Урок по теме "Происхождение и использование жемчуга"

Ольга Валентиновна Тимонина, учитель биологии-химии,

Светлана Сергеевна Чумакова, учитель истории, обществознания,

МКОУ «Новодолоновская СОШ», п.Новодолоново, Братский район

Конспект интегрированного урока

«Происхождение и использование жемчуга»

Класс - 9

Время занятия – 2 учебных часа

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний

Методы обучения: кейс- метод, метод проблемного обучения

Межпредметные связи: история, биология, география, химия, физика, математика, технология, искусство.

Технические средства обучения:компьютер, мультимедийный проектор

Формы работы: групповая

Пояснительная записка: урок проводится в два этапа: первый – теоретический (знакомство с кейсами и ответы на поставленные вопросы), второй – практический (защита мини-проектов).

Цель урока: создать условия для интеграции естественно-гуманитарных наук

Планируемые результаты

Предметные результаты:

- расширить представления о многообразии моллюсков, их роли в природе и жизни человека,

- рассмотреть химический состав жемчуга

Личностные результаты:

- воспитывать умение работать коллективно

- воспитывать бережное отношение к живому

- формировать любовь к природе

- воспитывать культуру поведения, общения друг с другом в ходе учебной деятельности

Метапредметные результаты:

·      Познавательные:

- умение работать с различными источниками информации, преобразовывать её из одной формы в другую, давать определения понятиям

- умение сравнивать и делать выводы на основании сравнений

·      Коммуникативные:

- умение слушать учителя и одноклассников

- умение высказывать своё мнение, аргументировать свою точку зрения

- овладение навыками выступления перед аудиторией

- умение отвечать на вопросы и обсуждать их со сверстниками

·      Регулятивные:

- развитие навыков самооценки и самоанализа

- умение планировать свою работу при выполнении заданий

- умение делать выводы по результатам работы

Ход урока

1.Организационный момент.

2.Целепологание

Эпиграфом к сегодняшнему уроку мы взяли слова Анатоль Франса «Чтобыперевариватьзнания, надо поглощать их с аппетитом».

Сегодня на уроке вы будите историками и географами, биологами и химиками, математиками и физиками, технологами и искусствоведами. Наблюдая, сравнивая, анализируя - эти науки либо подтверждают, либо опровергают выдвинутую гипотезу.А над какой же гипотезой мы сегодня будем работать? Послушаем легенду и сформулируем тему урока.

Кейс «Застывшие  слёзы веков»

Легенда гласит: «Отважный воин бился ни на жизнь, а на смерть с гигантским чудищем. В результате жуткого побоища, царь Асур пал замертво. Кровь великого царя превратилась в драгоценные камни. Те, которые попали на дно рек, превратились в рубины. Кровь, пролитая на берегу моря обратилась изумрудами. Окровавленные пески реки Ганг превратились в камни граната. Свидетелем битвы стало бескрайнее море, долго оплакивающее поверженного царя Асура. Слёзы моря превратились в прекрасный драгоценный камень».

Это единственный в мире драгоценный камень, производимый живым существом.

Это единственный в мире драгоценный минерал, не требующий обработки.

- Как вы думаете, о каком драгоценном камне идет речь? (ответ: о жемчуге). На сегодняшнем мероприятии мы должны вспомнить: какие живые организмы и как производят жемчуг? Что вы о них знаете? Где в мире самая большая добыча этого драгоценного камня? Что вы можете сказать о его свойствах и применении?

3. Групповая работа с кейсами.

Кейс «Биология»

Природный жемчуг образуется в раковинах пресноводных и морских моллюсков. Теоретически все виды моллюсков, имеющие раковину, могут продуцировать жемчуг. При этом коммерческой ценностью обладают лишь жемчужины, покрытые слоем перламутра, а их создают только двустворчатые и некоторые брюхоногие, а также один вид головоногих моллюсков.

Основным источником жемчуга являются двустворчатые моллюски. Среди пресноводных представителей последних особенно продуктивно семейство унионид. Кроме того, из пресноводных моллюсков жемчуг находят у различных видов перловиц, беззубок, а также в гребенчатке складчатой.

 У двустворчатых моллюсков – основных «поставщиков» жемчуга – это внутреннее строение.

 Как же образуется жемчуг? Жемчужины получаются в результате реакции моллюска на раздражение, происходящее при попадании инородного тела в пространство между створкой раковины и мантией или же его внедрением непосредственно внутрь мантии. Наружный слой мантии содержит большое количество железистых клеток, вырабатывающих вещества, которые и становятся «строительным материалом» для различных слоев раковины.

В нормальном состоянии данный слой мантии вырабатывает и перламутр, образуя тем самым одноимённый слой стенки раковины моллюска. Но при необходимости он также может обволакивать концентрическими слоями перламутра любые инородные тела, попавшие внутрь раковины, тем самым изолируя их и давая начало будущей жемчужине. Вот так идет процесс:

 Если жемчужина нарастает непосредственно на внутренней стороне створки раковины, то она обычно сращена с ней. В случае же, когда инородное тело попадает внутрь мантии, то происходит формирование свободной округлой жемчужины.

Раздражителем может стать как песчинка или любой другой неживой объект, так и паразитирующие организмы, которых моллюск старается изолировать от себя.

А почему жемчужины могут получать разную окраску: белую, розовую, кремовую, черную, бронзовую, коричневую, лавандовую, голубую, желтую, зеленую, розовато-лиловую?

Оказывается, цвет жемчуга зависит от вида моллюска-хозяина. Кроме того, на окраску жемчуга влияют температура и состав воды, состояние здоровья моллюска и даже характер пищи, которую он переваривает.

Больше всего ценится сочетание редких цветов: серебристо-розовый, бело-розовый и насыщенный золотой.

В природе существует 8 конфигураций жемчуга: 

Вопросы:

Как образуется жемчуг?

Отчего зависит цвет жемчуга?

Какие цвета жемчуга наиболее ценятся?

Кейс «История»

Первые упоминания о жемчуге появились еще 42 века назад. Только в те времена жемчуг был не столько предметом гордости красавиц, сколько атрибутом государственного чиновника: самый высокопоставленный придворный чиновник Китайской империи носил на своем головном уборе жемчужину. Именно она указывала на его высокое положение в «табели о рангах». А с ХIII века в Китае разгадали тайну происхождения жемчуга и стали культивировать его сами.

Жемчуг постепенно стал не только чиновничьим атрибутом, но и просто показателем статуса владельца, и даже элементом костюма актеров традиционного театра (чтобы подчеркнуть статус изображаемых персонажей):

В китайских легендах есть целых два объяснения происхождения жемчуга. Первая легенда гласит, что жемчуг появился как результат битвы драконов:

«Древние жители Земли однажды стали свидетелями страшной битвы, разразившейся на небесах. Оказалось, что среди облаков сражаются гигантские крылатые драконы. Всё небо было усеяно яркими сверкающими молниями, гремел оглушительный гром, сгустились огромные чёрные тучи. Началась жуткая гроза, и на людей пролился самый прекрасный дождь на свете – каждая капля представляла собой прелестную жемчужину».

Не менее интересна и версия из индийского эпоса о царе змей Асуре:

«Отважный воин бился ни на жизнь, а на смерть с гигантским чудищем. В результате жуткого побоища, царь Асур пал замертво. Кровь великого царя превратилась в драгоценные камни. Те, которые попали на дно рек, превратились в рубины. Кровь, пролитая на берегу моря обратилась изумрудами. Окровавленные пески реки Ганг превратились в камни граната. Свидетелем битвы стало бескрайнее море, долго оплакивающее поверженного царя Асура. Слёзы моря превратились в прекрасный жемчуг».

Значительную часть жемчуга добывали на Филиппинах. Поэтому, существуют и филиппинские легенды о нем и о том, почему так трудно добыть жемчужины:

«Жемчужинки рождаются на утренней заре, когда лучи восходящего солнца попадают в раскрытые створки раковин. Сначала жемчужные раковины можно было свободно собирать на прибрежных рифах. Но люди кинулись наперегонки собирать чудесный и дорогой камень, и вскоре начались столкновения, а затем и настоящие войны за право обладания морским сокровищем. Именно тогда все раковины упали на дно морей и теперь, чтобы их найти и достать, требуется приложить множество усилий».

В Древнем Риме использовали не только жемчуг, но и перламутр для отделки украшений.

Очень долго жемчуг добывали в Персидском заливе. Самые старые и известные раковины перламутра были добыты в Красном море. А старейшей жемчужине из Персидского залива 4000 лет.

Согласно некоторым источникам, жемчуг добывала и экспедиция Колумба у берегов современной Венесуэлы.

А какие известные жемчужины были добыты за столь долгую «жемчужную» историю?

Вопрос:

Какие мифы и легенды существуют о жемчуге?

Какие известные жемчужины были добыты за столь долгую «жемчужную» историю?

Кейс «Химия»

Существует ли химическая формула жемчуга? Может у перламутра, который и является основой жемчужинки, есть своя формула?

На самом деле, значительная часть жемчужины – это карбонат кальция. Да, да, тот самый, который нам попадается в виде кусков мела! Как же так, одно и то же соединение и такая разница во «внешности»: благородный жемчуг и утилитарный мел.

Разница обусловлена кристаллической решеткой вещества. Тот карбонат кальция, который идет на построение жемчужины, называется арагонит. Арагонит образует призматические, столбчатые, таблитчатые, игольчатые и 

копьевидные кристаллы. 

Но в составе жемчуга есть еще и вещество конхиолин. Что собой представляет оно? Конхиолин – это роговое органическое вещество белкового типа, образующее наружный слой раковины моллюсков и каркас жемчуга.

Белки конхиолина синтезируются в клетках эпителия и формируют «матрикс», в «ячейках» которого, кроме полисахаридов, находятся микроскопические кристаллы арагонита.

Раковина моллюска состоит из трёх слоёв. Процесс образования этих слоёв происходит непрерывно вместе с процессом роста самого моллюска. При росте мантии происходит образование слоя конхиолина достаточной толщины. Вторая зона клеток на внутренней поверхности конхиолинового слоя откладывает слой призматического карбоната кальция. Клетки третьей зоны мантии продуцируют перламутр. Клетки второй и третьей зоны выделяют небольшие количества конхиолина, который служит «цементирующим» материалом. В состав конхиолина входит 92 вида аминокислот! 

В химическом составе жемчуга кроется секрет его относительной недолговечности, «старения» жемчуга. Ведь жемчуг живет в среднем 150 – 200 лет, а после этого тускнеет и трескается. И арагонит, и конхиолин уязвимы для воздействия температур и агрессивных сред.

Существует такая легенда с «химическим» подтекстом. Для того, чтобы продемонстрировать свое богатство и власть, Клеопатра VII (69 г. до н.э. – 30 н.э.) заключила пари с римским политиком и военачальником Марком Антонием. Она утверждала, что сможет потратить 10 миллионов сестерциев (римская монета) в один момент.

"Она велела, чтобы слуги поставили перед нею сосуд с уксусом. Она сняла сережку и бросила жемчужину в уксус, а когда жемчужина растворилась, она выпила все это", – описал легенду римский философ-натуралист Плиний Старший (23-79 гг. нашей эры) в своей «Естественной истории».

Древнюю легенду проверил ученый Пруденс Джонс из Монклерского государственного университета в Нью-Джерси. Для эксперимента он использовал пятикаратовый жемчуг (такой жемчуг весит около 1г) и 5 % раствор уксусной кислоты. Жемчужина действительно растворилась за 36 часов, оставив на поверхности раствора желеобразную прозрачную субстанцию.

"Карбонат кальция в жемчуге реагирует с уксусной кислотой в уксусе, производя ацетат кальция, воду и углекислый газ", – написал Джонс в одном из номеров журнала «Классический Мир», где он подробно изложил ход эксперимента. Вот похожий эксперимент:

Арагонит и сам по себе не очень стабильная форма карбоната кальция. Ученые предполагают, что за 10 миллионов лет практически весь арагонит превратится в кальцит. А кальцит может довольно легко рассыпаться в кальцитовую пудру… Так что есть небольшие теоретические шансы, что через 10 миллионов лет все жемчужные ожерелья «рассыпятся в прах».

Но уязвимость жемчуга, как ни парадоксально, может продлить срок его «жизни». При ношении на теле, жемчуг подвергается воздействию выделений из потовых желез. Химическая среда пота довольно агрессивна для жемчуга, она растворяет «испорченный» слой жемчужин, возрождая их. Такой себе «химическийпиллинг» для жемчуга. Например, в Англии для этого при крупных ювелирных домах существует специальный штат сотрудниц, которые круглосуточно, сменяя друг друга, носят на себе жемчужные украшения!

Вопросы:

Какие химические реакции «опасны» для жемчуга?

Напишите уравнения химических реакций?

Кейс «Технология»

Один из классических способов – ныряние за жемчугом (ловля жемчуга). Например, японские ныряльщицы – ама:

Кроме добычи природного жемчуга, его выращивают искусственно. На самом деле, первыми выращивать жемчуг научились китайцы еще 700 лет назад. Их технология была усовершенствована японцами в начале ХХ века:

1.     В мантию жемчужницы Pinctadamartensiпомещают искусственно выточенный перламутровый шарик.

2.     Этот раздражитель оставляют в теле моллюска, а самого моллюска возвращают в воды Японского моря (но уже на подвеске).

3.     Через 7 лет моллюска вынимают из воды и извлекают из него жемчужину идеально круглой формы.

Такой жемчуг называют культивированным. Ценится он гораздо дешевле, чем выловленный природный.

Современные технологии дают надежду, что производство жемчуга станет еще менее трудоемким и продолжительным. Ученые уже давно думают над тем, как сделать процесс формирования жемчужинки более быстрым и эффективным. На помощь пришла генная инженерия. Ученый из Германии Вольфганг фон Шницце осуществил удивительную идею. За его натуральным жемчугом не нужно нырять в морские глубины, ведь он буквально растет в огороде!

Вольфганг фон Шницце решил: условия и процессы, похожие на те, что происходят в раковине моллюска, может создавать для своих плодов какое-нибудь растение. И знаете, что это за растение, на поиски которого у ученого ушло 20 лет жизни?! Обыкновенный горох! Правда, ученый немножко «довел свой зеленый горошек до кондиции», заставив стручки сжиматься с силой в 700 атмосфер. Только при таких условиях можно вырастить жемчужину. И вот, представьте себе, эксперимент завершился удачно! Горох рождает жемчуг, правда, ярко-зеленого цвета.

Вопросы:

Как добывают жемчуг?

Подумайте, какие еще виды растений можно модифицировать для выращивания жемчуга?

Какого цвета жемчужины можно было бы «вырастить»?

Кейс «География»

Где же происходит добыча жемчуга?

Добыча морского жемчуга ведётся главным образом в Красном море и Персидском заливе, а также у берегов Шри-Ланки и Японии, где его добывают ныряльщики ама. Пресноводный жемчуг добывается в Германии, России, Китае и странах Северной Америки.

Самая большая жемчужина в мире была найдена на Филиппинах вблизи острова Палаван.

 Для того чтобы получить 3-4 качественные жемчужины, нужно открыть около 1 т моллюсков. Не слишком эффективно?

Тогда где же находятся страны – главные производители культивированного жемчуга?

Теперь логичным было бы понять, какие страны – основные потребители жемчуга?

Вопросы:

1. Какие страны являются и производителями, и потребителями жемчуга?

2. Есть ли страны, в которых и культивируют, и добывают жемчуг?

3. Есть ли страны – лидеры по всем «жемчужным» показателям? Как вы думаете, почему?

Кейс «Физико-математический»

Василиса Премудрая решила проверить уровень образования Ивана-царевича и задала ему следующую задачу: «На столе лежат числами вверх 9 карточек с числами и сундук с приданым, с 10!=1×2×3×…×10 жемчужинами. Можно взять любую карточку и забрать из сундука часть жемчужин, равную написанному на этой карточке числу. Затем можно взять любую оставшуюся на столе карточку и забрать соответствующую часть оставшегося жемчуга из сундука. И сделать так все 9 раз.

Вопросы:

Как надо действовать, чтобы забрать из сундука максимально возможное количество жемчужин?

Предложите и покажите способ(ы) определения диаметра жемчужины.

Кейс «Искусство»

Мода на жемчуг появилась очень давно… Вот что писал английский путешественник Т. Роу об украшениях, надетых индийским императором Джахангаром в 1616 году: «На голове у него был богатый тюрбан из пышных перьев цапли; с одной стороны был подвешен рубин без оправы размером с орех, с другой стороны — равный по величине бриллиант, в середине — изумруд в форме сердца, но крупнее, чем первые два. Пояс был перевит цепочкой хорошего жемчуга, рубинов и просверленных бриллиантов; на шее у него висела цепочка из трех самых драгоценных двойных жемчугов, таких больших я никогда не видел...» А в одной из комнат покоев императрицы Виджаянагара стояла кровать с жемчужными стойками шириною в ладонь.

В короне Шахиншахов Ирана дома Пехлеви насчитывается 3380 алмазов, 369 жемчужин и пять изумрудов от шестидесяти до ста карат каждый.

Поклонницами жемчуга было много известных женщин. Но их всех превзошла английская королева Елизавета I. Она почти всегда носила более семи нитей жемчужных бус, некоторые из них доходили до колен. Кроме того, она была владелицей платья, украшенного тремя тысячами жемчужин.

Жемчужные украшения тех времен – синоним слова «роскошь». Но жемчуг наших дней – синоним слова «стиль». С легкой руки Коко Шанель сочетание белого жемчуга с черным свитером, темным элегантным жакетом, маленьким черным платьем стало классикою. «Жемчуг всегда прав», – сказала она когда-то.

Попробуем создать свой «Путеводитель по стильному и модному жемчугу»:

1. В каком возрасте можно носить жемчуг? В любом! Он подойдет и молоденькой девушке и умудренной годами леди. Чем дороже жемчуг – тем он крупнее – тем старше его обладательница. Для юных девушек подойдет простая нитка мелкого жемчуга средней или короткой длины, одинаково хорошо подходящая и под летнее платье, и под офисную одежду. Жемчуг для женщины средних лет или женщины в возрасте – более претенциозен и более дорог.

2. С одеждой в каких стилях уместен жемчуг? Под белую рубашку с деловым костюмом в офисе, для выхода в свет в роскошном вечернем платье любого цвета и под маленькое черное коктейльное платье – жемчуг вполне уместен! Нитка жемчуга всегда смотрится достойно, но не стоит забывать о чувстве меры.

3. Влияет ли длина платья на подбор жемчужных бус? Да, чем короче платье, тем короче жемчужное ожерелье.

4. Можно ли носить несколько «слоев» жемчуга? Да, с платьем достаточно длинным вполне можно надеть жемчужное ожерелье-веревку. Главное не забывать, что на таком украшении стильно смотрятся узлы. Так что срочно овладеваем искусством завязывать красивые и прочные узлы… на жемчуге.

5. Особенные правила ношения касаются жемчужных ожерелий «ошейников» и «воротников». Они коротки, поэтому идеально сочетаются с декольте… А еще подходят к свадебному наряду.

Чтобы отличить природный жемчуг от искусственного необходимо:

1.     Аккуратно потрите друг об друга жемчужины: природный жемчуг будет «сопротивляться», а искусственный – скользить.

2.     Натуральные камни имеют ощутимый вес. Если ваше изделие легкое, значит, оно искусственное.

3.     Идеально гладкая поверхность – это признак искусственного изделия.

4.     Натуральный жемчуг упругий, он отскакивает от пола.

А как определяют цвет жемчуга? Визуально под лампой дневного света, либо при естественном освещении. При этом используются фоновые подложки белого или очень светлого серого цвета.

Жемчуг прекрасен не только в ювелирных изделиях, он стал вдохновителем одного из самых великолепных видов искусства – жемчужного шитья. Жемчужное шитье – вид вышивки, зародившийся в Древней Руси. Этот вид элитарного шитья нашел применение в церковном искусстве – «перлами» украшали иконы и одеяния священнослужителей. Также жемчугами украшали княжеские, боярские или парадные костюмы.

Вопросы:

Как же отличить настоящий жемчуг от искусственного?

Составьте «Путеводитель по стильному и модному жемчугу»

4. Выступления групп с мини – проектами.

5. Итог урока.

Список литературы:

1.     Биологические основы организации промысла жемчуга; [Голубев Б. Ф., Есипов А. Б., Дубров К. Ф.]; —вып. 6, 2004. с. 80— 84.

2.     Жемчуг; [Зорина И.П.]; -  М.: Знание, 2002. 42 с.

3.  Жемчуг; Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.