Методика формирования понятия 'обмен веществ' в школьном курсе общей биологии
Содержание
Введение
Глава І.
Основные понятия обмена веществ в школьном курсе биологии, литературный обзор
1.1 Понятие
«энергетический» и «пластический» обмен
1.2 Обмен
белков и его нарушения
.4 Обмен
жиров и его нарушения
.5 Обмен
нуклеотидов и его нарушения
Глава ІІ.
Изучение уровня обмена веществ у учащейся молодежи (экспериментальное
исследование)
.1 Объект и
методы исследования. Затрата энергии при различных видах работ
.2 Результаты
исследования и их обсуждение
Выводы
Глава
ІІІ. Методика проведения
урока по теме «Обмен веществ» в ІХ классе общеобразовательной школы
Анализ урока
Выводы
Список
использованной литературы
Введение
Актуальность проблемы. Классическая методика преподавания биологии несет отпечаток
того времени, когда была характерна довольно условная оценка
"сложности" или "простоты" понятий для усвоения учащимися.
Теоретические понятия считались сложными, и поэтому их следовало формировать по
частям на основе синтеза представлений и эмпирических понятий. Этому соответствует
представление о стандарте образования: фактические знания - базовые, научно -
теоретические же составляют повышенный уровень. [16]
За последние годы возросла распространенность заболеваний обмена веществ:
ожирения и язвенной болезни среди детей в 2 раза, анемии - почти на 40%, на 50%
увеличилась распространенность язвенной болезни среди подростков, число
страдающих ожирением среди взрослых составило 20 процентов.
Уровень осведомленности населения в вопросах здорового питания остается
низким. Высока популярность продуктов, содержащих красители, ароматизаторы,
консерванты, генетически модифицированные компоненты, различные добавки.
Повышение спроса на продукты быстрого приготовления (особенно у школьников и
студентов) обусловлено низкой пищевой культурой населения. Информирование
населения о том, как следует сделать питание здоровым, рациональным,
профилактическим, оздоровительным, - одна из самых актуальных задач нашего
времени.
Основы здорового образа жизни, прививаются в семье, здесь, зарождаются
пищевые пристрастия, формируется культура питания, воспитывается ответственное
отношение к здоровью. Очень важно, чтобы родители владели достаточными знаниями
в области здорового питания.
У детей и подростков в школьный период наблюдаются интенсивные процессы
роста, сложная гормональная перестройка организма, деятельности нервной и
сердечно-сосудистой системы, головного мозга. Значительное умственное и
физическое напряжение, которое в последние годы значительно возросло в связи с
увеличением потока информации, усложнением школьных программ, нередко в
сочетании с дополнительными нагрузками, приводит к необходимости ответственного
подхода к составлению режима питания современных детей.
Достаточная обеспеченность организма всеми пищевыми ингредиентами,
витаминами, макро- и микроэлементами улучшает состояние иммунной системы,
повышает сопротивляемость организма к отрицательным факторам окружающей среды.
Питание влияет на развитие центральной нервной системы, интеллект, состояние
работоспособности. Поэтому проблема школьного питания, полноценного,
сбалансированного рациона также приобретает в наши дни особую актуальность.
Одним из условий формирования понятия "обмен веществ", на наш
взгляд, является реализация межпредметных связей. В свою очередь проблема
межпредметных связей разрабатывалась многими учеными. Об этом свидетельствуют
многочисленные исследования, публикации, а также материалы всероссийских
конференций, посвященные их различным аспектам [11-13, 20, 35].
Анализ психолого-педагогической и методической литературы, а также
результаты педагогического эксперимента позволяют говорить о том, что хотя
проблема усвоения понятия «обмена веществ» теоретически исследована, у учителей
и школьников существуют трудности в изучении данной темы, особенно при
формировании обобщающего системообразующего понятия "правильный обмен
веществ". Проведенное нами исследование качества усвоения понятия
"обмен веществ" у учащихся X-XI классов показало, что уровень
усвоения понятия школьниками достаточно низкий. Грамотное формирование этого
понятия при изучении общей биологии возможно только на основе согласованной и
планомерной взаимосвязи между естественнонаучными предметами. Проведенный
анализ проблемы позволяет выделить ряд противоречий: между необходимостью
глубокого овладения школьниками общенаучными понятиями, в связи с высоким
темпом развития естественных наук, усилением процесса их интеграции и
взаимопроникновения, с одной стороны. И неудовлетворительным качеством усвоения
учащимися фундаментальных естественнонаучных понятий, в частности понятия "обмен
веществ", в рамках традиционной системы обучения с другой.
Не разработанность в теории и методике обучения биологии указанных выше
противоречий определили актуальность темы исследования
Цель исследования: изучить обмен веществ и методику формирования понятия
"обмен веществ" в школьном курсе общей биологии.
Задачи исследования:
1. Осуществить анализ литературы по проблеме исследования и выявить
состояние формирования понятия "обмен веществ" в теории и практике
обучения в школе.
2. Провести экспериментальное исследование по выявлению особенностей
обмена веществ у учащихся:
а) выявить уровень реального обмена у юношей и девушек;
б) определить фактический уровень затрат;
в) определить структуру восполняемости энергозатрат;
г) определить связь между уровнем ЖЕЛ и интенсивности основного обмена.
. Предложить методику поэтапного формирования, развития и
функционирования понятия "обмен веществ" в курсе биологии
Методологической основой исследования формирование понятия обмен веществ,
явилась теория содержания общего образования (В.В.Краевский, И.Я.Лернер,
М.Н.Скаткин) [29, 34], аналитико-синтетическая концепция усвоения понятий
(Д.Н.Богоявленский, Н.А.Менчинская, Е.Н.Кабанова-Меллер) [18, 33], теория
содержательного обобщения (В.В.Давыдов) [14, 22], теория развития биологических
понятий (Н.М.Верзилин, Б.В.Всесвятский, И.Д.Зверев, Б.Д.Комиссаров,
А.Н.Мягкова) [22-24, 30-32,], теория интеграции и взаимодействия наук в
процессе научного познания (А.В.Усова и другие) [13, 19, 24, 28, 33].
Объект и методы исследования: Исследование проведено на базе
кафедры биологии и биологического образования естественно-географического
факультета БГПУ им. М.Акмуллы. В эксперименте участвовали 22 студента (11
юношей и 11 девушек) 3 курса (возраст 20 лет). Для определения уровня
основного обмена использовали традиционную методику Бенедикта Гаррисона.
В ходе исследования использовались теоретические и эмпирические методы.
Анализ психологической, педагогической и методической литературы составил
основу формулирования теоретических позиций исследования. Методы эмпирического
исследования включали обобщение опыта в области биологического образования,
педагогический эксперимент, личное преподавание в школе, наблюдение за
учебно-воспитательным процессом.
Глава І. Основные понятия обмена веществ в школьном курсе
биологии (литературный обзор)
1.1
Понятие «энергетический» и «пластический» обмен
Организм человека, как и все живые организмы, существует как открытая
энергетическая система. Это значит, что организм постоянно теряет вещество в
виде достаточно простых химических соединений. Одновременно с этим происходит
выведение энергии из организма. Но организм - это устойчивая энергетическая
система, поэтому потеря вещества и энергии восполняется постоянным их
поглощением из окружающей среды. Таким образом, через организм человека
постоянно идет поток вещества и заключенной в нем энергии. Этот непрерывный
поток является одним из важнейших свойств живых организмов и называется «обмен
веществ и энергии», или «метаболизм». Вещество, поступающее в организм,
заключает в себе химическую энергию (в виде внутримолекулярных химических
связей). Эта энергия преобразуется в организме в химическую энергию других
соединений, а также в тепловую, механическую и электрическую. Электрической
энергии в организме вырабатывается немного, но она важна для деятельности
нервной и мышечной систем. [14]
Обмен веществ - это единый процесс, осуществляющийся на уровне целостного
организма, он складывается из метаболических процессов, происходящих в каждой
отдельной клетке. Сутью метаболизма является все многообразие превращений
веществ в организме, которые происходят либо с затратой, либо с освобождением
энергии. Поэтому общий процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно
связанные между собой:
Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) - это совокупность реакций синтеза,
протекающих в клетках. При этом из более простых веществ синтезируются более
сложные вещества. Реакции анаболизма идут с затратой энергии. Основным
источником энергии для реакций анаболизма является АТФ. Примером таких реакций
является биосинтез белка, протекающий во всех клетках. Исходными веществами для
анаболизма являются питательные вещества, поступающие в организм с пищей и
образующиеся в результате процесса пищеварения. В результате анаболических
реакций происходит постоянное самообновление, рост и развитие организма. Кроме
этого, реакции анаболизма являются поставщиками органических соединений для
процессов катаболизма.
Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) - это совокупность реакций
расщепления и распада более сложных органических веществ до более простых,
вплоть до углекислого газа и воды. Эти реакции идут с освобождением энергии,
примерно половина, которой превращается в тепловую и тратится на поддержание
температуры тела, а вторая половина энергии запасается в виде макроэргических
связей в молекулах АТФ, которая используется в реакциях синтеза. [3]
Основными органическими веществами, из которых состоит организм человека,
являются белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, при этом одни вещества могут
превращаться в другие, например, углеводы - в жиры и наоборот, белки могут
превращаться в жиры и углеводы. Неорганические вещества организма - это вода и
минеральные соли. Полноценная, сбалансированная пища должна содержать
органические вещества в достаточном количестве и качестве, а также в ее составе
должны быть необходимые минеральные соли и вода и витамины. Насчитывается около
60 пищевых веществ, которые требуют сбалансированности. Однообразное питание,
приводящее к исключению отдельных компонентов, вызывает нарушение обмена
веществ. Принято выделять белковый, углеводный, жировой и водно-солевой обмен.
Энергетическую ценность пищи измеряют в килокалориях (ккал). Суточная
потребность человека в энергии составляет в среднем около 3 100 кДж. Эта величина
зависит от пола, возраста, физической и эмоциональной активности. Особенно
высоки затраты энергии в пересчете на массу тела у детей 1 - 5 лет в связи с
высокой активностью обменных процессов.
Свободная энергия для организма может поступать лишь с пищей. Она
аккумулирована в сложных химических связях белков, жиров и углеводов. Для того
чтобы освободить эту энергию, питательные вещества вначале подвергаются
гидролизу, а потом - окислению в анаэробных или аэробных условиях.
В процессе гидролиза, который осуществляется в желудочно-кишечном тракте,
высвобождается незначительная часть свободной энергии (менее 0,5%). Она не
может быть использована для нужд биоэнергетики, т.к. не аккумулируется
макроэргами типа АТФ. Она превращается лишь в тепловую энергию (первичную
теплоту), которая используется организмом для поддерживания температурного
гомеостаза.
-й этап высвобождения энергии - это процесс анаэробного окисления. В
частности, таким способом высвобождается около 5% всей свободной энергии из
глюкозы при окислении до молочной кислоты. Эта энергия, однако, аккумулируется
макроэргом АТФ и используется на совершение полезной работы, например, для
мышечного сокращения, для работы натрий-калиевого насоса, но, в конечном итоге,
она тоже превращается в теплоту, которая называется вторичной теплотой.
-й этап - основной этап высвобождения энергии до 94,5% всей энергии,
которая способна высвободиться в условиях организма. Осуществляется этот
процесс в цикле Кребса: в нем происходит окисление пировиноградной кислоты
(продукт окисления глюкозы) и ацетилкоэнзима. А (продукт окисления аминокислот
и жирных кислот). В процессе аэробного окисления свободная энергия
высвобождается в результате отрыва водорода и переноса его электронов и
протонов по цепи дыхательных ферментов на кислород. При этом освобождение
энергии идет не одномоментно, а постепенно, поэтому большую часть этой
свободной энергии (примерно 52-55%) удается аккумулировать в энергию макроэрга
(АТФ). Остальная часть в результате «несовершенства» биологического окисления
теряется в виде первичной теплоты. После использования свободной энергии,
запасенной в АТФ, для совершения полезной работы она превращается во вторичную
теплоту.
Совокупность реакции расщепления называют энергетическим обменом клетки
или диссимиляцией. Диссимиляция прямо противоположна ассимиляции: в результате
расщепления вещества утрачивают сходство с веществами клетки. [16]
Пластический и энергетический обмены (ассимиляция и диссимиляция)
находятся между собой в неразрывной связи. С одной стороны, реакции биосинтеза
нуждаются в затрате энергии, которая черпается из реакций расщепления. С другой
стороны, для осуществления реакций энергетического обмена необходим постоянный
биосинтез, обслуживающих эти реакции ферментов, так как в процессе работы они
изнашиваются и разрушаются.
Сложные системы реакций, составляющие процесс пластического и
энергетического обменов, тесно связаны не только между собой, но и с внешней
средой. Из внешней среды в клетку поступают пищевые вещества, которые служат
материалом для реакций пластического обмена, а в реакциях расщепления из них
освобождается энергия, необходимая для функционирования клетки. Во внешнюю
среду выделяются вещества, которые клеткой больше не могут быть использованы.
Совокупность всех ферментативных реакций клетки, т. е. совокупность
пластического и энергетического обменов (ассимиляции и диссимиляции), связанных
между собой и с внешней средой, называют обменом веществ и энергии. Этот
процесс является основным условием поддержания жизни клетки, источником ее роста,
развития и функционирования [33].
1.2 Обмен
белков и его нарушения
Белки пищи, поступая в организм, превращаются в пептоны, которые,
подвергаясь действию протеолитических ферментов кишечника и поджелудочной
железы, расщепляются до аминокислот. Аминокислоты всасываются из кишечника в
кровь, поступают в печень, где часть их используется для синтеза белков, часть
попадает с кровью в различные органы и ткани, где используется для синтеза
специфических белков, гормонов, ферментов нуклеиновых кислот, белковой части
гемоглобина, стромы кровяных клеток и, наконец, в качестве энергетического
материала.
Распад и синтез белков протекают непрерывно при участии ферментов -
катепсинов, имеющихся во всех тканях. Во взрослом организме довольно быстро
(5-7 дней) происходит обновление белков крови, печени, кишечника и др.
Аминокислоты, не использованные для синтеза тканей, гормонов и других веществ,
подвергаются распаду с образованием аммиака, мочевины, углекислоты и воды.
Биологическая ценность белка определяется наличием незаменимых
аминокислот и степенью его усвоения. Чем ближе употребляемый белок по набору
аминокислот подходит к составу белков данного организма, тем выше его
биологическая ценность. Очень важное значение, имеет соотношение незаменимых и
заменимых аминокислот в белках.
Обмен аминокислот связан с обменом витаминов и микроэлементов.
Так, преимущественное влияние на белковый обмен оказывают:
витамины В, А, Е, К.
Минералы: марганец, железо (в составе миоглобина), селен, кремний, хром,
цинк, сера (входит в состав ряда аминокислот).
В организме постоянно протекают процессы распада белковых молекул и
биосинтеза нового белка. Белки в живом организме находятся в динамичном
состоянии и постоянно обновляются. Происходит непрерывный обмен аминокислот
между тканями, между вновь поступившими с пищей аминокислотами и «старыми».
Белки слизистой кишечника, печени, поджелудочной железы характеризуются
наивысшей скоростью обновления. Белки мышц, коллаген кожи и костей обновляются
очень медленно.
При различных заболеваниях происходит изменение белкового состава тканей.
Эти изменения называются протеинопатиями. Различают наследственные и
приобретенные протеинопатии.
Дефицит элементов, составляющих белок, возникает по разным причинам.
Первая, самая понятная, это отсутствие участника процесса в рационе
питания. Как правило, - это вынужденная или искусственная приверженность
человека к однообразной пище, к жестким «придуманным» или принудительным
диетам. В частности, строгие вегетарианцы, подверженные высоким нервным
нагрузкам, могут испытывать нехватку веществ, питающих мозг.
Вторая - нарушение процесса расщепления или транспортировки элементов
питания в желудочно-кишечном тракте по причине уже возникших заболеваний:
нарушение кислотности желудка;
наличие воспалительного процесса в кишечнике;
ослабление активности поджелудочной железы;
проблемы поступления желчи;
дисбактериоз.
Третья. Это проблема «переедания».
Избыток белка едва ли не более опасен для организма, чем его недостаток.
Дорогой жизни называют желудочно-кишечный тракт биологи и медики. Здесь
происходит превращение «чужого» белка в строительный материал нашего организма.
Эта уникальная биохимическая лаборатория всегда работает в экстремальных
условиях с тонко и надежно простроенной системой защиты и положительной обратной
связью. Дело в том, что в результате расщепления «чужого» белка в
желудочно-кишечном тракте появляются не только необходимые аминокислоты, но и
аммиак - соединение очень опасное для организма. Печень, по мере сил,
справляется с ним, образуя мочевину, в свою очередь, давая дополнительную
нагрузку на почки. При ослабленных печени и почках, так же при постоянной
активной токсикации мы получаем дополнительную повреждающую нагрузку.
Четвертая - более сложная проблема, обусловлена более глубокими
нарушениями процессов, непосредственно связанных с токсикацией, радиацией и
прочими воздействиями экологических факторов.
Пятая - проблема генетических или мутагенных факторов. Иначе говоря,
нарушение программы процессов, с большим трудом поддающихся коррекции,
В любом случае, эти причины приводят к недостаточности питания клеток,
невозможности построения ткани, нарушению функционирования органа и, как
следствие, сначала к общим симптомам усталости и истощения, а затем к изменению
биологии организма - болезни. [12]
1.3 Обмен углеводов и его нарушения
Углеводы составляют незначительную часть общего сухого веса тканей
человеческого организма - не более 2%, в то время как на белки, например,
приходится до 45% сухой массы тела. Тем не менее, углеводы выполняют в
организме целый ряд жизненно важных функции, принимая участие в структурной и
метаболической организации органов и тканей.
С химической точки зрения углеводы представляют собой многоатомные
альдегидо- или кетоноспирты или их полимеры, причем мономерные единицы в полимерах
соединены между собой гликозидными связями. Углеводы делятся на три больших
группы: моносахариды и их производные, олигосахариды и полисахариды.
Функции углеводов в организме разнообразны и, естественно, различны для
разных классов соединений. Моносахариды и их производные выполняют, во-первых,
энергетическую функцию: окислительное расщепление этих соединений дает
организму 55-60 % необходимой ему энергии. Во-вторых, промежуточные продукты
распада моносахаридов и их производных используются в клетках для синтеза
других необходимых клетке веществ, в том числе соединений других классов; так,
из промежуточных продуктов метаболизма глюкозы в клетках могут синтезироваться
липиды и заменимые аминокислоты, правда, в последнем случае необходим
дополнительный источник атомов азота аминогрупп.
В-третьих, моносахариды и их производные выполняют структурную функцию,
являясь мономерными единицами других, более сложных молекул, таких как
полисахариды или нуклеотиды.
Главной функцией гетероолигосахаридов является структурная функция - они
являются структурными компонентами гликопротеидов и гликолипидов. В этом
качестве гетероолигосахариды участвуют в реализации гликопротеидами целого ряда
функций: регуляторной [гормоны гипофиза тиротропин и гонадотропины -
гликопротеиды], коммуникативной [рецепторы клеток - гликопротеины], защитной
[антитела - гликопротеины]. Кроме того, гетероолигосахаридные блоки, входя в
состав гликолипидов и гликопротеидов, участвуют в формировании клеточных
мембран, образуя, например, такой важный элемент клеточной структуры как
гликокалликс.
Гликоген - единственный гомополисахарид, имеющийся в организме животных -
выполняет резервную функцию, причем он является резервом не только
энергетическим, но также и резервом пластического материала. Гликоген в том или
ином количестве присутствует практически во все клетках человеческого
организма. Запасы гликогена в печени могут составлять до 3-5 % от сырой массы
этого органа [порой до 10 %], а его содержание в мышцах - до 1% общей массы
ткани. Учитывая массу этих органов, общее количество гликогена в печени может
составлять 150 - 200 г, а запасы гликогена в мышцах - до 600 г.
Гетерополисахариды выполняют в организме структурную функцию - они входят
в состав гликозаминопротеогликанов; последние, наряду с структурными белками
типа коллагена или эластина, формируют межклеточное вещество различных органов
и тканей. Гликозаминопротеогликановые агрегаты, имея сетчатую структуру,
выполняют функцию молекулярных фильтров, препятствующих или сильно тормозящих
движение макромолекул в межклеточной среде. Кроме того, молекулы
гетерополисахаридов имеют в своей структуре множество полярных и несущих
отрицательный заряд группировок, за счет которых они могут связывать большое
количество воды и катионов, выполняя роль своеобразных депо для этих молекул.
Функции некоторых углеводов, имеющихся в организме, весьма специфичны.
Так, гепарин является естественным антикоагулянтом, он препятствует свертыванию
крови в сосудах, а лактоза, о чем уже упоминалось, является резервным углеводом
женского молока.
Поскольку первой внутриклеточной реакцией, в которой участвует глюкоза,
является ее фосфорилирование в глюкозо-6-фосфат гексокиназой и глюкокиназой,
нарушение этого процесса также неблагоприятно сказывается на всасывании
углеводов.
Поскольку на прием пищи человек расходует относительно мало времени,
ясно, что уровень глюкозы в крови должен поддерживаться скорее за счет
эндогенного топлива. Действительно, избыток пищевой глюкозы превращается в
гликоген, жиры и белки для покрытия огромных энергетических потребностей
организма. После приема пищи большая часть глюкозы, метаболизирующейся в
печени, превращается в гликоген, который при первой необходимости служит
готовым источником глюкозы. Однако общее содержание его в печени довольно
ограничено (в среднем 70-100 г) и способно обеспечить потребности организма в
глюкозе в течение не более 8-12 часов [9]
Реакция образования гликогена зависит от активности
гликоген- синтетазы, которая, в свою очередь, находится в обратной в
зависимости от внутриклеточного уровня цАМФ. До сих пор нет ясности в вопросе,
опосредована ли активность гликогенсинтетазы главным образом гормонами.
Снижение синтеза гликогена отмечается при миастении, гипоксии, тогда как
повышенный распад наблюдается при охлаждении, перегревании, боли, судорогах,
эмоциональном стрессе. Выделяют агликогеноз - наследственное заболевание,
вызванное дефектом гликогенсинтетазы. В печени почти или полностью отсутствует
гликоген, выражена гипогликемия. Характерный симптом - судороги, обычно по
утрам
Следует сказать, что гликогенолиз контролируется
ферментом фосфорилазой, которая, подобно гликогенсинтетазе, существует в
неактивной форме и должна активироваться. Механизмы этой активации подобны
ранее изложенным. Важно помнить, что гликогенолиз в печени и мышечной ткани
приводит к образованию различных продуктов, а именно: в печени - к образованию
свободной глюкозы, в мышцах - к высвобождению лактата и пирувата, поскольку
глюкозо-6-фосфат не может превращаться в глюкозу, а вступает на гликолитический
путь. [9]
1.4 Обмен
жиров и его нарушения
Жиры - органические соединения, входящие в
состав животных и растительных тканей и состоящие в основном из триглицеридов
(сложных эфиров глицерина и различных жирных кислот). Кроме того, в состав
жиров входят вещества, обладающие высокой биологической активностью: фосфатиды,
стерины, некоторые витамины. Смесь различных триглицеридов составляет так наз.
нейтральный жир. Жир и жироподобные вещества объединяют обычно под названием
липиды.
У человека и животных наибольшее количество жиров
находится в подкожной жировой клетчатке и жировой ткани, располагающейся в
сальнике, брыжейке, забрюшинном пространстве и т. д. Жиры содержатся также в
мышечной ткани, костном мозге, печени и других органах. В растениях жиры
накапливаются в основном в плодовых телах и семенах.
Биологическая роль жиров заключается, прежде всего, в
том, что они входят в состав клеточных структур всех видов тканей и органов и
необходимы для построения новых структур (так наз. пластическая функция).
Важнейшее значение имеют жиры для процессов жизнедеятельности, т. к. вместе с
углеводами они участвуют в энергообеспечении всех жизненных функций организма.
Кроме того, жиры, накапливаясь в жировой ткани, окружающей внутренние органы, и
в подкожной жировой клетчатке, обеспечивают механическую защиту и теплоизоляцию
организма. Наконец, жиры, входящие в состав жировой ткани, служат резервуаром
питательных веществ и принимают участие в процессах обмена веществ и энергии.
Природные жиры содержат более 60 видов различных жирных
кислот, обладающих различными химическими и физическими свойствами и
определяющих тем самым различия в свойствах самих жиров. Молекулы жирных кислот
представляют собой "цепочки" из атомов углерода, связанных между
собой и окруженных атомами водорода. Длина цепи определяет многие свойства, как
самих жирных кислот, так и жиров, образуемых этими кислотами. Длинноцепочечные
жирные кислоты имеют твердую консистенцию, короткоцепочечные являются жидкими
веществами. Чем выше молекулярный вес жирных кислот, тем выше температура их
плавления, а соответственно и температура плавления жиров, в состав которых
входят эти кислоты. Вместе с тем, чем выше температура плавления жиров, тем они
хуже усваиваются. Все легкоплавкие жиры усваиваются одинаково хорошо. По усвояемости
жиры можно разделить на три группы:
1. жир с температурой плавления ниже температуры тела человека,
усвояемость 97-98% ;
2. жир с температурой плавления выше 37°, усвояемость около 90%;
. жир с температурой плавления 50-60°, усвояемость около 70- 80%.
[14]
По химическим свойствам жирные кислоты делятся на насыщенные (все связи
между углеродными атомами, образующими "остов" молекулы, насыщены,
или заполнены, атомами водорода) и ненасыщенные (не все связи между атомами
углерода заполнены атомами водорода). Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты
отличаются не только по своим химическим и физическим свойствам, и по
биологической активности и "ценности" для организма.
Насыщенные жирные кислоты по биологическим свойствам уступают
ненасыщенным. Имеются данные об отрицательном влиянии первых на жировой обмен,
функцию и состояние печени; предполагается развитие атеросклероза при их
участии.
Ненасыщенные жирные кислоты содержатся во всех пищевых жирах, но особенно
много их в растительных маслах.
Наиболее выраженными биологическими свойствами обладают так называемые
полиненасыщенные жирные кислоты, т. е. кислоты с двумя, тремя и более двойными
связями. Это линолевая, линолеповая и арахидоновая жирные кислоты. Они не
синтезируются в организме человека и животных (иногда их называют витамином F)
и образуют группу так называемых незаменимых жирных кислот, т. е. жизненно
необходимых для человека. Эти кислоты отличаются от истинных витаминов тем, что
не обладают способностью усиливать обменные процессы, однако потребность
организма в них значительно выше, чем в истинных витаминах.
Само распределение полиненасыщенных жирных кислот в организме
свидетельствует об их важной роли в его жизнедеятельности: больше всего их
содержится в печени, мозге, сердце, половых железах. При недостаточном
поступлении с пищей содержание их уменьшается, прежде всего в этих органах.
Важная биологическая роль этих кислот подтверждается их высоким содержанием в
эмбрионе человека и в организме новорожденных, а также в грудном молоке.
В тканях имеется значительный запас полиненасыщенных жирных кислот,
позволяющий довольно долго осуществлять нормальные превращения в условиях
недостаточного поступления жира с пищей.
Важнейшим биологическим свойством полиненасыщенных жирных кислот является
их участие в качестве обязательного компонента в образовании структурных
элементов (клеточных мембран, миелиновой оболочки нервного волокна,
соединительной ткани). А также в таких высокоактивных в биологическом отношении
комплексах, как фосфатиды, липопротеиды (белково-липидные комплексы)
Полиненасыщенные жирные кислоты обладают способностью повышать выведение
холестерина из организма, переводя его в легкорастворимые соединения. Это
свойство имеет большое значение в профилактике атеросклероза. Кроме того,
полиненасыщенные жирные кислоты оказывают нормализующее действие на стенки
кровеносных сосудов, повышая их эластичность и снижая проницаемость. Имеются
данные, что недостаток этих кислот ведет к тромбозу коронарных сосудов, так как
жиры, богатые насыщенными жирными кислотами, повышают свертываемость крови.
Поэтому полиненасыщенные жирные кислоты могут рассматриваться как средства
предупреждения ишемической болезни сердца.
Установлена связь полиненасыщенных жирных кислот с обменом витаминов
группы: В, особенно В6 и B1. Имеются данные о стимулирующей роли этих кислот в
отношении защитных сил организма, в частности в повышении устойчивости
организма к инфекционным заболеваниям и ионизирующему излучению. [10]
По биологической ценности и содержанию полиненасыщенных жирных кислот
жиры можно разделить на три группы.
К первой относят жиры, обладающие высокой биологической активностью, в
которых содержание полиненасыщенных жирных кислот составляет 50-80%; 15- 20 г в
сутки этих жиров могут удовлетворить потребность организма в таких кислотах. К
этой группе принадлежат растительные масла (подсолнечное, соевое, кукурузное,
конопляное, льняное, хлопковое). Во вторую группу входят жиры средней
биологической активности, которые содержат менее 50% полиненасыщенных жирных
кислот. Для удовлетворения потребности организма в этих кислотах требуется уже
50-60 г таких жиров в сутки. К ним относятся свиное сало, гусиный и куриный
жир.
Третью группу составляют жиры, содержащие минимальное количество
полиненасыщенных жирных кислот, которое практически не в состоянии
удовлетворить потребность организма в них. Это бараний и говяжий жир, сливочное
масло и другие виды молочного жира.
Биологическую ценность жиров, кроме различных жирных кислот, определяют и
входящие в их состав жироподобные вещества - фосфатиды, стерины, витамины
Фосфатиды по своей структуре весьма близки к нейтральным жирам: чаще в
пищевых продуктах содержится фосфатид лецитин, несколько реже - кефалин.
Фосфатиды являются необходимой составной частью клеток и тканей, активно
участвуя в их обмене, особенно в процессах, связанных с проницаемостью
клеточных мембран. Особенно много фосфатидов в костном жире. Эти соединения,
принимая участие в жировом обмене, влияют на интенсивность всасывания жира в
кишечнике и использование их в тканях (липотропное действие фосфатидов).
Фосфатиды синтезируются в организме, но непременным условием их образования
являются полноценное питание и достаточное поступление белка с пищей.
Источниками фосфатидов в питании человека являются многие продукты, особенно желток
куриного яйца, печень, мозги, а также пищевые жиры, особенно нерафинированные
растительные масла.
Стерины также обладают высокой биологической активностью и участвуют в
нормализации жирового и холестеринового обмена. Фитостерины (растительные
стерины) образуют с холестерином нерастворимые комплексы, которые не
всасываются; тем самым предотвращается повышение содержания холестерина в
крови. Особенно эффективны в этом отношении эргостерин, который под действием
ультрафиолетовых лучей превращается в организме в витамин D, и стеостерин,
способствующий нормализации содержания холестерина в крови. Источники стеринов
- различные продукты животного происхождения (свиная и говяжья печень, яйца и
т. д.). Растительные масла теряют большую часть стеринов при рафинировании.
Жиры относятся к основным пищевым веществам, поставляющим энергию для
обеспечения процессов жизнедеятельности организма и "строительный
материал" для построения тканевых структур.
Жиры обладают высокой калорийностью, она превосходит теплотворную способность
белков и углеводов более чем в 2 раза. Потребность в жирах определяется
возрастом человека, его конституцией, характером трудовой деятельности,
состоянием здоровья, климатическими условиями и т. д. Физиологическая норма
потребления жиров с пищей для людей среднего возраста составляет 100 г в сутки
и зависит от интенсивности физической нагрузки. С возрастом рекомендуется
сокращать количество жира, поступающего с пищей. Потребность в жирах может быть
удовлетворена при употреблении различных жировых продуктов.
Оптимальным следует считать соотношение, когда животные жиры составляют
70% суточного потребления жиров, а растительные - 30% .
Среди жиров животного происхождения высокими пищевыми качествами и
биологическими свойствами выделяется молочный жир, используемый преимущественно
в виде сливочного масла. Этот вид жира содержит большое количество витаминов
(A, D2, E) и фосфатидов. Высокая усвояемость (до 95%) и хорошие вкусовые
качества делают сливочное масло продуктом, широко употребляемым людьми всех возрастов.
К животным жирам относятся также свиное сало, говяжий, бараний, гусиный жир.
Они содержат относительно немного холестерина, достаточное количество
фосфатидов. Вместе с тем их усвояемость различна и зависит от температуры
плавления. Тугоплавкие жиры с температурой плавления выше 37° (свиное сало,
говяжий и бараний жир) усваиваются хуже, чем сливочное масло, гусиный и утиный
жир, а также растительные масла (температура плавления ниже 37°). Жиры
растительного происхождения богаты незаменимыми жирными кислотами, витамином Е,
фосфатидами и легко усваиваются.
Биологическую ценность растительных жиров во многом определяют характер и
степень их очистки (рафинации), которую проводят для удаления вредных примесей.
В процессе очистки теряются стернны, фосфатиды в другие биологически активные
вещества. К комбинированным (растительным и животным) жирам относятся различные
виды маргаринов, кулинарные и др. Из комбинированных жиров наиболее
распространены маргарины. Их усвояемость близка к усвояемости сливочного масла.
Они содержат много витаминов A, D, фосфатидов и других биологически активных
соединений, необходимых для нормальной жизнедеятельности.
Возникающие при хранении пищевых жиров изменения приводят к снижению их
пищевой и вкусовой ценности. Поэтому при длительном хранении жиров их следует
оберегать от действия света, кислорода воздуха, тепла и других факторов. [11]
Обмен жиров начинается с их расщепления, происходящего в
желудочно-кишечном тракте под действием ферментов липаз. Предварительно жиры
подвергаются эмульгированию, размельчению жировых частиц до мельчайших капелек,
"плавающих" в водной фазе. В эмульгировании жиров огромную роль
играют желчные кислоты и их соли.
В эпителии тонкой кишки протекают непрерывные процессы синтеза жиров из
жирных кислот и глицерина, всосавшихся из кишечника. При колитах, дизентерии и
других заболеваниях тонкой кишки всасывание жиров и жирорастворимых витаминов
нарушается. Расстройства жирового обмена могут возникать в процессе
переваривания и всасывания жиров. Особенно большое значение эти заболевания
имеют в детском возрасте. Жиры не перевариваются при заболеваниях поджелудочной
железы (например, при остром и хроническом панкреатите). Расстройства
переваривания жиров могут быть связаны также с недостаточным поступлением желчи
в кишечник, вызванным различными причинами. И, наконец, переваривание и
всасывание жиров нарушаются при желудочно-кишечных заболеваниях,
сопровождающихся ускоренным прохождением пищи по желудочно - кишечному тракту,
а также при органическом и функциональном поражении слизистой оболочки кишок.
Существует еще одна группа заболеваний, причины которых неясны: целиакия
у детей (отравление организма продуктами неполного переваривания некоторых
белков), "самопроизвольный" жировой понос у взрослых и т. п. При этих
заболеваниях также нарушаются переваривание и всасывание жиров. Для определения
степени переваривания жиров исследуют кал на наличие жира.
Кровь человека содержит значительные количества нейтральных жиров,
свободных жирных кислот, фосфатидов, стеринов. Количество их меняется вне
зависимости от возраста, пищевой нагрузки, упитанности и физиологического
состояния организма. В норме оно колеблется от 400 до 600 мг. Однако общее
содержание липидов определяют редко, чаще измеряют количество отдельных фракций
и соотношение между ними. Повышенное содержание нейтральных жиров служит
признаком нарушения механизмов использования жиров, поступающих с пищей, для
построения жиров организма; кроме того, оно может свидетельствовать о переводе
части этих механизмов на повышенный синтез холестерина. Увеличенное содержание
липидов в крови (гиперлипемия) наблюдают при голодании, сахарном диабете,
нефрозах, острых гепатитах, экссудативном диатезе и некоторых других
заболеваниях. В последнем случае надо помнить, что нагрузка жирами больных
детей может привести к усилению кожных высыпаний.
Жировой обмен неразрывно связан с обменом углеводов. В норме в состав
тела человека входит 15% жиров, но при некоторых состояниях их количество может
достигать 50%. Наиболее распространено алиментарное (пищевое) ожирение, которое
наступает в тех случаях, когда человек ест высококалорийную пищу при небольших
энергетических затратах. При избытке углеводов в пище они легко усваиваются
организмом, превращаясь в жиры. Одним из способов борьбы с алиментарным
ожирением является физиологически полноценная диета с достаточным количеством
белков, жиров, витаминов, органических кислот, но при ограничении углеводов.
Патологическое ожирение наступает вследствие расстройства нейрогуморальных
механизмов регуляции углеводно-жирового обмена: при пониженной функции передней
доли гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половых желез и повышенной
функции поджелудочной железы.
Нарушения обмена жиров на различных этапах их обмена служат причиной
различных заболеваний. Серьезные осложнения наступают в организме при
расстройстве тканевого межуточного углеводно-жирового обмена. Чрезмерное
накопление различных липидов в тканях и клетках вызывает их разрушение,
дистрофию со всеми ее последствиями.
Дальнейшее изучение нарушений активности ферментов, участвующих в обмене
жиров, и обмена липидов на молекулярном и субклеточном уровнях позволит
разработать новые научные подходы к лечению болезнен человека, связанных с
нарушениями жирового обмена. [19]
.5 Обмен
нуклеотидов и его нарушения
Нуклеотидами называются соединения, состоящие из азотистого основания,
углевода-пентозы и фосфорной кислоты. Примером может служить уридиловая
кислота:
В типичном нуклеотиде связь между атомом "N" цикла и первым
атомом углерода пентоза - b-N-гликозидная, а связь между остатков фосфорной
кислоты и пятым атомом углерода пентозы - сложноэфирная.
Нуклеотиды могут быть разделены на классы по нескольким признакам:
а. По характеру входящего в них азотистого основания нуклеотиды могут
быть пуринового, пиримидинового, изоаллоксазинового и т.д. рядов.
б. По характеру углевода-пентозы они могут быть рибонуклеотидами
(содержат рибозу) или же дезоксирибонуклеотидами (содержат дезоксирибозу ). В
некоторых синтетических нуклеотидах или нуклеозидах встречается также
арабиноза.. По частоте встречаемости в составе нуклеиновых кислот нуклеотиды
делятся на главные и минорные. К минорным нуклеотидам относятся те нуклеотиды,
количество которых в составе ДНК не превышает 2-3 процентов от их общего числа;
на долю минорных нуклеотидов в РНК может приходится до 15-17% от их общего
количества. Минорные нуклеотиды образуются в клетках в результате химической
модификации главных нуклеотидов; они отличаются от главных нуклеотидов, или
особенностями структуры азотистых оснований (метилированные,
гидроксиметилированные, ацетилированные и т.д. производные), или особенностями
структуры углеводного компонента (как правило, это метилированные производные
пентоз), или аномальной структурой связи между азотистым основанием и пентозой
(так в псевдоуридиловой кислоты присутствует связь, которую можно назвать как
b-С5-гликозидную связь). К настоящему времени идентифицировано до пяти десятков
различных минорных нуклеотидов.
Нуклеотиды выполняют в клетках несколько функций:
Структурную функцию рибонуклеотиды пуринового или пиримидинового рядов
(АМФ, ГМФ,УМФ и ЦМФ и их минорные производные) также как и их
дезоксибонуклеотидные аналоги ( дАМФ, дГМФ, дТМФ и дЦМФ и их минорные
производные ), являются мономерными единицами нуклеиновых кислот;
Дифосфатные производные мононуклеотидов участвуют во многих
метаболических процессах в клетке в качестве активаторов переносчиков различных
группировок (Примерами могут служить УДФ-глюкоза, ГДФ-манноза, ЦДФ-холин и
др.);
АТФ и ГТФ выступают в клетке как аккумуляторы и переносчики энергии,
высвобождающейся при биологическом окислении:
НАД+, НАДФ+, ФАД, ФМН являются переносчиками восстановительных
эквивалентов в клетках (промежуточными переносчиками протонов и электронов );
Мононуклеотиды выступают в клетках в качестве биорегуляторов. Достаточно
вспомнить роль АТФ как аллостерического ингибитора ключевых ферментов ряда
метаболических путей (фосфофруктокиназы гликолитического метаболона или
цитрансинтазы цикла Кребса):
Такие соединения как цАМФ или цГМФ выполняют роль мессенджеров или вторых
вестников в реализации клеткой внеклеточного регуляторного сигнала (при
действии глюкагона на гепатоциты в ускорении мобилизации гликогена играет
существенную роль повышение концентрации цАМФ в этих клетках).
Скорость синтеза нуклеотидов должна соответствовать потребностям клетки,
в связи, с чем она должна эффективным образом регулироваться. В работе
механизмом регуляции синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов много
общего: решающую роль в регуляции играет ретроингибирование - снижение скорости
синтеза нуклеотидов при достижении их достаточной концентрации в клетках за
счет аллостерического ингибирования ключевых ферментов соответствующих
метаболических путей.
Основными регуляторными ферментами метаболического пути синтеза
пиримидиновых нуклеотидов являются карбамоилфосфатсинтетаза ( Е1 ) и
аспартаттранскарбамоилаза ( Е2 ). Активность первого фермента (Е1) ингибируется
по аллостерическому механизму высокими концентрациями УТФ в клетке, а
активность второго фермента (Е2) - высокими концентрациями ГТФ. Активность
карбамоифосфатсинтетазы, кроме того, активируется высокими концентрациями ФРПФ.
С другой стороны, синтез ФРПФ тормозится высокими концентрациями дТДФ за счет
аллостерического ингибирования ФРПФ - синтетазы (Е3). [11]
Накопление избыточных количеств пуриновых нуклеотидов в клетке также
приводит к торможению их синтеза.
Прежде всего, следует отметить, что накопление в клетке как адениловых,
так и гуаниловых нуклеотидов по аллостерическому механизму тормозит активность ФРПФ-синтетазы
(Е). Одновременно накопление АМФ и ГМФ также по аллостерическому механизму
снижает активность ФРПФ-амидотрансферазы (Е), причем ингибирующий эффект
высоких концентраций ГМФ более выражен, нежели у АМФ. Торможение пуриновыми
нуклеотидами активности ФРПФ-синтетазы имеет для регуляции их синтеза большее
значение, чем ингибирование ФРПФ-амидотрансферазы
Далее, избыточные концентрации АМФ ингибируют синтез АМФ из ИМФ, а
высокие концентрации ГМФ тормозят образование этого нуклеотида из ИМФ. В обоих
случаях работают механизмы аллостерического ингибирования ферментов,
участвующих в этих превращениях.
Наконец, синтез АМФ из ИМФ стимулируется ГТФ, поскольку ГТФ является
источником энергии для синтеза. В свою очередь, АТФ стимулирует синтез ГМФ из
ИМФ по той же самой причиной. Наличие этого регуляторного механизма позволяет
сбалансировать объемы синтеза адениловых и гуаниловых нуклеотидов в клетке.
Регуляция синтеза дезоксирибонуклеотидов обеспечивает скоординированный в
количественном отношении синтез различных дезоксинуклеотидов, необходимых для
последующей сборки дезоксиполинуклеотидных цепей ДНК. Важнейшую роль в этой
регуляции играет фермент рибонуклеозиддифосфатредуктаза. Этот фермент имеет два
типа аллостерических участков: один из них регулирует общую активность
фермента, а другой - субстратную специфичность. Общая каталитическая активность
снижается при связывании в первом центре дАТФ, последний, служит сигналом об
избытке дезоксинуклеотидов в клетке. Связывание различных дНуДФ ил дНуТФ в
аллостерических участках второго типа позволяет ферменту более или менее
избирательно нарабатывать недостающие в данный момент в клетке те или иные
дезоксирибонуклеозиддифосфаты
Пиримидиновые нуклеотиды не имеют специфических конечных продуктов
обмена, видимо, поэтому при состояниях, характеризующихся избыточным синтезом
пиримидинов, как правило, нет выраженных клинических признаков. При торможении
синтеза дезокситимидиловой кислоты, обусловленном недостатком в организме
фолиевой кислоты или кобаламина, идет одновременно и нарушение синтеза
пуриновых нуклеотидов, что проявляется в виде нарушения синтеза нуклеиновых
кислот с развитием той или иной формы анемии.
Наиболее известным вариантом нарушения синтеза пиримидинов является
оротатацидурурия - повышенное выделение с мочой продукта неполного синтеза
пиримидинов - оротовой кислоты. Оротатацидурия чаще всего является следствием
генетически обусловленного нарушения синтеза двух ферментов:
оротат-фосфорибозилтрансферазы и оротидилатдекарбоксилазы. Синтезируемая
оротовая кислота не используется в клетках и накапливается в органах и тканях,
она в повышенных количествах выделяется с мочой.
Для детей с этой патологией характерны отставание в развитии,
мегалобластическая анемия и "оранжевая кристаллоурия", последняя
обусловлена образованием в моче кристаллов оротовой кислоты, имеющих оранжевый
цвет. Для лечения таких детей используется уридин который, достаточно хорошо
усваиваивается организмом, однако уридин становится еще одним незаменимым
компонентом пищи.
Наиболее известным заболеванием, тесно связанным с нарушением обмена
пуриновых нуклеотидов, является подагра. У больных с этой патологией
наблюдается повышенное содержание мочевой кислоты в крови и тканях, а также
избыточное количество уратов в моче. В норме концентрация мочевой кислоты в
крови и других биологических жидкостях достаточно близка к насыщающей. Поэтому
повышение ее содержания в биологических жидкостях приводит к появлению в них
кристаллов мочевой кислоты. Если кристаллы появляются в суставной жидкости,
развивается подагрические артриты. Выпадение кристаллов мочевой кислоты
непосредственно в ткани вызывает асептическое воспаление с последующим
инкапсулированием образовавшихся кристаллов и формированием подагрических
узелков. Наиболее тяжелым проявлением этого заболевания является подагрическая
нефропатия с нарушением функции почек.
При снижении активности гипоксантин - гуанин фосфорибозилтрансферазы в
клетках снижается уровень повторного использования образующихся в них
гипоксантина и гуанина за счет торможения "синтеза сбережения".
Возникает нехватка пуриновых нуклеотидов, которая компенсируется
активацией синтеза пуринов, что в конечном итоге ведет к повышенному
образованию пуринов в организме и, соответственно, к повышения содержания
мочевой кислоты в организме.
При полном отсутствии в клетках
гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы развивается болезнь Леш-Нихана, для
которой характерны высокий уровень гиперурикемии, камни в мочевыводящих путях,
корковый паралич, судороги и крайне агрессивное поведение.
Гиперурикемия может также встречаться при воздействии на человека
ионизирующей радиации. В этом случае гиперурикемия является отражением
интенсификации распада нуклеиновых кислот в облученных органах и тканях. [14]
Таким образом, в школьном курсе биологии формируется понятие «Обмен
веществ» - как единый процесс, осуществляющийся на уровне целостного организма,
он складывается из метаболических процессов, происходящих в каждой отдельной
клетке. Сутью метаболизма является все многообразие превращений веществ в организме,
которые происходят либо с затратой, либо с освобождением энергии. Поэтому общий
процесс метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой:
Основные этапы обмена веществ у детей с момента рождения до формирования
взрослого организма имеет ряд своих особенностей. При этом меняются
количественные характеристики, происходит качественная перестройка обменных
процессов. У детей, в отличие от взрослых, значительная часть энергии
расходуется на рост и пластические процессы, которые наиболее велики у
новорожденных и детей раннего возраста.
Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) - это совокупность реакций синтеза,
протекающих в клетках. При этом из более простых веществ синтезируются более
сложные вещества.
Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) - это совокупность реакций
расщепления и распада. Более сложных, органических веществ до более простых,
вплоть до углекислого газа и воды.
Пластический и энергетический обмены (ассимиляция и диссимиляция)
находятся между собой в неразрывной связи. В организме постоянно протекают
процессы распада белковых молекул и биосинтеза нового белка. Белки в живом
организме находятся в динамичном состоянии и постоянно обновляются. Происходит
непрерывный обмен аминокислот между тканями, между вновь поступившими с пищей
аминокислотами и «старыми». Белки слизистой кишечника, печени, поджелудочной
железы характеризуются наивысшей скоростью обновления. Белки мышц, коллаген
кожи и костей обновляются очень медленно.
Глава ІІ. Изучение уровня обмена веществ у учащейся молодежи
(экспериментальное исследование)
.1 Объект
и методы исследования
Эксперимент проводился на базе кафедры Биологии и биологического
образования ЕГФ БГПУ им М.Акмуллы. в эксперименте участвовали 22 человека: 11
юношей и 11 девушек - студентов в возарсте 20 -21 год, проживающих в общежитии
г.Уфы.
Исследовали уровень основного обмена с помощью расчетных таблиц Бенедикта
- Гаррисона (приложение 1).
Для этого предварительно измеряем рост в сантиметрах с помощью
медицинского ростомера, массу тела с помощью электронных весов, уровень
артериального давления с помощью тонометра OMRON и рассчитывали пульсовые давление, кроме того
регистрировали частоту сердечных сокращений.
Расчетные таблицы составлены с учетом роста и возраста (для мужчин и
женщин отдельно) по массе тела ( м. таблицы 1 -5 в приложении 1).
Находят два числа: первое число по росту и возрасту, второе число по
массе. Оба числа суммируют и получают значение нормального основного обмена за
сутки (3 число), что является среднестатистической нормой.
Формула Рида позволяет вычислить процент отклонения индивидуальной
величины основного обмена от среднестатистической нормы.
Расчет степени отклонения основного обмена от нормы проводят по формуле:
Степень отклонения = 0,75 * (ЧСС + ПД * 0,74)-72;
где: ЧСС - частота сердечных сокращений
ПД - пульсовое давление.
По росту и массе тела рассчитывали площадь поверхности тела с
использование номограммы (рис.1)
Для определения площади поверхности тела нужно соединить прямой линией
(линейкой) показатели массы тела (кг) и длины (см). Число, через которое
пройдет линия на шкале «поверхность тела», будет характеризовать величину
поверхности тела конкретного испытуемого в м2.
Определение основного обмена на I м2 поверхности тела.
а) Определение основного обмена на 1 м поверхности тела производится по
следующей формуле:
ООп = ООсут/ПТ
где, ООп - основной обмен на 1м2 поверхности тела (ккал/ м2);
ОО сут. - величина основного обмена за сутки (ккал);
ПТ - поверхность тела (м2).
Для выявления связи между уровнем основного обмена и дыханием определяем
объем жизненной емкости легких с помощью воздушного спирометра.
Значение фактического обмена веществ определили расчетным методом, исходя
из реальных энергозатрат в стуки
Таблица 1 Затрата энергии при различных видах работ
|
Виды работ
|
Увеличение в процентах к
основному обмену
|
|
Занятия в школе, слушание
лекций, докладов
|
45
|
|
Самостоятельные умственные
занятия
|
60
|
|
Спокойное сидение
|
20
|
|
Чтение вслух, разговор
писание
|
30
|
|
Ручное шитье, вязание
|
40
|
|
Работа на пишущей машинке
|
80
|
|
Работа наборщика, глажение
белья
|
90
|
|
Работа столяра
|
200
|
|
Работа пильщика, лесоруба
|
500
|
|
Подметание пола
|
120
|
|
Спокойное стояние
|
40
|
|
Ходьба прогулочная
|
150
|
|
Быстрая ходьба
|
275
|
|
Плавание
|
400
|
|
Бег медленный
|
500
|
|
Бег быстрый
|
700
|
|
Бег с максимальной
скоростью
|
900
|
Под основным обменом понимают минимальный уровень энергозатрат,
необходимых, для поддержания жизнедеятельности организма в условиях,
относительно полного, физического, эмоционального и психического покоя. В
состоянии относительного покоя энергия затрачивается на осуществление функций
нервной системы, постоянно идущий синтез веществ, работу ионных насосов,
поддержание температуры тела, деятельность дыхательной мускулатуры, гладких
мышц, работу сердца и почек.
Энергозатраты организма возрастают при физической и умственной работе,
психоэмоциональном напряжении, после приема пищи, при понижении температуры
среды. Для того, чтобы исключить влияние перечисленных факторов на величину
энергозатрат, определение основного обмена проводят в стандартных строго
контролируемых условиях: утром, в положении лежа, при максимальном расслаблении
мышц, в состоянии бодрствования, в условиях температурного комфорта (около 22
°С), натощак (через 12-14 ч после приема пищи). Полученные в таких условиях
величины основного обмена характеризуют исходный «базальный» уровень
энергозатрат организма.
Для исследования выполнения энергозатрат студенты самостоятельно
рассчитывали пищевой рацион в течение недели по нижеприведенной методике.
Составление пищевого рациона. Берут суточную
потребность в килокалориях, белков, жиров и углеводов и делят эти величины на
части, соответствующие завтраку (30%), обеду (50%) и ужину (20%). Это исходные
величины. Составляют меню по таблице, в которой указано содержание в пищевых
продуктах (на 100 г питательных веществ и их калорийность). Выбирают
требующиеся продукты и берут нужное их количество.
Таблица 2 Количество усвояемых веществ и калорий в 100
г продукта (по О.П.Молчановой)
|
Наименование Продукта
|
Белки (г)
|
Жиры (г)
|
Углеводы (г)
|
Калории
|
|
хлеб ржаной
|
5,5
|
0,6
|
39,8
|
199
|
|
хлеб пшеничный
|
6,9
|
0,4
|
45,2
|
217
|
|
макароны, лапша
|
9,3
|
0,5
|
73,3
|
344
|
|
печенье разное
|
7,4
|
10,3
|
65,1
|
393
|
|
крупа гречневая
|
8,0
|
1,6
|
64,4
|
312
|
|
крупа манная
|
8,0
|
0,8
|
73,6
|
342
|
|
Пшено
|
7,4
|
1,9
|
62,4
|
303
|
|
Рис
|
6,5
|
1,2
|
71,7
|
332
|
|
Горох
|
19,3
|
3,2
|
50,3
|
315
|
|
говядина средняя
|
16,0
|
4,3
|
0,5
|
108
|
|
баранина жирная
|
12,8
|
24,2
|
-
|
275
|
|
баранина тощая
|
13,9
|
4,8
|
-
|
102
|
|
свинина жирная
|
Н,7
|
30,2
|
-
|
329
|
|
свинина тощая
|
16,2
|
5,4
|
-
|
117
|
|
телятина жирная
|
14,7
|
5,8
|
|
114
|
|
телятина тощая
|
15,5
|
0,6
|
-
|
0
|
|
Печень
|
8,6
|
8,8
|
|
117
|
|
Курица
|
16,0
|
4,1
|
0,9
|
103
|
Таблица 3 Количество усвояемых веществ и калорий в
100г продукта (по О.П.Молчановой) (продолжение)
|
Наименование ПродуктаБелки
(г)Жиры (г)Углеводы (г)Калории
|
|
|
|
|
|
хлеб ржаной
|
5,5
|
0,6
|
39,8
|
199
|
|
хлеб пшеничный
|
6,9
|
0,4
|
45,2
|
217
|
|
макароны, лапша
|
9,3
|
0,5
|
73,3
|
344
|
|
печенье разное
|
7,4
|
10,3
|
65,1
|
393
|
|
крупа гречневая
|
8,0
|
1,6
|
64,4
|
312
|
|
крупа манная
|
8,0
|
0,8
|
73,6
|
342
|
|
Пшено
|
7,4
|
1,9
|
62,4
|
303
|
|
Рис
|
6,5
|
1,2
|
71,7
|
332
|
|
Горох
|
19,3
|
50,3
|
315
|
|
говядина средняя
|
16,0
|
4,3
|
0,5
|
108
|
|
баранина жирная
|
12,8
|
24,2
|
-
|
275
|
|
баранина тощая
|
13,9
|
4,8
|
-
|
102
|
|
свинина жирная
|
Н,7
|
30,2
|
-
|
329
|
|
свинина тощая
|
16,2
|
5,4
|
-
|
117
|
|
телятина жирная
|
14,7
|
5,8
|
|
114
|
|
телятина тощая
|
15,5
|
0,6
|
-
|
0
|
|
Печень
|
8,6
|
8,8
|
|
117
|
|
Курица
|
16,0
|
4,1
|
0,9
|
103
|
Усвояемость пищи - это степень использования содержащихся в ней пищевых
(питательных) веществ организмом. Усвояемость пищевых веществ зависит от их
способности всасываться из желудочно-кишечного тракта. Количественная
способность к всасыванию (коэффициент усвояемости) выражается в процентах к
общему содержанию данного пищевого вещества в продукте или рационе. Например, с
пищей поступило в сутки 20 мг железа, а всосалось из кишок в кровь 2 мг;
коэффициент усвояемости железа составляет 10%. Коэффициенты усвояемости пищевых
веществ зависят от особенностей пищеварения. При смешанном (состоящем из
животных и растительных продуктов) питании коэффициент усвояемости белков
составляет в среднем 84,5%, жиров - 94%, углеводов (сумма усвояемых и
неусвояемых углеводов) - 95,6%. Эти коэффициенты используют при расчетах
питательной ценности отдельных блюд и всего рациона. Усвояемость пищевых
веществ из отдельных продуктов отличается от указанных величин. Так,
коэффициент усвояемости углеводов овощей в среднем 85%, сахара- 99%.
2.2
Результаты исследования и их обсуждение
Первым этапом нашего исследования явилось определение морфофункциональных
показателей, необходимых для определния уровня основного обмена. Данные
представлены в таблицах №3,4 для юношей и девушек отдельно.
Таблица 3 Морфофункциональные показатели у юношей.
|
Испытуемый
|
Возраст (полных лет)
|
Рост (см)
|
Масса тела (кг)
|
ЧСС (уд/мин)
|
СД (мм.рт.ст)
|
ДД(мм.рт.ст)
|
ПД (мм.рт.ст)
|
|
А.М.
|
20
|
169
|
64
|
72
|
111
|
63
|
48
|
|
Б.А
|
20
|
177
|
63
|
79
|
122
|
64
|
58
|
|
В.Д.
|
20
|
172
|
62
|
74
|
115
|
74
|
41
|
|
Г.В.
|
20
|
168
|
71
|
76
|
128
|
73
|
55
|
|
И.М.
|
21
|
162
|
48
|
72
|
106
|
65
|
41
|
|
Л. Д.
|
20
|
161
|
63
|
76
|
106
|
70
|
36
|
|
Н.В.
|
20
|
162
|
66
|
80
|
110
|
66
|
44
|
|
О.Г.
|
20
|
169
|
72
|
79
|
108
|
65
|
43
|
|
С. А.
|
21
|
165
|
65
|
72
|
109
|
68
|
41
|
|
У.Р.
|
20
|
175
|
70
|
80
|
105
|
70
|
35
|
|
Я.С.
|
20
|
170
|
74
|
78
|
110
|
71
|
39
|
|
|
1844
|
718
|
848
|
1230
|
749
|
481
|
Средние показатели для данной выборки составили:
Рост =167,0 +\-98,см
Масса тела = 65,0+\-8,0 кг,
ЧСС =77+/- 11,0 уд/мин,
СД=111,8+\- 6,5 мм.рт.ст.,
ДД приблизительно 68,0+\-7,0 мм.рт.ст.,
ПД около 44 мм.рт.ст.
Все морфофизиологические показатели соответствуют возрастным физиологическим
нормам.
Таблица 4 Морфофункциональные показатели у девушек.
|
Испытуемый
|
Возраст (полных лет)
|
Рост (см)
|
Масса тела (кг)
|
ЧСС (уд/мин)
|
СД (мм.рт.ст)
|
ДД (мм.рт.ст)
|
ПД (мм.рт.ст)
|
|
А.А.
|
20
|
158
|
46
|
80
|
116
|
75
|
41
|
|
Б.В.
|
20
|
158
|
59
|
77
|
96
|
62
|
34
|
|
Ш.З.
|
20
|
166,4
|
59
|
78
|
116
|
68
|
48
|
|
И.Р.
|
20
|
167
|
50
|
78
|
118
|
70
|
48
|
|
М.И.
|
20
|
154
|
54
|
75
|
109
|
63
|
46
|
|
О.Л.
|
20
|
162
|
53
|
74
|
112
|
69
|
43
|
|
Д.П.
|
20
|
161
|
51
|
78
|
113
|
59
|
54
|
|
Г.З.
|
21
|
167
|
58
|
75
|
119
|
59
|
60
|
|
И.Т.
|
20
|
166
|
51
|
76
|
112
|
80
|
32
|
|
К.О.
|
20
|
146
|
45
|
80
|
113
|
60
|
53
|
|
А.М.
|
20
|
165
|
56
|
75
|
99
|
63
|
36
|
Рост =161,0 +\-8,0 см
Масса тела = 53,0+\-6,4 кг
ЧСС = 76,9+\-13,7 уд/мин
СД= 111,8+\-8,5 мм рт.ст
ДД= 66,0+\-12 мм рт.ст.
ПД= около 45,8 мм рт.ст.
Средние показатели для данной выборки девушек, составил рост 161,0+/- 8,0
сантиметров, масса 53,0 +/- 6,4 кг.
У большинства обследованных нами студентов, отмечается формирование
телосложения по астеническому типу, который характеризуется некоторым дефицитом
массы тела, отсутствием крепости телосложения, продольным ростом, что
свидетельствует о нарастании в настоящее время процессов децелерации роста и
развития.
Следующим этапом исследования явилось расчет уровня основного обмена и
фактических энергозатрат. Результаты представлены в нижеприведенных таблицах
Значения основного обмена у юношей.
Таблица 5. Значения основного обмена и фактических энергозатрат у юношей
|
Показатель Ф.И.
|
Показатели
|
|
|
Основной обмен (по
таблицам)
|
Отклонение от основного
обмена %
|
Уровень реального обмена,
(ккал)
|
Фактический обмен (ккал)
|
|
1ЧИСЛО
|
2ЧИСЛО
|
3 ЧИСЛО
|
|
|
|
|
А.М.
|
679
|
812
|
1654
|
+27
|
2123
|
3566
|
|
Б.А
|
615
|
770
|
1666
|
+25
|
2343
|
3456
|
|
В.Д.
|
719
|
919
|
1638
|
+15
|
1883
|
2675
|
|
Г.В.
|
648
|
1049
|
1691
|
+23
|
2079
|
2879
|
|
И.М.
|
190
|
1105
|
1295
|
+12
|
1453
|
1890
|
|
Л. Д.
|
183
|
1114
|
1297
|
+13
|
1809
|
2005
|
|
Н.В.
|
523
|
986
|
1325
|
+22
|
1852
|
3210
|
|
О.Г.
|
421
|
562
|
1239
|
+21
|
2150
|
2985
|
|
С. А.
|
223
|
456
|
1365
|
+19
|
2236
|
3240
|
|
У.Р.
|
265
|
654
|
1495
|
+23
|
2654
|
3256
|
|
Я.С.
|
495
|
786
|
1698
|
+26
|
3120
|
|
|
|
|
|
1766
|
2934
|
Среднестатистический уровень обмена веществ у юношей составил 1766+\- 144
ккал, а фактического обмена 2934 +-198 ккал.
Таблица 6 Значения основного обмена и фактических энергозатрат у девушек.
|
Ф.И.О.
|
Показатели
|
|
|
Основной обмен (по
таблицам)
|
Отклонение от основного
обмена(%)
|
Уровень реального обмена,
(ккал)
|
Фактический обмен (ккал)
|
|
1 ЧИСЛО
|
2 ЧИСЛО
|
3 ЧИСЛО
|
|
|
|
|
А.А.
|
198
|
1095
|
1293
|
+18
|
1529
|
1786
|
|
Б.В.
|
198
|
1219
|
1417
|
+12
|
1588
|
1668
|
|
Ш.З.
|
213
|
1219
|
1432
|
+28
|
1835
|
2000
|
|
И.Р.
|
213
|
1133
|
1346
|
+20
|
1623
|
1879
|
|
М.И.
|
186
|
1172
|
1358
|
+9,
|
1490
|
1657
|
|
О.Л.
|
156
|
1234
|
1345
|
+18
|
1346
|
1789
|
|
Д.П.
|
172
|
1145
|
1267
|
+10
|
1276
|
1657
|
|
Г.З.
|
178
|
1222
|
1324
|
+10
|
1736
|
1980
|
|
И.Т.
|
166
|
1322
|
1453
|
+23
|
1289
|
1806
|
|
К.О.
|
178
|
1300
|
1245
|
+13
|
1444
|
1980
|
|
А.М.
|
166
|
1100
|
1345
|
+15
|
1443
|
1657
|
|
1509
|
1805
|
Определение основного обмена, согласно этим таблицам, у девочек
нормального телосложения дают приблизительно верные (ошибка 5-8 %) величины
затраты энергии. Несоразмерно высокие данные для определенной массы тела,
роста, возраста и поверхности тела величины основного обмена наблюдаются при
избыточной функции щитовидной железы. Понижение основного обмена встречается
при недостаточности щитовидной железы (микседема), гипофиза, половых желез.
Среднестатистические значения уровня обмена веществ у девушек составил
1509+\-147 ккал, фактические энергозатраты 1805 +\-1718 ккал
Следующим этапом работы являются исследование восполнения энергетических
затрат за счет компонентов пищи
Таблица 7 Восполнение энергозатрат у юношей
|
Ф.И.О.
|
Реально затратил
|
восполнил
|
|
|
Б (%)
|
Ж(%)
|
У(%)
|
Общая калорийность
|
|
А.М.
|
3566
|
34
|
21
|
45
|
1145
|
|
Б.А
|
3456
|
34
|
22
|
44
|
3127
|
|
В.Д.
|
2675
|
33
|
21
|
46
|
2077
|
|
Г.В.
|
2879
|
17
|
21
|
62
|
1762
|
|
И.М.
|
1890
|
26
|
34
|
40
|
2350
|
|
Л. Д.
|
2005
|
35
|
23
|
58
|
2239
|
|
Н.В.
|
3210
|
22
|
23
|
55
|
2215
|
|
О.Г.
|
2985
|
20
|
16
|
74
|
1765
|
|
С. А.
|
3240
|
29
|
25
|
54
|
2235
|
|
У.Р.
|
3256
|
21
|
19
|
60
|
2213
|
|
Я.С.
|
2135
|
25
|
31
|
44
|
2365
|
|
2934
|
|
|
|
2135
|
В среднем энергозатраты восполнялись по 2135+\-156 ккал, против 2934
+\-198ккал затраченных, то есть из представленных данных следует, что замена не
у всех юношей имеется восполнение фактических энергозатрат, а соотношение в
пище Белков : Жиров : Углеводов также не соблюдается
Таблица 8 Восполнение энергозатрат у девушек.
|
Ф.И.О.
|
Фактический затратила
|
Восполнение энергозатрат
|
|
|
Белки
|
Жиры
|
Углеводы
|
Общее
|
|
А.А.
|
1786
|
16
|
15
|
69
|
1861
|
|
Б.В.
|
1668
|
18
|
31
|
51
|
747
|
|
Ш.З.
|
2000
|
14
|
16
|
70
|
925
|
|
И.Р.
|
1879
|
16
|
10
|
74
|
947
|
|
М.И.
|
1657
|
10
|
16
|
68
|
1618
|
|
О.Л.
|
1789
|
15
|
14
|
71
|
1448
|
|
Д.П.
|
1657
|
16
|
25
|
59
|
758
|
|
Г.З.
|
1980
|
23
|
10
|
67
|
1529
|
|
И.Т.
|
1806
|
16
|
12
|
72
|
1556
|
|
К.О.
|
1980
|
11
|
16
|
73
|
1357
|
|
А.М.
|
1657
|
18
|
25
|
57
|
1987
|
|
1805
|
|
|
|
1339
|
Как следует из данных таблицы 8 при реальных энергозатрах на уровне
1805+\-171 ккал в сутки в сутки восполняется только 1339+\-95ккал. Соотношение
в пище Белков: Жиров: Углеводов хотя не соответствует нормам рационального
питания, но ближе к этим нормам по сравнению с юношами.
Сравнительный анализ восполнения затрат, показал, что у исследуемых
юношей разница между уровнем реального обмена и фактическим обменом
значительна, как у юношей, так и у девушек.
Мы можем сказать, что исследуемые для обеспечения роста и развития
нуждаются в белковом оптимуме, а не минимуме, а потребность организма в белках
на 1 кг веса в сутки в среднем 75-80 г.
Так как жиры используются организмом человека как источник энергии и как
пластический материал, но они имеют и важнейшее защитное значение, так как
необходимы для образования антител, обеспечивая врожденный и приобретенный
иммунитет, входят в состав витаминов. Кроме того, жиры защищают пищеварительный
канал человека от повреждения его грубой пищей. Жир и жироподобные вещества -
липиды (фосфолипиды и стероиды) должны быть обязательной составной частью пищи.
Учащиеся должны получать 2,25 г жиров на 1 кг веса, что равно 25-30% калорий в
сутки. В наших исследованиях эти цифры составили у юношей 20-25 и у девушек
20-25 процентов
У обследуемых 57-74% всех калорий, освобождается при расщеплении
углеводов, а количество потребляемых углеводов колеблется от 8-9 до 12-15г на
1кг веса в сутки.
По проведенному анализу особенностей обмена веществ, можно сказать, что
кроме белков, жиров и углеводов, учащимся необходимы также витамины,
микроэлементы, физиологическое значение которых очень велико. Они необходимы
для синтеза гормонов, ферментов, осуществления важнейших функций организма-
обмена веществ, кроветворения, дыхания и др.
В данном исследовании решены экспериментальные задачи по определению
белков, жиров и углеводов в продуктах питания. В задачу нашего исследования
входило нахождение пути решения проблемных вопросов о пищевой ценности
продуктов питания.
Таблица 9 Соотношение покзаателей ЖЕЛ, площади поверхности тела и ОО/м2
|
Ф.И.О.
|
Объем легких (л)
|
S тела (м2)
|
ОО/м2
|
|
А.М.
|
3,8
|
1,76
|
1206
|
|
Б.А
|
3,6
|
1,63
|
1437
|
|
В.Д.
|
4,2
|
1,89
|
996
|
|
Г.В.
|
3,5
|
1,57
|
1324
|
|
И.М.
|
1,8
|
1,55
|
937
|
|
Л. Д.
|
2,2
|
1,56
|
1159
|
|
Н.В.
|
3,6
|
1,22
|
1518
|
|
О.Г.
|
3,2
|
1,44
|
1493
|
|
С. А.
|
2,1
|
1,56
|
1433
|
|
У.Р.
|
2,5
|
1,58
|
1679
|
|
Я.С.
|
2,9
|
1,32
|
1617
|
|
|
|
1345
|
Функциональное нарушение всех или отдельных звеньев легочного дыхания
способствует компенсаторному напряжению дыхательной системы и приводит к
снижению функциональных возможностей организма
У юношей, отмечено отклонение показателя ЖЕЛ от должных значений, но с
наименьшей встречаемостью и степенью выраженности.
Средний показатель основного обмена у юношей 1345 +/- 112 м2
Таблица 10 Соотношение показателей ЖЕЛ, площади поверхности тела и ОО/м2
|
Ф.И.О.Объем легких (л)S
тела (м2)ОО/м2
|
|
|
|
|
А.А.
|
2,5
|
1,35
|
1132
|
|
Б.В.
|
2,5
|
1,56
|
1017
|
|
Ш.З.
|
2,8
|
1,44
|
1274
|
|
И.Р.
|
2,4
|
1,32
|
1319
|
|
М.И.
|
2,3
|
1,43
|
1041
|
|
О.Л.
|
2,6
|
1,38
|
975
|
|
Д.П.
|
2,5
|
1,36
|
938
|
|
Г.З.
|
2,6
|
1,5
|
1285
|
|
И.Т.
|
3,5
|
1,45
|
889
|
|
К.О.
|
2,6
|
1,23
|
|
А.М.
|
2,5
|
1,61
|
896
|
|
|
|
1090
|
Средний показатель основного обмена у девушек 1090 +/- 158 м2
В литературе имеются указания на наличие корреляции ме6жду массой тела и
уровнем основного обмена - это так называемое «правило поверхности». В нашем
исследовании это правило так же подтверждается как для юношей ,так и для
девушек (рис.1)
Мы попытались установить связь межу интегральным показателем работы
дыхательной системы - ЖЕЛ и основным обменом на м 2 (ОО/ м 2).
Однако четкой зависимости между этими показателями обнаружено не было.
Если расчет интенсивности основного обмена производить не на единицу
веса, а на единицу площади, то выясняется, что индивидуальные различия величины
основного обмена менее значительны. На основании фактов, свидетельствующих о
наличии закономерной связи между интенсивностью обмена веществ и величиной
поверхности, даже в том случае, когда соблюдаются все стандартные условия для
определения основного обмена, интенсивность процессов обмена подвергается
суточным колебаниям: она возрастает утром и снижается в ночной период.
По проведенной работе, можно сказать, что у девушек, так и как и у
мальчиков недостаточно происходит восполнение пластических и энергетических затрат
за счет компонентов пищевого рациона.
Для поддержания процессов жизнедеятельности питание должно обеспечивать
все пластические и энергетические потребности организма. С пищей организм
получает вещества, необходимые для биосинтеза, обновления биологических
структур. Энергия поступающих в организм питательных веществ преобразуется и
используется для синтеза компонентов клеточных мембран и органелл клетки, для
выполнения механической, химической, осмотической и электрической работы.
Биологическая и энергетическая ценность пищевых продуктов определяется
содержанием в них питательных веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов,
минеральных солей, органических кислот, воды, ароматических и вкусовых веществ.
Важное значение, имеют такие свойства питательных веществ, как их
перевариваемость и усвояемость.
Потребность организма в пластических веществах может быть удовлетворена
тем минимальным уровнем их потребления с пищей, который будет уравновешивать
потери структурных белков, липидов и углеводов при поддержании энергетического
баланса. Эти потребности индивидуальны и зависят от таких факторов, как возраст
человека, состояние здоровья, интенсивность и вид труда.
Питательные вещества необходимы организму для восполнения запасов
энергии, для образования новых клеток взамен погибших, для роста,
жизнедеятельности и продолжения рода. Общее количество поступающих в организм
питательных веществ и энергии должно быть равно сумме веществ, израсходованных
на образование новых тканей, веществ, удаленных из организма, и всей
затраченной энергии.
Выводы
1. Уровень реального основного обмена у юношей и девушек не соответствует
физиологической норме и составляет в среднем: У юношей: 1766+\- 144 ккал, у
девушек составил 1509+\-147 ккал.
2. Фактический уровень энергозатрат у учащейся молодежи составляет
соответственно: 2934 +-198 ккал у юношей и 1805 +\-171ккал у девушек.
Фактические энергозатраты организма не компенисруются за счет пищевых продуктов
как у юношей, так и у девушек.
3. Восполняемость энергозатрат организма у молодежи компенсируется
в основном за счет углеводов, но не соответсвует фактическому уровню.
Энергозатраты организма компенсируются за счет биохимической энергии,
восполняемой за счет роста потребления пищи или более эффективного его
расходования.
4. Содержание белков в пищевом рационе жиров, углеводов: у юношей
(белки), жиры (15), углеводы (55); у девушек 25 (белки), жиры(25),
углеводы(50) процентов, что не соответствуют физиологической норме.
Не обнаружено связи между уровнем жизненной емкостью легких и интенсивностью
основного обмена, однако «правило поверхности» соблюдается.
5. Данные полученные в процессе исследования уровня обмена студентов можно
использовать при проведении цикла уроков на тему: «обмен веществ» в 9 классе
общеобразовательной школы.
обмен веществ школьный биология урок
Глава ІІІ. Методика проведения урока по теме «Обмен веществ»
в ІХ классе общеобразовательной школы
Современный этап педагогической практики - это переход от
информационно-объяснительной технологии обучения к деятельностно -развивающей,
формирующей широкий спектр личностных качеств учащегося
Важным становится не только усвоение знаний, но и сами способы усвоения и
переработки учебной информации, развитие познавательных сил и творческого
потенциала учащихся. Этим требованиям отвечает представленный урок-практикум.
Уроки на тему «Обмен веществ и энергии». Данная тема имеет обобщающий
характер. В ней учащиеся закрепляют имеющиеся у них знания об основных
жизненных функциях человеческого организма. Неполные знания учащихся о внутриклеточных
изменениях веществ в этой теме расширяются и углубляются, у учащихся
формируется понятия об обмене веществ и энергии как совокупность жизненных
функций человеческого организма.
При изучении темы, раскрываются значение знаний о нормах питания в связи
с определенным видом деятельности человека для сохранения здоровья и
работоспособности;
Изучаются суточные затраты энергии у людей разных профессий, от чего
зависит интенсивность обмена веществ; научить рассчитывать энергетический
баланс, определять основной и общий обмен, суточный рацион, с учетом правил
рационального питания.
Тема является завершающей в блоке, посвященном изучению процессов
питания, дыхания, выделения и транспорта веществ, обеспечивающих обмен веществ
в клетках живых организмов; материалы урока позволяет систематизировать знания
учащихся.
Задачи:
Образовательная:
· усвоение учащимися понятий “обмен веществ” и “обмен энергии”,
их значения для организма, осознание взаимосвязи процессов жизнедеятельности в
организме;
· получение представления о теплокровных и холоднокровных
животных;
· систематизация знаний по разделам “Питание”, “Дыхание”,
“Кровообращение”, “Выделение”.
Развивающая:
· совершенствование учащимися умения анализировать,
конкретизировать, перекодировать учебную информацию, обобщать и делать выводы;
· развитие логического и системного мышления;
· развитие мировоззрения: представлений о целостности
организма, взаимосвязи его жизненных функций; о взаимосвязи и взаимозависимости
организмов в природе, их связи с компонентами неживой природы;
· подведение учащихся к пониманию экологических и химических
закономерностей, законов термодинамики.
Воспитательная: воспитание патриотизма, уважения к традициям и мудрости
нашего народа; совершенствование учащимися навыков культуры труда, коммуникативных
навыков: умения слушать и слышать товарища, участвовать в совместном решении
проблем; совершенствование эстетического восприятия.
В ходе проведения урока учитель должен:
· Сформулировать и расширить знания о видах обмена веществ и
энергии.
· Научить школьников различать составляющие обмена веществ
(ассимиляция и диссимиляция) и доказать, что эти процессы протекают
параллельно.
· Выявить этапы обмена веществ и его роль в жизнедеятельности.
Повторить строение и функции органических веществ.
По данной теме целесообразно использовать следующие виды работ:
. Актуализация знаний учащихся (фронтальный опрос)
. Изучение нового материала (объяснение учителя)
а) Объяснение понятия обмена веществ.
Объяснения учителя должны сопровождаться построением опорно-логической
схемы на доске (рис 2). Данную схему можно показать, используя современные
компьютерные технологии
Рис.2 Обмен веществ и энергии
б) Классификация видов обмена веществ по агрегатному состоянию.
Учитель просит вспомнить школьников, какими веществами может обмениваться
организм с окружающей средой и на основе ответов учащихся составляется
классификация:
. Обмен газов
. Обмен воды и водных растворов
. Обмен органических веществ, включающих в себя белки, жиры, углеводы.
Более подробно вспоминают обмен органических веществ, опираясь на
графическое изображение материала. Рисунок 3. учитель может заполнять вместе с
учащимися, при этом школьники вспоминают строение органических веществ и их
функции.
Рис. 3 Обмен органических веществ
в) Выявление взаимосвязи органических веществ с использованием рис. 4:
Рис. 4 Взаимосвязь белков, жиров, углеводов
Учащиеся, опираясь на свои предыдущие знания, используя схему,
предложенную учителем, делают вывод о наличии взаимосвязи между органическими
веществами в организме.
Перед учащимися ставится цель повторить строение и значение ферментов,
АТФ.
После работы со схемой учащимися под руководством педагога суммируются
знания об обмене веществ.
3. Закрепление знаний
Учитель предлагает ученикам объяснить схему обмена веществ с учетом
приобретенных на уроке знаний.
Рис.5. Обмен веществ
1. Высокомолекулярные органические вещества (белки, жиры, углеводы)
. Низкомолекулярные вещества (аминокислоты, жирные кислоты,
глицерин, моносахариды).
. АТФ.
4. Подведение итогов урока
Представим конспект урока на тему: «обмен веществ и энергии»
Цели урока:
Образовательная:
· усвоение учащимися понятий “обмен веществ” и “обмен энергии”,
их значения для организма, осознание взаимосвязи процессов жизнедеятельности в
организме;
· систематизация знаний по разделам “Питание”, “Дыхание”,
“Кровообращение”, “Выделение”.
Развивающая:
· совершенствование учащимися умения анализировать,
конкретизировать, перекодировать учебную информацию, обобщать и делать выводы;
· развитие логического и системного мышления;
· развитие мировоззрения: представлений о целостности
организма, взаимосвязи его жизненных функций; о взаимосвязи и взаимозависимости
организмов в природе, их связи с компонентами неживой природы;
· подведение учащихся к пониманию экологических и химических
закономерностей, законов термодинамики.
Воспитательная: совершенствование учащимися навыков культуры умственного
труда, коммуникативных навыков: умения слушать и слышать товарища, участвовать
в совместном решении проблем; совершенствование эстетического восприятия
Тип урока: обобщающий, систематизация знаний, усвоение нового
материала.
Оборудование:
· портрет К.А.Тимирязева;
· мультимедийная презентация “Обмен веществ и энергии”;
· динамическое пособие “Расщепление глюкозы”;
· листы с заданиями для самостоятельной работы ;
· видеофрагменты “Охотничья собака”, “Кутора”.
Ход урока:
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
I. Мотивация
|
130 лет назад Большая
аудитория музея прикладных знаний (ныне - Политехнического музея) в
Санкт-Петербурге бывала переполнена. Здесь читал лекции из цикла “Жизнь
растений” молодой русский профессор, ставший впоследствии почетным доктором
многих европейских университетов, Климент Аркадьевич Тимирязев. Одну из
лекций он начал так: “Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал
не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка. …Ударяясь
о него, луч потух, перестал быть светом, но не исчез.… В той или другой форме
он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши
мускулы, в наши нервы… Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в
движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу” . Как можно
озаглавить этот отрывок? Действительно ли жизнедеятельность всех организмов
осуществляется за счет энергии солнечного света? Как это происходит?
|
Портрет К.А.Тимирязева.
Учащиеся знают, что только растения способны поглощать солнечную энергию для
синтеза органических веществ. Возникает проблемная ситуация: за счет какой
энергии осуществляется жизнедеятельность организмов животных и человека?
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
II. Актуализация знаний
|
Чтобы найти ответы на эти
вопросы, давайте вспомним: Есть ли в природе организмы, способные
непосредственно использовать для жизнедеятельности солнечную энергию? Какие
это организмы и как они используют энергию света? Где содержится запасенная солнечная
энергия? Что является источником энергии для жизнедеятельности животных?
Существует ли связь между питанием растений и животных? В чем она
заключается?
|
-+Энергию света способны
поглощать растения, благодаря наличию в клетках хлорофилла. Кроме энергии
света растения поглощают углекислый газ и воду, выделяя при этом кислород. В
хлоропластах образуется органическое вещество - глюкоза. Запасенная энергия
содержится в химических связях молекулы глюкозы Источником энергии для
жизнедеятельности животных является пища. В результате воздушного питания -
фотосинтеза растения образуют питательные вещества, употребляемые в пищу
животными.
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
|
Выводы: Обмен происходит
между организмом и окружающей средой. Обмен веществ - процесс поглощения
веществ, их сложные химические превращения в клетках для получения веществ и
энергии и удаление ненужных веществ. Обмен обеспечивают процессы питания,
дыхания, выделения, кровообращения. (Динамическая схема - слайд 5) (Динамическая
схема - слайд 6) Изображают в тетрадях схему “Превращения энергии” Вывод:
Солнечная световая энергия превращается организмами в другие формы и
используется для жизнедеятельности.
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
III. Изучение нового
материала и систематизация знаний
|
1. Заполнение схемы “Обмен
веществ” (на листах для самостоятельной работы): а) Какие вещества
поглощаются в процессе питания? б) Что происходит в клетке с поступившими
веществами? в) Какие типы химических превращений происходят в клетках?
(стр.87 - I абзац) г) Что получает клетка в результате реакций синтеза? д)
Что получает клетка в результате реакций распада? е) Какое вещество
необходимо для расщепления органических веществ? ж) Какой процесс
жизнедеятельности обеспечивает поступление кислорода? з) Что, кроме энергии
образуется в клетке в результате реакций распада? и) Какой процесс
жизнедеятельности обеспечивает удаление ненужных веществ из организма? к)
Какие вещества выделяются из организма? Рассмотрите полученную схему.
|
Заполнение левой части
схемы (приложение 3) Обсуждение, заполнение центральной части схемы
Демонстрация освобождения энергии (пособие “Расщепление глюкозы” (приложение
2)) Заполнение правой части схемы Проверка заполнения схемы осуществляется
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
Откуда поступают вещества,
необходимые для организма? Куда удаляются ненужные вещества? Почему схема
называется “Обмен веществ”? Между какими объектами происходит обмен?
Попытайтесь сформулировать, что называют обменом веществ? Какие процессы
жизнедеятельности организма обеспечивают обмен веществ? 2. Есть ли связь
между обменом веществ и использованием энергии организмами? Прав ли
К.А.Тимирязев? Можно ли сказать, что организмы человека и животных тоже живут
за счет солнечной энергии? Как вы думаете, в ходе обмена из питательных
веществ освобождается такая же, как и запасалась, - световая энергия?
Оказывается, энергия может превращаться из одной формы в другую. Давайте
посмотрим, какие превращения претерпевает солнечный луч в организмах. В
превращении энергии участвуют 3 основных объекта: солнце, растения и животные
(или человек). Солнце посылает на Землю световую и тепловую энергию. Какую
форму энергии используют
|
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
растения? В составе
органических веществ - энергия химическая. При осуществлении процессов
жизнедеятельности энергия не расходуется, она только превращается в другие
формы (в механическую - при движении, электрическую - при работе органов
чувств и нервной системы), а в конечном итоге все виды энергии превращаются в
тепловую. (Вы, наверное, замечали, что при движении становится жарко,
нагреваются в процессе работы электроприборы и т.п.). Прав ли К.А.Тимирязев?
Каким же образом солнечная энергия обеспечивает жизнедеятельность организмов?
|
|
|
IV. Решение практических
задач (уточнение и закрепление знаний).
|
1. Русский народ всегда
отличался мудростью и наблюдательностью, очень точно выражал замеченные
закономерности в коротких и ёмких фразах - пословицах и поговорках. Объяснить
смысл поговорок: “Тощий живот ни в пляску, ни в работу”. “Хорошо поел -
словно шубу надел”.
|
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
Более эффективное строение
организмов птиц и млекопитающих (в том числе человека) дает возможность
тратить часть полученной с пищей энергии на согревание организма -
поддержание постоянной и достаточно высокой температуры тела. Таких животных
называют теплокровными. 2. Понятие о теплокровных и холоднокровных животных.
Какую температуру тела имеют холоднокровные животные? Распределить животных
по соответствующим группам. Какой внешней особенностью обладают все
теплокровные животные? Почему? 3. Фрагмент “Дыхание охотничьей собаки” [5]
Почему для движения собаки необходимо много кислорода, ведь источник энергии
в организме - пища? 4. Задача. На чашу весов помещают мышь под металлическую
сетку и уравновешивают весы. Животное активно перемещается по чашке,
карабкается по сетке. Примерно через 30 минут после начала опыта чашка с мышью
поднялась вверх. Почему?
|
(Слайды 7 -8) Для
выполнения работы (или движения в пляске) необходима энергия. При недостатке
питательных веществ в организме ее освобождается мало. Возникает проблемная
ситуация: Человек не работал, а
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
5. Фрагмент “Кутора” Почему
маленькая кутора поглощает в сутки количество пищи, в 3 раза превышающее
массу ее тела?
|
только поел - стало теплее.
Почему? Дополнение схемы “Превращение энергии” Записывают признаки
теплокровных и холоднокровных животных. Определяют принадлежность к
теплокровным или холоднокровным каждого из указанных животных. Теплокровные
покрыты шерстью или перьями, защищающими от потери тепла. При усиленном
движении необходимо много кислорода, так как он участвует в расщеплении
питательных веществ и освобождении энергии, необходимой для движения.
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
|
Масса тела теряется за счет
выдыхания углекислого газа и паров воды, которые образуются при расщеплении
веществ пищи для получения энергии. Чем мельче теплокровный организм, тем
быстрее он теряет тепло через поверхность тела, для его восполнения
необходимо большое количество пищи.
|
|
V. Домашнее задание
|
Стр. 86-89, 91(Проверьте
свои знания) Схема “Фотосинтез” (стр.86): Какое несоответствие с процессом
фотосинтеза в данной схеме? Какие еще процессы обеспечивают поступление и
выделение веществ у растений? Как правильно назвать схему? Доп. задание:
Найти ответ на вопрос: В каких случаях температура тела холоднокровных
животных может быть выше температуры окружающей среды?
|
|
|
Этапы урока
|
Деятельность учителя
|
Деятельность учащихся
|
|
VI. Итоги урока
|
1. Оценка результатов
работы на уроке, выставление отметок. 2. Беседа по вопросам: Что на уроке
было интересным? Что осталось не совсем понятным? Что еще хотелось бы узнать
по данной теме?
|
|
Использовалась литература: [2], [9], [12], [34]
(методические пособия к уроку представлены в приложении №3)
Анализ
урока
Анализ урока проведен в школе № 55 г. Уфы. В 9 «А» классе. Количество
детей -23 человека.
Программа школьного биологического образования предполагает изучение в 9'
классе в 2008/2009 учебном году раздела «Человек и его здоровье» по учебному
пособию М. Мащенко, О. Борисова «Биология, 9 класс» 2006 года издания.
Учитель
Тема урока «Обмен веществ и энергии»
Дидактические цели:
Ø Усвоить, что обмен веществ и энергии - основное свойство
живого;
Ø Установить логические связи между обменными процессами,
происходящими в организме и клетке, между энергетическим и пластическим обменом;
Ø Изучить водно-солевой обмен, обмен белков, жиров, углеводов
на уровне организма и на уровне клетки (ассимиляция и диссимиляция);
Ø Определить связь веществ и энергии на уровне обменных
процессов в живом организме.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Средства обучения: §30, иллюстративный материал
Основные этапы урока:
1. Организация класса
. Подготовка к восприятию материала
. Изучение нового материала
заполнение сводной таблицы по презентациям учащихся
. Выводы и закрепление
проверка заполнения таблицы
рефлексия
. Домашнее задание.
.Итоги урока
1. выполнение плана урока;
2. достижение целей урока;
. особенно интересное и поучительное на уроке;
. что произвело на уроке наибольшее
впечатление;
. какие изменения целесообразно внести при
повторном проведении урока на эту же тему;
. оценка урока.
Анализируемый урок предполагают отработку материала в школе, с тем, чтобы
домашнее задание задавалось с минимальным использованием учебных пособий и
носило характер повторения. При разработке уроков учитывалось, что главное
содержание учебного материала многократно прорабатывается и усваивается с
прохождением основных этапов формирования интеллектуальной деятельности:
восприятие материала (рассказ, объяснение, просмотр учебного фильма, работа с
учебником), осознание, понимание его (упражнения на освоение, закрепление и
формирование умений), применение полученных знаний на практике (соответствующие
задания на обобщение, проектирование).
Учитель переставил уроки внутри темы «Пищеварительная система, обмен веществ»,
изучить вначале обмен веществ, а затем основы рационального питания. Таким
образом, можно добиться более осознанного понимания учащимися требований,
которые предъявляются к количеству и качественному составу пищи. Важно не
только продемонстрировать опасность отравлений, необходимость соблюдения
гигиенических требований при приготовлении пищи и режима питания, но и
показать, как благодаря правильному сбалансированному питанию можно управлять
обменом веществ, состоянием здоровья и своей внешностью. Считаем целесообразным
уделять внимание различным современным диетам, предостеречь учеников от
крайностей в питании.
Выбранные приемы и средства обучения соответствуют содержанию учебного
материала, поставленным целям урока, учебным возможностям класса. Методический
аппарат урока соответствовал каждому его этапу, задачам активизации
обучающихся. Так на этапе подготовки, к восприятию материала обучающиеся
отвечали на вопросы.
Смена видов деятельности и возможность применить свои знания в
практической работе активизируют внимание учащихся в течение всего урока.
Работа на доске чередуется с работой в тетради: определение признаков классов,
составление сводной таблицы (на этапе изучения нового материала). Это позволяет
снизить нагрузку на глаза.
Урок начинается с организационного этапа, задача которого - подготовить
учащихся к работе на уроке. Педагог и ученики приветствуют друг друга, в журнал
записывают фамилии тех, кто отсутствует, затем учитель проверяет, готовы ли
ребята к занятию. Этот этап урока, хотя и непродолжительный, позволяет быстро
включить учащихся в ход урока.
Следующий этап - повторение ранее изученных тем и проверка домашнего
задания. Здесь задача - выявить пробелы в знаниях и устранить их,
совершенствовать знания и умения, подготовиться к восприятию новой темы.
Чтобы определить уровень знаний большинства учеников за короткий
промежуток времени, учитель приглашает двоих из них к доске для воспроизведения
письменного домашнего задания. Этот материал в дальнейшем используется при
изучении новой темы (индивидуальный опрос). С сидящими за своими партами
ребятами повторили вопросы об элементах-анаболических и катаболических
реакциях, об обмене веществ в клетке.
В ходе фронтальной беседы учитель стремится проверить качество усвоения
материала, степень сформированности общеучебных навыков и умений. Обязательны
на этапе повторения комментирование ответов учащихся, оценка их знаний, умений
и навыков, стимулирование деятельности школьников похвалой, одобрением.
Этап усвоения новых знаний учитель начинает с сообщения темы, целей и
задач урока, поставила перед школьниками учебную проблему. Поскольку ребята уже
знают важнейшие теоретические вопросы курса биологии, то большую часть учебного
материала этого урока учитель предпочла преподавать дедуктивно. Для этого учащимся
предлагаются вопросы, при ответе на которые школьники привлекают ранее
приобретенные знания и в то же время изучают новый материал. К тому же это
позволяет использовать такие важнейшие принципы дидактики, как научность и
доступность. Новые понятия и формулировки определений предлагались учащимся по
кодограммам.
Соблюдая принцип систематичности, учитель идет по пути от известного к
неизвестному, от простого к сложному.
Объяснения учителя сопровождаются построением опорно-логической схемы на
доске. Поскольку это способствуют выработке умений и навыков проведения нового
урока.
Учитель просит вспомнить школьников, какими веществами может обмениваться
организм с окружающей средой и на основе ответов учащихся составляется
классификация:
1. Обмен газов;
2. Обмен воды и водных растворов;
3. Обмен органических веществ, включающих в себя белки, жиры, углеводы.
Более подробно вспоминают обмен органических веществ, опираясь на
графическое изображение материала. Схему учитель заполняет вместе с учащимися,
при этом школьники вспоминают строение органических веществ и их функции.
Затем идет выявление взаимосвязи органических веществ с использованием
схемы
Учащиеся, опираясь на свои предыдущие знания, используя схему,
предложенную учителем, делают вывод о наличии взаимосвязи между органическими
веществами в организме.
Перед учащимися ставится цель повторить строение и значение ферментов,
АТФ.
После работы со схемой учащимися под руководством педагога суммируются
знания об обмене веществ.
Реализации принципа систематичности способствует осуществление
межпредметных связей. Установление таких связей помогает формированию в
сознании учащихся целостной картины мира. Связь с физикой особо тесная. На этом
уроке она реализуется через систему понятий о строении атома. Связь с математикой
прослеживается при решении расчетных задач. Связь с химией видна при
рассмотрении значения оксида Н2О (сообщение ученика) и роли кислотного оксида
СО2 в природе (демонстрация видеофрагмента и фронтальная беседа).
При изучении нового материала учащиеся работают с рабочими тетрадями:
записывают формулировки, составляют формулы кислотных и основных оксидов,
соответствующих им оснований и кислот.
Затем учитель сравнивает процесс обмена веществ в организме с
круговоротом веществ в природе. В тетрадь записываются определения:
· обмен веществ,
· пластический обмен,
· энергетический обмен,
· гомеостаз.
Завершающим этапом была оценка учителем результатов урока, подведение
итогов, комментирование деятельности учащихся, выставление отметок.
Учитель предлагает ученикам объяснить схему обмена веществ с учетом
приобретенных на уроке знаний.
Рис. 6. Структура обмена веществ
. Высокомолекулярные органические вещества (белки, жиры, углеводы).
. Низкомолекулярные вещества (аминокислоты, жирные кислоты, глицерин,
моносахариды).
. АТФ.
Выводы: педагогом выполнен план урока, достигнуты поставленные цели, грамотно
поддерживалось и активизировалось внимание учащихся на всех этапах урока.
Результат урока: задачи, поставленные в начале урока, реализованы:
учащиеся могут объяснить, почему обменные процессы - неотъемлемое
свойство любого живого объекта (организма в данном случае)
Учащиеся умеют логически объединять процессы, происходящие на уровне
организма и на уровне клетки - закладываются основы понимания общебиологической
идеи о многоуровневой организации живой природы
Ученики могут описать обмен всех видов веществ по схеме: поступление -
переваривание - всасывание и поступление в клетку - ассимиляция - диссимиляция
- продукты обмена - удаление продуктов из организма
Проведенный урок - комбинированный. В ходе урока были использованы
объяснительно-иллюстративные методы (беседа, объяснение учителя, сообщение
ученика), применялись средства наглядности (таблица «Фотосинтез»),
эвристические методы (беседа)
Но следует отметить, что проведенный урок не лишен недостатков. На этапе
проверки домашнего задания ребята были несколько пассивны. В беседах школьники
не всегда формулировали полные ответы.
В целом урок прошел успешно, настроение учащихся и учителя было
великолепным, все остались довольны своей работой.
В заключении необходимо отметить ,что педагогу, работающему в 9 классе,
следует учитывать особенности отношения к здоровью и гигиеническим вопросам,
которые характерны для подростков. В этом возрасте учащиеся проявляют
повышенный интерес к информации о строении своего тела и жизненным процессам,
но не желают обсуждать эти вопросы вслух, изучать их в присутствии других, на
уроках в классе. Поэтому предпочтительно давать информацию, ссылки на литературные
или электронные источники. Анатомические и физиологические аспекты учитель
может освещать сам или предлагать изучить самостоятельно, а вот вопросы
поведения в той или иной ситуации хорошо бы вынести на коллективное обсуждение.
Следует отвечать на те вопросы, которые возникли у учащихся, если нужно - то в
индивидуальной форме, наедине.
Проанализированный урок, и цикл уроков на тему «Обмен веществ» должны
удовлетворять следующим требованиям:
· решение их предполагает не столько формальные знания основ
общей биологии, сколько умения добывать истину с помощью рассуждений;
· формулировки приведенных упражнений и задач несут немалую
фактологическую информацию об обмене веществ как основном биохимическом
процессе, протекающем на разных уровнях организации живой материи;
Тема «Обмен веществ» в курсе общей биологии содержит оптимальное
сочетание содержания программного материала и учебно-познавательных и
исследовательских задач для активного саморазвития школьников.
Выводы
1.
Изучение литературы показало, что обмен веществ - это единый процесс,
осуществляющийся на уровне целостного организма, и складывается из
метаболических процессов, происходящих в каждой отдельной клетке. Сутью
метаболизма является все многообразие превращений веществ в организме, которые
происходят либо с затратой, либо с освобождением энергии. Поэтому общий процесс
метаболизма имеет две стороны, неразрывно связанные между собой:
У детей и подростков в школьный период наблюдаются интенсивные процессы
роста, сложная гормональная перестройка организма, деятельности нервной и
сердечно-сосудистой системы, головного мозга. Значительное умственное и
физическое напряжение, которое в последние годы значительно возросло в связи с
увеличением потока информации, усложнением школьных программ, нередко в
сочетании с дополнительными нагрузками, приводит к необходимости ответственного
подхода к составлению режима питания современных детей.
Достаточная обеспеченность ребенка всеми пищевыми ингредиентами,
витаминами, макро и микроэлементами улучшает состояние иммунной системы,
повышает сопротивляемость организма к отрицательным факторам окружающей среды.
Питание влияет на развитие центральной нервной системы, интеллект, состояние
работоспособности. Поэтому проблема школьного питания, полноценного, сбалансированного
рациона приобретает такую актуальность.
2.
Уровень реального основного обмена у юношей и девушек не соответствует
физиологической норме и составляет в среднем 1500- 1800 ккал в сутки:
У девушек-1509 +/-147ккал
у юношей- 1766 +/-144 ккал
В нашем эксперименте фактический уровень энергозатрат у учащейся молодежи
составляет соответственно 2934 +/-198 ккал в сутки у юношей, у девушек 1805
+/-171 ккал в сутки .
3. Восполняемость
пищей энергозатрат организма у молодежи компенсируется в основном за счет углеводов,
но не соответствуют фактическому уровню.
Фактические энергозатраты организма не компенсируются за счет пищевых
продуктов как у юношей, так и у девушек.
4.
Содержание белков в пищевом рационе жиров, углеводов: у девушек: 30(белки),
жиры (15), углеводы (55). У юношей 25(белки), жиры(25), углеводы (50), что не
соответствуют физиологической норме.
Не обнаружено связи между уровнем жизненной емкостью легких и
интенсивностью основного обмена, однако « правило поверхности» соблюдается.
5.
Данные полученные в процессе исследования уровня основного обмена у учащихся
можно использовать при проведении уроков на тему: «обмен веществ» в ІХ классе
общеобразовательной школы. Проанализирован урок, и предложен цикл уроков на
тему «Обмен веществ» в ІХ классе общеобразовательной школы.
6. Тема «Обмен веществ» в курсе биологии
содержит оптимальное сочетание программного материала и учебно-познавательных и
исследовательских задач для активного саморазвития учащихся.
Список
использованной литературы
1. Агол
В.И., Богданов А.А. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот. - М.: Высшая
школа, 2001 -б235с.
2. Барановский
А.Ю., Назаренко Л.И. Советы по питанию россиянам. - СПб.: Атон, 2008.- 456с.
. Биология.
Еженедельное приложение к газете « Первое сентября» .Март 10/12008 г.- с.11-17
. Биология.
Еженедельное приложение к газете « Первое сентября». Март 12/2008 г.-с.14-23
. Биология:
Учебник. / Под ред. И.К. Козлова. М.: Издательство "НОРМА",
2001.-345с.
. Биология:
Учебник для средней школы / Под ред. Н.Г. Москалевой, А.С. Хромова. М.:
Издательство "ПОЛИГРАФФ", 2000- 567 с.
. Величковский
Б.Т. Здоровье и окружающая среда. М.: НПЦ «Экология и образование»,2003 -.458
с.
. Волчек
Н.М. Лечебная кулинария. - Минск: Литература, 2002.-123 с.
. Воробьев
В.И. Слагаемые здоровья (О рациональном питании). - М.: Знание, 2005.-421 с.
10. Воробьев
Р.И. Питание и здоровье. - М.: Медицина, 2000.-45 с.
. Горшков
А.И., Липатова О. В. Гигиена питания. - М.: Медицина, 2006-436 с.
. Гурвич М.М.
Диетолог отвечает на вопросы. - М.: Медицина, 2005-278 с.
. Гальперин
С.И. Физиологические особенности детей. М.: -Просвещение, 2000 -543 с.
. Гиляров
М.С. Биологический энциклопедический словарь. М.: 2006-265 с.
. Домашняя
медицинская энциклопедия. Гл. ред. В.И. Покровский. М.: "Медицина",
2003 - 476 с.
. Закржевский
Е.Б. Лечебное питание в домашних условиях. - М.: Медицина, 2006-476 с.
. Ерш М.Э.
Биология. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005-476 с.
. Коничев
А.С., Севастьянова Г. А. Биохимия и молекулярная биология: словарь терминов -
М.: Дрофа, 2008-435 с.
. Коничев
А.С., Егорова Т.А., Севастьянова Г.А, Коничева А.П. Биохимия: задачи и
упражнения (для самостоятельной работы студентов). - М.: КолосС, 2007-98 с.
. Кольман Я.,
Рём К-Г. Наглядная биохимия. - М.: Мир, 2000-122 с.
. Комов В.П.,
Шведова В.Н. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004-654 с.
. Лифляндский
В.Г., Закревский В.В., Андронова М.Н. Лечебные свойства пищевых продуктов. -
М.: Тера, 2004 - 327 с.
. Ланькова
Т.В., Ланьков В.В. Врачевание питанием, здоровье и долголетие. - М.: Аст, 2002
- 354 с.
. Оранский
Д.Н., Лукьянов В.С. Азбука здоровья. Книга для молодежи. - М.: Профиздат, 2001
- 439 с.
. Марри Р.
Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. - М.: Мир, 2003 - 453 с.
. Маркосян
А.А. Вопросы возрастной физиологии. М, 2005-679 с.
. Малыгина
В.Ф., Рубина В. А. Основы физиологии питания, гигиена и санитария. - М.:
Экономика, 2004. - 376 с.
. Маршак М.С.
Питание и здоровье. - М.: Медицина, 2007 - 165 с.
. Могильный
Н.П., Ковалев В.М. Этюды о питании. - М., 2006 - 467 с.
. Основы
общей биологии и экологии. / В.Ф. Шуйский. - СПб.: Санкт-Петербургский горный
ин-т, 2000-276 с.
. Пособие по
биологии /Лемеза Н.А., Морозик М.С., Морозов Е.И. и др. - М.: Айрис - Пресс,
2005-288с.
. Панина
А.С., Юрышева Е.И. Биология. СПб: Питер, 2003-265с.
. Петровский
К.С. Гигиена питания. - М.: Медицина, 2004-376 с.
. Покровский
В.И. Популярная медицинская энциклопедия. М., 2005-345 с.
. Северин
С.Е., Соловьева Г.А. Практикум по биологии. - М.: МГУ, 2003-276 с.
. Степанов
В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. - М.: Высшая школа,
2006-346 с.
. Сонин Н.И.
Биология. 9 класс. Живой организм. - М.: Дрофа, 2006- С.345
. Филиппович
Ю.Б., Коничев А.С., Севастьянова Г.А., Кутузова Н. М. - Биохимические основы
жизнедеятельности человека. - М.: Владос, 2005-547 с.
. Хрипкова
А.Г. Возрастная физиология и школьная гигиена. М., 2007 - 124 с.
. Эвенштейн
З.М. Здоровье и питание. - М.: Знание, 2007.-675 с.
Интернет-ресурсы
1. www.school.edu.ru
2. www.sbio.info
3. www.cbio.ru