Главная
страница 1страница 2страница 3
Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям

Красноярск

СФУ

2012

УДК

ББК

Составитель: Ф.А. Гершкорон
Экологическая физиология: учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2012. – 33 с.
В пособии представлены лабораторные работы по следующим тематическим разделам: обмен веществ и энергии в организме, физическое развитие и работоспособность, гигиенические требования, предъявляемые к учебной аудитории.

Предназначено для студентов специальности 020208.65 – «Биохимия».

Предложенные работы могут быть использованы преподавателями высшей школы при проведении лабораторных занятий.




УДК

ББК

© Сибирский

федеральный университет, 2012

Введение
Экологическая физиология – раздел физиологии, изучающий зависимость функций организма от условий жизни и деятельности.

Предлагаемые в настоящем пособии лабораторные работы будут содействовать более глубокому усвоению студентами учебного материала, формированию навыков самостоятельной работы, освоению новых методов исследования.

Целью изучения дисциплины «Экологическая физиология» является: рассмотрение зависимости функций организма от условий существования, раскрытие физиологических основ адаптации организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды.

Задачами изучения дисциплины «Экологическая физиология» являются:

1) изучение физиологических механизмов адаптации и стресса;

2) формирование представлений о регуляторных механизмах поддержания гомеостаза;

3) изучение особенностей функционирования систем организма при изменении условий существования.

В результате изучения дисциплины студент должен:



знать:

– основные черты строения, метаболизма, закономерности воспроизведения, специализации клеток, клеточный цикл и его регуляцию, иметь представление о регуляторных механизмах и путях обеспечения целостной реакции клетки;

– анатомические и физиологические особенности организма человека, биосоциальные аспекты его жизнедеятельности;

– знать и уметь использовать регуляторные механизмы обеспечения гомеостаза живых систем иметь представление о формировании иммунитета;

– принципы формирования и функционирования надорганизменных систем, иметь представление об устойчивости и неустойчивости в существовании организмов и надорганизменных систем, о механизмах взаимосвязи организма и среды;

иметь представление:

– об особенностях морфологии, физиологии и воспроизведении, географическом распространении и экологии человека;

– о фундаментальных принципах и уровнях биологической организации, регуляторных механизмах на каждом уровне.

Для успешного освоения предлагаемого курса в полном объеме студентам, прежде всего, необходимо овладеть знаниями об анатомическом строении всех органов и систем организма, на базе которых протекают физиологические процессы и реализуются адаптивные реакции организма на изменение состояния внешней и внутренней среды организма. Для освоения курса «Экологическая физиология» студенту необходимо обладать знаниями в области биологии, анатомии, физиологии, биохимии, иммунологии, экологии, географии. Дисциплина «Экологическая физиология» связана с такими областями знаний как медицина, медицинская география, экология человека, хронобиология, возрастная физиология, климатофизиология, физиология труда и спорта, патофизиология, физиология высшей нервной деятельности. Знания в области экологической физиологии необходимы для выполнения курсовых работ, подготовки дипломных работ, тематика которых связана с изучением физиологических основ адаптации.


ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


1. Общий энергообмен человека. Основы рационального питания

(описание данной работы приведено в учебном пособии: Физиология: лабораторный практикум. Составители: Ф.А. Гершкорон, И.И. Шошина, В.Т. Поэтова. – Красноярск : Сибирский федеральный университет [СФУ], 2010. – 112 с.)





2 часа

2. Оценка показателей физического развития

3 часа

3. Оценка показателей работоспособности. Определение интегрального показателя состояния здоровья – максимального потребления кислорода

3 часа

4. Гигиенические требования к мебели и рабочей позе учащихся

2 часа

5. Гигиенические требования к воздушному режиму помещения для учащихся. Гигиенические требования к освещенности учебной аудитории

2 часа

6. Адаптация организма к физическим нагрузкам

(данная работа проводится в том случае, если после проведения перечисленных выше работ остается свободное время)

2 часа

ГРАФИК
лабораторных работ студентов по дисциплине «Экологическая физиология» образовательной программы специальности 020208.65 Биохимия Института фундаментальной биологии и биотехнологии 4 курса на 7 семестр


Недели учебного процесса семестра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16




ЛЗ




ЛЗ




ЛЗ




ЛЗ




ЛЗ




ЛЗ




ЛЗ




ЛЗ




ЗР




ЗР




ЗР




ЗР




ЗР




ЗР




ЗР




ЗР


Условные обозначения: ЛЗ – лабораторное занятие, ЗР – защита работы.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
При подготовке к выполнению лабораторной работы необходимо проработать соответствующий теме занятия лекционный материал и теоретический материал, содержащийся в настоящем пособии.

Отчеты о выполнении лабораторных работ студенты оформляют в отдельной рабочей тетради. Перед началом работы записывают тему занятия, указывают цель работы, кратко излагают ход работы, подготавливают таблицы для записи результатов. Необходимые расчеты приводят в рабочей тетради. По полученным результатам записывают выводы или заключение. Они должны соответствовать поставленной в начале занятий цели работы.




Лабораторное занятие 1. ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

Цель: освоить методы оценки показателей физического развития

Задачи:

1. Измерить соматометрические показатели и оценить их.

2. Вычислить индекс Пинье.

3. Оценить соматическое здоровье по шкале соматического здоровья.



Оборудование: сантиметровые ленты, медицинские весы, ростомер, секундомеры, тонометры, спирометры, мыльный раствор, спирт, бинт, кистевые динамометры.
Под физическим развитием человека понимают комплекс функционально-морфологических свойств организма, который определяет его физическую дееспособность. В это комплексное понятие входят такие факторы, как здоровье, физическое развитие, масса тела, уровень аэробной и анаэробной мощности, сила, мышечная выносливость, координация движений, мотивация и др.

Известно, что здоровье определяется не только наличием или отсутствием заболеваний, но и гармоничным развитием, нормальным уровнем основных функциональных показателей.

Физическое развитие является одним из ведущих показателей здоровья. Особенности физического развития с одной стороны являются генетически обусловленными, с другой стороны связаны с влиянием окружающей среды, социально-экономическими факторами, условиями труда и быта, питанием, физической активностью, занятиями спортом. Уровень физического развития служит критерием гигиенической оценки влияния на организм режима дня, учебных занятий, умственной и физической нагрузок. Физическое развитие и состояние здоровья в целом позволяют судить о функциональной готовности организма на каждом возрастном этапе к тому или иному виду деятельности.
Работа № 1. Соматометрия
1. Рост. Находясь в положении «смирно», выпрямив спину, поджав живот, тремя точками касайтесь вертикальной стойки ростомера – пятками, ягодицами, лопатками (практически, икры тоже касаются стойки). Голова должна находиться в положении, при котором наружный угол глаза и наружный слуховой проход находятся на одном уровне.

2. Масса. Массу тела измеряйте десятичными медицинскими весами рычажной системы, чувствительностью до 50 г, с платформой и стойкой. На платформу нужно становиться осторожно на середину при опущенном затворе, взвешивание допускается без обуви в минимуме одежды.

3. Окружность грудной клетки. Сантиметровую ленту приложите сзади по нижним углам лопаток, а спереди по нижнему краю околососковых кружков (у мужчин), у женщин сзади точно так же, спереди над грудными железами. Производите измерение окружности грудной клетки на вдохе, выдохе в покое.

4. Размах показателей грудной клетки при вдохе и выдохе в норме 7-9 см. Меньше 7 см – неблагоприятный, более 9см – хороший показатель. Гармоничность телосложения определите по формуле:
ОКР. ГР. КЛЕТКИ (см) × 100 / РОСТ (см)
В норме этот показатель равен 50-55; если больше – отличное развитие, если меньше – слабое.

Окружность грудной клетки в состоянии покоя должна быть не менее половины роста.

Соотношение веса и роста в норме должно составлять 4,3-3,2. Соотношение роста и веса найдите по формуле:
ВЕС (кг) / РОСТ (дцм)
Рекомендации по оформлению протокола работы. Полученные данные занесите в тетрадь протоколов опытов. Сравните их с нормальными значениями. Сделайте выводы.
Работа № 2. Индекс Пинье
Индекс Пинье определите, исходя из данных роста (Р, см), массы (М, кг) и среднего значения периметра грудной клетки (П, см), который рассчитывается из замеров при форсированном вдохе и выдохе:
Индекс Пинье = Р см – (М кг + П см)
Рекомендации по оформлению протокола работы. Полученное значение занесите в тетрадь протоколов опытов. Сделайте выводы, исходя из того, что величина индекса Пинье от 0 до 10 свидетельствует об отличном физическом развитии индивида, от 10 до 15 и от 0 до -1 – об очень хорошем, от 15 до 25 и от -1 до -3 – о хорошем, от 25 до 30 и от -3 до -5 – об удовлетворительном и более 30 и менее -5 – о плохом.
Работа № 3. Оценка соматического здоровья
С целью определения функционального состояния организма и его резервов разрабатываются диагностические экспресс-методики на базе клинико-физиологических показателей, с помощью которых с достаточной степенью точности можно определить энергопотенциал индивида. С учетом физиологических закономерностей, сопровождающих развитие аэробного потенциала ("экономизация" функций в покое и при дозированных воздействиях, а также расширение физиологических резервов), была построена и предлагаемая здесь "шкала соматического здоровья", состоящая из ряда доступных для получения индексов, значения которых оценены в баллах (табл. 1, табл. 2). Широкая апробация "шкалы здоровья" убедительно показала ее информативность. Ее использование позволяет получить информацию о динамике здоровья еще до развития соматической патологии и прогнозировать ее появление.

Примечание к таблицам 1 и 2: в скобках – баллы; ЖЕЛ – жизненная емкость легких; ЧСС – частота сердечных сокращений; АДсист. – уровень максимального (систолического) артериального давления в покое.


Таблица 1

Шкала соматического здоровья (мужчины)



Показатель



Уровень здоровья

низкий

ниже среднего

средний

выше среднего

высокий

Масса тела / рост, г/см

>501

(-2)


451-500

(-1)


450 и <

(0)


-

(0)


-

(0)


ЖЕЛ / масса тела, мл/кг

<50

(-1)


51-55

(0)


56-60

(1)


61-65

(2)


>66

(3)


Динамометрия кист / масса тела, %

<60

(-1)



61-65

(0)


66-70

(1)


71-80

(2)


>80

(3)


ЧСС × АДсист. / 100


<111

(-2)


95-110

(-1)


85-94

(0)


70-84

(3)


<69

(5)


Время восстановления ЧСС, мин, после 20 приседаний за 30 сек

>3

(-2)


2-3

(1)



1.5-2.0

(3)


1.0-1.5

<5)

<1

(7)


Общая оценка здоровья

(сумма баллов)



3 и <

4-6

7-11

12-15

16-18

Таблица 2

Шкала соматического здоровья (женщины)


Показатель

Уровень здоровья



низкий

ниже среднего

средний

выше среднего

высокий

Масса тела / рост, г/см

>451

(-2)


351-450

(-1)


350 и <

(0)


-

(0)


-

(0)


ЖЕЛ / масса тела, мл/кг

<40

(-1)


41-45

(0)


46-50

(1)


51-56

(2)


>56

(3)


Динамометрия кисти / масса тела,%

<40

(-1)


41-50

(0)


51-55

(1)


56-60

(2)


>61

(3)


ЧСС × АД сист. / 100


>111

(-2)


95-110

(-1)


85-94

(0)


70-84

(3)


<69

(5)


Время восстановления ЧСС, мин, после 20 приседаний за 30 сек

>3

(-2)


2-3

(1)



1.5-2.0

(3)


1.0-1.5

(5)


<1

(7)


Общая оценка здоровья

(сумма баллов)



3 и <

4-6

7-11

12-15

16-18


Определение силы и выносливости мышц кисти

Динамометрия. Сила мышц кисти.

Динамометрия – метод измерения мышечной силы. Кистевой динамометр состоит из стальной пружины, которая подвергается сжатию; шкалы и стрелки, показывающей силу в килограммах.

Силу мышц сгибателей пальцев правой и левой руки измерьте с помощью ручного пружинного динамометра (в килограммах). Произведите 3 измерения для каждой руки, зафиксируйте максимальный показатель. Сравните силу мышц правой и левой руки. При измерениях рука с динамометром должна быть вытянута и отведена в сторону.




Выносливость мышц кисти.

При оценке выносливости мышц кисти измерения проводите для правой и левой руки по 10 раз с интервалом 5 сек. Постройте график изменения силы при десятикратных повторениях сжатия пружины.



Рекомендации по оформлению протокола работы. Полученные данные занесите в тетрадь протоколов опытов. Сделайте выводы.
Лабораторное занятие 2. ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ – МАКСИМАЛЬНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА
Цель: освоить методы оценки показателей физической работоспособности.

Задачи:

1. Оценить физическую работоспособность методом степ-теста.

2. Оценить физическую работоспособность методом велоэргометрии.

3. Определить максимальное потребление кислорода.



Оборудование: секундомеры, спирометры, ступеньки, велоэргометр.
Общая физическая работоспособность – способность человека к выполнению достаточно интенсивной внешней механической работы длительное время без снижения ее эффективности.

Общая физическая работоспособность – интегральный показатель, определяемый совокупностью свойств организма и в первую очередь производительностью аппарата кровообращения и дыхания, объемом и составом циркулирующей крови, возможностями этих систем организма обеспечивать работающие органы и ткани кислородом.

При прочих равных условиях у лиц с более высоким уровнем общей физической работоспособности, более высокой производительностью кардиореспираторной системы утомление наступает позже, чем у лиц с низкой физической работоспособностью, недостаточными функциональными возможностями систем организма, ответственных за транспорт кислорода из окружающей среды к работающим мышцам.

Об уровне физической работоспособности можно судить по данным специальных проб.

Физическая способность к мышечной работе зависит прежде всего от аэробной способности. Последняя связана с уровнем развития таких факторов, как жизненная емкость легких и общее содержание гемоглобина в крови. Эти два фактора обусловливают максимальную способность возобновления альвеолярного воздуха и максимальную способность связывания кровью кислорода. Таким образом, понятие аэробной способности обозначает предельные возможности организма к мобилизации окислительного процесса для энергетического обеспечения мышечной деятельности и измеряется максимальной величиной потребления кислорода (МПК). МПК может быть измерено только в процессе выполнения максимальной напряженной работы. Для этой цели обычно используются кратковременные физические нагрузки возрастающей мощности.

Для оценки физической работоспособности была предложена проба PWC170 (Physical Working Capacity), заключающаяся в определении мощности физической работы, при которой ЧСС достигает величины 170 уд/мин.


следующая страница >>
Смотрите также:
Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям Красноярск сфу 2012 удк ббк
431.31kb.
3 стр.
Методические указания к самостоятельной работе Красноярск сфу 2012 удк ббк г
252.9kb.
1 стр.
Учебно-методическое пособие для семинарских занятий Красноярск сфу 2011 (07)
535.31kb.
4 стр.
Учебно-методическое пособие для семинарских занятий Красноярск сфу 2012 (430)(07) ббк 67. 400я73 к 650
103.86kb.
1 стр.
Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов Красноярск сфу 2012 (430)(07) ббк 67. 400я73 к 650
112.2kb.
1 стр.
Учебно-методическое пособие для семинарских занятий, самостоятельной работы, контрольных работ специалистов и бакалавров очной и заочной форм обучения
925.04kb.
6 стр.
Учебно-методическое пособие Таганрог 2012 ббк 67. 3я73
885.63kb.
3 стр.
Учебно-методическое пособие для студентов юридических специальностей Павлодар 2008 удк ббк ж
1434.29kb.
6 стр.
Методические указания к семинарским занятиям Красноярск сфу 2011 удк
220.93kb.
1 стр.
Учебно-методическое пособие для семинарских занятий, самостоятельной работы, контрольных работ специалистов и бакалавров очной и заочной форм обучения
331.05kb.
1 стр.
Учебно-методическое пособие для семинарских занятий и самостоятельной работы студентов Красноярск, 2010 (07) ббк 67. 411. я73
548.84kb.
4 стр.
Методические указания к самостоятельной работе Красноярск сфу 2011 удк ббк ф
281.02kb.
1 стр.