IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МОЁМ ДОМЕ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Биология – это наука обо всем живом, будь то человек или малейший микроб, будь то дерево или птица, клетка или целостный организм. Это, несомненно, очень важно. Биология находит самое широкое применение в жизни. А где же? В моем доме!
Мир явлений чрезвычайно разнообразен. Изучая самые простые явления можно вывести общие законы. Я третий год изучаю биологию и чем больше узнаю, тем больше понимаю: многие закономерности можно получить из собственных наблюдений и опытов. Замечательным местом для наблюдения различных явлений и проведения экспериментов является наш дом. На мой взгляд, и поэкспериментировать, и понаблюдать, а потом, хорошо поразмыслив, найти тесную взаимосвязь увиденного и полученного с тем, что мы изучаем на уроках. Конечно, всё охватить просто невозможно. Но, всё-таки, на ряд вопросов я сумела найти ответы и, самое главное, попыталась объяснить. На некоторые вопросы нашла ответы в дополнительной литературе, в интернете, а на некоторые догадалась сама, так как кое-что усвоила с уроков биологии.
Цель моего исследования: рассмотреть и объяснить явления, происходящие вокруг нас ежедневно с точки зрения биологии.
Задачи:
1. Изучить литературу о биологических явлениях.
2. Провести исследование явлений.
Методы исследования:
Чтение книг по данной теме.
Наблюдения за биологическими явлениями.
Исследование биологических явлений.
Оборудование: фотоаппарат, блокнот для записей
В моем исследовании содержится материал о явлениях и процессах происходящих вокруг нас дома ежедневно.
Биологические явления в моём доме
Нас постоянно окружают живые организмы, поэтому без биологических явлений наша жизнь не обходится. Биологические явления - это явления, которые происходят с телами живой природы, т.е. организмами.
1)Образование цветков у растений.
Цветение - это фаза развития растений; период от начала раскрывания бутонов первых цветков до опадания околоцветника у последних цветков.
Цветок представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте спороносный побег, приспособленный для образования спор и гамет, а также для проведения полового процесса, завершающегося образованием плода с семенами. При всём отличии растений друг от друга, все они нуждаются в свете, тепле, воде, воздухе и минеральных солях.
2). Увядание растений.
Увядание растений — означает потерю или ненормальную жёсткость не одеревенелых частей растения. Увядание растений наступает, когда количество испаряемой растениями воды более количества воды, поступающей в них из почвы. При увядании листья теряют свою упругость, становятся мягкими; верхние, молодые части стеблей опускаются вниз. Первыми начинают вянуть наиболее слабые органы растения. Между отдельными органами растения начинается борьба из-за воды, сильные органы отнимают воду у слабых, которые начинают вянуть. Поэтому в начале увядания растения наблюдается, что одни части его уже засохли, тогда как другие продолжают еще оставаться вполне свежими. Борьба отдельных частей растения из-за воды частей растения не только прекращается, но они вследствие потери воды становятся даже короче. Увядание и вызванная им борьба из-за воды между отдельными органами растения обусловливает также внешний вид самого растения. Например, у многих растений при нормальных условиях наблюдается замирание верхушечной почки и образование симподия. Листья таких растений развиваются очень быстро, так что почти под самою верхушечной почкой имеются уже выросшие листья. Увядание наступает не только тогда, когда почва более или менее высохла, но и при вполне достаточном количестве воды, если поглощающая деятельность корней чем-либо понижена, например, низкой температурой. Если сильно охладить почву, на которой культивируются растения с листьями, сильно испаряющими воду, то листья скоро завянут, хотя бы влажность воздуха и почвы, а также температура воздуха оставались вполне благоприятными для растений.
3). Рост и развитие животных.
Рост - это количественные изменения организма животного, которые проявляются в увеличении массы, размеров тела в целом и отдельных органов.
Развитие - это процесс морфологических и физиологических изменений в организме животного от момента зачатия до конца жизни.
Рост и развитие теснейшим образом связаны между собой и представляют разные стороны единого процесса - онтогенеза. Важнейшими факторами, влияющими на рост и развитие животных, являются порода и наследственность, кормление, уход и содержание.
4). Фотосинтез.
Фотосинтез - образование живыми растительными клетками органических веществ, таких, как сахара и крахмал, из неорганических - СО2 и воды с помощью энергии света.
Слово "фотосинтез" происходит от двух греческих слов - "фото" и "синтез", сочетание который в переводе означает "вместе со светом". В процессе фотосинтеза солнечная энергия преобразуется в химическую энергию. Фотосинтез кратко и понятно можно объяснить таким образом: растения используют световую энергию солнца и преобразуют ее в химическую энергию, результатом которой является сахар (глюкоза), избыток которого хранится в виде крахмала в листьях, корнях, стеблях и семенах растения. Энергия солнца передается растениям, а также животным, которые эти растения едят. Когда растение нуждается в питательных веществах для роста и других жизненных процессов, эти запасы оказываются очень полезными. Каким образом растениям удается поглощать солнечную энергию? Это происходит благодаря особой структуре листьев, включающей в себя зеленые клетки - хлоропласты, которые содержат специальное вещество под названием хлорофилл. Это пигмент растений, который придает листьям зеленый цвет и отвечает за поглощение энергии солнечного света. Фотосинтез происходит в листьях растений. Удивительным фактом является то, что растения очень хорошо приспособлены для улавливания солнечного света и поглощения углекислого газа. Благодаря широкой поверхности будет захватываться гораздо больше света. Пусковым механизмом для запуска химической реакции является солнечный свет. Все полученные продукты обмена используются растениями для питания, кислород выделяется в атмосферу. Вот так можно объяснить кратко и понятно, как происходит процесс фотосинтеза.
5). Смена бодрствования и сна у животных и человека.
Врач древнего времени Гиппократ, так охарактеризовал состояние сна и сновидений: “Когда тело спит, дух бодрствует и переносится в те места, куда бы могло идти само тело, и там он познает и видит те предметы, которые стало бы рассматривать тело, если бы оно не спало”.
Сон - это не просто состояние покоя, при котором ослабляются и замедляются все функции организма. Это сложный циклический физиологический процесс ВНД.
Сон человека. Все люди видят сны, но не все их помнят. При сновидениях активизируется затылочная зрительная зона мозга, реже слухово-обонятельная зоны мозга и вкусовые анализаторы. Цветные сны – снятся художественным натурам. Черно-белые сны снятся мыслительным натурам. Если сны отражены в мягких тонах, то и характер психики человека уравновешен. Яркие, черные и красные оттенки говорят о преобладании возбуждения или торможения, т.е. психические процессы не уравновешены.
Своеобразным заболеванием, которое связано с расстройством сна, является лунатизм. Лунатик автоматически совершает сложные действия во время ночного сна. Он перекладывает попавшие под руку вещи, передвигает предметы, одевается, бродит и.т.п. Это расстройство сна обычно вызывается некоторыми нервно-психическими заболеваниями. При соблюдении режима, закаливании, гимнастике, а также с возрастом детское снохождение исчезает.
Летаргия - это болезненное состояние неподвижности, внешнее напоминающее сон. Все функции организма в этом состоянии ослаблены. В книге В.Ф.Коновалова Психика человека, приведен такой пример летаргии: бразильская певица М.Сантос после автомобильной катастрофы, получив травму мозга, погрузилась в глубокий сон. Она проспала семь лет и проснулась в 1967 году.
Без сна человек может прожить 10 суток (хотя есть люди с хронической бессонницей), а без пищи несколько недель.
Регулярная смена сна и бодрствования - это необходимый суточный цикл любого живого организма. 1/3 жизни человек проводит во сне. Без сна жизнь невозможна. В проведенных опытах собака без пищи могла прожить 20-25 дней, хотя при этом теряла 50% веса, а собака, лишенная сна погибала на 12 день, хотя в весе теряла всего 5%. Бессонница мучительна. Неслучайно в древнем Китае приговаривали к смертной казни лишением сна.
6). Раздражимость живых организмов - ответная реакция на раздражение.
Раздражимость в биологии – это свойство тканей, которые могут воспринимать внутреннее или внешнее вмешательство и отвечать на него путем перехода в возбужденное состояние. Такие ткани называются возбудимыми и имеют определенное количество характерных качеств. К ним относят следующее: 1. Раздражимость. Это когда клетки, ткани и органы способны на ответную реакцию при вмешательстве определенных раздражителей - как внешних, так и внутренних. 2. Возбудимость. Это такое качество животной или растительной клеток, при котором становится возможной смена состояния покоя на состояние физиологической активности организма. 3. Проводимость. Это способность к распространению возбудительных реакций. Она зависит от строения ткани и ее функциональных особенностей. 4. Память отвечает за фиксирование происходящих перемен на уровне молекул с занесением изменений в генетический код. Это качество дает возможность предвидеть поведение организма в ответ на повторные вмешательства…
В физиологии раздражимость – это свойство нервной, мышечной или другой ткани реагировать на раздражители. Способность реагирования на изменения в физической или биологической среде является свойством всего живого на Земле. Примерами может служить следующее: движение растений к свету, сужение и расширение зрачка в связи с изменением интенсивности света и так далее.
Раздражимость – это свойство всего живого, включая животный и растительный мир. Все живые организмы обладают таким свойством, как раздражимость. Это способность организма воспринять и ответить на определенные стимулы, которые могут иметь как положительное, так и отрицательное влияние. Растение обычно склоняется в ту сторону, где имеется больше солнечного света. Почувствовав тепло, человек может убрать руку от горячей печи.
7). Изменение окраски листьев комнатных растений
Наши комнатные питомцы нуждаются в постоянном уходе и внимании. При их недостатке растения начинают страдать и подавать тревожные признаки. Одним из таких признаков выступает пожелтение листочков у ваших комнатных любимцев. Рассмотрим, почему желтеют листья на комнатных цветах и что делать в этом случае. При заболевании или неправильном уходе наши питомцы реагируют в первую очередь тем, что желтеют края или вся листовая пластина целиком. Рассмотрим основные причины возникновения таких явлений. Даже начинающий цветовод понимает, что пожелтение листвы – тревожный признак. Самыми распространенными причинами желтых пятен на комнатных цветочках являются ошибки в домашнем уходе.
Избыточный полив растения.
Для большинства цветов достаточным будет умеренный полив. Перед приобретением того или иного экземпляра в первую очередь нужно ознакомиться с условиями его содержания и правилами ухода.
Чрезмерное увлажнение приводит к заболачиванию почвы и загниванию корневой системы. В результате желтеют листья и побеги, растение может погибнуть, если своевременно не принять меры для лечения.
Недостаточный полив
Часто причиной к пожелтению листьев комнатных представителей флоры становится пересушенный земляной ком. В этом случае растение не получает достаточного количества питательных веществ и влаги. Кончики листьев и ветви начинают сохнуть и опадать, корни отмирают.
Сквозняки
Практически все комнатные цветочки, особенно тропические, не переносят сквозняков. Их нужно держать подальше от любых источников цветочного сквозняка – открытых окон, кондиционеров, вентиляторов и др.
Пожелтением побегов растеньице может реагировать на резкую смену температур. В период акклиматизации наши зеленые друзья обычно болеют. От недостаточного солнечного освещения желтеть начинают листья на той стороне, какой цветик повернут к тени. При воздействии прямых солнечных лучей, на листочках обычно возникают желтые пятна. При недостатке или избытке питательных веществ в почве листья у растений начинают желтеть вдоль центральной жилки, преимущественно на верхушке цветка. Нередко части растений желтеют под воздействием болезней или вредителей.
1) Грибковые заболевания. В результате заражения фитофторозом или антракнозом листовые пластинки могут пожелтеть.
2) Инфекционные заболевания. В этом случае появляются желтые пятна на листве.
3)Поражение вредителями. Среди таких насекомых трипсы, паутинный клещ, тля, белокрылка. Паутинный клещ высасывает соки из листочков и побегов, в результате чего они желтеют и впоследствии опадают.
При первых признаках поражения растения вредителями, изолируйте его, чтобы не заразить рядом стоящие цветы. В первую очередь, нужно удалить все пораженные листья и стебли растения. Их спасти уже не представляется возможным, зато остальные таким образом можно обезопасить.
Паутинный клещ не терпит влажной среды, поэтому нужно как можно чаще опрыскивать растеньице теплой водой или устраивать ему душ. Также эффективным способом можно назвать протирание листьев мыльным раствором. По окончании обработки листья тщательно смывают. После этого оберните горшок с цветком прозрачным пакетом и поставьте на солнечное место. Через два-три дня растение можно открыть. Если имеет место запущенный случай поражения цветка вредителями, никак не обойтись без применения инсектицидов.
8). Образование плесени на продуктах питания.
Плесень представляет собой микроскопические грибы, которые живут на растительной или животной пище. Возможно, вы замечали, что иногда после нескольких дней хранения на хлебе может появиться пушистый налёт зелёного цвета. Причина подобного явления заключается в распространении грибков плесени. При нарушении условий хранения их рост ускоряется. Этому способствуют влага, тепло и даже хлебница, которая может быть заражена плесневыми грибами.
Откуда же берётся образующаяся на продуктах плесень? Широко известный факт, что в окружающем нас воздухе присутствуют бактерии и вирусы. Схожая ситуация обстоит и с плесенью. Её споры есть везде: в воздухе, на поверхности растений, в почве и даже в воде. Как человек, обладающий крепким иммунитетом, меньше подвергается воздействию вирусов, так и продукты, хранящиеся в правильных условиях, меньше подвержены образованию плесени.
Чем опасна плесень на продуктах?
Некоторые плесневые грибы выделяют микотоксины, которые могут серьёзно повлиять на здоровье. При попадании в организм они могут вызвать отравление или аллергическую реакцию. Чтобы избежать этого риска при обнаружении образовавшейся плесени на продуктах, немедленно выбросите их. Не используйте заплесневевшую еду для кормления животных: микотоксины могут вызвать тяжёлые заболевания. Они также могут отложиться в животном жире или субпродуктах, которые впоследствии могут попасть в пищу и навредить нашему организму.
Плесень есть практически везде, в том числе и в окружающем нас воздухе. Её круглые споры (конидии) могут попасть на любую поверхность, включая продукты питания. Их росту способствует тепло и повышенная влажность. В таких условиях еда быстро плесневеет: сначала споры распространяются незаметно, но спустя несколько дней появляются видимые признаки образования плесени. Это могут быть ворсистые зелёные пятна или, например, белый налёт.
Обратите внимание, что если вы срежете видимый участок плесени, то это не значит, что остальная его часть не заражена спорами. В большинстве случаев наличие небольшого заплесневелого участка свидетельствует о том, что весь продукт инфицирован. Лучше сразу его выбросить.
Регулярно мойте посуду, чистите холодильник и хлебницу; заплесневевшие продукты должны быть выброшены в мусорное ведро или компостную кучу.
9). Прорастание семян растений.
Прорастанием называют переход семени из состояния покоя далее к вегетативному росту зародыша, заканчивающийся формированием из него проростка.
Многообразие живых организмов и особенности их строения и жизнедеятельности изучает биология. Условия прорастания семян рассматривает ее отрасль, называемая ботаникой, в состав которой, входит раздел – физиология растений. Главные условия, необходимые для прорастания семян, – это оптимальная температура, влажность, свободный доступ воздуха, достаточное количество питательных веществ для развития зародыша, а также режим освещенности. Они и будут рассмотрены ниже. Семя формируется из семенного зачатка и у покрытосеменных растений образуется в результате двойного оплодотворения, открытого С. Навашиным в 1861 г. Его прорастание происходит в момент попадания в оптимальные условия внешней среды, называемые абиотическими факторами. Зародыш, содержащийся в семени и состоящий из корешка и стебелька с зародышевыми листочками, начинает расти, при этом семенная кожица лопается и первым появляется корешок семени. Он укрепляется в почве и начинает самостоятельно всасывать воду и растворы минеральных солей, необходимые для дальнейшего развития зародыша. Кроме этих веществ, для прорастания семени и его роста необходимы такие органические вещества, как крахмал, белки и жиры. Их зародыш получает либо из семядолей (у двудольных растений, например, гороха, огурцов, томатов, капусты), либо же непосредственно из эндосперма, находящегося в семени у однодольных растений (пшеницы, риса, ржи). Таким образом, благоприятные абиотические факторы и наличие питательных веществ – это условия, необходимые для прорастания семян.
10). Линька животных - процесс смены покровов животных
Ли́нька — процесс смены покровов животных, имеющий разнообразный характер. У рептилий она сопровождается сменой эпидермиса (кожи), а у млекопитающих и птиц сменой кожного покрова (перья, мех, шерсть), у насекомых во время линьки могут заменяться целые части тела, такие, как крылья или экзоскелет.
У большинства млекопитающих во время линьки полностью или частично сменяется шерстяной покров, а кожа животного утолщается и становится рыхлее и происходит смена верхнего слоя эпидермиса.
Линька у птиц (домашние попугайчики) сопровождается обновлением перьевого покрова, когда кожный эпидермис отторгает старые перья и на их месте вырастают новые. Линька необходима птицам, чтобы заменять их сломанные и изношенные перья, у большинства видов линька происходит раз в год, однако в редких случаях она может происходить дважды. Сам процесс линьки у птицы длится медленно и поэтапно линьке поддергиваются отдельные части тела в разное время. Например, сначала она затрагивает голову и тело птицы, а затем, её крылья и хвост. Это объясняется необходимостью сохранять высокую температуру тела. Новое оперение, как правило, тонкое.
Во время линьки, животное испытывает стресс и как правило стремится найти для себя уединённое и безопасное место или начинает вести себя агрессивно, у животного ухудшается кровоток, что может сопровождается сердечной недостаточностью, теряют аппетит.
11). Смена дня и ночи.
Помимо вращения земли вокруг солнца (календарный год) земной шар вращается вокруг своей оси. Полный оборот вокруг своей оси происходит за 24 часа, которые называют сутками. При этом находясь на поверхности Земли мы не ощущаем движения земного шара, а лишь можем наблюдать его, исходя из видимого перемещения солнца, звезд, относительно Земли.
Условно, время суток делится на несколько частей: Утро - начинается с рассвета неба на его восточной части и восхода солнца из-за горизонта. День - движение солнца по небосклону с востока на запад. Вечер - заход солнца на западе неба и постепенно утихающие цвета заката. Ночь - темное время суток. В это время солнце проходит с другой стороны земного шара относительно нас.
Так как Земля состоит из континентов, находящихся по обе стороны земного шара, то время суток в каждой части Земли разное.
Что интересно, еще недавно считалось, что движение земного шара вокруг оси равномерно, однако, позже ученые высчитали неточности и оказалось, что неравномерность во вращении все же присутствует. Эти неравномерности связаны с небольшим колебанием земного шара при вращении, но эти изменения столь малы (менее 0.001 с), что в составлении календаря не учитываются.
Разное время суток и выглядит и воспринимается по - разному. Это связанно и с биологическими (внутренними) часами по которым человек привык жить (день - бодрствование, ночь - сон) и с разнообразием контраста цвета, а также с настроением. К утру прибавляется сил, день проходит в учебе, делах, работе, а вечер усталость, постепенный отход от дел, отдых и сон. Под ритм смены времени суток подстраивается весь растительный и живой мир природы. Утром растения распускаются, вечером бутоны закрываются. Под смену времени суток подстраивается и мир человека. Наиболее распространенный график работы, расписание уроков, работа образовательных учреждений и развлекательных центров и даже программа радио и телевидения составляется в зависимости от времени суток.
12). Размножение организмов- воспроизведение себе подобных.
Размножение — присущее всем живым организмам, свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Разные способы размножения подразделяются на два основных типа: бесполое и половое. Для организмов, обладающих клеточным строением, в основе всех форм размножения лежит деление клетки. Бесполое размножение — тип размножения, при котором следующее поколение развивается из соматических клеток без участия репродуктивных клеток — гамет.
Вегетативное размножение — образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам.
У высших растений происходит либо как распадение материнской особи на две и более дочерние особи (например, при отмирании ползучих побегов или корневищ, отделении корневых отпрысков), либо как отделение от материнской особи зачатков дочерних (например, клубни, луковицы, выводковые почки).
13). Брожение дрожжей.
Качественное дрожжевое тесто, или сусло для приготовления напитков - это целое искусство. И наука! Познакомимся подробнее с тем, что влияет на качество дрожжей и брожения.
Важными факторами, определяющими бродильную способность дрожжей, являются биосинтетическая активность клеток и способность адаптироваться к постоянно изменяющимся условиям внешней среды в процессе брожения. Биосинтетическая активность клеток зависит от питания дрожжей, их возраста, физико-химических условий внешней среды. Кислород воздуха необходим дрожжам для энергетического обмена и синтеза ненасыщенных жирных кислот и эргостерола. Бродильная активность дрожжей взаимосвязана со скоростью их размножения. Длительно используемые дрожжи, а также дрожжи, которые неправильно хранились, имеют низкую бродильную активность. Спирт образуется в процессе брожения, и влияние его на дрожжи определяется как этанольный стресс. Образующийся спирт угнетает как скорость размножения дрожжей, так и процесс брожения.
Заключение
В заключение своей работы, я хочу сказать, что знание законов и явлений ежедневно помогает нам в повседневной жизни. Часто мы не задумываемся о природе некоторых явлений или процессов, а на самом деле мир, который нас окружает намного интереснее.
Вывод: В мире, в котором мы живем, происходит много явлений, которые подчиняются законам природы. Установив законы природы, человек использует их в процессе своей деятельности. В основе исследования природы лежит умение наблюдать. Именно с наблюдения начинается изучение явлений, происходящих вокруг нас.
Литература
Ниссен Дорте. Комнатные растения. Практическая энциклопедия, Издательство: Мир книги, 2006 г.
Сергеев И. И. «История фотосинтеза». – М.: Наука, 1989.
Учебная книга цветовода / А.А. Чувикова и др. – М.: Изд-во Колос, 1980 – 224 с.
Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов, изд. ЭКСМО, Москва, 2009 г., стр. 510.
Энциклопедия «Я познаю мир. Экология» А.Е.Чижевский
Интернет ресурсы
http://doklad-referat.ru
http://worldofschool.ru/biologiya/stati/zoologiya/stroenie-i-zhiznedeyatelnost-zhivotnyh/razmnozhenie-i-razvitie/polovoe-i-bespoloe-razmnozhenie-zhivotnyh
http://mir-prekrasen.net/referat/4354-linka.html