Урок: "Особенности строения и функции обонятельного анализатора"

Манцурова Нина Анатольевна, учитель биологии

Цель урока

 Актуализация познавательного интереса к теме

Возможность представления в мультимедийной форме уникальных материалов, демонстрация новых возможностей школьной доски

Задачи урока:

– изучить особенности строения и функции обонятельного анализатора;

– обосновать гигиенические правила ухода за органом обоняния;

– обосновать воздействие некоторых веществ на функциональное состояние обонятельного анализатора.

                Internet Explorer

·        рисунки и фото с сайта ru.wikipedia.org

Оборудование: таблица “Обонятельный и вкусовой анализаторы”,

 схема “Строение обонятельного анализатора”,

набор ароматических веществ с нейтральными запахами.

Программное обеспечение для интерактивной доски;

 Презентация, ЭУ для 8 класса, программа 1С: Биология, фильм ВВС «Чувства. Обоняние»

Методы использования ИКТ при организации работы:

- объяснительно – иллюстративные;

- репродуктивные;

- проблемного обучения (основаны на противоречии между известным и неизвестным, между знаниями ребенка и его опытом);

- частично – поисковые;

- эвристические

- практические (самостоятельная работа);

- методы контроля за усвоением изученного.

Работа учащихся при использовании ИКТ:

- воспринимают, запоминают, распознают информацию;

- сравнивают, объясняют, преобразовывают полученную информацию;

- анализируют, классифицируют, группируют, упорядочивают информацию;

- обобщают, формулируют по иному, перегруппируют; делают вывод, рекомендуют.

Формы организации учебного процесса:

- групповая;

- работа в парах;

- индивидуальная.

Этапы урока.

1. Вступление – мотивация к деятельности.

2. Основной этап – особенности обонятельного анализатора.

3. Оздоровительный этап – физкультминутка.

4. Межпредметный этап – влияние химических веществ на анализатор.

5. Деятельностный этап – практическая работа.

6. Заключение – рефлексия.

ХОД УРОКА

1. Вступление – мотивация к деятельности

 (Положить в неподписанные темные баночки кофе, лавр, гвоздика, лук,  сыр, шоколад  и спросить, как узнать, что в них находится? вероятные ответы: понюхать,…..)

Учитель: Наш урок посвящён строению и функциям обонятельного анализатора, сегодня вы узнаете, я надеюсь, много нового и интересного.

Мы живем в мире запахов. Умение распознавать их для многих животных - вопрос выживания. Запах помогает отличать своих от чужих, находить пищу, выбирать партнера.

В процессе эволюции обоняние появилось раньше других чувств, но, будучи самым древним, долгое время оставалось и самым загадочным.

 Как человек узнает и запоминает многие тысячи разных запахов?

Как отличает один запах от другого?

 Ученым наконец-то удалось найти ответы на эти вопросы и выстроить всю цепочку - от взаимодействия пахучего вещества с рецептором до формирования в мозге четкого впечатления определенного запаха. Немаловажную роль в этом сыграли исследования американцев Ричарда Акселя и Линды Бак, за которые они удостоены Нобелевской премии 2004 года по физиологии и медицине.

Вопрос:  Что такое обоняние и зачем оно нужно животным? (Презентация)

Обоняние – восприятие животными и человеком посредством соответствующих органов определенного свойства (запаха) химических соединений в окружающей среде.

Обоняние служит животным для поиска и выбора пищи, выслеживания добычи, спасения от врага, для биоориентации и биокоммуникации (мечение территории, отыскание и узнавание полового партнера).

Обонятельный анализатор, будучи одним из древнейших анализаторов, прошел чрезвычайно длительный путь эволюции. Специфическими раздражителями для него служат химические вещества, оказывающие воздействие на рецепторы.

У относительно низкоорганизованных водных животных трудно установить различие между органами обоняния и вкуса, т. к. и на те и на другие воздействуют химические вещества, растворенные в воде и непосредственно контактирующие с рецепторами. У более высокоорганизованных животных, например, членистоногих, рецепторы дифференцируются: орган вкуса реагирует на вещества, растворенные в воде, а орган обоняния – на частицы веществ, находящиеся в воздухе.

Обонятельный анализатор имеет большое значение для определения состава пищи и вдыхаемого воздуха. Многие животные используют обоняние для ориентации во внешней среде, обнаружения пищи, оценки ее качества, узнавания других животных. Большинство млекопитающих обладает хорошо развитым обонянием: сумчатые, насекомоядные, грызуны, жвачные копытные, хищники.

Собака находит своего хозяина по запаху следов от его обуви. Она различает запах поваренной соли в ничтожно малом разбавлении, а человек вообще не ощущает его. Плохо развит этот орган у птиц, приматов.

2. Основной этап – особенности обонятельного анализатора.

Вопрос:  Что такое анализатор, из каких частей состоит?

Рассмотрим строение обонятельного анализатора человека. Для этого вспомним строение анализатора:

1 периферический отдел --> 2 проводниковый отдел -->3 центральный отдел

Функции каждой части анализатора

1) рецепторы – обнаружение и различение сигналов, преобразование и кодирование сигналов;

2) чувствительные нервы – передача нервных импульсов;

3) кора больших полушарий – анализ, классификация и опознание сигнала.

Учитель объясняет строение и работу анализатора, используя программу 1С Биология (схема строения обонятельного эпителия и строение обонятельных луковиц).

У человека орган обоняния расположен в верхнем отделе носовой полости и имеет площадь около 2,5 кв. см. Область обоняния включает слизистую оболочку, которая покрывает верхнюю часть перегородки носа. Рецепторный слой слизистой оболочки представлен обонятельными нейросенсорными клетками (эпителиоцитами), которые воспринимают присутствие пахучих веществ. Под клетками обоняния лежат поддерживающие (опорные) клетки. В слизистой оболочке находятся боуменовы железы, секрет которых увлажняет поверхность рецепторного слоя. Периферические отростки клеток обоняния несут на себе обонятельные реснички, а центральные отростки формируют около 15 – 30 обонятельных нервов. Молекулы пахучих веществ, попадая в носовую полость вместе с воздухом, проникают в обонятельные клетки через оболочки, содержащие жироподобные вещества – липиды. Там они взаимодействуют с белками, при этом генерируется нервный импульс, который передается по обонятельным нервам в корковый центр обонятельного анализатора.

Обонятельные рецепторы прикреплены к мембране рецепторных клеток, которые выстилают поверхность небольшой области в верхней части носовой полости, образуя обонятельный эпителий. Каждая клетка содержит рецепторы только одного определенного вида. Белок-рецептор образует "карман" для связывания молекулы одоранта (химического вещества, обладающего запахом). Рецепторы разных видов отличаются деталями своей структуры, поэтому "карманы"- ловушки имеют разную форму. Когда молекула попадает в "карман", форма белка-рецептора изменяется, и запускается процесс передачи нервного сигнала. Каждый рецептор может регистрировать молекулы нескольких различных одорантов, трехмерная структура которых в той или иной степени соответствует форме "кармана", но сигналы от разных веществ отличаются по интенсивности. При этом молекулы одного и того же одоранта могут активировать несколько разных рецепторов одновременно.

Такое сочетание разнообразия рецепторов и химических свойств молекул, с которыми они взаимодействуют, генерирует широкую полосу сигналов, создающих уникальный "отпечаток" запаха. Каждый запах как бы получает код (подобно штрих-коду на товарах в супермаркете), по которому его можно безошибочно узнать в следующий раз. Именно благодаря этому коду мы способны распознавать и запоминать около 10 тысяч запахов. Учитель: Пахучие вещества проникают в носовую полость и из ротовой полости через носовые ходы (при вдохе во время еды). Сильно пахнущие вещества раздражают не только обонятельные клетки, но и окончания тройничного нерва, вызывая защитные рефлексы: чихание, кашель.

Согласно современной теории запах определяет не химический состав или строение, а геометрическая форма молекулы в целом. Два разных химических вещества, имеющих одинаковую объемную форму молекул, обладают одним и тем же запахом.

Для того, чтобы человек почувствовал запах, бывает достаточно лишь 400 – 500 молекул пахучего вещества. Как считается, человек различает около 400 запахов. Запахов, пожалуй, существует даже слишком много, и далеко не каждому можно подобрать подходящее название. Только аромат розы имеет свыше 40 разновидностей. Американский ученый Дж. Эймур в 1952 году сформулировал теорию, согласно которой было выделено 7 основных запахов: камфорный, мускусный, мятный, эфирный, цветочный, острый, гнилостный.

 Современная классификация запахов выделяет 10 четко различимых групп: фруктовые, ароматные, цветочные, мускусные, чесночные, горелые, сырные, потовые, зловонные, тошнотворные. Например, молекулы, вызывающие ощущение цветочного запаха, имеют форму диска с хвостами; мятный запах создается молекулами, имеющими форму клина; эфирный запах характерен для молекул в форме палочек.

4. Межпредметный этап – влияние химических веществ на анализатор.

Учитель: А сейчас познакомьтесь с влиянием запахов на организм человека.

 Приятные запахи способствуют улучшению самочувствия человека, а неприятные могут оказывать угнетающее влияние, вызывать различные отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока (от сероводорода, бензина и пр.). Они способны изменять температуру кожи, вызывать отвращение к пище или отказ от неё, обострять чувствительность нервной системы, вести к подавленности, раздражительности.

В 1909 г. русский физиолог А. В. Семичев исследовал влияние пахучих веществ на газообмен и общее состояние теплокровных животных. По его наблюдениям, эфирные масла: мятное, розовое, коричное, лимонное, бергамотовое и некоторые другие понижали интенсивность газообмена обезьян, собак, кроликов и голубей.

Ещё раньше, в 1885 г. П. А. Истаманов показал, что раздражение обонятельного анализатора человека “приятными запахами” вызывает повышение кожной температуры, падение кровяного давления, замедление пульса.

“Неприятные запахи” (уксусной кислоты, сернистого аммония, аммиака и гнили) вызывают, наоборот, понижение температуры, повышение кровяного давления и учащения пульса. Уже советскими физиологами было установлено, что запахи могут вызывать разнообразные реакции в функции внешнего дыхания, изменять его ритм, действовать на возбудимость мышц и нервной системы, на амплитуду пульсации мозга. Было выяснено, что запах камфары увеличивает сопротивление бронхов. Обнаружено, что запах бензола в значительной степени улучшает слух, а запах индола – ухудшает.

Запах бергамотового масла повышает остроту зрения в сумерках. Запахи бергамотового масла и камфары повышают чувствительность глаза к зелёному цвету и понижают к красному; запах розмаринового масла расширяет поле зрения для зелёных и суживает для красных объектов, а индола – суживает для красных и расширяет для зелёных объектов.

Ароматерапия – это лечение благородными запахами. С незапамятных времен люди пользовались щедрым и обаятельным даром природы – ароматами. В древности на Востоке при строительстве мечетей в раствор по секретным рецептам добавляли специальные вещества, запах которых манил людей, создавал благотворную обстановку. Запах ладана, по церковным канонам, привлекает небесные силы, помогает в храме общению со Всевышним. По этой же причине и помещения для медитации окуриваются благовониями. Среди разнообразия растительного мира еще в древности человек обратил внимание на растения с приятным или острым ароматом, липкие на ощупь. Он обнаружил в них ценнейшие ароматические вещества – эфирные масла – и научился их выделять.

Каждый человек индивидуально воспринимает запахи, связывая их с радостными или печальными событиями в жизни. Тем не менее, нетрадиционная медицина разрабатывает методики лечения запахами всех заболеваний, за исключением тех, которые требуют хирургического вмешательства. Доказано, что при насморке достаточно вдохнуть несколько раз запах сандала или розового масла, чтобы избавиться от этого неприятного недомогания. Развитие инфекций, вызванных стрептококками, стафилококками и даже палочками Коха, предотвращает запах розы или тополя. Известно, что запахи обладают успокаивающим, улучшающим сон свойством. Еще Авиценна писал об усыпляющем действии запаха ромашки. Благотворно влияет на нервную систему запах лаванды, мелиссы, шалфея.

Запахи таких растений, как гвоздика, лавр благородный, черный перец, ирис, кофе, смородина, рябина, черный тополь, оказывают стимулирующее и тонизирующее действие. Успокаивающее действие оказывают запахи апельсина, мандарина, валерианы, герани душистой, лимона, розы. Запахи розмарина, цитрусовых и герани стимулируют зрение, а боярышника, сирени, тополя, сосны и ели (летом) – сердечно-сосудистую систему.

Естественные оздоровительные средства не токсичны, не обладают побочными эффектами, не разрушают гармонию и слаженность работы органов человека. Положительные изменения происходят постепенно, с обязательным периодом стабилизации и адаптации организма.

В последнее время предпринимались попытки искусственного получения ароматических веществ в лечебных целях, но они не нашли должного распространения в ароматерапии, так как лечебными свойствами в полной мере обладают только природные эфирные масла.

 А пищевая промышленность почти повсеместно использует искусственные ароматы. Будь то куриный супчик или малиновый пудинг, птица или лесные ягоды присутствуют в этих яствах лишь в виде названия да яркой картинки на упаковке. Чудодейственные вещества, которые насыщают вкусом и запахом нашу повседневную пищу, – это искусственные ароматизаторы. Не будь их, выбор товаров в магазинах был бы куда беднее. Так, например, всего мирового урожая клубники не хватило бы на то, чтобы удовлетворить спрос на продукты с клубничным вкусом.

Первый искусственный ароматизатор был синтезирован еще в 1874 году.

Это – ванилин, и производят его из отходов лесопильной промышленности, на основе лигнина, который входит в состав древесины. Принято считать, что ванилин идентичен натуральной ванили, поскольку его молекулярное строение целиком соответствует имитируемому образцу.

Натуральные фруктовые ароматы обычно включают 200-400 компонентов. В мясных ароматах составляющих еще больше – около тысячи. Попытки приблизиться к этим оригиналам, используя минимальное количество компонентов и затрат, – занятие, которое без преувеличений можно назвать соединением искусства и науки. Научная часть работы заключается в анализе паров продукта, которые пропускают через специальные устройства и расщепляют на отдельные компоненты. А вот творческая задача достается флавористу – специалисту по созданию ароматов. Готовясь добавить последний штрих к почти готовому малиновому запаху, он день и ночь занят мыслями о том, какой оттенок перечного масла выбрать для этой цели.

Помимо ягодных, к числу самых популярных ароматов относятся сырные. Составляются они из альдегидов и кислот (вроде валериановой). В чистом виде эти добавки пробовать невозможно – они слишком резки. В 10-миллиметровой колбочке “умещается” столько же сырного аромата, сколько в четырех огромных кругах сыра. Эту аптечно-химическую смесь используют для приготовления супов, соусов, крекеров и чипсов со вкусом чеддера, эдамера и гауды.

5. Деятельностный этап – практическая работа.

Учитель: Теперь мы познакомимся с земными запахами.

Лаборанты выдают на столы образцы запахов и инструктивные карточки.

Практическая работа. “Распознавание пахучих веществ”.

Цель: познакомиться с особенностями распознавания различных пахучих веществ; выяснить, какие вещества вызывают неприятные ощущения.

Оборудование: на каждый стол по 5 картонных полосок с наклеенными кусочками поролона, пропитанных различными пахучими веществами:

№1 – апельсиновое масло;

№2 – мятное масло;

№3 – парфюмерное средство (духи, одеколон);

№4 – капли «Корвалол» или бальзам «Звездочка»;

№5 – нерафинированное подсолнечное масло.

ХОД РАБОТЫ

1. Возьмите поочерёдно полоски картона и плавными колебательными движениями поднесите к носу, делая несколько сильных и коротких вдохов. При нормальном дыхании вы будете ощущать запах. Определите вещество, данные занесите в тетрадь.

2. Задержите дыхание на некоторое время. Чувствуете ли вы запах?

3. Произведите несколько резких коротких нюхательных движений. Они особенно благоприятны для работы органа обоняния. При быстрых коротких вдохах воздух вихревыми движениями достигает непосредственно обонятельные рецепторы. При этом запах ощущается сильнее.

Предупреждение! Нельзя подносить полоски к носовым ходам очень быстро, так как запахи могут быть достаточно резкими и вызовут защитные реакции: кашель, чихание, слезотечение.

6. Заключение – рефлексия.

Подведение итогов работы.

Учитель: Около 90 % информации поступает к человеку через глаза, 5 % – через уши и только 2 % – через обоняние. Но обоняние – чрезвычайно сильный канал, так как он воздействует непосредственно на подсознание, а значит и на наши чувства, мышление, поведение.

Учитель просит закрыть учащихся глаза и разбрызгивает по классу апельсиновое масло (можно любое, знакомое детям, ароматическое вещество).

Учитель: Что вы представили, ощутив запах?

Ассоциации учащихся: Свежесть после дождя. Новый год. Стакан апельсинового сока.

Учитель: Почему у вас возникли такие ассоциации?

Учащиеся: Все анализаторы связаны на уровне коры. Это ведёт к целостному восприятию окружающего мира и адаптирует организм к окружающей среде. Ассоциативные зоны коры больших полушарий воспроизводят ранее увиденные образы на основании запаха.

 Лист самооценки учащегося

( в баллах от 0,5 до 5)

Литература:

журналы НАУКА И ЖИЗНЬ, №12, 2004 год, №2, 2007