BILANCIA ŠPORTU A VÝŽIVY ENERGETICKÉHO TELA

ŠTÁTNY VZDELÁVACÍ INŠTITÚT ŠPORT A VÝŽIVA ENERGETICKÁ BILANCIA TELA Podklady pre implementáciu učebných osnov Biológia, oblasť 8 PL informácie 7/2018

OBSAH 1 Tematická oblasť 8: Šport a výživa Energetická bilancia tela 3 1.1 Úvodné poznámky 3 1.2 Téma dvojstrana 4 1.3 Od témy dvojstrana témy po plánovanie lekcie 6 2 Príklady plánovania sérií 15 2.1 Prehľad plánovania série a alternatívy 15 2.2 Plánovanie lekcie a rozvoj kompetencií 17 3 Príklady učebných materiálov 18 3.1 Kompetenčné učebné materiály pre plánovanie riadkov 18 4 Prípad metódy 47 4.1 WebQuest 47 Bibliografia 51 Autori 52

Didaktický cieľ Ďalší rozvoj energetického konceptu (úspora energie a energetická bilancia, energetický nosič a tok energie, účinnosť) Ďalší rozvoj konceptu štruktúra-vlastnosť-funkcia zvážením svalovej funkcie na rôznych úrovniach systému (sval, svalové vlákno a svalové vlákna) Piktogram zobrazený tu (obr. 2) ukazuje zmenu úrovne systému, ktoré sú v tejto predmetovej oblasti možné. Obrázok 2: Piktogramový zámer tematickej oblasti 8 7

Študenti môžu. Žiaci TF8 používajú na riešenie problémov vedecké koncepty. zaoberať sa zariadeniami, látkami, procesmi. Štruktúrujte odborné znalosti a vytvorte vysvetľujúce kontexty. Vedecky skúmať, experimentovať. Model. odrážať vedecké poznatky alebo proces vedeckých poznatkov. Získajte príslušné informácie. Prezentujte a dokumentujte vhodne a vhodne pre cieľovú skupinu. vedecky argumentovať a diskutovať (technický jazyk). Nakladanie s odbornými vedomosťami Získavanie vedomostí Komunikácia predstavuje tok energie vo svalovej bunke schematicky/ako model. Vytváranie energetických bilancií, napr. B. vo vzťahu k telesnej hmotnosti. aplikovať poznatky o budovaní svalov a bunkovom dýchaní na vysvetlenie zvýšenia výkonu prostredníctvom stravovania a cvičenia. Definovať a uplatňovať hodnotiace kritériá. Rozpoznať a ukázať možnosti akcie. Vedecky klasifikujte fakty a zhodnoťte ich (z viacerých hľadísk). Hodnotenie hodnotí pohybové a stravovacie návyky s ohľadom na udržanie zdravia vlastného tela. Obrázok 3: Priradenie konkrétnych kompetencií oblastiam kompetencií 9

Základná energetická koncepcia Témové oblasti Podkoncepty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Energiu nemožno vyrobiť ani zničiť. Energia sa prenáša pomocou nosičov energie. x x x x x x x x Energia môže zmeniť nosič. x x x x Základná koncepcia systému Systémy pozostávajú z prvkov, ktoré si navzájom vymieňajú hmotu, energiu alebo informácie a pri svojej interakcii ich možno považovať za jednotku. Systém v rovnováhe reaguje na poruchy zmenou v smere novej rovnováhy. Sila prúdov môže byť ovplyvnená odpormi. x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Základné pojmy Časticová látka/látka Látky sa vyznačujú svojimi vlastnosťami. x x x x Základná koncepcia: chemická reakcia Počas chemických reakcií sa látky transformujú. Chemické reakcie sú opísané pomocou reakčných rovníc. Častice sa prenášajú v reakciách darca-akceptor. x x x x x x x x Základný koncept štruktúra-vlastnosť-funkcia Štruktúra určuje funkciu. x x x x x x x Obr. 4: Vypracovanie základných pojmov v predmetových oblastiach učiva Biológia 11

TF 12 Genetické inžinierstvo Človek ako evolučný faktor Ľudský obraz Stres a choroba Pudové správanie, učiace sa správanie TF 11 Biosyntéza proteínov TF 10 TF 9 Antropogénny vplyv na tvorbu zárodočných buniek, oplodnenie, embryonálny vývoj TF 6 Hormonálna regulácia, evolučná teória, stáva sa kľúčovým a základným princípom TF 7 Vegetatívny nervový systém TF 8 Regulácia v modeli riadiacej slučky doping bunkovej dýchania Výživa a cvičenie TF 5 Rastliny = asimilácia producentov, disimilácia v C-cykle, dýchanie buniek v C-cykle, fotosyntéza TF 3 TF 4 Vývojové série: Obehové systémy, dýchacie systémy, typy srdca TF 2 Popis rozmanitosti v ekosystéme Vysvetlenie rozmanitosti Diverzita prírodných látok TF 1 Obr. 5: Odkazy medzi predmetmi, výňatok z učebných plánov prírodovedných predmetov Biológia, s. 149 Legenda: Nevyhnutné vytváranie sietí Zmysluplné rozlišovanie v sieťach Smer šípky vzostupne = TF je požiadavka Smer šípky zostupne = TF vytvára A Možnosti aplikácie a vytváranie sietí Takto prepojené predmetné oblasti môžu byť prepojené s vedením alebo aplikovaním sietí. 14

Príklady plánovania riadkov LO 1 Jedzte niečo, aby ste boli veľkí a silní TF 8 Šport a výživa Energetická bilancia tela Kontext 1 Moje stravovacie súvislosti 2 Svaly a pohyb LO 2 Základné potraviny na testovacej stolici: (celé) pšeničné zrno LO 2a Celozrnná múka verzus biela múka Experimenty s Kvasinky LO 2b Jedlo počas prestávok ovplyvňuje reguláciu hladiny cukru v krvi LO 3 Koľko jedla potrebujem? digitálne médiá LO 3a Reakcia dodávajúca energiu v bunke LO 4 Ľudský silový stroj Budovanie svalov LO 5 Svalová kontrakcia v modeli LO 5a Bolesť svalov v kontexte 3 Športová biológia LO 6 Adaptácia svalovej štruktúry a kardiovaskulárnych funkcií prostredníctvom športového tréningu LO 7 Tréning a životný štýl zahŕňajú Tréningové plány spolu Obr. 6: Plánovanie sérií (LE 1 až LE 7) a návrhy diferenciácie 16

2.2 Plánovanie hodiny a rozvoj zručností V nasledujúcej tabuľke sú zručnosti, ktoré sa majú rozvíjať, priradené popísaným učebným jednotkám. Jedna vzdelávacia jednotka by mala byť spravidla zameraná na jednu kompetenciu. Poznamenávajú sa tiež všetky ďalšie kompetencie, ktoré si treba precvičiť. Plánovanie riadkov Žiaci schematicky/ako model ukazujú tok energie vo svalovej bunke. Vytváranie energetických bilancií, napr. B. vo vzťahu k telesnej hmotnosti. aplikovať poznatky o budovaní svalov a bunkovom dýchaní na vysvetlenie zvýšenia výkonu prostredníctvom stravovania a cvičenia. zhodnotiť pohybové a stravovacie návyky s ohľadom na udržanie zdravia vášho vlastného tela. K1 K2 K3 LE 1 LE 2 LE 2a LE 2b X X X X LE 3 LE 3a LE 4 LE 5 LE 5a X X X LE 6 LE7 X X X Obr. 7: Učebné jednotky pridelené kompetenciám, ktoré sa majú propagovať z tematickej oblasti 8 X X X X 17

Prezentujte/prediskutujte učebný produkt: Žiaci prezentujú svoje plány testov a výsledky svojich meraní diferencovane. Diskutujú o úlohe kontrolného experimentu, rovnakých experimentálnych podmienkach, chybách merania a spôsobe prezentácie výsledkov. Definujte zisk z učenia: Po diskusii študenti predstavia celý priebeh poznatkov vo výskumnom protokole Sieť a prenos: Kriticky sa vyjadríte, či je možné poznatky získané z kvasinkových buniek preniesť do ľudského tela. Tu je príležitosť hovoriť o modelových experimentoch: Model má vypovedaciu schopnosť, ale aj limity. 24

Príklady materiálov z LE 2a: M 2a.1: Skúmanie produkcie oxidu uhličitého v kvasniciach Návrh experimentov Pracovná objednávka: Naplánujte experiment na otestovanie nasledujúcej hypotézy: Bunky kvasiniek tvoria v určitom čase v médiu s celozrnnou múkou viac oxidu uhličitého ako v médiu s bielou múkou. Rastiete v tomto médiu. Materiál: Hadica Vzorky a chemikálie Suspenzia kvasníc (c = 25 g/l) (suché droždie) stierka Celozrnná múka Pšeničné otruby Dextróza Biela múka Voda (fľaša na stlačenie) * Hodnotenie rizika je povinné (pozri materiál online) a musí byť označené dátumom, podpisom a dostupnosťou. Možno vytvoriť pomocou DGISS. Bio_HR_TF8_LE2a 25

Pokyny na mikroskopické vyšetrenie svalového mäsa Materiál: Svalové mäso (rezeň alebo surová šunka), skalpel, mikroskop, disekčná ihla, mikroskopické sklíčko, krycie sklíčko, pinzeta, ak je to potrebné Postup: Zo svaloviny sa ostrým skalpelom vyreže malý, tenký plátok. Potom sa vloží do kvapky vody na podložné sklíčko, trochu sa odtrhne disekčnou ihlou a zakryje krycím sklíčkom. Prípravok na vytlačenie sa vyrobí jemným zatlačením na zadnú stranu disekčnej ihly na krycom sklíčku. Školáci môžu výsledok zdokumentovať pomocou kamery s mikroskopom alebo vlastného smartfónu (obr. 8). Obrázok 8: Mikroskopický obraz vytlačeného prípravku zo svalového mäsa so zväčšením 400x. Pri pohľade na kontrakciu svalu v ďalšej učebnej jednotke si prehĺbite vedomosti o budovaní svalov. 33

Príklady materiálov z LE 4: M 4.2: Statické snímky z filmu Kraftmaschine Mensch (s roztokom) Pracovná objednávka: Vytvorí popis statických obrázkov na posilnenie svalov. Použite na to svoju učebnicu. (Zdroj obrázkov: SWR Planet Schule) Sval sa skladá z mnohých zväzkov svalových vlákien, ktoré sú obklopené spojivovým tkanivom. Tieto drží pokope svalová pokožka. Zväzky svalových vlákien sú zložené zo svalových vlákien. Svalové vlákna sú dlhé svalové bunky, ktoré majú okrem iných organel aj mnoho mitochondrií. Ste obklopení mnohými krvnými cievami. Vo svalových vláknach sú svalové vlákna, dva rôzne typy bielkovinových vlákien. Proteíny s vláknami sa nazývajú aktínové a myozínové vlákna. Sú usporiadané paralelne a sú nevyhnutné pre kontrakciu (kontrakciu) svalu. Bio_HR_TF8_LE2a 34

Možná tabuľa na konci učebnej jednotky 5: systémové úrovne štruktúra spracováva molekulu orgánu, svalovú šľachu, kosť, zväzok svalových vlákien, svalové bunky spojivového tkaniva, svalové vlákno mitochondrie, bunkové jadro, aktínové vlákno, myoínové vlákno, sarkomér, aktín Z-pruhu, myozín, myozínová hlava, ATP, kontrakcia glukózy. Skrátenie sarkoméry: aktínové vlákno a myozínové vlákno sa posúvajú okolo seba. ATP sa viaže na hlavu myozínu, myozín sa viaže na aktín, ATP sa delí na ADP a P. Sieťovanie a prenos: Žiaci prepájajú svoje vedomosti o kontrakcii svalov s predchádzajúcimi poznatkami z predchádzajúcich učebných jednotiek o fenoméne Aby sme biologicky vysvetlili boľavé svaly. Príklady materiálov z LE 5a: M 5a. 1: Impulse Ouch, zajtra budem mať boľavé svaly! Z úst študenta: predpoklady o. PRÍZNAKY: Bolesti svalov (pri pohybe a dotyku) Svaly stuhnú Bio_HR_TF8_LE5a PRÍČINY: Nezvyčajné namáhanie Nadmerné zaťaženie svalov Prekyslenie krvi Praskliny vo svaloch PREVENCIA alebo podobné: Zahriatie Adaptovaný tréning 38

Základný stavebný blok 1: Obrázok elektrónového mikroskopu pre boľavé svaly Obr.: Mikrotraumy Pravidelná štruktúra aktínových a myozínových vlákien (= Z pruhov) je zničená. Vo svalovom vlákne sú molekulárne poranenia (mikrotraumy). Môžu byť demonštrované na obrázku elektrónového mikroskopu (pozri šípky). Tip: Pamäťové moduly 1 alebo 5 pomáhajú rozpoznať zničené štruktúry. Základná zložka 2: Nedostatočné zásobovanie kyslíkom v prípade boľavých svalov Svalové bunky (= svalové vlákna) potrebujú kyslík na tvorbu ATP. Na opätovné uvoľnenie kontrakcie je potrebná ATP. Kontrakciou protiľahlého svalu sa obnoví pôvodná dĺžka svalového vlákna. Ak je nedostatok ATP, zostáva veľa svalových vlákien stiahnutých. Ak je teraz protiľahlý sval aktivovaný a svalové vlákna sa pasívne natiahnu, môžu sa narušiť elastické štruktúry vo vláknach, mikrofilamenty aktín a myozín. Vo svalových vláknach teda existujú mikroskopické poranenia, takzvané mikrotraumy. Bio_HR_TF8_LE5a 39

Prezentujte/prediskutujte vzdelávací produkt: Žiaci prezentujú svoje výsledky pomocou svojho prestierania a prípadne obrázkov na kartičkovom stole. Technické pojmy, ktoré sa objavujú na prednáškach, sú prepojené ako sieť účinkov v regulačnej schéme (obr. 12, M 6.4). Obrázok 12: Definovanie možného produktu na vzdelávanie: zisk z učenia: Každý študent odpovie na jednu až tri otázky alebo sa odvoláva na jeden až tri predpoklady z fázy rozvíjania nápadov. Používate vybrané výrazy z regulačnej schémy. Sieťovanie a prenos: Príklady sieťových úloh možno nájsť v materiáloch S 6.5. Zmeny vo svalových bunkách spôsobené tréningom sa dajú zobraziť ako model vo filme stop-motion. Žiaci si môžu sami modelovať alebo môžu používať vopred definované komponenty modelu. 42

Zadanie práce: Z zobrazených materiálov vytvorte stop-motion video (max. Trvanie 1 minúta), ktoré a) ilustruje proces svalovej hypertrofie počas silového tréningu. b) ilustruje príznaky prispôsobenia svalov vytrvalostným tréningom. Materiály: - gumová hadica na obmedzenie zväzku vlákien - stavebný papier v hnedej, zelenej, ružovej, bielej farbe - závit (červený, biely) - fixky (modrá, červená) - smartphone alebo tablet - aplikácia StopMotionStudio - statív s upínacím puzdrom a držiakom Tipy na úspešné dosiahnutie videa: Napätie Vložte svoj smartphone/tablet na statív, potom sa nič nebude triasť. Vezmite biely, rovný povrch a uistite sa, že oblasť, ktorá sa má natáčať, je dobre osvetlená (jasná, bez tieňov). Podniká malé kroky, d. H. mení iba malé detaily. Robte veľa samostatných záberov. Umožnite ostatným študentom pozrieť si vaše video: Rozumejú, aké informácie im chcete sprostredkovať? Ak je to potrebné, optimalizujte svoje video v postprodukcii. Bio_HR_TF8_LE6 44