Разработка интегрированного урока (химия + биология) по теме "Пищеварение как химическая лаборатория"

Интегрированный урок (химия + биология)

по теме "Пищеварение как химическая лаборатория"

Ход урока

 

Целеполагание: Сегодня на уроке мы обобщим знания о химических процессах, которые происходят при переваривании пищи, проведем небольшие лабораторные исследования, будем применять знания в знакомых и незнакомых ситуациях при решении биохимических задач.

I. Активизация знаний

Учитель биологии

1. Разминка «Термины».

Органические вещества, катализаторы, ферменты, субстрат, индикаторы, химические реакции.

2. Повторение:

Какие органы образуют пищеварительную систему? Работа с рисунком на слайде.

3. Самопроверка по слайду.

Учитель химии

4. Ученический эксперимент

Экспериментальная задача 1. Качественные реакции на кислоты и щелочи

Цель: проведение качественной реакции на кислоту и щелочь с помощью индикаторов.

Оборудование и реактивы: пластина с гнездами, растворы гидроксида калия, соляной кислоты, индикаторная бумага (фенолфталеин, лакмус).

Инструктаж по технике безопасности

Опыт 1. В гнездо пластины внесите две капли гидроксида калия и индикаторную бумагу фенолфталеина. Как изменяет окраску фенолфталеиновая бумага в растворе щелочи?

Во второе гнездо пластины снова внесите две капли гидроксида калия и индикаторную бумагу лакмус. Как изменяет окраску лакмусовая бумага в растворе щелочи?

Сделайте вывод о химической среде.

Опыт 2. В гнездо пластины внесите две капли соляной кислоты и индикаторную бумагу фенолфталеина. Как изменяет окраску фенолфталеиновая бумага в растворе кислоты?

В свободное гнездо пластины снова внесите две капли кислоты и индикаторную бумагу лакмус. Как изменяет окраску лакмусовая бумага в растворе кислоты?

Сделайте вывод о химической среде.

 

II. Основная часть урока

Учитель биологии

5. Пищеварительные ферменты

Биологические катализаторы, белки сложного строения. Наиболее активны при температуре 37 – 39 градусов. Вещество, на которое действует фермент, называют субстратом. Каждый фермент действует строго на определенный субстрат и работает в определенной среде. При кипячении ферменты теряют свою активность.

 

просмотр фрагмента 1 Ферменты

 

Учитель химии

6. Экспериментальная задача 2. Действие ферментов в клетках картофеля.

Цель: докажите, что ферменты ускоряют реакции только в живых клетках.

Оборудование и реактивы: пробирка с сырым картофелем, пробирка с вареным картофелем, раствор пероксида водорода (Н2О2).

Инструктаж по технике безопасности

Опыт. В пробирку с сырым картофелем добавьте небольшой объем пероксида водорода. Что наблюдаете?

Напишите уравнение по схеме: пероксид водорода → оксид водорода + кислород.

Назовите тип химической реакции, расставьте коэффициенты в уравнении данной реакции.

Проделайте тот же опыт, но в качестве объекта возьмите вареный картофель. Что наблюдаете теперь? Сформулируйте вывод о действии ферментов в клетках картофеля.

 

 

ПИЩЕВАРЕНИЕ В РОТОВОЙ ПОЛОСТИ            (опрос, просмотр фрагмента 2 и опыт)

Учитель химии.

Экспериментальная задача 3. Действие ферментов слюны на крахмал

Оборудование: накрахмаленная картофельным крахмалом фильтровальная бумага, спички, вата

Цель: выяснить действие ферментов слюны на крахмал.

Исследуйте ферменты своей слюны. Для этого нанесите ватной палочкой несколько капель слюны на фильтровальную бумагу, пропитанную крахмальным клейстером и обработанную иодом до сине-фиолетового окрашивания. На бумаге появилось светлое пятно. О чем это свидетельствует?

(В слюне содержатся ферменты, которые расщепляют крахмал до глюкозы, которая с йодом не дает синего окрашивания. Слюна в ротовой полости создает слабощелочную среду.)

– Почему не у всех ребят получилось одинаково хорошо?

(У каждого из людей активность ферментов различна. Так, слюна курильщика содержит мало ферментов, расщепляющих крахмал, а потому результаты у них могут быть хуже.)

– Что было бы, если собранную слюну прокипятить?

 

Выступление (ученик) Мы провели

Мы предположили

Известно, что ….

 

Пищеварение в ротовой полости (рассказ ученика).

Здесь происходит механическая и химическая обработка пищи. Механическая обработка заключается в измельчении пищи зубами, перемешивании ее при помощи челюстей и языка. Химическая обработка пищи происходит под действием слюны. Слюна состоит из воды, слизи, содержит немного щелочи, обеззараживающее вещество лизоцим и ферменты. Состав слюны соответствует составу пищи. Щелочь имеет слабощелочную среду для реакций и обеззараживает пищу. В ротовой полости начинается расщепление углеводов. Эту реакцию ускоряет фермент амилаза. Образуется глюкоза. В тонком кишечнике глюкоза всасывается в кровь. По воротной вене кровь доставляет глюкозу в центральную химическую лабораторию – печень. Если глюкозы слишком много, печень задерживает ее и превращает в нерастворимое соединение – животный крахмал гликоген. При недостатке глюкозы в крови гликоген снова превращается в глюкозу. К печени воротная вена может принести различное количество глюкозы, но от печени по печеночной вене течет кровь с относительно постоянным содержанием глюкозы.

 

ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ

Просмотр фрагмента фильма

Соляная кислота – НСI (рассказ 2 ученика).

Эта кислота содержится в желудке и выполняет две функции: дезинфицирует большую часть микробов, которые попадают в желудок вместе с пищей, и помогает перевариванию пищи. Желудок готовится к приему пищи заранее: лишь только начнем переживать пищу, он выделяет желудочный сок, в состав которого входит и НСI.Вот почему так вредно жевать жевательную резинку на голодный желудок (на 4-ом-6-ом уроках), особенно если ученик в школе не завтракает: желудочный сок начнет переваривать стенки самого желудка. Жуйте только на полный желудок и помните об эстетичности – не очень – то приятно смотреть на постоянно жующий рот.

 

Учитель химии

Экспериментальная задача 4. Действие ферментов желудочного сока

Оборудование и реактивы: пробирка с желудочным соком; раствор со свежеприготовленной взвесью белка, 10%-ный раствор КOH для нейтрализации желудочного сока; штатив с пробирками.

Инструктаж по технике безопасности.

Опыт 1

Цель: доказать, что ферменты желудочного сока действуют только на белки при определенной температуре.

В чистую пробирку налейте немного желудочного сока, добавьте небольшой объем свежеприготовленной взвеси белка.

Что наблюдаете? Сделайте вывод.

Опыт 2

Цель: доказать, что ферменты желудочного сока действуют на белки в кислой среде.

В пробирку с желудочным соком добавьте 10 капель гидроксида калия, а затем немного свежеприготовленной взвеси белка Что наблюдаете? Сформулируйте вывод.

Выступление (ученик) Мы провели

Мы предположили

Известно, что ….

 

Теоретическая часть: (работа со схемой-опорой)

Пищеварение в желудке (рассказ 3 ученика).

В желудок пища попадает измельченной и пропитанной слюной. Внутри пищевого комка продолжает действовать слюна, с наружной поверхности на него действует желудочный сок. В слизистой оболочке желудка находится множество пищеварительных желез. Каждая из них выделяет в желудок определенные химические вещества. Так образуется желудочный сок. Он состоит из воды, слизи, содержит соляную кислоту, ферменты. Соляная кислота создает кислую среду для химических реакций и обеззараживает пищу. Фермент пепсин ускоряет расщепление белков. Образуются аминокислоты. В тонком кишечнике аминокислоты всасываются в кровь. По воротной вене они доставляются в печень. Из поступивших аминокислот отбираются только те, что нужны организму. Остальные превращаются в углеводы или жиры, или из них образуются нужные организму аминокислоты. Есть аминокислоты, которые не могут образоваться в организме человека. Они называются незаменимыми и поступают только с пищей. Кровь доставляет аминокислоты в клетки. Здесь создаются собственные белки человека.

 

ПИЩЕВАРЕНИЕ В ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКЕ. (5 ученик)

А) В двенадцатиперстную кишку поступает сок поджелудочной железы и желчь из печени. Пищеварительный сок поджелудочной железы содержит немного щелочи и ферменты. Щелочь создает слабощелочную среду для химических реакций. Ферменты расщепляют белки, жиры и углеводы. Фермент трипсин ускоряет расщепление белков. Образуются аминокислоты, которые в тонком кишечнике всасываются в кровь и доставляются в печень.

Б) В двенадцатиперстную кишку поступает желчь из печени. Желчь – это зеленовато-желтая жидкость горького вкуса. Под ее действием жиры распадаются на мельчайшие капельки, их поверхность увеличивается, и они более доступны для действия ферментов. Продукты расщепления жиров – глицерин и жирные кислоты. В тонком кишечнике глицерин и жирные кислоты поглощаются эпителием кишечных ворсинок и превращаются в собственные жиры человека, в жировые вещества. Они поступают в лимфатические сосуды кишечных ворсинок и доставляются лимфой в жировое депо, например, в подкожную жировую клетчатку.

 

ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ (6 ученик)

В тонкой кишке образуется кишечный сок. Он также содержит ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы. Внутренняя поверхность кишечника покрыта кишечными ворсинками. Кишечные ворсинки – это выросты кишечной стенки. Внутри них находятся кровеносные и лимфатические капилляры. Продукты расщепления белков – аминокислоты и углеводов – глюкоза всасываются в кровь, жировые вещества всасываются в лимфу.

 

Учитель биологии

ПЕЧЕНЬ И ЕЕ РОЛЬ В ОРГАНИЗМЕ

Биохимические задачи (решение и обсуждение)

ЗАДАЧА 1

«Не хочу пирожное! Из него во рту образуется кислота, ведь я не могу сразу почистить зубы», – кричит бабушке веселый рыжий мальчик из рекламного клипа. Бабушка предлагает ему жевательную резинку «Оrbit» без сахара вместо зубной щетки. Кто из них прав?

ОТВЕТ:

В определенной степени правы оба – и мальчик, и бабушка, хотя трудно поверить, что найдется мальчик, способный отказаться от пирожного. Пирожные не только содержат много сахара, но и, как любая мягкая пища, образует на зубах налет, в котором размножаются бактерии. Поэтому лучше всего после десерта почистить зубы, но и жевательная резинка в некоторой степени способствует очищению зубов от мягкого налета.

 

ЗАДАЧА 2

В столовой к обеду был приготовлен винегрет, сильно заправленный уксусом. Как будет перевариваться в ротовой полости картофель, входящий в состав винегрета?

ОТВЕТ:

Под действием слюны в полости рта расщепляется крахмал и другие углеводы. Процесс расщепления углеводов происходит в слабощелочной среде при температуре 37-38 градусов. В кислой среде желудочного сока расщепления крахмала не происходит, поскольку фермент амилаза неактивен. Поэтому картофель из острого винегрета будет перевариваться хуже.

 

ЗАДАЧА 3

Иногда продаже можно встретить очень своеобразное моющее средство, которое называется «Мыло с желчью». Как вы думаете, в чем сущность его моющего действия с точки зрения химии, какие загрязнения им лучше всего отстирывать и в каких условиях? Будет ли это мыло эффективно для стирки рабочей одежды автомеханика?

ОТВЕТ:

Желчь – жидкий секрет, вырабатываемый печенью позвоночных животных. Под действием желчи происходит расщепление, эмульгирование и омыление жиров, содержащихся в пище. Поэтому мыло с желчью хорошо отстирывает пятна от растительных и животных жиров. Поскольку спецовки автомехаников обычно загрязнены машинными маслами, которые производят из нефти (нефтяные, или минеральные, масла), то желчь их разлагать не будет.

 

III. Закрепление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕСТ «ПИЩЕВАРЕНИЕ»

1.     Ферменты – это органические вещества, обеспечивающие:
А) растворение вещества в организме;
Б) механическую обработку пищи;
В) ускорение химических реакций в организме.

2.     Фермент, выделяемый клетками желудка:
А) пепсин; 
Б) трипсин; 
В) амилаза.

3.     Черный хлеб богат:
А) белками;
Б) жирами; 
В) углеводами.

4.     Защитное бактерицидное действие в ротовой полости выполняет:
А) лизоцим; 
Б) муцин; 
В) мальтоза.

5.     В каком отделе пищеварительного тракта начинают расщепляться углеводы:
А) ротовая полость;
Б) пищевод;
В) желудок.

6.     Под действием пепсина в желудке расщепляются:
А) белки до аминокислот;
Б) жиры до глицерина и жирных кислот;
В) углеводы до глюкозы.

7.     В какой среде наиболее активен фермент пепсин?
А) в нейтральной; 
Б) в кислотной; 
В) в щелочной.

8.     8. Какие вещества расщепляются ферментом трипсином?
А) белки; 
Б) жиры; 
В) углеводы.

9.     В каком органе пищеварительной системе происходит наиболее интенсивное всасывание питательных веществ?
А) в ротовой полости; 
Б) в тонкой кишке; 
В) в желудке;

10. Какие конечные продукты образуются при распаде жиров?
А) глицерин и жирные кислоты; 
Б) аминокислоты; 
В) глюкоза.

 

 

2. КРОССВОРД «ПИЩЕВАРЕНИЕ»

1.     Процесс механической обработки пищи в пищеварительном канале и химического расщепления питательных веществ ферментами.

2.     Биологически активные вещества, ускоряющие течение химических реакций в организме.

3.     Какой тканью покрыты органы пищеварительного канала снаружи?

4.     Органы, выполняющие функцию механического измельчения пищи.

5.     Последовательные сокращения и расслабления кишечной стенки.

6.     Выросты задней стенки брюшины, на которой подвешен кишечник.

7.     Часть зуба, сидящая в ячейке челюстной кости.

8.     Фермент, расщепляющий углеводы.

9.     Фермент, расщепляющий белки.

10. Самая широкая часть пищеварительного канала.

11. Мышечная трубка, длиной до 40 см., по которой пища попадает в желудок.

12. Воспаление слизистой оболочки желудки.

 

 

 

 

 

 

 

 

Карта - инструкция  по теме «Пищеварение как химическая лаборатория»

 

Экспериментальная задача 1.   Качественные реакции на кислоты и щелочи

Цель: проведение качественной реакции на кислоту и щелочь с помощью индикаторов.    

Оборудование и реактивы: стеклянная пластина, пробирки, растворы гидроксида калия, соляной кислоты, индикаторная бумага  (фенолфталеин,  лакмус).

Инструктаж по  технике безопасности

Опыт 1.  на пластину внесите две капли гидроксида калия и индикаторную бумагу  фенолфталеина. Как изменяет окраску фенолфталеиновая бумага  в растворе щелочи?

На пластины снова внесите две  капли гидроксида калия и индикаторную бумагу лакмус. Как изменяет окраску лакмусовая бумага   в растворе щелочи?

Сделайте вывод о химической среде.

 

Опыт 2. в пробирку внесите две капли соляной кислоты и индикаторную бумагу  фенолфталеина. Как изменяет окраску фенолфталеиновая бумага  в растворе кислоты?

в пробирку снова внесите две  капли кислоты и индикаторную бумагу лакмус. Как изменяет окраску лакмусовая бумага   в растворе кислоты?

Сделайте вывод о химической среде.

 

 

Экспериментальная задача 2.   Действие ферментов в клетках  картофеля.

 

Цель: докажите, что ферменты ускоряют реакции только в живых  клетках.

Оборудование и реактивы: пробирка с сырым картофелем, пробирка с вареным картофелем, раствор пероксида водорода (Н₂О₂).

 Инструктаж по  технике безопасности

Опыт. В пробирку с сырым картофелем добавьте небольшой объем пероксида водорода. Что наблюдаете?

Напишите уравнение по схеме: пероксид водорода → оксид водорода + кислород.

Назовите тип химической реакции, расставьте коэффициенты в уравнении данной реакции.

Проделайте тот же опыт, но в качестве объекта возьмите вареный картофель. Что наблюдаете теперь? Сформулируйте вывод о действии ферментов в клетках картофеля.

 

 

Экспериментальная задача 3. Действие ферментов слюны на крахмал

Оборудование:  накрахмаленная   картофельным крахмалом  фильтровальная бумага, спички, вата, блюдце с йодной водой.

Цель: выяснить действие ферментов слюны на крахмал.

 Исследуйте ферменты своей слюны. Для этого нанесите  ватной палочкой несколько капель слюны на фильтровальную бумагу, пропитанную крахмальным клейстером и обработанную йодом до сине-фиолетового окрашивания. На бумаге появилось светлое пятно.  О чем это свидетельствует?

- Почему не у всех ребят получилось одинаково хорошо?

- Что было бы, если собранную слюну прокипятить?

 

 

 

 

 

 

 

__________________________________________________________________

 

Биохимические задачи (решение и обсуждение)

ЗАДАЧА 1

«Не хочу пирожное! Из него во рту образуется кислота, ведь я не могу сразу почистить зубы», – кричит бабушке веселый рыжий мальчик из рекламного клипа. Бабушка предлагает ему жевательную резинку «Оrbit» без сахара вместо зубной щетки. Кто из них прав?

 

 

 

ЗАДАЧА 2

В столовой к обеду был приготовлен винегрет, сильно заправленный уксусом. Как будет перевариваться в ротовой полости картофель, входящий в состав винегрета?

 

 

 

ЗАДАЧА 3

Иногда продаже можно встретить очень своеобразное моющее средство, которое называется «Мыло с желчью». Как вы думаете, в чем сущность его моющего действия с точки зрения химии, какие загрязнения им лучше всего отстирывать и в каких условиях? Будет ли это мыло эффективно для стирки рабочей одежды автомеханика?