Урок "Вплив екологічних чинників на організм людини"

Тема уроку. Вплив екологічних чинників на організм людини. Адаптації людини до зміни             інтенсивності дії екологічних чинників. Комплексна дія екологічних чинників.

 

Мета. Вивчити вплив і механізм впливу екологічних чинників на організм людини, сформувати знання про адаптаційні можливості людини щодо екологічних чинників.

 

Обладнання. Таблиця « Шкіра».

 

Хід уроку.

 

Терміни ( на дошці): адаптація, тепловіддача, теплоутворення, дезадаптація, гіпотермія, кріобіологія.

 

1. Актуалізація знань. Біологічний диктант.

 

Живі організми та неживі компоненти їхнього оточення, нерозривно взаїмопв’язані між собою, створюють – екологічну систему.

 

Наука, яка вивчає зв’язки живих організмів із навколишнім середовищем – екологія.

 

Наука, яка вивчає взаємодію людини і людства з довкіллям – екологія людини.

 

Фактори середовища, які впливають на організм – екологічні.

 

Фактори неживої природи – абіотичні.

 

Фактори органічного світу – біотичні.

 

Фактори впливу діяльності людини на природу – антропічні.

 

Пристосованість організмів до умов середовища – адаптація.

 

Адаптації до змін температури забезпечує процес – терморегуляції.

 

Порушення адаптації – дезадаптація.

 

2. Вивчення нового матеріалу. Мотивація навчальної діяльності.

 

Ще з дитинства заходить у нашу свідомість мудро народна казка про сонце, мороз і вітер. У ній закарбовано глибокі погляди людини на основні метеорологічні фактори – сонячне випромінювання, низьку температуру та рух повітря. Чи можемо ми сказати. що діється в організмі людини під час перебування її в екстремальних температурних умовах? Що зумовлює його витривалість, виживання? На ці та інші питання нам допоможе відповісти пристосованість живих організмів.

 

Учням пропонується згадати будову шкіри і механізм терморегуляції, а також роль температури в життєдіяльності живих організмів.

• Чому шкіра на холоді стає блідою, а на жарі – червоніє?
• За рахунок чого збільшується віддача тепла при інтенсивній фізичній роботі?

 

• За законами фізики при переході з рідкого стану до газоподібного витрачається багато енергії ( це є теплота пароутворення).

 

Учні говорять про рефлекторний механізм терморегуляції і за допомогою вчителя викреслюють схему.

 

 

 

 

Рефлекторний характер

теплорегуляції

 

рецептори                                   залози внутрішньої секреції

 

спинний мозок                            щитовидна залоза, наднирники

                        середній мозок

                        проміжний (гіпоталамус)

                        кора великого мозку

 

• Що може вдосконалити терморегуляцію? (загартування).

 

      Адаптація рослин і тварин до високої і низької температур (робота в групах з додатковим матеріалом,див. додатки)             

 

      Адаптація людини високої та низької температури ( робота в групах за матеріалами підручника )

 

       Можливості використання холоду – гіпотермія, кріотерапія.( повідомлення учнів, див додатки)

 

Записи в зошиті основних напрямків використання холоду:

 

лікування інфекцій, алергій      анестезія        операції     затримка росту пухлин

 

затримка впливу радіовипромінювання

 

      Вплив гірського клімату на організм людини ( робота в парах за підручником).

 

 

3. Закріплення: заповнити таблицю, перевірка, вправа « мікрофон».                                                                          

 

Адаптації до низьких температур	Адаптації до високих температур	Адаптації до умов високогір’я

 

4. Домашнє завдання. Опрацювати параграф, підготувати повідомлення з теми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток..                         Кріохірургія.

 

Початок кріохірургії відносять до 40-р. ХХ ст., коли американський хірург Т. Фей уперше здійснив охолодження ракових пухлин і одержав помітний лікувальний ефект. Проте власне кріохірургія народилася на початку 60- років. Сталося так, що холод насамперед прийшов у нейрохірургію.

      Першу кріохірургічну операцію на головному мозку було здійснено у 1961 р. В США. Та вже наступного, 1962 р. Радянські вчені – хірург Е.І.Кандель, фізик О.І. Шальников та інші створили оригінальний прилад для кріогенної деструкції глибоких утворень мозку, за допомогою якого Відбулася й перша операція.

      Кріохірургія приходить на допомогу там, де звичайні хірургічні методи протипоказані.

Іноді вона становить єдину можливість допомогти хворому. Операції до того ж проходять безболісно, осередки кріодеструкції швидко гояться і не спричиняють глибоких рубців. Для кріохірурга не потрібні якісь особливі умови – ретельно підготовлена операційна тощо.Можна оперувати і в амбулаторії, і в польових умовах. Отож не дивно, що низькотемпературна деструкція поширилась на інші ділянки оперативного лікування. Дедалі більшої популярності набуває видалення мигдаликів за допомогою холоду. Операції практично не спричиняють кровотеч, не дають і інших ускладнень, перебіг післяопераційного періоду набагато легший.

      Кріотонзілотомія стала єдиним способом видалення мигдаликів у людей з гемофілією. Для таких хворих застосовують прилад – кріоаплікатор, який заповнюється рідким азотом.

Непогані наслідки одержані і при доброякісних та злоякісних пухлинах вух, горла і носа.

Холод добре допомагає хірургам в іншій ділянці їхньої нелегкої, але благородної праці – у приживленні відрізаних рук або ніг.

     Кріоінструмент у руках хірурга здатний  не лише руйнувати. Він зумовлює складну перебудову в організмі внаслідок локальної дії низької температури. Особливо виразно це підтверджується кріовпливом на злоякісні пухлини, рецидиви хвороби після якого трапляються рідше. І хоча не всі злоякісні клітини гинуть, низькі температури спричиняють деструкції клітин і утворення імунних ауто антитіл, що пригнічують чи принаймні дуже гальмують розвиток тих клітин. Що не загинули від холоду.

 

 

Адаптації рослин до високих температур.

 

     В багатьох регіонах високі температури повітря сполучаються з нестачею вологи. Адаптації у рослин з одного боку пов’язані з перенесенням засухи, а з іншого- з необхідністю випаровувати вологу для охолодження. Оскільки рослини не можуть ховатися в тінь, у них виробились морфологічні та фізіологічні пристосування. Листки у рослин відрізняються малою товщиною і великим відношенням площі до об’єму, що полегшує газообмін і поглинання світла. Така будова попереджає перегрів. З іншого боку, тонкий лист має відносно невелику теплоємність і тому приймає температуру оточуючого середовища. Небезпеку перегріву зменшує утворення кутикули, яка відбиває значну частину світла і таким чином перешкоджає перегріву. Більша частина площі листків має продихи, через які відбувається транспірація. В жарку суху погоду рослина може втрачати за рахунок транспірації до 0.5 кг води на 1 кв. м за 1 год. Завдяки цим механізмам рослини  регулюють свою температуру. Ця властивість тісно пов’язана з відносною вологістю повітря.

     Чому порушується життєдіяльність рослин при температурі вище 30 градусів або при високій вологості повітря? При цьому спостерігається явище « фотосинтетичної кризи».  Відбувається припинення метаболічної активності внаслідок зміни структури ферментів або закритті продихів при накопиченні вуглекислого газу в клітинах. Можливо причиною закриття продихів є відсутність води в листках. Звичайно, коли нестача вологи і висока температура рослини в’януть. Поверхня  листа зменшується і рослина не перегрівається. При зниженні температури рослини швидко відновлюються.

     Рослини, які пристосовані до посушливих умов, називаються ксерофітами. Вони мають багато різних адаптацій, які дозволяють їм вижити в умовах стійкої посухи. В більшості випадків ці адаптації пов’язані з характерними голчастими листками, які максимально розсіюють тепло.

 

 

 

 

Адаптації рослин до низьких температур.

 

     У рослин північних областей помірної зони і тундри є багато пристосувань, які дають їм змогу максимально використовувати переваги теплого періоду під час короткого літа. Єдині рослини тут – мохи, лишайники, деякі трави та однорічники , які дуже швидко ростуть. На рослини високих північних і південних широт діють такі несприятливі фактори, як слабка освітленість, низька температура, мерзлий грунт. Виживання в цих умовах забезпечується численними анатомічними, фізіологічними та поведінковими пристосуваннями, які пов’язані з певними стадіями життєвого циклу.

     Більшість дерев помірної зони при низьких температурах скидає листя. Це попереджає втрату води. Скидання листя відбувається під впливом абсцизової кислоти.

     В більш північних широтах серед дерев’янистих рослин переважають хвойні. Вони мають голчасті листки, завдяки чому зменшується кількість снігу, який може накопичуватись взимку. Крім того, ці листки вкриті товстою кутикулою, яка зменшує втрату вологи влітку. Однорічні рослини мають короткий вегетаційний період і утворюють холодостійкі насіння або підземні органи. Нижчі рослини переносять холоди , утворюючи стійкі до несприятливих умов спори. Спори рослин, знайдені у вічній мерзлоті у Сибіру, проросли.

     Багатьом рослинам необхідна низька температура, щоб вийти зі стану спокою для яровизації.

 

 

Адаптації тварин до високих температур.

 

     У тварин, які мешкають у місцях де температура повітря перевищує температуру шкіри, єдиним способом зниження температури тіла є випаровування води з поверхні. Жаркі країни можуть бути або засушливими, або дуже вологими, надає додаткових труднощів. В країнах з жарким і сухим кліматом тепловіддача може здійснюватися за рахунок вільного випаровування вологи. Але тваринам важко отримувати воду необхідну для охолодження тіла. В умовах жаркого і вологого клімату води достатньо, але малий градієнт вологості між організмом і оточуючим середовищем перешкоджає випаровуванню. В таких випадках до фізіологічних механізмів додаються поведінкові, наприклад використання тіні і бризів, які характерні для зони вологих лісів і джунглів.

     Організм отримує тепло за рахунок метаболічної активності та із оточуючого середовища. Кількість тепла, яке потрапляє ззовні, приблизно пропорційно площі поверхні тіла. Більшість тварин, які живуть у пустелі, мають невеликі розміри і  можуть   жити в норах, де мікроклімат біль сприятливий.

     Великі тварини, наприклад верблюд в умовах жаркого і сухого клімату при наявності вільного доступу до води, підтримує температуру свого тіла за рахунок випаровування її з поверхні тіла. Якщо верблюд позбавлений води, наприклад під час багатоденних переходів, то по мірі втрати води його температура тіла вранці може бути 34 градуси, а ввечорі – 41. Верблюд накопичує температуру за день і не випаровує. Дослідженнями доведено, що верблюд може переносити підвищення температури тіла до 7 градусів. Якби він втрачав тепло шляхом випаровування, то йому  прийшлось би втрачати 5л води.Замість цього тепловіддача у верблюда відбувається шляхом випромінювання, теплопровідності і конвекції в нічні години. Хутро у верблюда є добрим термоізолятором, яке зменшує поглинання тепла і втрату води. Існує думка про те, що верблюд може запасати воду на випадок її дефіциту. Сумнівно і те, що він може отримувати метаболічну воду.

 

 Адаптації тварин до низьких температур.

 

       Багато тварин не можуть підтримувати постійно високу температуру тіла при низькій температурі зовнішнього середовища.Тому вони впадають в ту чи іншу форму сплячки. Відомі незвичайні пристосування до холоду. Так, наприклад, личинка комахи, яка паразитує на канадському хлібному пильщику, може переносити температуру нижче 40 градусів. Це пояснюється тим, що в гемолімфі личинки накопичується гліцерол, який діє як антифриз і перешкоджає утворенню кристалів льоду завдяки переохолодженню.

     У багатьох тварин зайвій віддачі тепла через частини тіла що виступають перешкоджає розподіл в них кровоносних судин. Артерії, які несуть теплу кров від тіла, оточені венами, по яких тече холодна кров до тіла. В свою чергу холодна венозна кров нагрівається від теплої артеріальної. Оскільки в ці частини тіла потрапляє уже охолоджена кров, тепловіддача значно зменшується. Такий пристрій називається проти точним теплообмінником. Він є у ластах тюленів, хвостових плавниках китів, кінцівках ссавців і в системі кровообігу сім’яників ссавців.   

     Цей принцип використовується для переносу не тільки тепла, але й різних речовин, в тому числі газів та іонів.

     В дійсний час в серцевій хірургії широко використовується гіпотермія, так як вона дозволяє хірургу проводити операції на серці без ризику визвати у хворого ушкодження мозку. При зниженні температури тіла до 15 градусів метаболічні процеси клітин мозку знижуються до такого ступеня, що споживання його кров’ю може бути перервано  без будь – яких наслідків до 1 години. При більш тривалих операціях поряд з гіпотермією застосовують апарат « серце – легені» для підтримки кровообігу в тканинах.