-Обратите внимание на слова, которые написаны после темы урока: «Сейчас нельзя обойтись без знаний физики, если ты хочешь достигнуть ясности относительно физиологических вопросов...».
Эти слова были написаны немецким врачом и естествоиспытателем Ю. Майером, человеком, который впервые четко сформулирован закон сохранения энергии. На протяжении многих веков биология была лишь описательной наукой и практически не объясняла причин большинства явлений, происходящих в живом организме.
Человек и его организм - это часть природы, поэтому все, что в нем происходит, подчиняется законам природы, изучением которых занимаются науки химия, физика. Тема нашего урока сегодня" тесно переплетается с теми знаниями, которые вы получили на уроках физики, изучая явления движения. А рассмотрим мы с вами сегодня закономерности движения крови по телу человека.
Все физические процессы, которые лежат в основе жизнедеятельности организма, изучает новая наука, получившая название биофизика.
Сегодня у нас с вами очень много вопросов, которые нам предстоит решить.
4. Объяснение нового материала
1) Кровь нагнетается в кровеносное русло благодаря сокращениям сердца и начинает движение по сосудам кровеносной системы. Движение крови подчиняется законам гидродинамики, хотя в организме эти законы приобретают новое, более сложное содержание. Движение крови по сосудам изучает наука гемодинамика (Слайд 4)(«гемо» - кровь).
2) Пульс.
Сокращаясь, сердечная мышца оказывает сильное давление на находящуюся в желудочках кровь. Под давлением кровь из левого желудочка поступает в аорту, стенки которой обладают высокой эластичностью. Поэтому, когда кровь поступает в аорту, она начинает расширяться и расширяется до тех пор, пока приток крови не прекратится. После этого силы упругости растянутой стенки аорты, стремясь вернуть ее к первоначальным размерам, выжимают кровь в более удаленный от сердца участок артерии (обратному току препятствует клапан). Этот участок артерии растягивается, и все повторяется сначала. Поэтому после каждого сокращения сердца вдоль деформации, подобно тому, как распространяются волны по натянутой струне или на поверхности воды от брошенного в нее камня.
Распространяющиеся вдоль артерии колебания ее стенок получили название артериального пульса. Его можно ощутить, если на артерию, находящуюся вблизи поверхности тела (например, у запястья), положить палец. (Слайд 14 )
5. Практическая работа «Опыт, доказывающий, что пульс связан с колебаниями стенок, а не с толчками, возникающими при движении крови»
Предварительные пояснения.
Чтобы решить эту задачу, надо на каком-то участке артерии остановить движение крови так, чтобы стенки артерий могли продолжаться колебаться.
Для этого:
Найдите пульс на лучевой артерии, прощупайте его четырьмя пальцами.
Наметьте точку А, ближайшую к большому пальцу исследуемой руки, и точку В, наиболее удаленную от большого пальца. Кровь течет от точки «в» к точке «а».
Зажмите артерию в точке а и остановите движение крови на участке «в - а». Ощущаете ли вы пульс?
Теперь зажмите артерию в точке «в». Остановилось ли движение крови в этом случае? Ощущаете ли вы пальцами колебательные движения стенки артерии?
По данным наблюдениям сделайте выводы; зависит ли пульсовая волна от движения крови?
Оценка результатов. Пульсовая волна передается по стенке артерий и не зависит от отсутствия или наличия кровотока. Пульс прощупывается выше места, где артерия перетянута, а ниже этого места отсутствует и кровоток, и пульс, потому что, прижимая стенки артерий друг к другу, мы не только останавливаем кровь, но и останавливаем колебание стенок артерий.
6. А Д -Артериальное давление
Как объяснить тот факт, что кровь течет в сосудах даже снизу вверх (по венам ног к сердцу), преодолевая силу тяжести? Какая физическая (гидродинамическая) причина заставляет кровь течь в кровеносных сосудах беспрерывно и даже снизу вверх?
Основной причиной движения крови является работа сердца, благодаря которой в артериях создается давление.
При сокращении сердечной мышцы давление крови в левом желудочке доходит до 140-150 мм рт. ст. Под таким давлением кровь поступает в аорту, где давление ее уже несколько ниже 130—140 мм рт.ст. И чем дальше движется кровь, тем ниже и ниже становится давление. В артериях оно составляет 120-130 мм рт.ст. Особенно резко давление падает в мелких артериях - до 60-70 мм рт. ст., а в капиллярах—до 30-40 мм рт. столба. В мелких венах давление 5-10 мм рт. ст., а в крупных венах оно может бьгть даже отрицательным (ниже атмосферного почти на 5 мм).
За счет разницы давления крови в сосудах, последняя устремляется в область более низкого давления, т. е. течет от артерий к венам.
Артериальное давление является одним из важнейших показателей гемодинамики.
7. Причины движения крови по сосудам.
Сердце сокращается и выбрасывает кровь в артерии. В них создается повышенное кровяное давление. При движении крови по сосудам ее давление постепенно уменьшается. В венах, которые впадают в сердце, оно становится наименьшим. Разность давления в артериях и венах и является основной причиной непрерывного движения крови по сосудам. Кровь перемещается к месту наименьшего давления. Величина артериального кровяного давления — показатель здоровья человека. По нему можно судить о работе сердца. У здорового человека при выталкивании крови из желудочков оердца оно составляет в плечевой артерии 120 мм рт. ст., а при их расслаблении 70 мм рт. ст. При заболеваниях сердца и сосудов величина артериального давления может сильно измениться. Обычно артериальное давление измеряют в плечевой артерии с помощью специального прибора.
Как и почему изменяется артериальное давление крови?
-После сокращения желудочков, когда кровь поступила в аорту и артерии и полулунные клапаны закрылись, давление достигает наибольшей величины. Такое давление называют верхним, или систолическим давлением. Затем оно начинает уменьшаться и в момент паузы сердца достигает минимальной величины. Это давление называют нижним, или диастолическим. Колебания давления должны изменяться в определенных границах. Если они выходят за эти пределы, превышая норму, сосуды могут не выдержать, разорваться, что нередко приводит к гибели больного. Если поражены, сосуды, мозга, наступает инсульт; если поражены сосуды сердца — происходит инфаркт, повреждение определенного участка сердечной мышцы. Когда человек выздоравливает после инфаркта, этот участок все равно больше не функционирует, так как мышечная ткань замещена рубцовой соединительной тканью, которая не способна сокращаться. Если давление опускается ниже нормы, кровоснабжение органов затруднено, страдают головной мозг, сердце, почки и другие органы. Повышенное давление ведет к гипертонии, пониженное — к гипотонии. Оба заболевания достаточно опасны и требуют лечения, иногда длительного.
Давление мало зависит от пола, но зато изменяется с возрастом.
Уровень кровяного давления у человека с возрастом меняется. От 16 до 50 лет давление равно 110-126 мм рт.ст. К 60 годам оно повышается до 135-140 ммрт.ст. Если кровяное давление поднимается выше 150 мм рт.ст., это уже заболевание — гипертония, если же давление ниже 110 мм рт.ст. — это гипотония.
Ученые опытным путем установили формулу, по которой каждый человек до 20 лет может рассчитать свое нормальное давление в состоянии покоя. (Людям старше этого возраста приходится применять другую формулу.) АД верхнее = 1,7 х возраст + 83.
АД нижнее = 1,6 х возраст + 42.
(АД — артериальное давление, возраст берется в целых годах.) Если вам, например, 15 лет, то верхнее давление равно 110, а нижнее 65 мм рт. ст. Обычно артериальное давление изображают в виде дроби, числитель которой указывает" верхнее давление, а знаменатель нижнее, то есть в данном случае АД = 110/65.
IV. Лабораторная работа№1.
Тема.Измерение артериального давления
Цель:отработать методику измерения артериального давления.
Ход работы.
1. Вычислите артериальное давление по формуле:
АД сист = 1,7*возраст + 83
АД диаст = 1,6*возраст + 42
Измерьте своё артериальное давление с помощью тонометра.Верхнее число на дисплее тонометра обозначает систолическое(верхнее) давление. Нижнее число соответствует диастолическому (нижнему) давлению.
Запишите полученный результат.
3.Сравните полученные в эксперименте данные с расчётными.
- Сделайте вывод о состоянии своего артериального давления.
Лабораторная работа №2
Тема «Определение частоты сердечных сокращений /ЧСС/ в состоянии покоя и после действия физической нагрузки».
Цель: определить зависимость пульса от физических нагрузок.
Ход работы.
1. Измерьте пульс в состоянии покоя. Результат зафиксируйте в таблице.
2. Сделайте 20 приседаний в среднем темпе. Быстро сядьте на стул и подсчитайте число пульсовых ударов за 10 секунд сразу после нагрузки, затем спустя 30, 60, 90, 120, 150, 180 секунд.
Все результаты занесите в таблицу.
Пульс в покое
ЧСС после 10 приседаний
ЧСС после 5 минут отдыха
ЧСС после 20 приседаний
ЧСС после 5 минут отдыха
Оценка полученных результатов.
VII . Общие выводы урока
1. В организме человека кровь движется в соответствии с физическими законами.
2. Движение крови зависит от давления, создаваемого сердцем, и сопротивления, создаваемого стенками сосудов в связи с силами трения.
3. Давление крови зависит от ряда факторов, например, от количества циркулируемой крови, работы сердца и является одним из важных показателей состояния сердца и кровеносных сосудов.
3. Скорость движения крови максимальна в артериях и минимальна в капиллярах, что обеспечивает более качественный обмен веществ между клетками тканей и кровью.
4. Кровь в организме постоянно перераспределяется, в первую очередь она направляется к рабочим органам.
5. Деятельность сердечно-сосудистой системы осуществляется как нервными, так и гуморальными механизмами регуляции.
VIII. Закрепление изученного материала
Каждой клетке организма необходимы для жизнедеятельности питательные вещества, кислород, вода.
У организмов с незамкнутой кровеносной системой клетки омываются не посредственно кровью.
Самый крупный кровеносный сосуд — аорта.
Максимальная скорость движения крови создается в аорте и артериях.
Движение крови в венах обеспечивается низким давлением, деятельностью скелетных мышц и наличию карманообразных клапанов.
Пульс человека в покое составляет в среднем 60-70 ударов в минуту.
