Химия. Человек. Здоровье

Интегрированный урок по химии,
биологии и экологии • 11 класс

Цель урока. Показать, что знания, полученные на уроках химии, биологии и экологии, помогут разобраться в химическом составе, действии веществ на организм и разработать практические советы по их использованию.

Задачи. Образовательные и развивающие: формирование представлений о здоровом образе жизни как обязательном условии гармоничного развития личности человека; расширение и углубление знаний, полученных на уроках; осуществление межпредметных связей; формирование практических умений и навыков; развитие познавательного интереса к предметам естественного цикла.

Воспитательные: развитие научного мировоззрения; связь с жизнью, с ее экологическими проблемами; формирование мотивации здорового образа жизни, активной позиции в отношении охраны своего здоровья.

Принципы отбора содержания. Принцип научности определяет интеграцию современных теоретических основ и исследовательских методов различных областей знаний.

Гуманистический принцип ориентирует содержание на понимание единства телесного и духовного здоровья человека с состоянием окружающей среды и уникальной ценности природы.

Принцип прогностичности предполагает формирование основы для прогнозирования возможных путей развития человека и биосферы.

Принцип уровневого отбора информации побуждает согласовывать содержательный аспект с психолого-возрастными особенностями и общеобразовательной базой учащихся.

Одним из главных принципов в отборе содержания является практическая деятельность учащихся по сохранению собственного здоровья.

Формы и методы, используемые на уроке. Информационно-репродуктивный – получение необходимой фактической информации, на базе которой идет дальнейшая работа.

Объяснительно-репродуктивный – перечисление фактов, положений, но их необходимо объяснить, раскрыть причинно-следственные связи.

Проблемное обучение – эксперимент, опыт, исследование.

Исследовательский метод – учащиеся самостоятельно делают вывод, заключение на основе эксперимента, этот метод направлен на то, чтобы приучить ребят думать, самостоятельно искать, находить решения.

Планируемый результат. Освоение учащимися интеллектуальной и практической деятельности; овладение знаниями и умениями, востребованными в повседневной жизни, позволяющими ориентироваться в окружающем мире, значимыми для сохранения собственного здоровья.

Оборудование и реактивы. мультимедийный проектор, диск с презентацией, пипетка, чашка Петри; уксусная кислота, сырой картофель и мясо, дезодоранты, поваренная соль, нитрат натрия; д о м а ш н я я  а п т е к а: аспирин, салол, фталазол.

П л а н   у р о к а

Вступительное слово.

Домашняя аптека.

Красота и здоровье.

Здоровая пища:

• консерванты;
• еда быстрого приготовления;
• заменитель сахара;
• химические добавки.

Подведение итогов.

ХОД УРОКА

Вступительное слово

Учитель химии. Дорогие ребята, вы завершили изучение школьных курсов химии, биологии и экологии. Сегодня урок наш не обычный, а интегрированный. Мы, учителя химии и биологии, хотим вам рассказать и показать, что без знаний, полученных вами в школе, невозможно обойтись в повседневной жизни.

Домашняя аптека

Учитель химии. Лекарства известны человеку с глубокой древности. В одном из египетских папирусов описываются лекарственные средства растительного происхождения. Некоторые из них (например, касторовое масло) используются и в наши дни.

Древнеримский врач Клавдий Гален (ок. 130 – ок. 200) заложил основы «аптекарской науки» – фармации. Он широко применял различные извлечения (вытяжки) из лекарственных растений, настаивая их на воде, вине или уксусе. Спиртовые экстракты и настойки находят широкое применение и в современной медицине.

А что у нас, в России?

В 1547 г. царь Иван Грозный направил посла в «немецкую землю», чтобы привезти «мастера для изготовления квасцов», применявшихся для лечения огнестрельных ран, различных болезней и опухолей. При царе Михаиле Федоровиче (1613–1645) врачебный персонал царского двора составляли 7 докторов, 13 лекарей, 4 аптекаря и 3 алхимика. Доктора и лекари определяли болезнь и способы ее лечения, а аптекари продавали простые лекарства и по указанию лекарей изготавливали сложные.

Алхимики готовили обычные лекарства в химической лаборатории по указанию аптекарей, проводили на себе испытание новых лекарств.

Сейчас изготовлением лекарств занимаются химики-фармацевты.

В случае употребления несвежей пищи или при нарушении простейших гигиенических правил в кишечник могут попасть чужеродные организмы, которые, размножаясь, вызывают тяжелые кишечные расстройства (диспепсию).

Наиболее популярным средством борьбы с этим заболеванием является салол. Салол был впервые синтезирован химиками в 1886 г. из салициловой кислоты и фенола. Салол – сложный эфир фенилсалицилат – в щелочной среде кишечника гидролизуется до салициловой кислоты и фенола (на доске написаны формулы веществ). В свою очередь фенол оказывает обеззараживающее и противомикробное действие, а салициловая кислота – противовоспалительное.

В 1899 г. был получен аспирин (ацетилсалициловая кислота) – анальгетик с противовоспалительным и жаропонижающим действием. (Учитель записывает формулу аспирина на доске.)

Известно, что это лекарство замедляет процесс свертывания крови. Поэтому нередко врачи рекомендуют его для предотвращения образования тромбов после операций, а также при нарушении кровообращения. Однако эти свойства аспирина могут вызвать и неприятные последствия в случае приема лекарства в больших дозах: способность разжижать кровь может привести к кровотечениям. Поскольку аспирин – это кислота, то его избыток способствует раздражению слизистой оболочки желудка и появлению язвы.

Учитель биологии. Посмотрим, как воздействует кислота на живые ткани растительного и животного происхождения. Проведем простейший эксперимент. На кусочки сырого картофеля и мяса капнем уксусную кислоту. (Учащиеся выполняют эксперимент.) Что вы наблюдаете? (Ответы учащихся.) Обратите внимание, что через некоторое время появляется вскипание, т.е. образование газа. То же самое происходит и в организме человека, если нет никакого защитного слоя между клетками и кислотой.

Поэтому помните: нельзя заниматься самолечением, т.к. неверное применение, высокая доза могут превратить лекарство в яд!

Красота и здоровье

Учитель химии. Дезодорант – это средство, устраняющее неприятный запах пота, который выделяется потовыми железами и на 98–99 % состоит из воды. С потом из организма выводятся продукты метаболизма: мочевина, жирные кислоты, холестерин, некоторые белки, гормоны и др. Из минеральных компонентов – катионы натрия, кальция, магния, меди, железа, ионы хлора и йода. Неприятный запах связан с бактериальным расщеплением составляющих пота или с их окислением кислородом воздуха.

Дезодоранты бывают двух видов. Одни тормозят разложение выводимых с потом продуктов метаболизма или предотвращают их окисление. Другие частично подавляют выделение пота. Такими свойствами обладают соли Аl, Zn, Сr, Fe, а также формальдегид и этиловый спирт. Эти вещества взаимодействуют с компонентами пота, образуя нерастворимые соединения, которые закупоривают канал потовых желез и тем самым уменьшают потовыделение.

Учитель биологии. Все бы хорошо, но есть одно «но». Рассмотрим это с биологической точки зрения.

Почти на границе дермы с подкожной клетчаткой залегают корни волос и потовые железы. Очень много потовых желез в коже ладоней, стоп, в подмышечной и паховой областях, на голове. Количество их достигает 300 на 1 см² поверхности кожи. С потом через выводные протоки желез из организма выводятся различные продукты обмена веществ. Потоотделение происходит постоянно, но увеличивается при повышении температуры и сухости окружающего воздуха.

В сосочковом слое дермы находятся сальные железы, выводные протоки которых открываются в волосяные воронки. Они распределяются почти по всей гладкой коже человека. Их нет только на ладонях и подошвах. Эти железы за сутки выделяют до 20 г кожного сала, которое делает кожу мягкой и эластичной.

При активном выделении пота его составляющие взаимодействуют с кожным салом, и возникает неприятный запах. При использовании шариковых дезодорантов на поверхности кожи образуется слой, который препятствует выходу наружу не только пота, но и кожного сала. Компоненты пота и сала вынуждены накапливаться в протоках с образованием уплотнений, что может привести к болевым ощущениям и развитию различных заболеваний.

Здоровая пища

Консерванты

Учитель химии. Консерванты известны человеку с древности, и первым консервантом была соль. Мясо, рыбу солили, и эти продукты долго хранились. Но время не стоит на месте, процесс идет, список консервантов увеличивается.

Расскажу вам одну историю. Американцы вывозили из Франции знаменитые французские вина, а взамен их ввозили во Францию пиво. Пиво быстро теряло свои качества при перевозке. Сотрудники американских фирм установили, что если к пиву добавить незначительное количество плавиковой кислоты (НF), то устойчивость пива возрастает, и без потери вкусовых качеств его можно транспортировать на дальние расстояния. Конечно, у потребителей такого пива будет происходить хроническое отравление со всеми последствиями, но … бизнес есть бизнес. Вскоре были зарегистрированы десятки тысяч случаев разрушения зубной эмали, выпадения волос.

Метаналь (НС(О)Н), бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде. Раствор формальдегида в воде (40%-й) называют формалином и применяют для дезинфекции.

Раньше метаналь официально входил в перечень разрешенных консервантов, сейчас его использование запрещено. В западных странах владельцы кладбищ встали перед вопросом: «Куда хоронить?» Если раньше за 3–5 лет тело разлагалось, то теперь этого не происходит. В тканях тел умерших было обнаружено большое содержание НС(О)Н!

Уксусная кислота (СН₃СООН) – вам всем хорошо знакомое вещество. Она неблаготворно действует на желудок и на эмаль зубов, особенно детских.

Нитраты натрия и калия (NаNО₃, KNО₃). Область применения нитратов очень велика. Это удобрения, взрывчатые вещества, консерванты.

В вареные колбасы, сосиски добавляют нитрат калия. Попадая в желудок и кишечник, нитраты связываются с аминокислотами, в результате образуются вещества, которые могут вызывать различные заболевания.

Учитель биологии. Впервые заговорили о нитратах в нашей стране в 1970-х гг., когда в Узбекистане случилось несколько массовых желудочно-кишечных отравлений арбузами, выращенными при чрезмерной подкормке аммиачной селитрой. В мировой науке о вредном воздействии нитратов знали гораздо раньше. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных.

Под воздействием фермента нитратредуктазы они восстанавливаются до нитритов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нем Fe²⁺ в Fe³⁺. В результате образуется метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливаются молочная кислота, холестерин и резко падает количество белка. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная система несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идет медленно.

Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества (токсины), в результате чего происходит отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:

•  синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;

•  тошнота, рвота, боли в животе;

•  понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;

•  головные боли, повышенная утомляемость, сонливость, снижение работоспособности;

•  одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;

•  при выраженном отравлении – смерть.

Нитраты снижают содержание в пище витаминов, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ. У беременных женщин происходят выкидыши, а у мужчин снижается потенция.

При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы. Установлено, что нитраты влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека. Они способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

При всем этом следует помнить, что вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определенных условиях.

Нитраты попадают в организм человека различными путями: через продукты питания (растительного и животного происхождения), питьевую воду, лекарственные препараты.

Основная их масса поступает с консервами и свежими овощами (40–80 % суточного количества), незначительное количество – с хлебобулочными изделиями, фруктами и молочными продуктами. Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при обмене веществ.

Очень важно не только знать, в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся нитраты, но и как уменьшить содержание этих ядовитых для организма веществ.

Количество нитратов снижается при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке): в капусте – на 58 %, в столовой свекле – на 20 %, в картофеле – на 40 %. При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

•  Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, их следует залить 1%-м раствором поваренной соли.

•  У патиссонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.

•  Поскольку нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то кожуру следует уделять, у пряных трав надо выбрасывать стебли и использовать только листья.

•  У огурцов, свеклы, редьки надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов.

•  Хранить овощи и плоды необходимо в холодильнике, т.к. при температуре +2 °С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества – нитриты.

•  Чтобы уменьшить вредное воздействие нитратов и нитритов на организм, надо в достаточном количестве использовать в пищу витамины С (аскорбиновую кислоту) и Е.

•  Выяснено, что при консервировании (особенно огурцов и капусты) содержание нитратов в овощах уменьшается на 20–25 %, т.к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые поэтому не рекомендуют употреблять в пищу.

•  Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, хранить их нельзя.

Еда быстрого приготовления

Учитель биологии. К еде быстрого приготовления относятся колбасы, сосиски, чипсы, гамбургеры, т.е. все то, что не требует много времени на приготовление и может долго храниться.

Мы провели эксперимент, результаты которого говорят сами за себя. Об опыте нам расскажет один из учащихся.

Учащийся. Нами был заложен эксперимент. Мы взяли вареный, жареный картофель и три вида продуктов, приготовленных из картофеля: «Да Фри», чипсы «Золотая картошка» (произведена в Московской обл.) и «Снэк» (произведен в Воронеже). Все эти продукты мы разложили на подносики и герметично упаковали. Далее наблюдали за продуктами в течение двух недель и делали фотоснимки. Через три дня мы заметили, что вареный картофель приобрел неприятный запах и покрылся слизью. На пятый день то же произошло и с жареным картофелем. Зато чипсы и картофель фри в течение всего эксперимента оставались неизменными. Полученные результаты дают нам право сделать вывод, что продукты, имеющие большой срок годности, содержат и всевозможные консерванты. (Результаты эксперимента демонстрируются учащимся.)

Заменитель сахара

Учитель химии. Многие люди следят за своим весом, считают калории, при этом отказываются от сахара и переходят на заменитель – аспартам (сластилин). При его расщеплении (гидролизе) в желудке образуется аминокислота фенилаланин, которая не оказывает вредного влияния на организм, и метанол, являющийся токсичным веществом.

Химические добавки

Учитель Химии. Сейчас в любых продуктах, начиная от сладостей и заканчивая колбасой, есть те или иные химические добавки: пищевые красители, консерванты, антиоксиданты, регуляторы кислотности, подсластители, усилители вкуса, ароматизаторы и т.д. Эти добавки имеют специальное обозначение, состоящее из буквы Е (от слова «Europe») и трехзначного числа. Перечислять все Е-добавки бессмысленно. Во-первых, их очень много, а во-вторых, далеко не все они используются в производстве. Поэтому остановимся на самых популярных. Обратите внимание на таблицу. (На экране проецируется таблица.)

Таблица

Подведение итогов

Учитель химии. В конце урока нам бы хотелось дать вам несколько советов, как сохранить свое здоровье.

•  Чтобы снизить попадание вредных пищевых добавок к нам на стол, не нужно покупать продукты с неестественно яркой окраской. Следует также избегать продуктов со слишком долгим сроком хранения.

•  Ограничьте употребление еды быстрого приготовления. Это не только источник вредных для организма веществ, но и причина ожирения.

•  Думайте сами,
   Решайте сами,
   Есть или не есть.

 

Л и т е р а т у р а

Габриелян О.С. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2006; Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2006; Таубе П.Р., Руденко Е.И. От водорода до… нобелия? М.: Высшая школа, 1981; Артеменко А.И. Органическая химия и человек. М.: Просвещение, 2000; Анастасова Л.П. и др. Человек и окружающая среда. Учебник для дифференцированного обучения. 9 класс. М.: Просвещение, 1997; Зверев А.Т., Зверева Е.Г. Экология. Учебник для 7–9 классов общеобразовательных школ. М.: Дом педагогики, 1999.

Н.А.ДЕНИСОВА,
учитель химии,
М.А.ШАЦКИХ,
учитель биологии
средней школы № 40
(г. Воронеж)