Структура и свойства Вселенной. Закон всемирного тяготения

Размещено на http://allbest.ru/

Министерство образования науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г.Разумовского"

Филиал ФГБОУ ВПО "МГУТУ им.К.Г. Разумовского в г.Мелеузе (Республика Башкортостан)

Контрольная работа

По дисциплине: Концепции современного естествознания

Выполнила: Исмагилова Олеся М.



Введение

Дисциплина «Концепции современного естествознания» (КСЕ) была включена в программы гуманитарных направлений и специальностей высшего образования в 1994/95 учебном году. В начале 90-х годов наметилось значительное ослабление естественнонаучного компонента в системе подготовки студентов-гуманитариев. С другой стороны, проникновение рационального подхода, характерного для естественных наук, в гуманитарные области науки привело к необходимости ознакомления студентов гуманитарных направлений с современной естественнонаучной картиной мира. В этих условиях введение новой дисциплины, формирующей основы научного мировоззрения, было весьма своевременно. Основное назначение КСЕ - повышение общекультурного статуса и уровня эрудиции в области современного естествознания, а также достижение высокого и устойчивого уровня профессионализма через фундаментализацию естественнонаучного образования. Ознакомление студентов с концептуальным фундаментом естествознания является насущным требованием времени. Это связано с переходом на качественно новый уровень подготовки специалистов. Сегодня специалист должен быть не только профессионалом в своей области, но и, прежде всего, лидером, обладающим устойчивыми жизненными ориентирами. В свою очередь жизненные установки и ориентиры зависят от общего культурного уровня человека, который формируется в процессе его воспитания и образования. Одним из показателей такого общекультурного уровня всегда считалось научное мировоззрение. Таким образом, одной из целей курса «Концепции современного естествознания» является повышение общего культурного и образовательного уровня будущих специалистов.



Задание 4. Назовите виды фундаментальных взаимодействий. В чем проявляется универсальность фундаментальных взаимодействий. Дайте характеристику фундаментальных взаимодействий, заполните таблицу. В каких процессах играют определяющую роль фундаментальные взаимодействия

№	Вид взаимодействия	Константа	Радиус действия	Кванты
1	Сильное	1	1 ФМ=1/mр	Глюон
2	Электромагнитное	(1/137) 1/2	?	Фотон
3	Слабое	10 -6	10 -2 ФМ=1/mw	W, z - бозон
4	Гравитационное	10 -38	?	Гравитон

Фундаментальные воздействия, играют определяющую роль в структуре физических норм. Из них формируются фундаментальные безразмерные постоянные единой теорией взаимодействия. Эти и некоторые другие константы, также размерность N определяют структуру Вселенной и ее свойства.

Задание 5. Дайте краткую характеристику солнечной системы. Заполните таблицу

Солнце представляет собой звезду среднего размера, его радиус около 700 тыс. км. Возраст Солнца оценивается примерно в 5 млрд лет. Считается, что звезды первого поколения имеют возраст на 8--10 млрд лет больше. В Галактике существуют также молодые звезды, которым всего от 100 тыс. до 100 млн лет. Солнечная система обращается вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Солнце совершает один оборот вокруг центра Галактики за 250 млн лет. Этот период называют галактическим годом. Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, которые происходят в недрах. В Солнечной системе насчитывают девять планет, которые расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Между Марсом и Юпитером находится кольцо астероидов, которые также движутся вокруг Солнца.

Итак - В состав Солнечной системы входит Солнце, девять больших планет, около 50 их спутников, более 100 000 астероидов, около 10¹¹ комет, а также бесчисленное множество более мелких объектов.

Название планеты	Средний радиус	Масса	Сред. расст. от Солнца	Период обращения
	в км	в радиусах Земли	в массах Земли	в а.е.
солнце	6 960		332 999
Меркурий	2 439	0,38	0,055	0,387	87,97 суток
Венера	6 050	0,95	0,816	0,723	224,7 суток
Земля	6 371	1	1	1	1 год
Марс	3 390	0,53	0,107	1,524	1,88 года
Юпитер	69 720	11	317,84	5,204	11,86 года
Сатурн	58 900	9,2	95,17	9,58	29,46 года
Уран	26 540	4,17	14,59	19,14	84,02 года
Нептун	24 300	3,81	17,25	30,2	164,79 года
Плутон	1 300	0,2	0,0025	39,75	247,7 года

* Кроме крупных спутников обнаружены еще несколько более мелких объектов, вращающихся вокруг планеты.

В чем сущность закона всемирного тяготения? Почему этот закон называется всемирным? Определите скорость вращения планеты вокруг солнца, считая, что она движется по окружности.

Закон всемирного тяготения Этот главный для астрономии закон выведен И.Ньютоном в 1687 г. опытным путем (и, насколько мне известно, до сих пор не подтвержден теоретически). Закон утверждает, что два точечных тела с массами m₁ и m₂ притягивают друг друга с силой

F = G*m₁*m₂/r² (1)



где r - расстояние между телами, а G - гравитационная постоянная. Ускорение, которое испытывает тело m₂, находящееся на расстоянии r от данного тела m₁, равно:

a₂ = F/m₂ = G*m₁/r² (2)

Закон справедлив и для протяженных тел со сферически-симметричным распределением массы, при этом r - расстояние между центрами симметрии тел. Для несферических тел закон соблюдается приближенно, причем тем точнее, чем больше расстояние между телами (между их центрами масс) по отношению к размерам тел.

Все это всем известно еще со школы, и, казалось бы, без математических выкладок добавить больше нечего. Однако это не так.

Согласно (1), сила притяжения пропорциональна массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния. Но масса пропорциональна кубу линейного размера тела. Это означает, что если размеры тел и расстояния между ними (при сохранении их плотностей) пропорционально увеличить, например, в 10 раз, то их массы возрастут в 1000 раз, а квадрат расстояния - только в 100, поэтому сила притяжения увеличится в 10 раз! То есть при увеличении масштаба масса растет на порядок быстрее, чем квадрат расстояния! Из-за ничтожного значения гравитационной постоянной силы притяжения между отдельными предметами на поверхности Земли крайне малы по сравнению с силой притяжения самой Земли, но уже в межпланетных масштабах (сотни миллионов километров) увеличение масс компенсирует G и гравитация становится главной силой.

При уменьшении масштабов проявляется обратный эффект, хоть это уже из биологии. Если, к примеру, уменьшить человека до размеров муравья, т.е. примерно в 100 раз, то его масса уменьшится в 1 000 000 раз. А поскольку сила мышц примерно пропорциональна их поперечному сечению, т.е. квадрату линейного размера, то она уменьшится только в 10 000 раз, т.е. будет 100-кратный выигрыш в силе! Нетрудно догадаться, что фактически насекомые обитают в условиях сильно пониженной по сравнению с более крупными животными гравитации. Поэтому вопрос о том, какой вес смог бы поднять муравей, если бы был размером со слона, просто не имеет смысла. Строение тела насекомых и вообще всех мелких животных оптимально именно для пониженного тяготения, и ноги у муравья просто не выдержат веса тела, не говоря уже о каком-то дополнительном грузе. Так сила тяжести накладывает ограничения на размеры наземных животных, и самые крупные из них (например, динозавры), по-видимому, существенную часть времени проводили в воде.

Летательные способности в животном мире также ограничены массой тела. Не только сила мышц, но и площадь крыльев растет пропорционально квадрату линейных размеров, т.е. для при некоторой предельной массе тела полеты становятся невозможными. Эта критическая масса составляет примерно 15-20 кг, что соответствует весу самых тяжелых из земных птиц. Поэтому очень сомнительно, что древние гиганские ящеры действительно могли летать; скорее всего, их крылья позволяли им только планировать с дерева на дерево.

Определите скорость вращения планеты вокруг Солнца, считая что она движется по окружности. например, скорость Урана

Для определения скорости Вам надо знать радиус орбиты (R) и период обращения(T) (если знаете что-то одно, радиус или период, вторая величина вычисляется из отношения радиусов и периодов, используя данные Луны или земли). Дальше

V= 2x(Pi)xR/T=6,81 км/с



Задание 5.9

Астрономические знаки :

Солнце ;Меркурий ; Венера ; Земля ; Марс ; Юпитер ;

Сатурн ; Уран ; Нептун ; Плутон .

Задание 6.9

Световое давление, испытываемое зеркальной поверхностью площадью I см2, равно 10 Па. Найти длину волны монохроматического света, если ежесекундно падают 5 -1012 фотонов.

Дано: Си:

S= 1 см²1 ? 10 ^-4м2

P=10 Па

T= 1с

N=5 ? 10 ¹² фотонов

Найти: л .

Где Е - N - полная энергия излучения на поверхности S за время t.

Поскольку ho= , получаем p= = , отсюда л=.

Вычисляем:

h= 6,63 ?10^-34 Джс

s= 10^-4 м²

л= = 6,63 ? 10 ^-18

^-18 м

Ответ: л= 6,63 ? 10 ^-18 м.



Задание 7.9. Средняя кинетическая энергия электрона в невозбужденном атоме водорода 13,6 эВ. Используя соотношения неопределенностей, найти наименьшую погрешность, с которой можно вычислить координату электрона в атоме

Дано:

Е ср. кин. = 13,6 эВ

Найти: ? x, ? y. ? Z.

Решение:1) Из соотношения между средней кинетической энергией и среднеквадратическим импульсом Pср. кв.

2) Понятие, что неопределенность компонент импульса ? Р _х, ?Р _у, ?Р _z имеет порядок среднеквадратического импульса и применив соотношение неопределенностей

?х ? Р_х ? h

? y ? P_y ? h

? z ?P _z ? h

Получим наименьшую погрешность в определении координат:

?х = ? y= ? z

Вычисляем: h = 6,63 ?10^-34 Дж с

Me = 9,1 ? 10^-31

Е ср. кин. = 13,6 ?1,6?10¹⁹ Дж = 21,76 ?10^-19 Дж

?х = 0,33?10^-9 м = 3,3?10^-10 м

Ответ: ?х = ? y= ? z = 3,3?10^-10 м



Задание 12.9 Какие химические элементы, являются самыми главными для жизни и почему? Поясните. Напишите о значении для организмов каждого химического элемента. Фосфор, азот, калий, сера, углерод , кислород

Ответ:

Наиболее важными для жизни являются углерод, азот и кислород.

Углерод. От латинского «carboneum». Существует в свободном виде в двух формах - графит и алмаз. Углерод является одним из важнейших элементов в природе. Его соединения составляют основу флоры и фауны, а сам химический элемент участвует в образовании углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот.

Круговорот углерода в биосфере начинается с фиксации атмосферного углекислого газа в процессе фотосинтеза растениями и некоторыми микроорганизмами. Часть поглощённого углерода расходуется при дыхании растений, а часть потребляется животными, которые тоже выделяют . Погибшие растения и животные разлагаются, углерод их тканей окисляется и в виде диоксида поступает в атмосферу. При отсутствии кислорода, в процессе разложения мёртвых организмов образуются нефть, торф и каменный уголь. Они используются человеком для получения энергии, а выделившийся диоксид углерода возвращается в атмосферу.

Подобный круговорот углерода присутствует и в гидросфере. Только часть углерода, образованная и захороненная в литосфере, становится элементом горных пород, а попавшая в водоёмы - участвует в образовании карбонатных пород (известняков, доломитов).

До активного вмешательства человека в естественные экосистемы и их резкого сокращения, равновесие между связыванием и высвобождением углерода поддерживалось на планете с большой точностью. Сейчас же оно приводит к разбалансировке углеродного цикла, а значит и к снижению стабильности концентрации ряда других химических веществ. Помимо природного, особое место в круговороте углерода наших дней приобретает массовое сжигание органических веществ с постепенным возрастанием содержания в атмосфере, и как следствие - возникновение «парникового эффекта» с вероятным резким изменением климата.

Азот. Название «азот» происходит от греческого слова «azoos» - безжизненный, по-латыни Азот - один из самых распространенных элементов на Земле, причем основная его масса сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере. В воздухе свободный азот (в виде молекул N2) составляет 78,09% от общего объёма. Круговорот этого элемента в природе - один из наиболее сложных, и в то же время - он практически идеален. Ведь биогеохимический цикл азота включает в себя несколько основных этапов:

- фиксация азота из воздуха живыми организмами (бактериями и водорослями), обогащающими почву азотом при минерализации;

- поглощение азота корнями растений и транспортировка его в листья со стеблями, где в процессе биосинтеза строятся белки;

- использование растительных белков в качестве питания животными;

- разложение животных останков с выделением аммиака, используемого бактериями, и образование нитратов, частично восстанавливаемых до элементарного азота, возвращаемого в атмосферу.

Кислород. Назван переводом с латинского слова «oxygenium». При нормальных условиях - газ без цвета и запаха. Вместе с азотом и незначительным количеством других газов свободный кислород образует атмосферу Земли (23, 15% по массе или 20,95% по объёму, всего кг). В гидросфере содержится кг растворённого кислорода (то есть 1% атмосферного). Велики также запасы связанного кислорода: 58% атомов в земной коре - это атомы связанного кислорода.

Практически весь свободный кислород планеты возник и сохраняется в результате фотосинтеза. Фотосинтезом же, (от греческих слов «фотос» - свет и «синтез - соединение), называют процесс создания растениями органических молекул из неорганических за счёт энергии солнечного света. Происходит он из-за наличия в растениях хлоропластов, содержащих хлорофилл - вещество, которому своим существованием обязано всё живое на Земле. Ведь за исключением редчайших анаэробных бактерий, кислород при дыхании использует каждый организм, а следовательно - для живого он имеет первостепенное значение и является самым важным химическим элементом.

Кислород - сильнейший окислитель (кислород - «рождающий кислоту»). Практически все реакции с участием кислорода - реакции окисления, в результате которых образуются вещества - оксиды. И в живом мире, попадая в организм через дыхание, кислород вступает в реакцию с углеродом и выводит отходы дыхания в виде молекул , способствуя росту и развитию клетки.

Прочие химические элементы, хотя и не имеют столь ярко выраженного для жизни значения, тем не менее - тоже необходимы в его физиологических процессах.

Калий. Серебристо-белый метал, название которого происходит от латинского «kali-um». По распространённости в земной коре калий занимает седьмое место (порядка 2,5% по массе). В свободном состоянии в природе не встречается, а представлен минералами, солями и силикатами.

Наиболее важное значение для жизни калий имеет в виде калийных удобрений. Они существенно увеличивают способность растений к фотосинтезу, особенно для сахаристых культур. К калийным удобрениям относятся природные соли калия: сильвин, сильвинит, каинит, а также продукты их переработки: поташ, сульфат и другие химические вещества. Кроме того - калий способствует быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням.

Фосфор - важнейший элемент, входящий в состав белков, нуклеиновых кислот, костной ткани. Соединения фосфора принимают участие в обмене энергии (аденозинтрифосфорная кислота и креатинфосфат являются аккумуляторами энергии), с их превращениями связаны мышечная и умственная деятельность, жизнеобеспечение организма. Фосфор влияет на деятельность сердца и почек.

Потребность взрослого в фосфоре - 1200 мг/сут (1,2 г). Для правильного питания важно не только абсолютное количество фосфора, но и соотношение его с кальцием (2:3). При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, при избытке кальция - развиваться мочекаменая болезнь.

Относительно много фосфора находится в рыбе, хлебе, мясе, молоке и сыре. Еще больше фосфора находится в фасоли, горохе, овсяной, перловой и ячневой крупах, а также в ягодных культурах, орехах, петрушке, капусте, моркови, чесноке, шпинате.

СЕРА, S (sulfur), неметаллический химический элемент, член семейства халькогенов (O, S, Se, Te и Po) - VI группы периодической системы элементов. Cера, как и многие ее применения, известны с далекой древности. А.Лавуазье утверждал, что сера - это элемент. Сера жизненно необходима для роста растений и животных, она входит в состав живых организмов и продуктов их разложения, ее много, например, в яйцах, капусте, хрене, чесноке, горчице, луке, волосах, шерсти и т.д. Она присутствует также в углях и нефти.

Задание 13. Постройте схему из следующих понятий: 1) клетка; 2) вид; 3) молекула; 4) органы, ткани; 5) биосфера; 6) целостный организм; 7) биоценоз. Объясните последовательность схемы. Укажите, где проходит граница между живым и неживым. Укажите основные признаки живого

Ответ.

Схема: Молекула клетка органы, ткани целостный организм вид биоценоз биосфера.

Методика построения последовательности:

Молекула - наименьшая частица вещества, которая может обладать его свойствами.

Клетка - основная структурно-функциональная и генетическая единица живого организма. Клетка является наименьшей единицей живого и в биологической цепочке стоит на следующей после молекулы ступени, так как формируется непосредственно из молекул или молекулярных соединений.

Орган, ткань - надклеточного уровня образование, состоящее из объединённых по функционально-типовому признаку клеток, формирующее своей совокупностью организм и служащее для выполнения в нём определённой функции.

Целостный организм - открытая, самообновляемая, саморегулируемая, самовоспроизводящаяся система, построенная из тканей и органов и проходящая путь необратимого развития.

Вид - естественное объединение живых организмов по сходным признакам.

Биоценоз - понятие, объединяющее уже всех животных, растения и микроорганизмы, обитающие в относительно однородном жизненном пространстве (биотопе).

Биосфера - оболочка Земли, содержащая в себе полную совокупность живых организмов и часть вещества планеты, находящуюся в непрерывном обмене с данными организмами. Под биосферой В. И. Вернадский подразумевал «область существования живого вещества», включающую околоземную (до озонового слоя) область атмосферы, гидросферу до максимальной глубины и литосферу (до глубины 2-3 километра).

Таким образом, граница живого и неживого проходит на уровне молекула клетка, ведь именно органические (неживые) молекулярные соединения являются основой, строительным веществом для клеток живого организма. Доказательством данному утверждению могут служить опыты в области исследования возникновения «живого из неживого»:

Американский биохимик С. Миллер после ряда экспериментов в 1953 году смоделировал условия, схожие с существовавшими на первобытной Земле. Он создал оснащённую источником энергии установку, где удалось синтезировать многие играющие важную биологическую роль соединения. Опыты Миллера продемонстрировали, как под воздействием излучений такие органические вещества могут образовываться в самых разнообразных, содержащих азот, углекислый газ, водород, аммиак, воду, синильную кислоту или метан смесях.

А.И. Опарин же, рассматривая проблему возникновения жизни путём биохимической эволюции, выделяет следующие этапы предположительного перехода от неживой материи к живой:

- синтез исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы первобытной планеты;

- формирование в первичных водоёмах из скопившихся там органических соединений биоплоимеров, углеводородов и липидов.

- самоорганизация сложных органических соединений. Возникновение и эволюционное совершенствование на их основе процессов обмена веществом с воспроизводством органических структур, завершившееся образованием простейшей клетки.

Теория А.И. Опарина послужила началом физико-химического моделирования процесса образования молекул аминокислот, углеводородов и нуклеиновых оснований в первичной атмосфере Земли.

А с точки зрения академика В.И. Вернадского, живое и неживое вещество биосферы тесно связаны между собой биогеохимическими циклами. Само же учение Вернадского о биосфере представляет систему взглядов на планетарное и космическое значение жизни, взаимосвязь и взаимодействие живой и неживой природы.

Так, с позиции учёного: биогеохимический цикл - процесс обмена энергией и веществом между компонентами биосферы, имеющий циклический характер и обусловленный жизнедеятельностью поглощающих из внешней среды одни вещества и выделяющих в неё другие живых организмов.

Основным энергетическим источником и катализатором подобных циклов является солнечное излучение в видимой части спектра. Оно используется зелёными растениями для создания в процессе фотосинтеза органических веществ, которые обеспечивают энергией и пищей все остальные организмы.

Живое вещество представлено среди общего вещества биосферы лишь ничтожной долей - порядка 0,25%. Однако, благодаря происходящему в живых организмах обмену веществ, в биогеохимических процессах именно ему принадлежит основная роль. Ведь наличием живых организмов обусловлены, как формирование почвенного покрова литосферы, так и химический состав атмосферы с гидросферой.

Живое вещество является самой мощной и активной в геологическом плане субстанцией нашей планеты, способной произвести громадную по последствиям и масштабам геохимическую работу, которая заключается в его функциях:

- Энергетическая. Проявляется в усвоении живым веществом солнечной энергии и передаче её по пищевой (трофической) цепи;

- Газовая. Способствует сохранению и поддержанию современного состава атмосферы, а заключается в поглощении и выделении кислорода, углекислого газа с некоторыми другими газообразными веществами (сероводород, метан);

- Концентрационная. Реализуется путём извлечения и избирательного накопления организмами химических элементов окружающей среды (азот, кремний, кальций, магний и прочие), благодаря которому образовались залежи полезных ископаемых;

- Окислительно-восстановительная. Проявляется в реакциях, лежащих у основы любого вида биологического обмена веществ. К примеру, восстановление диоксида углерода из углеводов в ходе фотосинтеза и их окисление до диоксида углерода при дыхании;

- Репродуктивная. Универсальная функция на основе процесса деления клеток, благодаря которой жизнь на Земле не прекращается. Существует в двух основных формах: бесполое и половое размножение;

- Деструктивная. В её процессе происходит разрушение отмершего органического вещества до минеральных соединений.

Следовательно, признаками живого является способность к поглощению различных необходимых для жизнедеятельности веществ, их накоплению, выделению, саморегуляции, саморазмножению и разрушению по окончании жизненного цикла.

Задание 15.9 Какие органические вещества входят в состав клетки? Какие органические вещества являются самыми распространенными на Земле

Охарактеризуйте, какие функции в клетках выполняют органические вещества.

Ответ.

В состав клетки входят такие органические вещества, как углеводы, липиды, белки, нуклеиновые кислоты, АТФ.

Углеводы - самые распространенные на Земле органические вещества. Они содержатся в клетках всех живых организмов. Название «углеводы» произошло потому, что первые известные вещества этого класса состояли как бы из углерода и воды.

Функции углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразны. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соед. для биосинтеза гликозидов и полисахаридов, а также др. классов B-B (аминокислот, жирных K-T, фенолов и др.). Эти превращения осуществляются ферментами, субстратами для к-рых служат, как правило, богатые энергией фос-форилир. производные Сахаров, гл. обр. нуклеозиддифосфат-сахара.

Углеводы запасаются в растениях (в виде крахмала), животных, бактериях и грибах (в виде гликогена), где служат энергетич. резервом. Источником энергии являются р-ции расщепления глюкозы, образующейся из этих полисахаридов, по гликоли-тич. или окислит. пути (см. Гликолиз). В виде гликозидов в растениях и животных осуществляется транспорт разл. метаболитов. Полисахариды и более сложные углеводсодержащие полимеры выполняют в живых организмах опорные ф-ции. Жесткая клеточная стенка у высших растений представляет собой сложный комплекс из целлюлозы, гемицеллюлоз и пектинов. Армирующим полимером в клеточной стенке бактерий служат пептидогликаны (муреины), а в клеточной стенке грибов и наружных покровах членистоногих - хитин. В организме животных опорные ф-ции выполняют протеогликаны соединит, ткани, углеводная часть молекул к-рых представлена сульфатир. мукополисахаридами. Эти в-ва участвуют в обеспечении специфич. физ.-хим. CB-B таких тканей, как кости, хрящи, сухожилия, кожа. Будучи гидрофильными полианионами, эти полисахариды способствуют также поддержанию водного баланса и избират. ионной проницаемости клеток. Аналогичные ф-ции в морских многоклеточных водорослях выполняют сульфатир. галактаны (красные водоросли) или более сложные сульфатир. гетерополисахариды (бурые и зеленые водоросли); в растущих и сочных тканях высших растений эту ф-цию выполняют пектины.

Особенно ответственна роль сложных углеводов в образовании клеточных пов-стей и мембран и придании им специфич. св-в. Так, гликолипиды - важнейшие компоненты мембран нервных клеток и оболочек эритроцитов, а липополисахариды -наружной оболочки грамотрицат. бактерий. Углеводы клеточной пов-сти часто определяют специфичность иммунологич. р-ций (групповые в-ва крови, бактериальные антигены) и взаимод. клеток с вирусами. Углеводные структуры принимают участие и в др. высокоспецифич. явлениях клеточного взаимод., таких, как оплодотворение, узнавание клеток при тканевой дифференциации, отторжение чужеродных тканей и т. д.

Практическое использование. Углеводы составляют главную часть пищ. рациона человека, в связи с чем широко используются в пищ. и кондитерской пром-сти (крахмал, сахароза и др.). Кроме того, в пищ. технологии применяют структурир. в-ва полисахаридной природы, не имеющие сами по себе пищ. ценности,- гелеобразователи, загустители, стабилизаторы суспензий и эмульсий (альгинаты, агар, пектины, растит. галактоманнаны и др.).

Превращения моносахаридов при спиртовом брожении лежат в основе процессов получения этанола, пивоварения, хлебопечения; др. виды брожения позволяют получать из Сахаров биотехнол. методами глицерин, молочную, лимонную, глюконовую к-ты и мн. др. в-ва.

Глюкозу, аскорбиновую к-ту, углеводсодержащие антибиотики, гепарин широко применяют в медицине. Целлюлоза служит основой для получения вискозного волокна, бумаги, нек-рых пластмасс, BB и др. Сахарозу и растит, полисахари-ды рассматривают как перспективное возобновляемое сырье, способное в будущем заменить нефть в пром. орг. синтезе. Моносахариды используют в качестве доступных хиральных исходных соед. для синтеза сложных прир. B-B неуглеводной природы.

Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus -- ядро) -- высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.

Большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, поэтому понятно, что стабильность нуклеиновых кислот -важнейшие условие нормальной жизнедеятельности целого организма и клеток. Любые изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток или активности физиологических процессов них, влияя таким образом на жизнеспособность. Нуклеиновые кислоты-это полимеры, построенные из огромного числа маномернных единиц называемых нуклиотиды. Состоит из 3 частей: пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты. От вида пентозы присутствующей в нуклеотиде различают 2 типа рибунукленовая кислоты РНК и дезоксирибинуклеиновая кислоты ДНК содержит дезоксирибозу. В обоих типах содержится азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил. В ДНК - тимин. В РНК -урацил

Задание 17. Приведите пример биогеоценоза (экосистемы) Вашей местности. Перечислите важнейшие компоненты экосистемы и раскройте роль каждого из них. Являются ли экосистемы - открытыми системами

космический солнечный клетка экосистема

Обоснуйте ответ.

Приведите пример биогеоценоза (экосистемы) Вашей местности. Перечислите важнейшие компоненты экосистемы и раскройте роль каждого из них. Являются ли экосистемы - открытыми системами? Обоснуйте ответ.

Ответ:

Экосистема РБ.

Почвы преимущественно серые лесные, чернозёмные, дерново-подзолистые.

В Предуралье - смешанные леса (на севере), лесостепь с берёзовыми и дубовыми лесами, разнотравно-ковыльная степь. Степь и лесостепь заходят частично на склоны Урала. Выше лежат пояса дубовых и липовых (западное предгорье), сосново-лиственничных и берёзовых лесов, темнохвойной тайги. На отдельных вершинах - гольцы. В Зауралье преобладает степь и берёзовая лесостепь.

Леса занимают свыше 40% территории.

В Башкортостане сохранились белка, зайцы, крот, глухарь и др.

На территории республики - национальный парк Башкирия, Башкирский заповедник, заповедник Шульган-Таш.

Заповедник в отношении антропогенного воздействия находится в сравнительно более благоприятной ситуации, чем другие районы Башкирии. Но непрекращающиеся рубки на прилегающих территориях, особенно в водоохранной полосе малых рек, отрицательно влияют на гидрологический режим водотоков заповедника и водно-термический режим почв пограничных участков. Несомненно, воздействует химизация сельского хозяйства окружающих районов. Численность ценнейших рыб - форели, тайменя, хариуса - из года в год сокращается в связи не только с браконьерством, но и с загрязнением близких к заповеднику водоемов, особенно в окрестностях крупных населенных пунктов и животноводческих ферм. Огромное значение имеет нарастающее загрязнение вод Белой молевым лесосплавом, деятельностью Белорецкого металлургического комбината. Эти неблагоприятные факторы отражаются также на численности околоводных и водоплавающих птиц, околоводных млекопитающих.

В естественные экосистемы внесла нарушения и акклиматизация чуждых природному комплексу заповедника видов растений и животных. Некоторые из них (марал, американская норка) сумели приспособиться к здешним условиям, и сейчас их жизнедеятельность существенно отражается на заповедном природном комплексе. Не исключена роль маралов как пищевых конкурентов косули, американская норка практически вытеснила коренной вид - европейскую норку, снизила численность рыб. Особую тревогу вызывает вселение чуждых для Башкирии пород пчел. Это незаметное, но постоянное антропогенное влияние может привести к серьезным последствиям. Изыскание мер по ослаблению этого влияния - одна из важнейших современных задач заповедника.

Характеристика морских экосистем.

Область континентального шельфа, неритическая область, если ее площадь ограничена глубиной до 200 м, составляет около 8% площади океана (29 млн км2) и является самой богатой в фаунистическом отношении в океане. Прибрежная зона благоприятна по условиям питания, даже в дождевых тропических лесах нет такого разнообразия жизни, как здесь. Очень богат кормом планктон за счет личинок бентосной фауны. Личинки, которые остаются несъеденными, оседают на субстрат и образуют либо эпифауну (прикрепленную) либо инфауну (закапывающуюся).

Области апвеллинга

Области апвеллинга расположены вдоль западных пустынных берегов континентов. Они богаты рыбой и птицами, живущими на островах. Но при изменении направления ветра происходит спад «цветения» планктона и наблюдается массовая гибель рыб вследствие развития бескислородных условий (эвтрофикация).

Лиманы

Лиманы -- это полузамкнутые прибрежные водоемы, они представляют собой экотоны между пресноводными и морскими экосистемами. Лиманы обычно входят в литоральную зону А и подвержены приливам и отливам.

Лиманы высокопродуктивны Они являются ловушками биогенных веществ. На протяжении круглого года активны автотрофы: макрофиты (болотные и морские травы, водоросли), донные водоросли, фитопланктон. Лиманы служат для откорма молоди, богаты целым комплексом I морепродуктов (рыба, крабы, креветки, устрицы и т. п.). Попадая в сферу хозяйственной деятельности человека, они могут потерять свою продуктивность вследствие загрязнения водной среды.

Океанические области, эвфотическая зона открытого океана, бедны биогенными элементами. И в известной степени, можно считать эти воды «пустынями» по сравнению с прибрежными. Арктические и антарктические зоны намного продуктивнее, так как плотность планктона растет при переходе от теплых морей к холодным и фауна рыб и китообразных здесь значительно богаче.

Фитопланктон является первичным источником энергии в пищевых цепях пелагической области -- продуцентом. Крупные животные, и прежде всего рыбы, здесь являются преимущественно вторичными консументами, питающимися зоопланктоном. Продуцентом для зоопланктона являются как фитопланктон, так и планктонные личинки моллюсков, морских лилий и т. п.

Видовое разнообразие фауны снижается с глубиной и тем не менее разнообразие рыб в абиссальной зоне велико, несмотря на то, что она практически лишена продуцентов. Рыбы имеют причудливую форму (рис. 7.10), большие рты и растягивающиеся животы, и т. п. -- все приспособлено к глотанию пищи любого размера в полной темноте. Разнообразие же связано со стабильностью условий в абиссальной зоне в течение длительного геологического времени, что замедлило эволюцию и сохранило многие виды из далеких геологических эпох.

Экосистемы глубоководных рифтовых зон океана находятся на глубине около 3000 м и более, в сплошной темноте, где невозможен фотосинтез, преобладает сероводородное заражение, есть выходы горячих подземных вод, высокие концентрации ядовитых металлов; живые организмы здесь представлены гигантскими червями (погонофорами), живущими в трубках, крупными двустворчатыми моллюсками, креветками, крабами и отдельными экземплярами рыб. Продуцентами здесь выступают сероводородные бактерии, живущие в симбиозе с моллюсками.

Океан является колыбелью жизни на планете и еще множество загадок хранят его водные толщи и океаническое ложе. Появление жизни в океане более 3 млрд лет тому назад положило начало формированию биосферы. И сейчас, занимая более 70% поверхности Земли, он определяет во многом, в сочетании с материковыми экосистемами, целостность современной биосферы Земли.



Задание 18. От каких факторов зависит климат на планете Земля? Почему климат глобальная характеристика? Какие космические факторы определяют изменения климата планеты

Определите по таблице изменение климата с удалением от океана вглубь материка (заполните таблицу). Какое влияние на климат и оболочки

Земли оказывает деятельность человека?

Ответ.

Климат -многолетний режим погоды, характерный для определенной местности.

Климат зависит от таких факторов как:

• влияние географического положения

• солнечная радиация

• движение воздушных масс

• влияние подстилающей поверхности(вода, суша, лед)

Космические факторы:

• светимость Солнца

• положение и движение Земли в солнечной системе, наклон ее оси вращения к плоскости орбиты

• скорость вращения Земли вокруг своей оси

• плотность материи в мировом пространстве

Объект/характеристика	копенгаген	рига	Москва	Челябинск	новосибирск	стерлитамак
Кол-во осадков	700	650	600 мм	500	400	500
Средн темп января	2	-5	-10	-16	-21	-17
Средн темп июля	16	17	+18	20	18	19
Амплитуда температур	14	12	2	4	-3	2
Климат	морской	умеренный	Умеренно- конт.	Конт-ный	Резко-конт.	Умеренно - конт.



Задание 19. Какие основные типы темпераментов Вы знаете? Дайте им краткую характеристику, на примере литературных персонажей или исторических личностей. К какому типу темперамента Вы себя относите

Ответ:

Холерик - субъект, обладающий одним из четырех основных типов темперамента, характеризующийся высоким уровнем психической активности, энергичностью действий, резкостью, стремительностью, силой движений, их быстрым темпом, порывистостью. Холерик склонен к резким сменам настроения, вспыльчив, нетерпелив, подвержен эмоциональным срывам, иногда бывает агрессивным. При отсутствии надлежащего воспитания недостаточная эмоциональная уравновешенность может привести к неспособности контролировать свои эмоции в трудных жизненных обстоятельствах. (Пушкин, Ленин)

Флегматик - субъект, обладающий одним из четырех основных типов темперамента, характеризующийся низким уровнем психической активности, медлительностью, невыразительностью мимики. Флегматик трудно переключается с одного вида деятельности на другой и приспосабливается к новой обстановке. У флегматика преобладает спокойное, ровное настроение. Чувства и настроения обычно отличаются постоянством. При неблагоприятных условиях у флегматика может развиться вялость, бедность эмоций, склонность к выполнению однообразных привычных действий. (Кутузов , Галилео Галилей)

Сангвиник - субъект, обладающий одним из четырех основных типов темперамента, характеризующийся высокой психической активностью, энергичностью, работоспособностью, быстротой и живостью движений, разнообразием и богатством мимики, быстрым темпом речи. Сангвиник стремится к частой смене впечатлений, легко и быстро отзывается на окружающие события, общителен. Эмоции, преимущественно положительные ,быстро возникают и быстро сменяются. Сравнительно легко и быстро он переживает неудачи. При неблагоприятных условиях и отрицательных воспитательных влияниях подвижность может вылиться в отсутствие сосредоточенности, неоправданную поспешность поступков, поверхностность.(Путин , Петр 1)

Меланхолик - субъект, обладающий одним из четырех основных типов темперамента, характеризующимся низким уровнем психической активности, замедленностью движений, сдержанностью моторики и речи, быстрой утомляемостью. Меланхолика отличают высокая эмоциональная сензитивность, глубина и устойчивость эмоций при слабом их внешнем выражении, причем преобладают отрицательные эмоции. При неблагоприятных условиях у меланхолика может развиться повышенная эмоциональная ранимость, замкнутость, отчужденность. И. П. Павлов считал, что у представителей меланхолического темперамента преобладает тормозной процесс при слабости как возбуждения, так и торможения.(Чайковский , Гоголь)

Я отношу себя к типу: Сангвиник

Задание 20. Укажите, из каких областей естествознания следующие термины и понятия

Физика и астрономия	Биология	Химия	Другие естественные науки
адроны	адаптация	валентность	алгоритм (информатика)
аннигиляция	антропогенный	воздух	гармония (музыка)
античастицы	аэробные организмы	изотропность	детерминизм (философия)
барионы	биосфера	катализ	дискретный (математика)
галактика	бифуркация	коацерваты	естественнонаучная картина мира (философия)
геотермальная энергия	витамин	полимеры	естествознание (естествознания)
гравитация	ген	pH показатель	иерархия (социология)
гравитон	генетика	синтез	инвариант (математика)
диссипация	гидросфера	спин	интеграция (социология)
квант	гипотеза	химический элемент	интерпретация (математика)
кварки	липиды	энтропия	катастрофа (экология)
корпускула	мутация		кибернетика (кибернетика)
корпускулярно-волновой дуализм вещества	нейрон		климат (география)
космос	нуклеиновые кислоты		континент (география)
вселенная	онтогенез		детерминизм (философия)
лептоны	панспермия		континуум (математика)
метагалактика	популяция		литосфера (география)
нейтрино	прокариоты		метаболизм (медицина)
нуклоны	репродукция		ноосфера (экология)
однородность	самоорганизация		органогены (география)
парсек	синергетика		парадигма (философия)
пульсары	фауна		постулат (математика)
реликтовое излучение	ферменты		пространство и время (философия)
феномен	флора		рациональный (математика)
флуктуация	фотосинтез		рентабельный (экономика)
фоновое излучение	фундаментальная наука		урбанизация (география)
фотон	хромосомы		экология (экология)
хаос	эволюция
электромагнитная волна	эукариоты
элементарный частицы	ядро
элементарный заряд
энергия
эффект
ядерный синтез



Список Литературы

Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания СПб: Лань 2000

Дубнищева Т.Я Концепции современного естествознания Основной курс в вопросах и ответах Новосибирск 2003

Суханов А.Д. Голубева О.Н. Концепции современного естествознания М, АГАР 2000

Тихонов А.И. Концепции современного естествознания. Методические указания - ИГЭУ, 2001г. (компьютерная версия)

Тихонов А.И. Экология. Учебное пособие для студентов технических вузов - ИГЭУ, 2001г. (компьютерная версия)

Бочкарёв А.И., Бочкарёва Т.С., Саксонов С.В. Концепции современного естествознания. Учебник. 2008 год. 386 стр

В.П. Бондарев. Концепции современного естествознания. Уч. пособие. 2003 год. 253 стр,

Гусейханов М.К., Раджабов О.Р.. Концепции современного естествознания. Учебник. 6-е изд. перераб. дополн. 2007 год. 640 стр

Размещено на Allbest.ru