Конспект урока "Химический состав костей, типы их соединения"

Конспект урока биологии в 8 классе

«Химический состав костей, типы их соединения»

Казакова Л.В. МКОУ «Боровская СОШ»

Учитель биологии, I категория

Цели: Изучить химический состав костей, типы их соединения, увидеть зависимость «состав – строение – свойства».

Ход урока:

1. Актуализация знаний, целеполагание.

Продолжаем знакомиться с опорно-двигательной системой человека. Прежде чем приступить к изучению нового материала, давайте попробуем ответить на вопрос:

- Назовите самую большую кость в скелете человека?

Бедренная кость весит 1200 гр., несмотря на свой маленький вес, в горизонтальном положении она может выдержать груз около 1500 кг.[2]

- Как вы думаете, почему кость, несмотря на небольшую массу, может выдержать такую нагрузку?

Опыт. На демонстрационном столе выставляются два штатива с кольцами, расположенными вертикально. Один лист бумаги сворачивается в полоску, другой -  в трубку.

1 испытание: Бумажную полоску просовывают в кольца и укрепляют так, что ее середина свободно провисает между кольцами. Повесить на нее чашку от аптекарских весов, которую затем нагрузить грузом до тех пор, пока лист не согнется.

2 испытание: между кольцами закладывают трубку и сразу вешают на нее чашку с грузом, который согнул бумажную полоску. Эта нагрузка не может согнуть трубку. Чашку весов  нагрузить до критической величины, после чего сравниваются результаты первого и второго испытания.

Вывод: Трубка обладает большей прочностью, чем стержень такой же массы, следовательно прочность кости зависит от ее строения.

Задание: Рассмотрите рисунок. Напишите названия структур, обозначенных цифрами: 1.__________________________

2.__________________________

3.__________________________

4.__________________________

5.__________________________

- Чем обеспечивается большая прочность?

Пластинки губчатого вещества пересекаются под углом 90, поэтому они противостоят растяжению и сжатию. Поскольку перекладины опираются на компактное вещество кости, возникает жесткая и прочная конструкция, в которой нагрузка равномерно распределяется на всю ткань. Эти особенности строения были использованы Эйфелем при создании всемирно известной башни – Эйфелевой.

Сообщение ученика: По прочности кость сравнивают с металлами (медью, железом). Прочность кости относится к прочности стали, как 1:10, так, короткий сегмент большеберцовой кости может выдержать вес легкового автомобиля! Предел прочности ребер на излом у молодых колеблется от 85 до 110 кг. Кость тверже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза. Она прочнее дуба и также прочна, как чугун. [2]

- Только ли от строения зависит прочность костей? Почему кости ломаются, особенно у пожилых людей?

Проблемный вопрос 1: Каков состав костей?

3 испытание: Соединить две трубки, пытаться повесить чашку весов.

- Будет ли чашка держаться? Имеет ли смысл иметь настолько прочные кости, если их длина не бесконечна?  В чем проявляется целостность скелета?

Проблемный вопрос 2: Как кости соединяются?

Запись темы урока. Формулирование целей урока.

2. Формирование новых знаний

Биология и химия – естественные науки. Они тесно взаимосвязаны. В химии очень важна логическая взаимосвязь понятий: состав – строение – свойства; она является основной при изучении веществ. Интересно проследить эту взаимосвязь на примере веществ, из которых состоит костная ткань. И химия нам в этом первая помощница, ведь химия – это наука о веществах.

- Что уже знаем? (строение)

- Кость состоит из чего? (из веществ)

Сообщение ученика: Учёные установили, что в состав кости входят многие вещества, химический состав её очень сложен. Кость состоит из воды, органических и неорганических веществ.  Обезжиренная, и обезвоженная кость состоит на 1/3 из органических веществ, получивших название “оссеин”, и на 2/3 из неорганических. В состав кости входят соли кальция и магния, фосфора, и более 30 других элементов, необходимых для нормального функционирования костной ткани. Следовательно, кость состоит из многих веществ и обладает определенными свойствами. [2]

Придают костям гибкость 1/3 костной ткани

Придают костям твёрдость 2\3 части костной ткани. 20% от массы костей.

Опыт: «Свойства прокалённой и декальцинированной кости»

Цель: Определить, какие свойства костям придают ОВ и НВ. 

Для опыта используются три кости животных: нормальная, прокаленная и декальцинированная.    

1) - Что значит «прокаленная» кость?

- Что происходило с органическими веществами кости при прокаливании? Органические вещества сгорели, остались неорганические: ПК = ОВ + НВ

- Из каких веществ состоит прокалённая кость? (из неорганических).

2) – Что значит «декальцинированная» кость?

- Что произошло с неорганическими веществами в соляной кислоте? Неорганические вещества растворились, а органические остались: ДК = ОВ + НВ

- Из каких веществ состоит декальцинированная кость?

Итак, сравним свойства прокаленной, декальцинированной и нормальной кости и ответим на вопрос: какие вещества определяют прочность кости?

Инструктивная карточка.

Лабораторная работа. 

Тема: «Изучение свойств декальцинированной и прокаленной кости».

Цель: Изучить химический состав костей, влияние органических и неорганических веществ на свойства кости. Установить зависимость свойств кости от состава.

Оборудование: прокаленные, декальцинированные и нормальные  кости,  салфетки, кусочки мрамора.

Ход работы:

1.         Ответьте на вопросы,  изучив свойства костей.

2.         Результаты наблюдений отметьте в таблице.

Вид кости Свойства кости	Прокаленная	Декальцинированная	Нормальная.
Твердость
Хрупкость
Упругость
Гибкость
Прочность
Из каких веществ состоит?

- Какими свойствами обладает нормальная кость? Из каких веществ она состоит?

- Какими свойствами обладает прокаленная кость? Из каких веществ она состоит?

- Какими свойствами обладает декальцинированная кость? Из каких веществ она состоит?

3. Сделайте вывод о единстве состава и свойств  кости. Влияет ли состав кости на ее свойства?

Уместно сказать о единстве живой и неживой природы, ведь в состав кости входит карбонат кальция, он же – мрамор, потрогайте, какой он твердый! Следовательно, сочетание твёрдости и гибкости определяют прочность кости.

Вывод. Свойства кости определяются её составом. Прочность кости определяется единством органических и неорганических веществ. Итак, мы убедились, что свойства кости зависят от состава.

- Как вы думаете, изменяется ли состав костей с возрастом? С возрастом увеличивается содержание в кости неорганических веществ и уменьшается содержание органических.

- Почему у детей часто встречаются искривления костей, а у пожилых людей переломы?

- Почему в вашем возрасте нужно постоянно следить за осанкой?

Вернемся ко второму вопросу: Как соединяются между собой кости в скелете? О каких способах соединения костей вы слышали и знаете?

Способ соединения костей зависит от их функций. По выполняемым функциям существуют три группы соединения костей: неподвижные, полуподвижные, подвижные соединения.

1) Неподвижное соединение костей в костях черепа, таза, крестцово - копчиковых позвонков. Неподвижное соединение кости образуют путём срастания между собой. Движения при этом ограничены или вовсе отсутствуют.

2) Полуподвижное соединение достигается упругими хрящевыми прокладками между костями. Такие прокладки находятся между отдельными позвонками. При сокращении мышц эти прокладки сжимаются и позвонки сближаются. При ходьбе, беге, прыжках прослойки упругого хряща действуют как амортизаторы, смягчая резкие толчки и предохраняя тело от сотрясения (грудные позвонки, ребра с грудиной).

3) Подвижное соединение – сустав, где имеется суставная сумка (впадина) и головка, самые подвижные суставы – плечевой и тазобедренный.

Сустав состоит из суставных поверхностей сочленяющихся костей; суставной сумки, суставной полости, суставной жидкости.  Суставные поверхности покрыты гладким хрящом (облегчение движения костей в суставе). Суставная поверхность одной из костей сустава (головка) – выпуклая, суставная поверхность другой (впадина) – вогнутая. Суставная сумка охватывает суставные поверхности сочленяющихся костей, образуя замкнутую полость, заполненную суставной жидкостью. Количество суставной жидкости, заполняющей узкую щель между суставными поверхностями, очень невелико. Жидкость выполняет роль смазки. Суставы укрепляются связками, которые располагаются вне суставной сумки и внутри нее.

Суставы различаются по числу и форме суставных поверхностей костей и по возможному объему движений, т.е. по числу осей, вокруг которых может совершаться движение. Суставы бывают  простыми и сложными. В простом соединяются две кости (между фалангами пальцев), а в сложном три и более (локтевой, коленный, голеностопный). [2]

Одна из основных функций костей – защитная. Чтобы с ней справиться, кости должны быть и крепкими, и прочными, и упругими. Достигается это благодаря своеобразию химического состава и строения кости. А подвижность скелета различными видами соединения костей.

Здоровье – самое большое богатство человека, и его нужно беречь смолоду. Установлено, что умеренная нагрузка на кость увеличивает её прочность, поэтому очень важно заниматься физической культурой. Здоровье кости зависит и от сбалансированного питания. Необходимо вводить в питание   молоко, кефир, творог, сыр, рыбу, фасоль, петрушку, зеленый лук, а также яйца, гречку, морковь и горох.

3. Применение новых знаний.

1) Рассмотрите рисунок. Подпишите изображенные на рисунке типы соединения костей, обозначенные цифрами. 1.________________________

2.________________________

3.________________________

Дополнительно: назовите кости, в каждом типе соединения, используя стр.100 – 101. [1, с.100-101]

2) Назовите части сустава, обозначенные цифрами:

1. ________________________

2. ________________________

3. ________________________

4. ________________________

5. ________________________

Предположите, какой сустав изображен ________________ Какие движения возможны в этом суставе_______________

__________________________

3) Суточная потребность человека в кальции в виде карбоната кальция СаСО₃ составляет 0,012 моль. Вычислите массу необходимого карбоната кальция. Приведите пример блюда, которое могло бы пополнить суточный запас СаСО_3.

4. Подведение итогов урока, рефлексия.

- Какие знания, необходимые для будущей жизни получили сегодня?

Подытожить наш урок можно словами П.Ф.Лесгафта: «Костная система человеческого организма устроена таким образом, что при наибольшей легкости она представляет наибольшую крепость и всего лучше в состоянии противодействовать влиянию толчка и сотрясения» [2]

На память об этом уроке я угощаю вас йогуртами.   Молочные продукты содержат кальций, он необходим для укрепления костей. Следите за своей осанкой, занимайтесь физической культурой и правильно питайтесь.  

5. Домашнее задание: стр.100-102. [1, с.100-101]

Список литературы и источников:

1. Биология. Человек. 8 класс: учеб.для общеобразоват.учреждений /Н.И.Сонин, М.Р.Сапин М.Дрофа,2013. – 287 с.
2. http://www.bioinside.ru/conibs-977-1.html Кости.