Біологія, хімія кольору

Інтегрований урок міжпредметних зв’язків з хімії та біології в 11 класі з теми
«Хімія, біологія кольору»
Автори: Стеблина А.М.,вчитель вищої категорії, вчитель – методист. Карленко О. А., вчитель вищої категорії.
Місто: Нова Каховка, загальноосвітня школа №1 ім. О. П. Довженка.
Мета: розглянути колір з точки зору хімії та біології;
узагальнити, закріпити, повторити теоретичний матеріал з теми,
усвідомити соціальне, практичне, особисте значення даного навчального матеріалу;
засвоїти основні поняття теми з хімії та біології;
показати вміння та навички роботи з програмним матеріалом індивідуально, в групах, в парах; з додатковою, науковою літературою; працювати творчо, розумом, душею і серцем;
розвивати здібності, навички узагальнювати, систематизувати, виділяти головне.
Девіз: «Все живе прагне до кольору….». І. В. Гете.
Обладнання: хімічні речовини, хімічний посуд, таблиці, ІКТ – учнівські проекти,оціночний лист.
Технологія: критичного мислення.
Тип уроку: узагальнення та систематизація знань. Урок розрахований на дві години.
Основні поняття: колір, сенсорна система, сітківка, спектр.
Хід уроку
І. Організаційний момент.
ІІ. Актуалізація опорних знань і вмінь.
Вчитель 1. Ми закінчили вивчення курсу хімії і біології у середній школі. Відомо, що багато людей різних професій займаються вивченням кольору.
Вчитель 2. З чим у вас асоціюється колір? Відповідь на це питання допоможе нам дати Розминка «Все живе прагне до кольору».
• Назви яких хімічних елементів зв’язані з забарвленням простих речовин (хлор – зелений, хром – червоний, йод – фіолетовий, індій – блакитний, іридій – радужний,рубідій – червоний, родій – помаранчевий).
• Яка речовина використовується в маяках для одержання червоно – жовтогарячого кольору з метою вказувати шлях кораблям і літакам? (Неон).
• Що впливає на колір плодів, квітів,овочів? (Пігменти).
• Чому листя зелені? ( Хлорофіл).
• Чому листя восени змінюють забарвлення? (Розкладання пігментів).
• В яких водоростях найбільше йоду? (Бурі).
• Чому кров червона? ( Гемоглобін).
• Яка назва білку крові? (Гемоглобін).
• Чому яблуко на зрізі буріє? (Окислення заліза).
• Пари цієї речовини забарвлені в фіолетовий колір. (Калій).
• Самий легкий сріблястого кольору метал? (Літій).
• Назва цього елемента «зелена гілка» ? (Талій).
• Метал, який забарвлює скло у голубий колір? (Ніобій).
• Який метал означає небесно – блакитний? (Цезій).
• Чому троянда червона? (Пігменти).
• Який хімічний елемент в перекладі означає «роза»?(Родій).

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.
Вчитель. Зверніть увагу, що розминка була зв’язана з кольором. Але не тільки хімічні речовини, але й навколишнє середовище , яке нас оточує, барвисте.
Вчитель. Сьогодні ми спробуємо визначити фактори кольору і дати відповідь на питання «Що таке колір?» з точки зору хімії, біології, фізики, медицини, психології, живопису, історії, літератури.
Вчитель. А почнемо ми х фізичної природи кольору. Тож, фізична сутність кольору, слово фізику.
ІV Вивчення нового матеріалу: дослідницька, експериментальна робота.
Фізик ( випереджувальне домашнє завдання).
Розглядати хімічну сутність кольору не можливо без знання фізичних властивостей видимого світла. Без світла немає забарвлення предметів, все здається темним. Світло – це електромагнітні хвилі. Скільки радості всім доставляє веселка на небі, але вона з’являється тільки тоді, коли сонячні промені відображаються в краплях води і повертаються в око людини різнокольоровим спектром. Ісаак Ньютон пояснив нам це явище: білий колір є сукупністю сонячних променів різного кольору. Кожній довжині хвилі відповідає енергія, яку несуть ці хвилі. Колір будь – якої речовини визначається довжиною хвилі, енергія якої переважає в цьому випромінюванні. Хвилі з короткою довжиною відображаються від молекул газів повітря й розсіюються. Дивіться додаток 1.
Теж саме відбувається і в випадку забарвлених речовин. Якщо речовина відображає промені певної довжини хвилі, тоді воно забарвлюється.
Вчитель. Роздивимося природу кольору з точки зору біології. Слово біологу.
Біолог. Із уроків біології ми знаємо, що око людини містить оптичну систему: кришталик і склоподібне тіло. В сітківку ока входять світлочутливі елементи: колбочки і палички. Завдяки колбочкам ми розрізняємо кольори.
Таким чином, те, що ми називаємо кольором – це результат двох біохімічних явищ: взаємодія світла з молекулами речовини і взаємодія хвиль, що йдуть від речовини на сітківку ока.
Висновок: фактор кольору – світло.
Поточний контроль. Склади кластер «Око», 3 хв. (8,9 частин – макс. 5 балів). Додаток 2.
Вчитель.
Роздивимося природу кольору очами хімії
Хімік. Зараз будемо розбирати структуру речовин. Кристалічну структуру мають метали, в них впорядкована будова атомів і електронів. Колір зв’язаний з рухливістю електронів. При освітлені металів переважає відображення, їх колір залежить від довжини хвилі, яку вони відбивають.
Демонстрація колекції металів . Білий блиск обумовлений рівномірним відображенням майже всього набору видимих променів. Такий колір у алюмінію, цинку. Золото має червоно - жовтий колір, тому що поглинає блакитні, сині, фіолетові промені. Мідь також має червоний відтінок. Порошок магнію – чорний, значить ця речовина поглинає весь спектр променів.
Висновок. Колір залежить від структури речовини.
Слово хіміку – аналітику. Подивимося, як змінюється колір речовини від стану будови на прикладі сірки. Отже, сірка в кристалічному стані – жовтого кольору, а в аморфному – чорного.
Висновок. Фактор кольору – структура речовини.
Що ж відбувається при руйнуванні структури, наприклад, при дисоціації молекул солей, якщо ці розчини забарвлені?
CuSO4(блакитний) Cu2+ + SO42-
NiSO4 (зелений) Ni2+ + SO42- Демонстрація солей.
CuCl2(блакитний) Cu2+ + 2Cl- Набори солей в пробірках на столах.
FeCl3(жовтий) Fe3+ +3Cl
В цих розчинах однакові аніони, колір надають різні катіони. Наступні розчини мають однакові катіони, але різні аніони:
K2Cr2O7 (помаранчевий) 2K+ +Cz2O42-
K2CrO4 (жовтий) 2K+ +CzO42-
KMnO4 (фіолетовий) K+ +MnO4-
Висновок: забарвлення розчинів зумовлене наявністю катіонів і аніонів в розчинах.
Поточний контроль 2. Рівняння дисоціації - 4,5 хв.
Слово біохіміку.
Третій фактор появи кольору – іонний стан речовин. Колір залежить і від середи навкруги забарвлених часточок. Катіони і аніони в розчині оточені оболонкою розчинника, який має вплив на іони.
Проводимо експеримент. Маємо розчин соку буряку (малиновий колір). Додамо до цього розчину наступні речовини:
1 дослід. Розчин соку буряку та оцтова кислота.
2 дослід. Розчин соку буряку та розчин нашатирного спирту.
3 дослід. Розчин соку буряку та вода.
У 1 досліді кисле середовище призводить до зміни кольору в пурпурний, у 2 досліді лужне середовище змінює колір буряку на блакитний, а додавання води ( нейтральне середовище) не змінює кольору.
Висновок: четвертий фактор зміни кольору – навколишнє середовище.
Вчитель .Демонстраційно. Отримування штучної крові, використовується в кінематографі. Роздивимося випадок оточення одного елемента різними комплексами. Проводимо дослід: якісна реакція на іон Fe3+:
FeCl3+KCNS-> червоний колір
FeCl3+K4(Fe(CN)6)-> темно-синій
Зі зміною кольору заліза- іона при оточенні його роданитом калія в кровавий колір пов’язаний історичний факт.
Повідомлення учня – історика.1720р. Політичні противники Петра І із духовенства організували в одному з петербурзьких соборів диво – ікона Богоматері почала проливати сльози, що коментувалося як знак її несхвалення петровських реформ. Петро І ретельно оглянув ікону і помітив дещо підозріле: в очах у образа він знайшов маленькі дірочки. Знайшов він і джерело сліз: це була губка, просочена розчином родоніта заліза, який має кроваво – червоний колір. Грузик рівномірно натискав на губку та видавлював краплі через дірочку в іконі. «Ось джерело чудесних сліз» - сказав государ.
Вчитель. Ми визначили основні фактори, які впливають на прояв кольору речовин. Ви весь цей час активно слідкували за ходом подій, виділяли головне.
Увага! Поточний контроль! Кластер 2. «Фактори кольору». Додаток 3.
V .Закріплення.
Вчитель. Пожвавимо нашу наукову працю в області теорії фактів про колір виступами хіміко – біологічних дуетів ( робота в парах ) « Колір служить людям».
Повідомлення. Кров тварин і зелень листя містить схожі структури, але в крові містяться іони заліза, а в рослинах-магнію. Цим забезпечується колір червоний та зелений. Вислів «блакитна кров» справджується для глибоководних тварин, у яких в крові замість заліза міститься ванадій. Також і водорості, які ростуть в місцях де мало кисню, мають синій колір. Рослини, які мають хлорофіл, утворюють магнійорганічні речовини та використовують енергію світла. Колір цих рослин зелений.
Гемоглобін крові, який містить залізо, служить для переносу кисню в організмі. Гемоглобін з киснем забарвлює кров у яскраво – червоний колір.. а без кисню надає крові темне забарвлення.
Фарби та забарвники використовуються художниками, декораторами та текстильниками. Гармонія кольору складовою частиною входить в мистецтво «дизайну». Найдавнішими фарбами слугували вугілля,крейда,глина, кіновар, солі,такі як ацетат міді(медянка).
Садівників і квітникарів важко здивувати незвичним забарвленням квітів. Чорні тюльпани, блакитні рози, різноманітні відтінки бузку можна спостерігати на виставках квітів. Листя рослин також не тільки зелені, а й лилові, фіолетові. Це наслідок дії не тільки зеленого хлорофілу, а й інших хімічних структур , які надають незвичайний колір звичайним листям. Нікого вже зараз не дивують фарби, які світяться в темряві; кольорові кінофільми та кольорова фотографія, незвичайно забарвлені тканини.

Поточний контроль знань. Рішення хімічних задач – 7 хвилин.
Вчитель. Продовжуємо наші наукові знахідки про значення кольору. Психологія та колір. Слово психологу.
Психолог. Як ви гадаєте, що може розповісти про колір така наука, як психологія? Велике щастя, що ми бачимо світло в кольорах. Без цього життя було б скучним і нудним. Людина не одразу здатна розрізняти кольори. Світ кольорів відкривається дитині в певній послідовності. Спочатку він бачить червоний, жовто-гарячий, жовтий, зелений, а потім - фіолетовий, синій, блакитний. Далеко не одразу люди прийшли до сприйняття всієї кольорової гамми. По мірі того, як змінювався рівень цивілізації, змінювалися й уявлення про кольори. Філософи,поети,художники та вчені з давніх давен
прагнули пізнати таємниці світла та кольору. Першим систему кольору створив геній заперечення Леонардо да Вінчі. Він встановив, що різноманітність кольорів, відкрили ще давні греки та римляни, вона може бути обмеженою. Він писав: «Простих кольорів – 6: білий, жовтий,зелений,синій,червоний,чорний». Він виділив і два можливих аспекти кольорів: художній і фізичний.
Вчитель. Вашій увазі пропонуємо пізнавальний матеріал на тему «Світ захоплень великих людей».
Аристотель,давньогрецький філософ. (384-322р до н е.) Виділив три кольори у веселки: червоний, зелений, фіолетовий.
І. Ньютон, Англійський вчений,автор праці «Оптика». (1643-1727рр) Визначив сім кольорів спектру.
Головна гармонія-сім нот,сім смертних гріхів, сім кругів пекла, сім днів створення світу, 7 небо.
Гете, поет, натураліст. (1749-1832рр) «Вчення про кольори» - назва книги, в якій він першим розібрався в таємницях впливу кольору на людину. В своїй праці він використовував окуляри з кольоровим склом і дійшов висновку: червоний і жовтий колір веселить,збуджує людину, синій- викликає недовіру, пригнічує настрій. « Все живе прагне до кольору» - слова великого поета, які передають особливості емоцій.
М.Ломоносов, вчений,хімік,поет, художник,натураліст. (1711-1765рр) Розробив вчення про кольори,створив кольорову мозаїку.
Дж. Максвелл,англійський фізик. (1831-1879рр) Написав праці про кольорометрію, теорії кольору.
В. Ван Гог, голландський художник. (1853-1890рр) Створив теорію впливу на свідомість і підсвідомість.
А. Скрябін, Російський композитор. (1853-1915рр) Автор ідеї світломузики.
Вчитель. Як колір впливає на характер людини. Слово психологу.
Колір впливає на настрій, психіку людини. Є і зворотній зв’язок: з того, якому кольору людина віддає перевагу, можна судити про його настрій у цей час, і навіть про особливості його характеру.
Самостійна робота з текстом. Вам потрібно обрати найулюбленіший колір і ознайомитися з його психологічною характеристикою. Протестуйте себе відповідно з обраним кольором.

Значення кольору в малюнках.
Жовтий. Колір, пов’язаний з наукою, спостереженнями,аналізом. Жовтий колір позначає
багатство, мрії, фантазію, сміливість, радість, юність. Ці діти схильні до творчості. З них ви-
ростають вільні, розкуті, інакомислячі люди. Ці діти полюбляють грати самі. Приділяють
увагу абстрактним іграшкам.
Чорний. Його вибір каже про ранню зрілість, психологічне формування особистості або про стрес,
який перегорнув світ дитини. У людини, яка в юності поряд з чорним кольором віддає
перевагу жовтому чи фіолетовому кольору, може проявитися яскрава натура драматич-
ного актора.
Позитив: творчість, змістовність, мотивація.
Негатив: руйнування, депресія, пустота.
Зелений. Означає цілеспрямованість і стабільність. Ця людина прагне домінування в поглядах і
переконаннях.
Позитив: принциповість, такт, практичність, стабільність, працездатність,великодушність.
Негатив: ревнощі, розчарування, егоїзм.
Білий. Означає чистоту, невинність, свіжість,правдивість, ясність. Біла дорога-дорога чистоти, поча-
ток нового життя.
Позитив: єдність, самовіддача.
Негатив: ізоляція, розчарування, нудьга.
Синій. Ці люди спокійні, урівноважені, все роблять не поспішаючи, полюбляють читати , мріяти,
розмірковувати. Вони схильні до відданої дружби.
Позитив: слухняність, непохитність, організованість.
Негатив: фанатизм, підпорядкування.
Помаранчевий. Це колір оптиміста. Такі люди не довіряють до кінця.
Червоний. Відкриті та активні люди. Діти неслухняні, живі, ламають іграшки. Коли вони виростуть,
їх висока працездатність буде зумовлена бажанням досягнути успіху,отримати резуль-
тат, заслужити похвалу. Сьогоднішні інтереси найважливіші.
Позитив: динамічність, лідери.
Негатив: безсоромність, зухвалість, пліткарство, нестерпність.
Блакитний. Символізує космічний дух, істину. Це невинність, миролюбність, поступливість. Блакит-
на дорога-дорога духовності. У цьому кольорі проявляється безтурботність, необов’яз-
ковість, схильність до зміни середовища.
Висновок: Колір визначає характер.
Вчитель. Кольоротерапія- це лікування кольором. Слово медику.
Кольоротерапія виникла у давні часи. Кольором лікували в Китаї, Індії, Персії. Кожний колір має гаму відтінків, від самого тонкого і ніжного до грубого, пронизаного мудрістю та знаннями. Необхідно поринути в колір, як в глибини моря, віддатися його вібраціям. Купатися в кольорі, як в морських хвилях, поглинати колір,наповнюватися кольором – і лише тоді починаєш відчувати, що таке колір.
Лікарі здавна використовували елементи кольоротерапії: хворих розміщували у кімнати з синіми стінами, синім освітленням. Більшість лікарів минулого вважали колір одним із найважливіших факторів у лікуванні. Так Цельс, виписуючи ліки, обов’язково враховував колір: світло – фіолетовий, помаранчевий, блакитний. Авіцена ставив діагноз за кольором шкіри та сечі. Він вважав, що яскравий колір вранці допомагає засвоєнню їжі. Червоний колір створює оптимістичний настрій і підсилює кровообіг, жовті кольори допомагають при лікуванні печінки. Зменшують болі і знімають запалення.
Сучасні вчені вважають, що кольоротерапія це один із перспективних і надійних методів лікування і оздоровлення. Ера хімічних препаратів відійде в минуле. Ряд вчених стверджують, що хіміотерапія – це дорога в нікуди…
Вчені вважають, що наша нервова система від народження має «здорову» вібрацію з певною довжиною хвилі. При різних патологіях вібрація клітин змінюється. Така терапія по принципу резонансу клітин називається здоровою вібрацією. За своєю природою нервова клітина здатна засвоювати і накопичувати кольори, яких нема і відкидати надлишки кольорів. В цьому й полягає механізм лікування кольором.
Висновок: колір лікує людину.
Вчитель. Сприйняття кольорів супроводжується певними емоціями. Слово художнику.
Художник. «Все живе прагне до кольору». Ці слова великого генія поезії вірно відображають особливості емоцій, які в нас викликає той чи інший колір. Ми сприймаємо його асоціативно, тобто визиваємо в пам’яті щось звичне і знайоме. Сприйняття кольору супроводжується певними емоціями.
Демонстрація учнем учнівської презентації «Сприйняття кольору» - спектри кольорів, репродукції великих митців, картини про пори року. Виберіть одну з них для себе. Учень відповідає на питання про емоції і сприйняття кольору. Роз’яснення вибору учнів.
Синій -- колір викликає спокій, він приємний, підвищує оцінку самоствердження.
Зелений – колір зелених рослин, настрій спокою,умиротворення.
Жовтий – дух щастя, веселощів, асоціюється з сонцем.
Червоний - колір активності, дій, хочеться досягати результату.
Чорний – викликає смуток, роздратування.
У темряві все представляється чорним. Варто ввімкнути освітлення і світ постає перед нашими очима у всій пишноті всіх кольорів й відтінків. Традиційно вивчення світла вважається привілеєм фізиків, а сутністю кольору цікавляться хіміки. Однак і зараз не можна стверджувати, що питання про світло та колір вирішене остаточно. Залишається ще багато неясного, потребуючого досліджень.
Висновок: колір – це живопис.
Демонстрація презентації «Колір».
Робота в групах . Захист творчих, домашніх робіт, створення сенканів «Біологія кольору»,»Хімія кольору», «Фізика кольору», «Медицина і колір», «Психологія і колір». «Творчість і колір». Взаємооцінювання груп.
Вчитель. Чудеса, пов’язані з кольором, зустрічаються не тільки у природі. Вони оточують нас в кожну хвилину нашого життя. Проте мі настільки звикли до них, що вони нас іноді мало хвилюють, а іноді ми просто не звертаємо на них увагу. Нас не хвилюють кольори, здатні світитися в темряві, кольорова фотографія та кольорові кінофільми. Давно перестали ми дивитись на кольоровий телевізор як на казкове чудо.
Сприйняття кольору людським оком практично не змінилося з давнини. Колір не залишає людину байдужою. Зверніть увагу на красу та кольорову гармонію,створену природою: пейзажі пор року, забарвлення тварин. В наш час твердо встановлено, що будь-який однорідний кольоровий фон стомлює око, яке вже не здатне розрізняти цей колір. В цьому причина того,що папуаси Нової Гвінеї не здатні розрізняти зелений колір, а в віршах Гомера немає епітета «синій».
VI. Підведення підсумків. Загальний висновок.
Метод незакінчених речень:
Природа - це
Ми вивчили природу -
Сьогодні ми намагалися -
Саме головне -
Природа, частиною якої є колір, оточена таємницями, і спроби їх вирішення належить до найбільшої радості життя. Ми вивчили природу кольору з точки зору різних предметів. Сьогодні ми намагалися підійти до істини «Природа кольору» з однієї сторони, можливо вам відкриється й інша.
Саме головне – світ кольору можна пізнати.

Человек рождается на свет,
Чтоб творить, дерзать- и не иначе,
Чтоб оставить в жизни добрый след,
И решить все трудные задачи.
Для чего? Ищите свой ответ!
VII.Домашнє завдання.
Учні попередньо отримують завдання по повторенню основних питань курсів предметів, роботу по додатковій літературі. На вибір пропонуються теми творчих завдань з хімії, психології, біології,медицині – електронний варіант, публікацію, веб-сайт з тем.

Додатки
Додаток 1. Таблиця 1. Колір речовин, який має одну смугу поглинання в видимій частині спектру
Довжина хвилі Колір поглиненого спектру Колір речовини
400-435 Фіолетовий Жовто-зелений
480-490 Зеленувато-блакитний Помаранчевий
500-560 Зелений Червоний
580-595 Жовтий Блакитний
595-600 Помаранчевий Зелений

Додаток 2. Кластер1

Додаток 3. Кластер2

Додаток 4. Оціночний лист

Уроки на схожу тему:
Всього коментарів: 0
Имя *:
Email *:
Код *: