На высоте доля кислорода в воздухе почти та же. Почему его доступность всё же меняется?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
На пару: распечатка ученической части PDF, карандаши двух цветов, линейка, простой калькулятор. Все схемы и исходные данные включены. Только готовые данные и бумажные модели. Не брать биологические пробы, не проводить нагрузочных, болевых, температурных или иных физиологических испытаний. Не ставить диагнозы и не назначать лечение. Личные медицинские, репродуктивные и генетические сведения не собирать. Интернет, регистрация и аккаунты детям не нужны.
Уровень — начинающий исследователь, 9 класс. Предпосылки: понятия клетки, ткани и органа; чтение графиков, таблиц и стрелочных схем. В паре один описывает, второй проверяет, затем меняются. Все изображения и числовые серии учебные; работу по ним не выдавать за проведённый опыт. Подготовка и печать выполняются до урока; разборы открываются после самостоятельной попытки. При затруднении учитель разбирает первую строку вместе с классом, остальные учащиеся выполняют самостоятельно.
| Минуты | Работа | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблема | Вопрос и первое решение |
| 5–14 | Понятия и пример | Способ проверки |
| 14–25 | Практика 1 | Готовый продукт и проверка |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос способа |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент и ограничение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ |
01. Проблемная ситуация
0–5 минут. Два сухих воздушных объёма содержат по 21% кислорода, но давление 100 и 70 кПа. Ученик объявил условия одинаковыми. Вычислите 21% каждого давления и сформулируйте вопрос, который не решается одним процентом состава.
02. Понятия и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты на понятия, 3 на пример, 2 на объяснение способа партнёру.
Понятия и способ проверки
Парциальное давление компонента газовой смеси — его доля, умноженная на общее давление. В модели сухого воздуха pO₂ = 0,21 × P. При уменьшении P доля остаётся 21%, а pO₂ падает. Значения для сухого внешнего воздуха нельзя считать давлением кислорода в альвеолах: там смесь изменена увлажнением и газообменом.
При нагрузке вентиляция и кровообращение могут быстро изменяться в связи с потребностями организма. При длительном пребывании на высоте действуют механизмы акклиматизации, включая стимуляцию образования эритроцитов эритропоэтином. Быстрое изменение дыхания и образование новых клеток — процессы разных временных масштабов.
Концентрация клеток равна их числу, делённому на объём. Она может вырасти как при увеличении числа клеток, так и при уменьшении объёма плазмы. Поэтому один показатель концентрации не доказывает усиления эритропоэза. Все числа ниже описывают условные сосуды и воздушные смеси, а не медицинские обследования.
Работайте по подписям и масштабу; рисунки условные и не заменяют запись реального наблюдения.
Разбор: при P = 80 кПа имеем pO₂ = 16,8 кПа, а при 100 кПа — 21 кПа. Снижение 4,2 кПа, или 20% исходного. В отдельной модели 400 клеток в 100 единицах объёма дают 4 клетки/ед.; те же 400 в 80 дают 5. Рост концентрации на 25% не означает появления новых клеток.
03. Практика 1. Проверяем материал
Данные для самостоятельного анализа
14–25 минут. Все записи ниже — учебные данные, а не результаты обследования учеников. В паре: 3 минуты на чтение и разметку, 5 на решение, 3 на взаимную проверку по критериям.
| Воздушная модель | Общее давление P, кПа | Доля O₂ |
|---|---|---|
| A | 100 | 0,21 |
| B | 80 | 0,21 |
| C | 60 | 0,21 |
Вычислите pO₂ и процент снижения относительно A для B и C. Постройте столбики с единицами и подпишите неизменную долю газа. Затем распределите карточки «изменение глубины дыхания», «увеличение образования эритроцитов», «уменьшение объёма плазмы» по смыслу: быстрый ответ, более длительное клеточное изменение, изменение концентрации без обязательного роста числа клеток. Обоснуйте одно различие.
Практика 1: разбор и критерии
pO₂: 21; 16,8; 12,6 кПа. Снижение B на 20%, C на 40%. Доля во всех случаях 21%. Изменение дыхания может быть быстрым, усиление образования эритроцитов требует времени; уменьшение объёма плазмы само по себе не создаёт эритроциты. Расчёты и график — 2 балла, распределение и объяснение — 2.
04. Практика 2. Перенос способа
Новое условие
25–33 минуты. Сравните два условных сосуда с исходными 500 клетками в 100 единицах объёма. В X стало 600 клеток при объёме 100, в Y осталось 500 при объёме 80. Найдите концентрации и их процентный рост. Какой набор действительно показывает увеличение числа клеток? Назовите измерение, позволяющее различить причины.
Практика 2: разбор и критерии
Исходно 5 клеток/ед. X: 6, рост 20%; Y: 6,25, рост 25%. Увеличение числа клеток есть только в X. Для разделения причин нужны число клеток и объём, а не концентрация одна. Расчёты — 2 балла, вывод и нужные данные — 1.
05. Обсуждение и границы вывода
33–40 минут. Можно ли по повышенной частоте дыхания объявить человека «лучше адаптированным»? Сопоставьте реакцию на нагрузку, условия среды и ограничение одиночного измерения.
Обсуждение: возможный вывод
Нет: одна частота не показывает глубины дыхания, газообмена, нагрузки и исходного состояния. Альтернативы — временная реакция на условия или другое влияние. Для исследования нужны одинаковые условия и серия наблюдений, но на уроке используются только готовые данные. Расчёты не служат разрешением на высотные или нагрузочные испытания.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут. P = 90 кПа, доля O₂ = 0,21. Найдите pO₂. Концентрация клеток выросла, их число неизвестно: доказывает ли это эритропоэз? Объясните одним контрпримером.
Индивидуальная проверка: ответ и критерии
pO₂ = 18,9 кПа. Не доказывает: тот же набор клеток в меньшем объёме даёт большую концентрацию. Расчёт — 1 балл, ответ и контрпример — 2.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие → результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| 15.1. Адаптации организма | Сравнить газовые смеси | Доля и давление не смешиваются |
| Гипоксия и эритропоэз | Разделить временные масштабы | Быстрый ответ и длительная перестройка |
| Нагрузка и интерпретация | Проверить два объяснения концентрации | Вывод опирается на достаточные данные |
Источники и права на изображения
Тексты, задания, учебные данные и схемы разработаны для портала «Школы России». Числовые серии — учебные модели, не результаты проведённых классом опытов. Схемы авторские, не копии микрофотографий; сторонние изображения не используются. Фактические сведения сверены по указанным источникам 19.10.2026. Материалы полностью даны, переход по внешним ссылкам ученику не требуется.