МБОУ «Школа-гимназия №25»
Республика Крым
г. Симферополь
Разработка урока по теме: «Биологические свойства воды» учителя биологии Кадыровой Любови Ивановны.
Тема урока: «Биологические свойства воды»
Цель урока: Расширить представление о воде как универсальном веществе на Земле.
Тип урока: Обобщить полученные знания по теме: «Биологические свойства
воды».
Оборудование урока: тесты, тетрадные листы,ручки,презентация, компьютер, интерактивная доска, кристаллизатор с водой и льдом.
Вид урока: Деловая игра (пресс-конференция).
Задачи урока:
1) Обобщить знания о биологических свойствах воды.
2) Выяснить значение воды в природе и в жизни живых организмов.
3) Выяснить аномальные свойства воды (слайд 1).
План урока.
1. Организационный момент (1 минута).
2. Вступительное слово учителя (2 минуты).
3. Работа исследовательских групп:
А) Группа «Биохимики» ( 7 минут +5 минут тесты).
Б) Группа «Биофизики» ( 7 минут + 5 минут на выбор соответствия).
В) Представители СЭС (4 минуты+ 8 минут на решение задачи).
4. Рефлексия (2 минуты).
5. Подведение итогов урока(1 минута).
6.Домашнее задание (1 минута)(слайд 2)
Ход урока.
1 этап урока.
Учитель. Огромная роль воды в природе и в жизни человека, послужила причиной того, что она была одним из первых соединений, привлекших внимание ученых, исследовавших ее различные свойства. Сегодня на пресс -конференции присутствуют две исследовательские группы «Биохимики» и «Биофизики», которые из теоретических источников выяснили много интересного о воде и готовы поделиться с нами своими знаниями. Итак, слово биохимикам.
(Каждый устный ответ оценивается в 3 балла).
2 этап урока.
Выступает группа «Биохимики».
Ученик 1. Во всех процессах связанных с жизнью, размножением и передачей информации огромную роль играет структура воды и постоянство ее в организме. Жизнь обусловлена биохимическими и генетическими процессами с водой и с помощью воды в организме. Вода входит как основной компонент во все клетки, ткани и органы живых организмов. Например, медуза состоит на 99% из воды, организм человека в зависимости от возраста состоит на 60-80 % из воды.
Ученик 2. Без пищи человек может прожить около 50 дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду. Без воды он не проживет и недели – смерть наступит через 5 дней. По результатам медицинских экспериментов при потере влаги 5-8 % от веса тела – человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации, при потере 12 % - человек не сможет восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потери 20% наступает неизбежная смерть.
Ученик 3. Вода является одним из важнейших компонентов организма, обеспечивающим связь внешней и внутренней среды. О важнейших биологических функциях воды в природе, в живых организмах мы вам сейчас расскажем.
Ученик 4. Биологическая функция воды в природе состоит в том, что она:
1. Обеспечивает поддержание структуры организмов.
2. Служит растворителем и средой для диффузии.
3. Участвует в реакциях гидролиза.
4. Среда для оплодотворения.
5. Обеспечивает распространение семян, гамет, личиночных стадий водных животных.
Ученик 5. Главными биологическими функциями воды для растительных организмов являются следующие:
1. Поддержание осмотического и тургорного давления.
2. Участвует в процессе фотосинтеза.
3. Обеспечивает транспирацию.
4. Обеспечивает прорастание семян.
Ученик 6. Не менее важны биологические функции воды для животных и человека. Наиболее значимые из них такие:
1. Обеспечивают транспорт веществ.
2. Способствуют охлаждению тела.
3. Обеспечивают осморегуляцию.
4. Выполняет защитную функцию (слезы).
5. Способствует миграции (морские течения).
Учитель. Благодарю вас. Так как наша пресс-конференция проходит в режиме «онлайн», то на электронную почту школы пришли первые письма от зрителей по такому вопросу как «Вода – универсальный растворитель». У вас есть 5 минут, чтобы ответить. (слайд 3) правильный ответ оценивается в 0,5 балла.
Тесты с выбором одного или нескольких правильных ответов из трех предложенных:
1. Воды больше в клетках организма:
а) мужского;
б) женского;
в) одинаковое количество.
2. В образовании молекулы воды участвуют связи:
а) ковалентные и водородные;
б) только ковалентные;
в) только водородные.
3. Живые организмы не могут долго существовать без воды, так как:
а) организм обезвоживается;
б) нарушается обмен веществ;
в) нарушается гомеостаз.
4. В молекулах воды могут растворятся молекулы:
а) полярные;
б) полярные и неполярные;
в) неполярные.
5. К гидрофильным веществам относятся:
а) фруктоза;
б) инулин;
в) камедь.
6. К гидрофобным веществам относятся:
а) триглицериды;
б) тетрозы;
в) гексозы.
7. Для воды характерны агрегатные состояния:
а) твердое, жидкое, газообразное;
б) твердое, жидкое, коллоидное;
в) твердое, коллоидное, жидкое, газообразное.
8. Молекулы воды взаимодействуют с химическими веществами, элементы в которых имеют связи:
а) электростатические;
б) дисульфидные;
в) гидрофобные.
2 этап урока.
Учитель. А мы продолжаем пресс- конференцию. В 1783 коду выдающиеся экспериментаторы Генри Кавендиш и Антуан Лавуазье установили, что вода состоит из двух газов: водорода и кислорода, соотношение которых выражается формулой Н2О (слайд 4).
Исследуя воду и ее водные растворы, ученые убеждались в том, что вода обладает «ненормальными» или аномальными свойствами. Слово предоставляется команде «Биофизики».
Команда «Биофизики».
Ученик 1. Наиболее интересно то, что жизнь существует благодаря аномальным свойствам воды, которые долгое время не удавалось ученым объяснить с точки зрения законов физики и химии. Впоследствии было выяснено, что аномальные свойства воды связаны с тем, между молекулами воды существуют водородные связи, благодаря которым вода в жидком состоянии образует динамически изменяющуюся сеть кластеров (слайд 5), поведение которых влияет на структуру и свойства воды.
Ученик 2. Продолжая дальше, надо сказать, что вода, состоящая из множества кластеров различных типов, образуют иерархическую пространственную жидкокристаллическую структуру, которая может воспринимать и хранить огромные объемы информации. Мы знаем, что генами определяется вся жизнь человека. Но гены – это микроуровень. А на наноуровне сами гены состоят на 75% из воды. Возможно в ней заложена память предыдущих поколений и, которая передается по наследству.
Ученик 3. Уникальным свойством воды является то, что вода имеет непостоянную плотность при определенных температурных режимах (слайд 6):
1. При охлаждении от + 100оС до – 4оС вода сжимается увеличивая свою плотность.
2. При температуре + 4оС – она имеет найбольшую плотность. Но при охлаждении вода вновь начинает расширяться, а ее плотность уменьшается.
3. При 0 оС вода переходит в твердое агрегатное состояние.
Момент перехода сопровождается увеличением объема и уменьшением плотности (показывает эксикатор с водой и льдом на ее поверхности). Это явление, имеет важное значение для зимующих под водой животных: при замерзании лед плавает на поверхности воды, что позволяет рыбам зимовать в водоемах, т. к. подо льдом сохраняется плюсовая температура.
Ученик 4. Удивительные свойства приобретает вода в нанотрубках, диаметр которых 1х10-9м: резко увеличивается ее вязкость и вода не замерзает при температурах близких к абсолютному нулю. Молекулы воды в нанотрубках при температуре -23 оС и давлении 40 тысяч атмосфер самостоятельно выстраивает спиральные лесенки, в том числе и двойные спирали, которые напоминают структуру ДНК (слайд 7).
Ученик 5. Еще одно свойство воды, которое относят к аномальным – это то, что горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Это парадоксальное явление называется эффектом Мемба. На сегодня наука не дала ему еще объяснения. Удивительно ведет себя вода при температуре - 120 оС : она становится вязкой как патока, а при температуре -135 оС превращается в стеклянную воду – твердое вещество у которого отсутствует кристаллическая структура.
Ученик 6. Многие свойства живых организмов до сих пор досконально не изучены. Оказывается, что молекулы воды чрезвычайно чувствительны к электромагнитным и акустическим полям. По мнению ученых, она является своеобразным органом чувств у некоторых животных. Также существует мнение о том, что кристаллы воды реагируют на звуки музыки (слайд 8).
Учитель. Спасибо за информацию. У на электронной почте школы я вижу входящие письма. Видимо тема вашего выступления вызвала живой интерес у пользователей и, естественно, ряд вопросов, требующих объяснения. У вас 5 минут, чтобы ответить (слайд 9).
Задание «Выбрать соответствие»: выбрать термины к определениям (1 правильный ответ-0,5 балла):
Определения 1
Осмос
А
С ее участием происходит
разложение огромных молекул
2
Поверхностное натяжение
Б
В биологических растворах выравнивает концентрацию ее структурных частиц
3
Теплоемкость
В
Перемещение растворителя через полунепроницаемую мембрану
4
Теплопроводность
Г
Молекулы растворителя меньше по размеру молекул растворенного вещества
5
Диффузия
Д
Передача тепла от одной части тела к другой, предупреждая перегревание наиболее активно функционирующего органа
6
Истинный ратвор
Е
Благодаря ей биохимические биохимические реакции в клетках проходят в постоянном диапазоне температур.
7
Коллоидный раствор
Ж
Благодаря этому свойству по поверхности водоемов могут передвигаться некоторые животные
8
Гидролиз
З
Молекулы растворителя по размеру совпадают с молекулами растворенного вещества
3 этап.
Учитель. На нашей пресс- конференции присутствуют представители СЭС. Они расскажут нам об опасности, которую таит в себе вещество №1 – вода и о правилах «здорового потребления питьевой воды». Пожалуйста, вам слово.
1 представитель СЭС (слайд 10). « Живительная» влага может быть опасной. Например, в воде, которая поступает в кран, может содержаться до 700 вредных веществ и не только:
1. Болезнетворные бактерии (холерный вибрион, кишечная и дизентирийная палочка, сальмонелла и др.).
2 Вирусы (например, вирус гепатита).
3. Нитраты (уменьшают содержание кислорода в крови, вызывая кислородное голодание, а также приводящее к раку желудочно – кишечного тракта).
4.Хлор ( приводит к образованию опухолей прямой кишки, простаты, мочевого пузыря)
5.Соли тяжелых металлов ( вызывают мутации и зашлаковывание организма).
6. Избыток алюминия (способствует развитию болезни Альцгеймера).
7. Свинец (замедляет физическое и психическое развитие у детей, у взрослых повышает давление крови, вызывает проблемы с почками).
8 Повышенное содержание солей кальция и магния, разные формы железа – неблагоприятно воздействуют на сердечно – сосудистую систему.
2 представитель СЭС. Я познакомлю вас с правилами «здорового потребления воды» (слайд 12):
1. Выпивайте в день, как минимум, 8 стаканов воды.
2. Равномерно распределите потребление питьевой воды в течении дня.
3. Питьевую воду не заменять чай, кофе или безалкогольные напитки.
4. Питьевую воду пкйте перед, во время и после тяжелой работы.
5. Стаканом воды начинайте и заканчивайте свой день.
Учитель благодарит выступающих.
4 этап.
Учитель. На электронную почту опять поступили письма. Пользователи хотят знать, как рассчитать суточную потребность организма в воде и другие вопросы. Вам отводится 8 минут на решение вопросов (слайд 13).
(Правильно решенная задача оценивается в 4 балла).
Задача.
Общее количество воды в организме человека составляет от 44% до 70% массы человека.
Посчитайте:
а) сколько литров воды содержится в вашем теле;
б) суточную потребность вашего организма в воде;
в) сколько воды из выше посчитанного количества поступает вместе с пищей;
г) сколько воды вы должны выпивать еще ( кроме воды, поступающей с пищей), чтобы удовлетворить суточную потребность в воде?
Учитель собирает листы с ответами, для проверки после урока.
5 этап. Рефлексия.
Вопросы:
1. Вам понравился урок?
2. Что нового для себя вы узнали?
3. Каков ваш личный вклад на уроке?
6 этап. Учитель благодарит учащихся за урок и сообщает ,когда будут известны результаты.
7 этап. Домашнее задание.
Примечание.
Таблица результатов:
Таблица приведения количества набранных баллов к оценке за урок
