Урок-исследование: "Химический состав глаза"

  Интегрированный урок - исследование по химии.

Тема: «Химический состав органа зрения и использование статистических данных по обработке информации цветовой гаммы глаз.»

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы. Центр образования «Технологии обучения»

Учитель химии  высшей категории Сергеева Н.П.

Интегрированный урок проведён в МНПЦ наркологии города Москвы.

Цели: совершенствование знаний обучающихся о химическом составе органа зрения и использования элементов математической статистики в условиях стационарного лечения для определения процентного соотношения цветовой гаммы глаз.

Задачи:

1) способствовать развитию исследовательских навыков и практических умений проведения самостоятельных исследований в условиях детских больниц наркологического направления;

2) содействовать привитию навыков коммуникативного общения, воспитание у учащихся интереса к обучению в медицинских учреждениях.

Межпредметные связи: химия, биология, медицина, математика, литература, статистика.

Методы: сообщения учащихся, беседа, работа в группах

Оборудование: планшеты, компьютер, раздаточный материал.

                                                        Ход урока.

1.Вступительная часть.

Организационная часть.

Эпиграфом к нашему занятию можно взять стихи

У людей глаза бывают разные, Гордые, зовущие и властные, Карие, зеленые и синие

Нежные, бездонные и сильные, Серые и, словно ночи, черные, Добрые, упрямые, покорные.

Обсуждаемые вопросы:

1.Актуальность проблемы цветовой гаммы глаз. В современном научном мире по прежнему важное место занимает интерес к изучению строения человеческого организма. Накоплен значительный материал о химическом составе органа зрения. Кроме того, имеется информация о зависимости цвета глаз от органического вещества – меланина. В связи с этим исследование будет направлено на развитие вашего познавательного интереса в области химии и биологии, а также при обработке статистических данных цветовой гаммы глаз в условиях стационарного лечения ребят, находящихся под воздействием наркотических веществ. Данная работа будет ценным материалом для дальнейшего исследования зависимости цвета глаз от химических веществ и использования материалов статистики в медицинской сфере. Работа над первой частью проекта в НИИ ФГБУ НЦЗД, УКБ фтизиопульмонологии им.И.М.Сеченова и ФГБНУ РОНЦ им.Н.Н.Блохина РАМН закончена. Необходимо в условиях вашего стационарного лечения провести небольшое исследование с последующей обработкой математических данных цветовой гаммы глаз.

2.Зависимость цветовой гаммы глаз от наличия химического вещества.

Цвет радужной оболочки глаз зависит  от меланина. Меланин – пигмент, определяющий цвет кожи и волос человека. Чем больше меланина, тем темнее кожа и волосы. В радужной оболочке глаза, меланин варьируется от желтого до коричневого и черного цветов. При этом задний слой радужной оболочки всегда черный, за исключением альбиносов. Строение меланина сложное, если вывести его усредненную брутто-формулу, то состав получится таким: C₇₇H₉₈O₃₃N₁₄S. Необычным оказалось наличие в меланине неспаренных электронов, что придает этому веществу свойства стабильных свободных радикалов. Неспаренные электроны способствуют более эффективному поглощению солнечной радиации. Кроме того, они легко захватывают и обезвреживают опасные для клеток высокоактивные свободные радикалы, которые могут образоваться, например, при действии радиоактивного излучения. Таким образом, меланин выполняет сразу две защитные функции – ультрафиолетового фильтра и антиоксиданта.

3.Бывают разные глаза на этом свете.  Цвет окружающей зрачок радужки, зависящий от пигмента меланина и характера отражения света, бывает весьма различным: голубой (пигмента мало), серый, карий (пигмента много). Когда красящего вещества совсем нет, радужка выглядит красной (глаза альбиносов). А так как только благодаря защищающему пигменту свет попадает внутрь глазного яблока исключительно через зрачок, то альбиносы светобоязливы.

2.Основная часть.

Планируемая исследовательская работа будет проходить в несколько этапов

1 этап включал в себя изучение сведений о человеческом органе – глазах. Этим мы занимались в течении учебного года.

2 этап – проведение анкетирования ребят, находящихся в  отделении наркологии.

3 этап будет базировался на математических расчётах и построении диаграмм.

4 этап – создание буклета «Бывают разные глаза на этом свете».

Пусть эти стихи Редьярда Киплинга о различном цвете глаз помогут нам в выполнении задания. Стихи зачитывает ученик 7 класса Алексей М.

Серые глаза – рассвет, Пароходная сирена, Дождь, разлука, серый след За винтом бегущей пены.	Карие глаза – песок, Осень, волчья степь, охота, Скачка, вся на волосок От паденья и полёта.
Чёрные глаза – жара, В море сонных звёзд скольженье, И у борта до утра Поцелуев отраженье.	Нет, я не судья для них, Просто без суждений вздорных Я четырежды должник Синих, серых, карих, чёрных.
Синие глаза – луна, Вальса белое молчанье, Ежедневная стена Неизбежного прощанья.	Как четыре стороны Одного того же цвета, Я люблю – в том нет вины – Все четыре этих цвета.

Давайте вспомним с вами состав стекловидного тела глаза и заслушаем краткое сообщение Дарьи В.(ученики 8 класса). Это вещество без цвета гелеобразной субстанции, которое образовано в виде шарообразной формы, в сагиттальном направлении оно сплющено. Стекловидное тело состоит из вещества гелеобразной субстанции органического происхождения, мембраны и стекловидного канала. В воде, которая находиться в стекловидном теле, содержится незначительное количество сахара, мочевины, кальция, калия, относительно большие количества поваренной соли и некоторые другие соли. Химический состав стекловидного тела: 98,8 гидрофильный гель, 1,12% сухой остаток. По своей химической природе оно представляет собой гидрофильный гель ограниченного происхождения. В состав стекловидного тела входит 98-99% воды. Белок в стекловидном теле имеется в небольших количествах: от 0,9 до 1,36 промилле, причем преобладают альбумины. В их состав, помимо обычных аминокислот, входят витрозин — клейкое, не растворимое в воде, но весьма гидрофильное вещество, входящее в состав фибрилл стекловидного тела, муцин, заполняющий преимущественно пространства между фибриллами и придающий всему стекловидному телу его своеобразную структуру, а также связанная с мукопротеинами, имеющая важное значение гиалуроновая кислота.

Вспомним зависимость цветовой гаммы глаз от содержания компонента меланина. О  голубых глазах нам расскажет Александр М.(ученики 10 класса). Синий цвет получается в связи с малой плотностью волокон внешнего слоя радужки и малым содержанием меланина. В этом случае низкочастотный свет поглощается задним слоем, а высокочастотный отражается от него, поэтому глаза получаются синие. Чем меньше плотность волокон внешнего слоя, тем насыщеннее синий цвет глаз. Голубой цвет получается, если волокна внешнего слоя радужки более плотные, чем в случае с синими глазами, и имеют белесый или сероватый цвет. Чем больше плотность волокон, тем светлее цвет.

Своими впечатлениями о серых глазах с нами поделится Фаина Р.(ученики 9 класса). Серый цвет получается подобно голубому, только при этом плотность волокон внешнего слоя ещё выше и их оттенок ближе к серому. Если же плотность волокон не так велика, то цвет глаз будет серо-голубой. К тому же наличие меланина или других веществ даёт небольшую жёлтую или коричневатую примесь.

О зеленых глазах мы послушаем Ивана К.(ученики 11 класса). Данный цвет глаз связан с небольшим количеством меланина. У зеленых глаз во внешнем слое радужки распределён жёлтый или светло-коричневый пигмент. А в результате рассеяния синим или голубым цветом получается зелёный. Окраска радужной оболочки обычно неравномерная, существует большое количество разнообразных оттенков зеленого. Чисто зелёный цвет глаз встречается крайне редко, не более двух процентов.

Карие глаза нам представит Алёна В.(ученики 7 класса) Карий цвет глаз получается в результате того, что внешний слой радужки содержит много меланина, поэтому на нём происходит поглощение как высокочастотного, так и низкочастотного света, а отражённый свет в сумме даёт коричневый. Чем больше меланина, тем темнее и насыщеннее цвет глаз.

Теперь мы составим таблицу №1.Результаты анкетирования..

№ палаты	количество человек	девочки	мальчики	карие глаза	зеленые глаза	голубые глаза	серые глаза
школьники
1	3	3	0	1	1	1	0
2	3	3	0	1	1	1	0
3	2	2	0	0	0	2	0
4	3	0	3	0	0	1	2
5	3	0	3	2	0	1	0
6	3	0	3	1	1	1	0
7	3	0	3	2	0	1	0
итого	20	8	12	7	3	8	2
%	100	40	60	35,0	15,0	40,0	10,0

Статистические данные по обработке информации цветовой гаммы глаз можно представить в виде схем № 1,2,3.

                                      Схема №1.Цвет глаз школьников.

                                     Схема №2.Процентное соотношение цвета глаз.

                                 Схема №3.Процентное соотношение цвета глаз.

3.Заключительная часть.

Вывод, обобщение.

—  В результате выполненной работы учащиеся, находящиеся в больнице наркологического направления, смогли улучшить свои знания о веществах, входящих в структурные составляющие органа зрения.

—  Обучающиеся изучили зависимость цвета глаз от химических соединений в результате использования различных источников информации.

—  В условиях стационарных больниц ребята провели анкетирование.

—  На базе анкетирования учащиеся выполнили математические расчёты и построили диаграммы, научившись использовать элементарные статистические данные.

—  Подготовлен материал для буклета по теме: «Бывают разные глаза на этом свете».

В самом заключении проводится рефлексивный тест.

Вопросы теста включают в себя следующую информацию:

1. Я узнал(а) много нового.

2. Мне это пригодится в жизни.

3. На все возникшие вопросы я получил(а) ответы.

4. На уроке я поработал (а) добросовестно.

Тест учащиеся не подписывают. В случае согласия с утверждением ставят напротив него знак «+».

                                      Литература и интернет-ресурсы.

1.Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии. М.: Просвещение, 1995.

2.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Высшая школа. М., 1998.

3.Брема З.И., Мейнке И. Биология. Справочник школьника и студента. – М.: Дрофа, 2007.

4.Вахненко Д.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников С.И. Биология с основами экологии. Учебник для вузов – Ростов-на-Дону: Феникс, 2009.

5.Дубовская Л.А.Глазные болезни. Изд. «Медицина», М., 1986г.

6.Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. «Общая биология». Москва, «Просвещение», 2001.

7.Кузьменко Н.Е., Ерёмин В.В., Попков В.А. Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы. Дрофа. М., 1997.

8.Максименко О.О. Химия. Справочник абитуриента. Слово. М., 1999.

9.Мустафин А.Г., Лагнуев Ф.К., под ред. В.Н. Ярыгина. Биология. Пособие для поступающих в вузы / – М.: Высшая школа, 2008.

10.Ольгин О. Опыты без взрывов. М.: Химия, 1986.

11.Пехов А.П. Биология с основами экологии. Учебное пособие для вузов с грифом МО / – СПб.: Изд-во «Лань», 1999.

12.Привес М.Г. Лысенков Н.К. Бушкович В.И.Анатомия человека. Изд.5-е. Изд. «Медицина», 1985.

13.Рабкин Е.Б. Соколова Е.Г.Цвет вокруг нас. Изд. «Знание», М.1964.

14.Степаненко Б.Н. Курс органической химии, тт. 1-2. М.:Высшая школа,1976.

15.Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. М., Химия, 1993.

16.Хомченко И.Г. Общая химия. Химия. М., 1987.

17. Шретер В. и др. Химия. Справочное пособие (перевод с нем.) Химия. М., 1989.

18.http://www.sunhome.ru

19.http://www.o-med.ru/zhiry.php

20.http://ru.wikipedia.org/

21.http://rudocs.exdat.com/doc.

Краткое описание документа:

Урок по теме «Химический состав органа зрения и использование статистических данных по обработке информации цветовой гаммы глаз» позволяет учащимся разного возраста перейти от изолированного рассмотрения различных явлений действительности к их обобщенному изучению На таком интегрированном занятии повышается уровень знаний поразным предметам, уровень интеллектуальной деятельности, познавательный интерес школьников, находящихся на длительном лечении в московских клиниках.