Механизмы поддержания гомеостаза план урока

Обновлено: 02.07.2024

2. Определение

• Гомеостаз - Универсальное свойство живого
активно сохранять стабильность функций
организма, несмотря на внешние воздействия,
которые могут ЕЕ нарушить
Такое определение предложил У. Кеннон в 1929г
С другой стороны, Клод Бернар:
Гомеостаз – относительно динамическое
постоянство внутренней среды организма,
обеспечивающее устойчивость его основных
физиологических функций

3. Виды гомеостаза

4. Физиологический гомеостаз

• Физиологический гомеостаз направлен на
существование в клетке специфических физикохимических условий.

5. Поддержание физиологического гомеостаза

• Постоянство жидкой внутренней среды – кровь,
лимфа, межклеточная жидкость
• Устойчивость основных физиологических
процессов:
-сердечно-сосудистой системы: кровяное
давление, ЧСС
-органов дыхания: выделение
-температурной регуляции – потоотделение
-работы почек – осморегуляция, выделение
-обмена веществ – уровень глюкозы

6. Механизмы гомеостаза

• Физиологический гомеостаз
поддерживается вегетативной и
соматической нервной системой,
комплексом гуморальногормональных и ионных
механизмов, составляющих
физико-химическую систему
организма, а также поведением, в
котором велика роль как
наследственных форм, так и
приобретенного индивидуального
опыта, взаимоотношение которых
представлено на схеме Моннье

• Механизм поддержания гомеостаза напоминает
маятник (весы). В первую очередь постоянный
состав должна иметь цитоплазма клетки –
гомеостаз 1-й ступени. Это обеспечивается
механизмами гомеостаза 2-й ступени –
циркулирующими жидкостями, внутренней
средой. В свою очередь их гомеостаз связан с
вегетативными системами стабилизации состава
поступающих веществ, жидкостей и газов и
выделением конечных продуктов обмена веществ
– ступень 3. Четвертая ступень поддержания
гомеостаза – поведение.
• Всё это основано на отрицательной обратной
связи.

8. Отрицательная обратная связь

• Система отвечает так, чтобы изменить
направление изменения на противоположное.
Так как обратная связь служит сохранению
постоянства системы, это позволяет соблюдать
гомеостаз.
• Например, когда концентрация углекислого
газа в организме человека увеличивается, лёгким
приходит сигнал к увеличению их активности и
выдыханию большего количество углекислого
газа.

9. Пример

• Уровни кальция
Кости и зубы содержат приблизительно 99% кальция в
организме, в то время как оставшийся 1%
циркулируют в крови. Слишком большое или
недостаточное содержание кальция в крови имеют
негативные последствия. Если уровень кальция в
крови слишком сильно снижается, паращитовидные
железы активируют свои рецепторы, чувствительные к
кальцию, и высвобождают паратиреоидный гормон.
ПТГ сигнализирует костям он необходимости
высвобождения кальция, чтобы увеличить его
концентрацию в кровотоке. Если уровень кальция
увеличивается слишком сильно, щитовидная железа
высвобождает кальцитонин и фиксирует избыток
кальция в костях, тем самым уменьшая количество
кальция в крови.

Цели урока: расширить и углубить знания учащихся о внутренней среде организма, показать ее роль в организме и значение ее постоянства. Раскрыть понятия саморегуляция, регулятор, функциональная система

Задачи урока:

сформировать общие понятия (целостность организма, внутренняя среда, саморегуляция, регулятор);
разъяснить учащимся физиологические механизмы саморегуляции;
научить учащихся понимать принципы саморегуляции, происходящие в организме в ответ на внешние и внутренние воздействия;
в ходе решения биологических задач научить учащихся мыслить строго последовательно, в частности, уметь выбирать отправную точку рассуждения и двигаться от нее у цели, не отклоняясь в сторону;
научить учащихся сопоставлять фактические сведения таким образом, чтобы прийти к правильному выводу.

развить знания учащихся о внутренней среде организма, охарактеризовать состав внутренней среды, показать ее роль в организме, значение ее постоянства.
продолжить формировать мышление учащихся на умении анализировать, выделять главное, сравнивать, обобщать и систематизировать;
используя правила, направляющие ход мыслительных операций, научить учащихся наиболее эффективно решать биологические задачи;
развитие навыков устной и письменной речи, развитие памяти, развитие логического мышления.

3. Воспитательная: воспитывать в учениках средствами урока уверенность в своих силах, бережное отношение к собственному здоровью и здоровью других людей; развитие коммуникативных способностей.

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Метод обучения: объяснительно-иллюстративный, проблемное изложение

Формы организации познавательной деятельности: коллективная

Оборудование: динамическое пособие “Внутренняя среда организма”, мерные цилиндры с растительным маслом и водой

Ход урока.

I. Организационный момент

II. Проверка усвоения материала по теме “Внутренняя среда организма”

1. Собрать рисунок “Внутренние жидкие среды организма” на магнитной доске из заранее, подготовленных фрагментов. Раскройте содержание рисунка.

2. Изобразите в виде схемы отношения между кровью, межклеточной (тканевой) жидкостью и лимфой.

Ответьте на вопросы:

Почему для жизни клеток необходима жидкая среда?
Какая жидкость выступает на коже при ссадинах в виде светлых капелек?

III. Изучение новой темы

Мы с Вами сейчас изучаем внутреннюю среду организма. Одной из составляющих внутренней среды является кровь. Какое же значение имеет кровь?

Сопоставьте два факта:

Человек, раненный в ногу или руку, погибает только от большой потери крови, даже если все внутренние органы целы и здоровы.
Переливание крови другого человека раненому спасает его от смерти.

Подумайте над этими фактами и объясните:

почему человек без крови погибает;
какое значение имеет кровь в жизни организма человека?

В ходе беседы учащиеся делают вывод, что кровь является одной из важнейших жидкостей в организме, так как она выполняет разнообразные функции: разносит кислород и питательные вещества, уносит продукты распада, участвует в осуществлении гуморальной регуляции деятельности внутренних органов и т. д.

- Почему кровь красного цвета? Из чего она состоит?

Общее количество крови в организме человека равно 7 % его веса, по объему это около 5-6 л у взрослого человека и около З л у подростков. Если дать крови отстояться, предварительно приняв меры, препятствующие ее свертыванию, то образуются два резко отличающихся друг от друга слоя.

В плазму крови входит множество простых и сложных веществ. 90 % плазмы составляет вода, и только 10 % ее приходится на сухой остаток. Но как разнообразен его состав! Здесь и сложнейшие белки (альбумины, глобулины и фибриноген), жиры, углеводы, металлы — все элементы таблицы Менделеева, соли, щелочи, кислоты, различные газы, витамины, ферменты, гормоны и пр.

Каждое из этих веществ имеет определенное и важное значение.

Белки плазмы участвуют в процессах свертывания крови, поддерживают постоянство реакции крови (слабощелочная), образуют иммуноглобулины, антитела, участвующие в защитных реакциях организма.

Высокомолекулярные белки, не проникающие через стенки кровеносных капилляров, удерживают в плазме определенное количество воды, что важно для уравновешенного распределения жидкости между кровью и тканями. Белки плазмы обеспечивают вязкость, а следовательно, и текучесть крови, постоянство ее давления в сосудах, препятствует оседанию эритроцитов.

Опыт масло – вода (демонстрация опыта)

Жиры и углеводы — источники энергии.

Соли, глюкоза, щелочи и кислоты поддерживают постоянство внутренней среды, изменение которой опасно для жизни.

Ферменты, витамины и гормоны обеспечивают правильный обмен веществ в организме, его развитие и взаимное влияние органов и систем.

Важной особенностью внутренней среды является то, что содержание веществ в ней изменяется в определенных пределах. Например, содержание ионов калия в крови здорового человека - 16-20 мг в 100 мл (16-20 мг %).

Диапазон показателей для разных веществ различен. Некоторые показатели поддерживаются особенно точно и изменяются в узких границах. Например:

реакция крови (т. е. концентрация в ней водородных ионов –рН - для артериальной крови рН- 7.4; для венозной -7.36);
число эритроцитов (для женщин 4.0 – 4.5 млн/мм3, для мужчин 4.5-5.0 млн/ мм3).

Почему же сохранение гомеостаза столь важно, почему организм так активно оберегает его всеми доступными ему средствами?

Отдельные клетки человеческого организма чрезвычайно чувствительны к изменению окружающей среды. В клетках поддерживается постоянное количество воды и минеральных солей. Многие клетки почти мгновенно гибнут при перемещении их в дистиллированную воду. Что же касается целого организма, то он может переносить и водное голодание, и избыточное поступление воды и солей.

Гомеостаз не является жестким и стабильным. Все его показатели чрезвычайно подвижны, и все время регулируются по принципу обратной связи. Каждое изменение любого показателя вызывает ответный регулирующий сигнал, направленный на ликвидацию сдвига.

Механизм поддержания гомеостаза напоминает маятник или весы.

Стабильность (устойчивость) биологических систем поддерживается путем саморегуляции.

Принцип регуляции функций

Саморегуляция осуществляется посредством сигналов обратной связи от регулируемой системы к регулирующей. Сигнальные устройства (рецепторы) контролируют показатели гомеостаза и при отклонении от заданного уровня (константы) посылают сигналы в систему управления. Там вырабатывается управляющее воздействие к управляемой системе, и показатель возвращается на прежний уровень. Процесс регулирует сам себя по схеме замкнутого кольца.

Иногда условия окружающей среды меняются так сильно, что поддержание функций на прежнем уровне становится невозможным.

Например, после подъема в горы у нетренированного человека может развиться высотная болезнь. Её симптомы: головокружение, головная боль, одышка, утомляемость, ухудшение зрения и слуха. Жизнь на равнине или высоко в горах, в жаркой пустыне или в Заполярье предъявляет организму разные требования. В этом случае те или иные физиологические показатели могут целенаправленно изменяться, чтобы обеспечить наилучшее приспособление человека к новой среде.

Физиологические показатели могут измениться не только при изменении условий внешней среды, но и при различных стрессовых ситуациях. Демонстрация учебного фильма.

При стрессе может измениться ЧСС, температура тела, содержание в крови сахара.

Повышение содержания сахара в крови запускает систему поддержания этого гомеостатического показателя на необходимом уровне.

Регуляция содержания сахара в крови

Кровь с повышенной концентрацией сахара омывает гипоталамус — этот главный регулятор организма. И в нем тут же формируется сигнал, поступающий в соответствующую эндокринную железу — мишень, поджелудочную железу. Последняя вырабатывает инсулин — гормон, снижающий уровень сахара.

Как только этот уровень становится ниже нормального, срабатывает обратная связь: формируется новый сигнал, по которому происходит выработка гормонов, повышающих уровень сахара.

Цель: дать понятие о механизмах поддержания гомеостаза экосистем.

1. Образовательная: дать определение гомеостаз и механизмах его поддержания в экосистеме.

2. Развивающая: создать условия для развития внимания, мышления

3. Воспитательная: воспитание бережного отношения к окружающей среде, интереса к предмету биологии.

Форма: индивидуальная, групповая.

Оборудование: учебник, ПК, карточки-задания.

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

3. Самостоятельное осмысление

6. Домашнее задание

1. Организационный момент

Приветствие друг друга. Проверка отсутствующих. Настрой группы на занятие.

2. Актуализация знаний (Тест-проверка Приложение 1)

Преподаватель: Ребята, вы уже знаете, что каждый биоценоз состоит из множества видов, которые представлены популяциями.

Также вы знаете, что экологические системы существуют в течение длительного времени и несмотря на изменения окружающей среды сохраняют структуру и функции.

Благодаря чему происходит поддержание относительного постоянства?

Гомеостаз — состояние динамического равновесия природной системы,поддерживаемое регулярным возобновлением основных ее структур, вещественно-энергетического состава и постоянной функциональной саморегуляцией ее компонентов.

Популяция — это любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, относительно изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей того же вида.

Существует некий оптимум плотности населения и любые отклонения от него начинают запускать механизмы внутрипопуляционной регуляции численности.

Но всегда ли всё безоблачно и радужно?

Проблема: посмотрите на слайд, что изображено на нем (и рыбка-петушок белый медведь). Что происходит? Зачем они это делают?

Для того, чтобы нам докопаться до истины разделимся на 2 группы:

1 группа- разбирает жёсткие формы регуляции численности (Учебник стр.279)

2 группа –разбирает смягченную внутрипопуляционную регуляцию численности (Учебник стр.280)

Формы регуляции численности

В чем состоит проявление, пример

Каннибализм-пожирание особей своего вида. Рыбы часто поедают своих мальков

Эмиграция-лемминги покидают перенаселенную территорию.

Явление стресса-обратимая потеря способности к размножению.

Химические воздействия-головастики выделяют особое вещество в воду, которое задерживает развитие др. головастиков

Самоизрежевание. При густоте всходов часть погибает

Высокая смертность личинок. Личинки падальной мухи погибают из-за отсутствие пищевых ресурсов

К чему приводит

Гибель избытка особей

Преподаватель: существует некий оптимум плотности населения и любые отклонения от него начинают запускать механизмы внутрипопуляционной регуляции численности.

Однако следует учитывать, что популяция обычно входит в состав сообщества и что устойчивое существование биоценозов возможно только при определенных количественных соотношениях всех компонентов. Этим и вызвано необходимость регуляции численности, обеспечивающей устойчивое состояние, как отдельных популяций, так и биоценозов в целом.

1.Назовите положительные и отрицательные факторы, влияющие на быстрый рост популяции.

2.Что такое саморегуляция популяции?

3.Как саморегулируется популяция растений?

4.Как саморегулируется популяция животных?

5.Назовите факторы, влияющие на колебание численности популяции, и объясните их сущность.

6.Как осуществляются процессы внутренней и внешней регуляции?

7.Какова роль поведения в саморегуляции численности популяций?

6. Домашнее задание

На доске 3 вагончика:1-определение 2- жёсткие формы регуляции численности 3-смягченная форма регуляции численности.

Ребята наклеивают стикеры разного цвета: красный-не понятно, жёлтый-понятно более менее, зелёный-понятно все.

Тест-проверка знаний 1 вариант

1. Изменения экосистем бывают: а) поступательные в) вращательные б) колебательные г) циклические

2. В процессе сукцессии в биоценозе: а) число видов уменьшается б) число видов увеличивается в) стабильность уменьшается г) стабильность увеличивается

3. Мелкое озеро может зарасти лесом через: а) 2—3 года в) 20—30 лет б) 10—15 лет г) 50—60 лет

4. Какую часть суши занимают агроценозы: а) 1% б) 2% в) 8% г) 10%

5. Количество вредителей в агроценозах можно снизить: а) внесением удобрений б) чередованием культур в) обработкой гербицидами г) обработкой инсектицидами

Тест-проверка знаний 2 вариант

1. Климаксом называют: а) любой промежуточный этап сукцессии б) конечный этап сукцессии в) процесс саморазвития экосистемы г) неизбежность процесса саморазвития экосистемы

2. Сукцессия экосистем обычно завершается: а) лиственным лесом б) хвойным лесом в) уменьшением в сообществе числа видов г) увеличением в сообществе числа видов

3. Главная особенность сукцессий: а) скорость г) цикличность б) необратимость д) периодичность в) обратимость е) сезонность

4. На месте заброшенного агроценоза в умеренном климате возникнет …, а в засушливом климате будет …. а) степь в) болото б) пустыня г) лес

5. Для обогащения почвы питательными веществами в агроценозах применяют: а) чередование культур б) внесение удобрений в) обработку гербицидами г) обработку инсектицидами

Тест-проверка знаний 1 вариант

1. Изменения экосистем бывают: а) поступательные в) вращательные б) колебательные г) циклические

3. Мелкое озеро может зарасти лесом через: а) 2—3 года в) 20—30 лет б) 10—15 лет г) 50—60 лет

4. Какую часть суши занимают агроценозы: а) 1% б) 2% в) 8% г) 10%

Тест-проверка знаний 1 вариант

1. Изменения экосистем бывают: а) поступательные в) вращательные б) колебательные г) циклические

3. Мелкое озеро может зарасти лесом через: а) 2—3 года в) 20—30 лет б) 10—15 лет г) 50—60 лет

4. Какую часть суши занимают агроценозы: а) 1% б) 2% в) 8% г) 10%

Тест-проверка знаний 2 вариант

Тест-проверка знаний 1 вариант

1. Изменения экосистем бывают: а) поступательные в) вращательные б) колебательные г) циклические

3. Мелкое озеро может зарасти лесом через: а) 2—3 года в) 20—30 лет б) 10—15 лет г) 50—60 лет

4. Какую часть суши занимают агроценозы: а) 1% б) 2% в) 8% г) 10%

Презентация на тему: " Гомеостаз. Механизмы его поддержания. Регуляция клеточного цикла Заведующий кафедрой биологии профессор Колесников О.Л." — Транскрипт:

1 Гомеостаз. Механизмы его поддержания. Регуляция клеточного цикла Заведующий кафедрой биологии профессор Колесников О.Л.

3 Карл Ландштейнер (1868–1943) Нобелевская Премия 1930

4 Клод Бернар (1813 – 1878)

5 Уолтер Кеннон (1871 – 1945)

7 Гомеостаз – это относительное постоянство внутренней среды организмов и других биосистем в процессе их функционирования и при наличии внешних или внутренних возмущений.

8 Уровни организации живого На каждом уровне используются свои механизмы поддержания гомеостаза. Для каждого нижележащего уровня вышележащий уровень является внешней средой (митохондрия и клетка)

9 Механизмы поддержания гомеостаза Организм является самоорганизующейся системой Информация - это все, что несет в себе отражение фактов или событий, которые произошли, происходят или могут произойти.

10 Управляющая система (система регуляции) Элементы

11 1) датчики, воспринимающие информацию на входе системы (сенсорные рецепторы) 2) входной канал связи 3) управляющее устройство 4) выходной канал связи 5) образования, располагающиеся на исполнительных органах

12 Управление по возмущению

13 Управление по отклонению

14 Положительная обратная связь Выходной сигнал системы регуляции усиливает входной, активация какой- либо функции вызывает усиление механизмов регуляции еще больше ее активирующих. Такая обратная связь усиливает процессы жизнедеятельности.

16 Отрицательная обратная связь Выходной сигнал уменьшает входной, активация какой-либо функции подавляет механизмы регуляции, усиливающие эту функцию. Отрицательные обратные связи способствуют сохранению устойчивого, стационарного состояния системы.

18 Регуляция клеточного цикла Циклины – особые белки, активность и количество которых изменяется на разных фазах клеточного цикла Циклинзависимые протеинкиназы (Cdk) Эти ферменты обеспечивают фосфорилирование определенных белков. Для проявления своей ферментативной активности этим ферментам необходимо образование связи с циклином

23 S Циклин А Cdk2 Циклин В Cdk1 G2 Циклин D1–D3 Cdk4-6 G1 Митоз. G1 Циклин Е Cdk2

26 Страж генома Ген р53 и кодируемый им белок р53 Продукт нормального гена р53 постоянно синтезируется во всех нормальных клетках организма. Однако этот белок очень неустойчив, быстро разрушается и поэтому присутствует в клетке в очень небольшом количестве.

27 Условия для стабилизации р53 ионизирующее облучение УФО Химические мутагены Уменьшение уровня нуклеотидов в клетке Гипоксия Одно- и двуцепочечные разрывы ДНК оснований

28 Активация генов 1) р21 – белок р21-WAF1 ингибирует Cdk. р21-WAF1 в основном связывается с комплексами циклин-Cdk фаз G1 и синтетической б)GADD45 - продукт снижает процессивность ДНК-полимеразы (S) в) предотвращает активацию циклина В (G2) г) гены BAX – кодируют белки, способствующий активации каспаз и запускают апоптоз

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

План-конспект урока по биологии:

Тема урока : “Саморегуляция процессов жизнедеятельности. Гомеостаз”.

- актуализация прежних знаний;

- раскрыть понятия: саморегуляция, гомеостаз.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: урок изучения нового материала

Методы и методические приемы: словесно-наглядно-практические (беседа, лекция, самостоятельная работа учащихся).

Структура урока:
Организационный этап ……………………………………………………1 мин

Проверка домашнего задания……………………………………………..7мин
Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности …..5мин
Изучение нового материала……………………………………………….25мин

Физкультминутка………………………………………………………….. 3мин
Подведение итогов урока…………………………………………………..3мин
Домашнее задание………………………………………………………….1мин.
Ход урока:
1.Организационный этап: проверяю общую готовность учащихся к уроку, отмечаю отсутствующих, объявляю тему урока.

2.Проверка домашнего задания:

Тест “ Нейрогуморальная регуляция организма”.

Дополните предложение: Гуморальная регуляция осуществляется через…….

Дополните предложение: Нервная регуляция - координирующее влияние н. сист. на ……осуществляемая………

Сигналом гуморальной регуляции является -

Сигналом нервной регуляции является -

Время осуществления нервной регуляции -

Время осуществления гуморальной регуляции -

Что из перечисленного относиться к гуморальной регуляции организма:

Б СО2, нервный импульс,

В - О2, электрический разряд.

Что из перечисленного относиться к нервной регуляции организма:

А СО2 и др. продукты обмена веществ

Б электрический импульс, медиаторы

3.Акнтуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности.

(Самостоятельная работа учащихся Ст. 22 24)

4. Изучение нового материала.

Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

Удаление отходов процесса обмена веществ выделение. Осуществляется экзокринными органами почками, лёгкими, потовыми железами и желудочно-кишечным трактом.

Регуляция температуры тела.

Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

Так же - кровяное давление, частота сердечных сокращений .

Давайте рассмотрим поддержание внутренних процессов, протекающих у нас в организме на примере терморегуляции более подробно:

1 - Может начаться дрожание скелетных мышц, если слишком низкая температура тела.

2 - Включается расщепление жиров для выделения тепла.

3 - Потоотделение охлаждает тело посредством испарения.

- стремление к равновесию : вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса.

Упражнения на глаза: крест, змейка, восьмерка; шея: наклоны; руки: разминание; дыхание.

5.Проверка и закрепление полученных знаний

Проба на восстановление сердечной деятельности после физической нагрузки.

У двоих мальчиков измеряем частоту сердечных сокращений (пульс) в покое (до нагрузки). После, мальчики приседают 10 раз и, опять измеряется пульс, результат записывается. Даем отдохнуть 1-2мин, измеряем пульс. Сравниваем результаты: в норме пульс до нагрузки и после отдыха должны быть приблизительно одинаковы. Результат указывает на нормальную регуляцию сердечной деятельности.

6. Подведение итогов урока .

Учитель: если кому-то было что-то непонятно задавайте вопросы. (Отвечаю на вопросы, если они есть).

7. Домашнее задание. ( §6 ).

Узнать стоимость написания работы -->

Читайте также: