Підсумкова робота з теми «Сенсорні системи» (ГР1, ГР2, ГР3)

ГР1. Під час проведення самостійного спостереження учень та учениця використовували білий аркуш із двома мітками: невеликим колом та зірочкою на певній відстані одна від одної. Учениця закрила ліве око, сфокусувала погляд на колі й почала повільно наближати аркуш до обличчя. У певний момент зірочка повністю зникла з її поля зору, хоча око було відкритим і освітлення в кімнаті залишалося незмінним.

Учень припустив: «Це стається тому, що світло від зірочки потрапляє на бічну частину сітківки, де концентрація рецепторів денного зору є мінімальною, і мозок просто ігнорує слабкий сигнал».

Учениця висунула іншу гіпотезу: «Справа в анатомічній будові ока: світлові промені від об’єкта спроєктувалися саме на ту точку сітківки, де нервові волокна збираються у вузол для виходу з очного яблука, і в цій конкретній зоні світлочутливі елементи фізично відсутні».

Оцініть аргументи та оберіть науково обґрунтовану позицію:

ГР1. Учень та учениця проводили дослід на визначення порогів тактильної чутливості за допомогою метрологічного маркера з двома тупими наконечниками. Учениця торкалася шкіри учня у різних зонах, поступово зближуючи їх. Вони зафіксували, що на кінчиках пальців відчувають два дотики навіть при відстані 2 мм, а на спині — лише один, навіть якщо наконечники розведені на кілька сантиметрів.

Які висновки щодо функціонування рецепторів мають зробити діти?

ГР1. Учень та учениця досліджували роботу сенсорної системи, що аналізує рухи тіла. Учениця виконала серію швидких обертів навколо своєї осі, а після раптової зупинки відчула ілюзію того, що «навколишній простір продовжує обертатися». Учень пояснив: «Твоє тіло вже не рухається, але мозок все ще отримує сигнали про поворот».

Запишіть назву структур внутрішнього вуха, які стали причиною цього стану, та коротко поясніть (через кому), чому подразнення рецепторів продовжується навіть після повної зупинки учениці.

ГР1. Проводячи спостереження за реакціями ока, учень та учениця помітили, що після перебування у темряві їхні зіниці сильно розширилися, а при вмиканні світла — миттєво звузилися.

Учениця висунула гіпотезу: «Це автоматичний захист, який регулює кількість світла, що потрапляє на сітківку, щоб запобігти її засліпленню».

Учень додав: «Це свідома реакція, яку ми самі викликаємо, коли намагаємося роздивитися предмет краще».

Яку спільну закономірність функціонування організму вони виявили?

ГР1. Учень та учениця вирішили перевірити взаємодію аналізаторів. Учениця заплющила очі й затиснула ніс, а учень давав їй куштувати шматочки яблука та сирої картоплі. З’ясувалося, що за таких умов дівчині вкрай важко їх розрізнити.

Які висновки щодо формування відчуттів вони можуть зробити разом?

ГР1. Учень та учениця провели дослід: вони поклали на руку легку паперову смужку. Спочатку її присутність відчувалася чітко, але вже за короткий час відчуття дотику повністю зникло, хоча смужка залишилася на шкірі.

Обговорення результатів:

Учениця: «Цікаво, що наші рецептори не "вимкнулися", вони просто перестали надсилати сигнал про цей конкретний предмет, бо він став постійним і звичним».

Учень: «Це дуже важливий механізм. Якби нервова система реагувала на кожен такий стабільний подразник (як-от одяг чи годинник), наш мозок просто не зміг би вчасно помітити нові, дійсно важливі зміни навколо».

Запишіть назву цього біологічного явища та через кому коротко поясніть, у чому полягає його головна користь для роботи мозку.

ГР2. Учень та учениця досліджували вплив навколишніх звуків на організм людини, використовуючи надану діаграму рівнів шуму (в дБ). Вони знають, що за нормою людина безпечно сприймає звуки до 80 децибелів, а поріг болю та ризику миттєвого пошкодження слуху починається після 115 децибелів.

Проаналізуйте твердження, які сформулювали діти під час дискусії. Виберіть УСІ науково обґрунтовані висновки, що відповідають виключно даним представленої діаграми:

ГР2. Учень та учениця готували проєкт про гігієну слуху. В науковій статті вони знайшли інформацію про те, що тривале використання навушників-вкладишів на високій гучності незворотно руйнує спеціалізовані волоскові клітини. Ці клітини відповідають за перетворення механічних коливань рідини на нервовий імпульс.

Учениця стверджує: «Ці рецептори надійно заховані всередині спіралеподібної структури кісткового лабіринту, що заповнена рідиною».

Учень припускає: «Я думаю, що ці клітини розташовані безпосередньо на мембрані, яка розділяє зовнішнє та середнє вухо, щоб першими приймати удар звукової хвилі».

Опрацюйте надане зображення. Якою цифрою позначено структуру, де насправді розташовані згадані волоскові клітини і чиє твердження є науково правильним?

ГР2. Учень та учениця досліджували, як будова світлочутливих клітин (рецепторів) пов’язана з їхніми функціями. На схемі вони помітили клітини двох типів: одні мають витягнуту форму, інші — коротші та мають розширення.

Спираючись на візуальні дані схеми та знання про зорову систему, оберіть УСІ правильні твердження, які діти мають підтвердити:

ГР2. Розгляньте результати дослідження чутливості шкіри тильної сторони руки. Дослідники наклали на шкіру сітку 5✖5 і зафіксували розташування рецепторів тепла (червоні) та холоду (сині).

Учень стверджує: «Згідно з картою, у кожному квадраті сітки обов’язково є хоча б один терморецептор, тому ми відчуваємо температуру рівномірно всією поверхнею».

Учениця заперечує: «Це не так. Якщо уважно опрацювати схеми, то видно, що є "пусті" ділянки, а загальна кількість точок, що реагують на зниження температури, значно переважає кількість тих, що реагують на тепло».

Опрацюйте візуальні дані матриць. Який науковий висновок щодо закономірностей природи мають зробити діти?

ГР2. Учень та учениця готували доповідь про причини заколисування (кінетозу) під час морських подорожей. Вони знайшли схему, що ілюструє взаємодію різних аналізаторів.

Учень помітив: «На схемі зображено внутрішнє вухо. Отже, морська хвороба — це просто наслідок того, що гучний шум хвиль пошкоджує слух».

Учениця не погодилася: «Ні, схема показує конфлікт: вестибулярний апарат сигналізує про рух, а очі в каюті бачать нерухомі предмети. Мозок не може узгодити ці дані, що й викликає нудоту».

Опрацюйте візуальні дані інфографіки. Які факти та висновки мають підтвердити діти, спираючись на логіку цієї схеми?

ГР2. Учень та учениця опрацьовували статтю про фізіологію сенсорних систем, де описувався цікавий дослід:

«Дослідник ретельно висушив поверхню язика піддослідного фільтрувальним папером і поклав на нього кристал цукру. Людина не відчула солодкого смаку, доки язик не зволожився слиною. Аналогічно, при сильному нежиті та пересиханні слизової оболонки носа, людина майже повністю втрачає здатність розрізняти аромати».

Результати обговорення прочитаного:

Учень: «Це підтверджує, що для активації цих рецепторів недостатньо простого механічного контакту з речовиною».

Учениця: «Так, це доводить, що за типом подразника ці клітини належать до специфічної групи, яка сприймає об'єкти лише у певному стані».

Опрацюйте опис досліду та висновки дітей. Запишіть назву цих рецепторів та через кому вкажіть, у якому саме стані має перебувати речовина, щоб ми змогли відчути її запах чи смак.

ГР3. Порівнюючи будову черепа людини та багатьох травоїдних тварин, учень та учениця помітили, що наші очі розташовані фронтально (в одній площині), тоді як у коня чи зайця — по боках голови.

Учень припустив: «Це обмежує наш кут огляду порівняно з тваринами, але дає нам іншу важливу перевагу».

Учениця додала: «Ця закономірність пов’язана з накладанням зображень від лівого та правого ока у мозку».

Яку ключову природну закономірність забезпечує така особливість будови зорового апарату людини?

ГР3. Під час дискусії про сенсорні системи учень висловив думку, що біль — це «помилка еволюції», яка приносить лише страждання. Учениця натомість стверджує, що біль — це найважливіша закономірність виживання (гомеостазу).

Які аргументи на користь думки дівчини є науково обґрунтованими та відображають біологічну роль болю?

ГР3. Учні експериментували з читанням тексту на різній відстані. Вони зрозуміли: щоб фокус на сітківці залишався чітким при наближенні книжки до обличчя, внутрішня структура ока має миттєво змінити свій радіус кривизни.

Учениця зауважила: «Цей процес відбувається завдяки еластичності певної структури, яка під дією м'язів стає більш опуклою».

Запишіть назву цієї структури та через кому вкажіть назву біологічного явища, яке вона забезпечує.

ГР3. Під час польоту в літаку учень та учениця звернули увагу на відчуття тиску в голові та тимчасове погіршення слуху під час зльоту. Вони згадали, що для відновлення нормального самопочуття потрібно зробити кілька ковтальних рухів.

Яку закономірність роботи аналізатора вони використовують у цей момент?

ГР3. Функціонування вестибулярного апарату базується на перетворенні механічного руху інертної маси у нервовий імпульс. У внутрішньому вусі існують структури, що спеціалізуються на детекції різних типів прискорення (лінійного та кутового) та положення голови відносно вектора земного тяжіння.

Оберіть усі науково обґрунтовані твердження, що описують закономірності роботи компонентів кісткового лабіринту, які відповідають за статокінетичне чуття:

ГР3. Функціонування будь-якого аналізатора можливе лише за умови цілісності всіх його частин. Інформація від зовнішнього світу проходить шлях від моменту трансформації енергії подразнення у нервовий імпульс до моменту формування відчуття у корі головного мозку. Кожна ланка в цьому ланцюзі виконує свою специфічну роль: сприйняття, трансляція або обробка даних.

Запишіть загальну назву такої трикомпонентної системи, а також через кому вкажіть назву її середньої частини, яка складається з чутливих нервів і відповідає за передачу інформації.