ночь. У этих животных обмен веществ протекает очень быстро, поэтому они вынуждены питаться круглосуточно.) Примерный ответ: изменение долготы дня. Каждый организм приспосабливается по-своему: отдельные животные, такие как моллюски, зарываются в ил; некоторые меняют окраску тела; есть животные, которые уходят дальше в океан. Презентация теория трех биологических ритмов Презентация здоровье и биологический ритм
5. Обсуждение результатов и   Закрепление изученного материала. Физкультминутка	Тестовое задание. Назовите типы биологических ритмов (приливно-отливные, суточные, годовые), которые определяют следующие явления: Перелеты птиц с мест гнездования в южные районы; Спячка бурых медведей; Утреннее раскрывание цветков; Линька соболя; Открывание и запирание раковин устриц, обитающих в прибрежной зоне; Весеннее пробуждение растений: Сон и бодрствование у человека; Наибольшая восприимчивость кожи к косметическому уходу; Авитаминозы у человека; Осенний листопад; Ночная активность ежей; Постройка гнезда птицами; Зарывание рачков прибрежной зоны в мокрый песок; Ритм дыхания у человека; Набухание почек у растений; Появление первоцветов; Образование плодов и семян у растений; Оцепенение мух; Активизация сокодвижения у березы в апреле; Смена поколений у насекомых (яйцо – личинка – куколка – взрослое насекомое)	Перелеты птиц с мест гнездования в южные районы; годовые Спячка бурых медведей; годовые Утреннее раскрывание цветков суточный Линька соболя; годовые Открывание и запирание раковин устриц, обитающих в прибрежной зоне; приливно-отливные Весеннее пробуждение растений: годовые Сон и бодрствование у человека; суточный Наибольшая восприимчивость кожи к косметическому уходу; суточный Авитаминозы у человека; годовые Осенний листопад; годовые Ночная активность ежей; суточный Постройка гнезда птицами; годовые Зарывание рачков прибрежной зоны в мокрый песок; приливно-отливные Ритм дыхания у человека; суточный Набухание почек у растений; годовые Появление первоцветов; годовые Образование плодов и семян у растений; годовые Оцепенение мух; годовые Активизация сокодвижения у березы в апреле; годовые Смена поколений у насекомых (яйцо – личинка – куколка – взрослое насекомое) годовые
6. Домашнее задание	§   42	Записывают задание.
7. Рефлексия	Ребята, что нового вы узнали на занятии? Довольны ли вы своей работой? Что для вас было самым сложным? Интересным? Рефлексия Ф.И. Было сложно... Было интересно... Я доволен работой.. Я не доволен работой... Мое участие в работе группы.... Ребята, наше занятие подходит к концу, я благодарю вас за работу. Оцените свою работу и работу товарищей на занятии. Спасибо за сотрудничество!	Отвечают на вопросы. Высказывают свои мысли. Заполняют таблицу «Рефлексия»