Приложение 1

Влияние влажности на живые организмы

ВЛАЖНОСТЬ

Вода – это необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в тех или иных местах обитания является ограничивающим фактором для растений и животных и определяет характер флоры и фауны данной местности.

Избыток влаги в почве приводит к заболачиванию почвы и появлению болотной растительности. В зависимости от влажности почвы (количество осадков) видовой состав растительности меняется. Широколиственные леса сменяются мелколиственными, затем лесостепной растительностью. Далее низкотравье,  и при 250 мл в год – пустыня. Осадки в течении года могут выпадать не равномерно, живым организмам приходится переносить длительные засухи. Например, растения и животные саванн, где интенсивность растительного покрова, а так же и интенсивное питание копытных животных зависит от сезона дождей.

В природе происходят и суточные колебания влажности воздуха, которые влияют на активность организмов. Между влажностью и температурой есть тесная связь. Температура сильнее влияет на организм при влажность высокая или низкая. У растений и животных появились приспособления к разной влажности. Например, у растений – развита мощная корневая система, утолщена кутикула листа, листовая пластинка уменьшена или превращена в иголки и колючки. У саксаула фотосинтез идет зеленой частью стебля. Рост в период засухи у растений прекращается. Кактусы запасают влагу в расширенной части стебля, иголки вместо листьев уменьшают испарение.

У животных тоже появились приспособленности, позволяющих переносить недостаток влаги. Мелкие животные – грызуны, змеи, черепахи, членистоногие – добывают влагу из пищи. Источником воды может стать жироподобное вещество например у верблюда. В жаркое время некоторые животные – грызуны, черепахи впадают в спячку, продолжавшуюся несколько месяцев. Растения – эфемеры к началу лета, после кратковременного цветения,  могут сбрасывать листья, отмирать наземные части и так переживать период засухи. При этом до следующего сезона сохраняются луковицы, корневища.

По отношению к воде растения делят:

• водные растения повышенной влажности;
• околоводные растения,  наземно-водные;
• наземные растения;
• растения сухих и очень сухих мест, обитают в местах с недостаточным увлажнениям, могут переносить непродолжительную засуху;
• суккуленты – сочные, накапливают воду в тканях своего тел.

По отношению к воде животных делят:

• влаголюбивые животные;
• промежуточная группа;
• сухолюбивые животные.

Влияние влажности воздуха

Большую роль в жизни растительного мира играет влажность воздуха. Измеряют ее гигрометрами различных типов. Низкая влажность воздуха увеличивает транспирацию и испарение воды из субстрата, что может привести к гибельному для растений иссушению. Чем ниже влажность воздуха, тем сильнее испарение воды листьями и почвой, тем чаще требуется полив.

Обеспеченность растения водой влияет на его внешний облик и особенности жизнеобеспечения. На основе этого выделяют следующие группы растений:

Гидрофиты – водные растения, погруженные полностью в воду или же имеющие плавающие на поверхности листья.

Гигрофиты – растения влажных мест обитания (дождевых лесов, болот, побережий водоемов). Это травянистые виды со слабой корневой системой, высокой способностью испарять воду, слаборазвитой механической тканью. Они совершенно не выносят даже кратковременного пересыхания субстрата, любят влажный воздух. Внешне характеризуются крупными тонкими листьями, иногда с капельным острием, по которому стекает вода (например, некоторые фикусы), особыми выростами на листьях для усиления испарения воды (например, императорская бегония).

Ксерофиты – растения сухих мест обитания. Имеют специфический облик и ряд специальных приспособлений. Ксерофиты встречаются в местах с сухим жарким климатом (сухие степи, пустыни и полупустыни). Засушливые условия могут наблюдаться даже в дождливых тропических лесах – недостаток влаги испытывают, например, многие эпифиты, растущие на верхних ветвях высоких деревьев. Особенностями ксерофитов являются уменьшение размеров листьев, их опушение, наличие толстой кожицы, воскового налета на ней, многочисленных жилок и устьиц. Некоторые ксерофиты имеют сильноразвитую корневую систему или специальные органы, запасающие воду. Ксерофиты, в отличие от гигрофитов, могут хорошо регулировать испарение воды. Наиболее известными типами ксерофитов являются суккуленты, жестколистные, тонколистные и ложные ксерофиты.

Суккуленты – растения с сочными, мясистыми листьями или стеблями (молочай, кактусы, агавы и т. д.), запасающие в тканях воду. Суккуленты, выращиваемые в комнатных условиях, не страдают от сухости комнатного воздуха в отличие от остальных растений.

Жестколистные ксерофиты выдерживают засуху благодаря мощной корневой системе. Это, в основном, кустарники и деревья (например, саксаул).

Тонколистные ксерофиты – растения с корневой системой, проникающей на глубину 10-15    м.

Ложные ксерофиты – однолетние или многолетние растения с очень быстрым циклом развития. К наступлению летней засухи они успевают образовать семена и перейти в состояние покоя.

Мезофиты – растения, требующие средних условий влажности. В эту группу входит большинство культивируемых в помещениях растений. Для многих растений, выращиваемых в комнатных условиях, необходима влажность порядка 70-80%, тогда как обычно влажность составляет порядка 50%. Тропическим видам с тонкими нежными листьями (фиттония, маранта, селангинелы, папоротники) необходима влажность воздуха около 90%. Для поддержки высокой влажности воздуха, особенно зимой, очень полезно использовать бытовые увлажнители воздуха.

 Растения водных и избыточно увлажненных мест обитания.

 Растения сухих мест обитания.

Увеличение влажности воздуха .

Лучше растут растения, когда воздух в помещении не слишком сухой. Некоторые чувствительные растения требуют такой влажности воздуха, которая трудно переносится. Влажность в жилом помещении должна находиться в определенных рамках, так называемой зоне комфорта, и не превышать 70%. При относительной влажности 65% можно выращивать большинство комнатных растений без особых затруднений. Сухость воздуха может вызвать пожелтение краев листьев, опадение бутонов и цветков. Бесполезно усиленно поливать такие растения, это даже вредно. Регулярное опрыскивание растений оказывает благоприятное воздействие, однако повышает влажность воздуха только вблизи них и на непродолжительное время. Для многих тропических растений (драцена, маранта и другие) не только корни, но и листья - источник поступления влаги в растения.

Влажность воздуха можно повысить, поставив растения на поддоны с влажным песком, мхом, торфом или керамзитом. Большие поддоны, которые наполняют керамзитом, доливают водой до полного увлажнения керамзита, но так, чтобы керамзит не был полностью в воде, а лишь наполовину (так увеличивается поверхность испарения).

Также увеличить влажность воздуха можно, поместив между растениями емкости с водой или увлажнитель воздуха. Увеличение скученности растений. Чем гуще растут растения, тем большая поверхность земли (влажная) испаряет влагу. Растения при этом как бы помогают друг другу выжить. Небольшие растения можно содержать в стеклянных шарах-аквариумах, погрузив в сфагнум или другой субстрат. При легком опрыскивании в таких шарах легко поддерживать высокую влажность воздуха. Однако оптимальную влажность можно обеспечить только в комнатной тепличке с регулируемым климатом.

Иногда одному конкретному растению нужно срочно повысить влажность, чтобы "оживить" его. Растение полить, опрыскать водой и накрыть полиэтиленовым пакетом. Следить за влажностью, не забывать проветривать (чтобы не появилась плесень, и не загнили корни). Обычно полив почвы при этом потребуется нескоро.

Опрыскивание.

Простейший способ создания необходимой влажности – аккуратное опрыскивание листьев чистой водой из пульверизатора.

Для многих растений это желательно проделывать не реже одного раза в день, а в жаркую погоду – утром и вечером. Использовать надо теплую воду и в прохладных условиях опрыскивать растения утром, чтобы до наступления ночи листья обсохли.

Зимой надо соблюдать осторожность: излишняя влага может привести к загниванию, поэтому опрыскивать нужно лишь  изредка либо сделать перерыв.

Растения с листьями, густо покрытыми волосками (синнингия, сенполия, колеус, пеларгония), опрыскивать не следует, так как от этого на листьях образуются желтые или белые пятна и они могут загнить. Пыль с них снимают мягкой сухой кисточкой.

Опрыскивать растение надо со всех сторон, но ни в коем случае не тогда, когда на него попадают прямые солнечные лучи. Капли воды на листьях образуют эффект призмы и вызываю ожоги.

Опрыскивание не только временно увеличивает влажность воздуха; в жаркую погоду оно спасает растение от перегрева, защищает от заражения красным паутинным клещиком и очищает листья от пыли.

Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.

При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению

При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда В. в. понижена. Так, при работе в горячих цехах оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает относительная В. в. 20%.

Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60%.

Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

Влажность во время инкубации оказывает весьма разностороннее влияние на развитие зародыша.

Если температура инкубатора является основным условием, обеспечивающим обогревание яиц, то влажность воздуха оказывает влияние главным образом на теплоотдачу яйца и в известной мере регулирует ее.

Влажность в течение почти всего периода инкубации оказывает влияние на испарение воды из яйца. Поэтому влажность можно назвать также регулятором испарения воды из яйца и в связи с этим регулятором водного обмена, на фоне которого осуществляется весь обмен веществ.

От влажности зависит и минеральный обмен зародыша, превращение соединений кальция скорлупы в растворимую, а следовательно, и в усвояемую форму.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Таким образом, влажность оказывает огромное влияние на все, без исключения, живые организмы.

Приложение 2

Атмосферное давление и наше самочувствие

Ещё в глубокой древности человек замечал, что воздух оказывает давление на наземные предметы, особенно во время бурь и ураганов. Он пользовался этим давлением, заставляя ветер двигать парусные суда, вращать крылья ветряных мельниц. Однако долго не удавалось доказать, что воздух имеет вес.

Позже было доказано, что на 1 см² земной поверхности воздух оказывает давление, равное 1.033 кг. Такое давление на 1 см² испытывают все предметы, находящиеся на Земле, а также и человеческое тело. Если принять площадь поверхности тела человека в среднем равной около 15000см², то, очевидно, что она находится под давлением порядка 15500 кг. Почему же человек не испытывает никаких неудобств и не чувствует этой тяжести? А происходит это потому, что давление распределяется равномерно по всей поверхности тела и внешнее давление уравновешивается внутренним давлением воздуха, наполняющим все наши органы. Организм человека (да и не только он, а еще многих представителей фауны) приспособлен к атмосферному давлению, при нём развились все органы, и только при нём они могут нормально функционировать. При систематической и долгой тренировке человек может приспособиться и жить при пониженном давлении.

Среднемесячное значение атмосферного давления в течение года колеблется от 737 до 745 мм рт. ст. Самое низкое давление, зарегистрированное на территории области, составило 651 мм рт. ст. (январь 1981 г.), а самое высокое - 773 мм рт. ст. (ноябрь 1987 г.).

Влияние на здоровье

На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное, т.е. характерное давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия, а происходит сбой чаще всего при резких непериодических колебаниях атмосферного давления, и, как правило, ≥2-3 мм. рт. ст. / 3 часа. В этих случаях даже у практически здоровых людей падает работоспособность, ощущается тяжесть в теле, появляется головная боль. Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно.

При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, а значит резких перепадов атмосферного давления, прежде всего, следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку, а для тех, у кого адаптационные реакции протекают довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих лекарственных средств.

Рассмотрим адаптацию к изменению атмосферного давления на примере альпинистов. Пониженное атмосферное давление способствует развитию у людей этой профессии высотной болезни или кесоновой болезни.

Кесоновая болезнь может возникать при быстром подъеме на высоту. На высоте воздух разреженный, человеку не хватает кислорода, и поэтому адаптация происходит за счет эритроцитов. На это нужно время, поэтому альпинисты делают остановки на несколько часов.

Приложение 3

Свет является одним из абиотических экологических факторов, влияющих на все организмы.

Природа света

Все знают, что основных цветов семь. Но что же такое - цвет? Откуда нам доподлинно известно, что один предмет желтый, а другой, в точности такой же, - красный?

Ответ нашелся там, где его не искали. Исаак Ньютон в 1665 году в одном из своих опытов пропустил световой луч через прозрачную призму и неожиданно увидел, как свет "расщепился" и окрасился всеми цистами радуги. Стало быть, свет и цвет - одной природы. Но какова эта природа?

Ньютон выдвинул для объяснения корпускулярную теорию, но признание получила другая теория света - волновая, предложенная позднее Христианом Гюйгенсом. Согласно ей, световой луч складывается из суммы разноокрашенных электромагнитных волн разной длины. Самые: длинные волны - красные {760 нм), самые короткие - фиолетовые (380 нм). И только ближе к нашему времени выяснилось, что свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу: это поток несущих энергию частиц - фотонов, обладающий волновыми свойствами. Волны абсолютно бесцветны, а тот или иной цвет - это лишь зрительная реакция человека на волну определенной длины.

Роль света в жизни растений и животных

Живая природа не может существовать без света, так как солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, является практически единственным источником энергии для поддержания теплового баланса планеты, создания органических веществ фототрофными организмами биосферы, что в итоге обеспечивает формирование среды, способной удовлетворить жизненные потребности всех живых существ.

Биологическое действие солнечного света зависит от его спектрального состава, продолжительности, интенсивности, суточной и сезонной периодичности.

Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в широком диапазоне волн, составляющих непрерывный спектр от 290 до 3 000 нм. Ультрафиолетовые лучи короче - 290 нм, губительные для живых организмов, поглощаются слоем озона и до Земли не доходят. Земли достигают главным образом инфракрасные (около 50% суммарной радиации) и видимые (45%) лучи спектра. На долю УФЛ, имеющих длину волны 290—380 нм, приходится 5% лучистой энергии. Длинноволновые УФЛ, обладающие большой энергией фотонов, отличаются высокой химической активностью. В небольших дозах они оказывают мощное бактерицидное действие, способствуют синтезу у растений некоторых витаминов, пигментов, а у животных и человека — витамина D; кроме того, у человека они вызывают загар, который является защитной реакцией кожи. Инфракрасные лучи длиной волны более 710 нм оказывают тепловое действие.

В экологическом отношении наибольшую значимость представляет видимая область спектра (390—710 нм), или фотосинтетически активная радиация, которая поглощается пигментами хлоропластов и тем самым имеет решающее значение в жизни растений.

Видимый свет нужен зеленым растениям для образования хлорофилла, формирования структуры хлоропластов; он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспирацию, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, повышает активность ряда светочувствительных ферментов. Свет влияет также на деление и растяжение клеток, ростовые процессы и на развитие растений, определяет сроки цветения и плодоношения, оказывает формообразующее воздействие.

По отношению к количеству света, необходимого для нормального развития, растения подразделяют на три экологические группы:

1) Светолюбивые, или гелиофиты, с оптимумом развития при полном освещении; сильное затенение действует на них угнетающе. Это растения открытых, хорошо освещенных местообитаний: степные и луговые травы, прибрежные и водные растения (с плавающими листьями), большинство культурных растений открытого грунта, сорняки и др.

2) Тенелюбивые, или теневые, с оптимальным развитием в пределах 1/10—1/3 от полного освещения, т. е. для них приемлемы области слабой освещенности. К тенелюбам относятся растения нижних затененных ярусов сложных растительных сообществ — темнохвойных и широколиственных лесов, а также водных глубин, расщелин скал, пещер и т. д. Тенелюбами являются и многие комнатные и оранжерейные растения. В лесах Беларуси и России типичными теневыми растениями являются копытень европейский, ветреница дубравная, сныть обыкновенная, чистотел большой, кислица обыкновенная, майник двулистный и др.

3) Теневыносливые растения. Они  имеют широкую экологическую амплитуду выносливости по отношению к свету. Они лучше растут и развиваются при полной освещенности, но хорошо адаптируются и к слабому свету. К ним относится большинство видов зоны смешанных лесов — ель, пихта, граб, бук, лещина, бузина, брусника, ландыш майский и др.

Адаптация растений и животных к световому режиму.

 Под влиянием различных условий светового режима у растений выработались соответствующие приспособительные качества. Прежде всего, это касается величины листовых пластинок: у гелиофитов по сравнению с теплолюбивыми они обычно более мелкие. Ориентация листьев у светолюбов вертикальная или имеет разный угол по отношению к солнечным лучам, чтобы избежать избыточного света и перегрева. Листья теневыносливых растений, напротив, ориентированы к свету всей поверхностью листовой пластинки и расположены так, чтобы не затенять соседние листья (листовая мозаика).

У многих гелиофитов поверхность листовой пластинки блестящая, покрыта светлым восковым налетом, густо опушена, что способствует отражению палящих солнечных лучей или ослаблению их действия.

Световые и теневые растения имеют четкие различия и по анатомическому строению. Так, у гелиофитов хорошо развиты осевые органы с оптимальным соотношением ксилемы и механических тканей, менее сложные по форме листья с характерной дифференцировкой мезофилла на столбчатый и губчатый, высокой степенью жилкования, большим числом устьиц на единицу поверхности листа. У светолюбивых растений количество хлоропластов, приходящихся на единицу площади листовой пластинки, в несколько раз больше, чем у тенелюбивых. Сами хлоропласты у гелиофитов более мелкие и светлые (с малым содержанием хлорофилла), способные к изменению ориентировки и перемещениям в клетке: на сильном свету они занимают постенное положение и становятся «ребром» к направлению лучей, что защищает хлорофилл от разрушения.

Теневыносливые растения встречаются в местообитаниях с различным световым режимом благодаря увеличению ассимилирующей поверхности, снижению интенсивности дыхания и уменьшению относительной массы нефотосинтезирующих тканей, увеличению размеров хлоропластов и концентрации хлорофилла. Кроме того, в листьях наблюдается слабая дифференцировка на столбчатый и губчатый мезофилл или таковая совсем отсутствует, отмечается сравнительно малое количество устьиц и т. д.

Фотопериодизм

Огромное влияние на жизнедеятельность растений и животных оказывает соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток в течение года.

Фотопериодизм – это реакция организмов на суточный ритм освещения, выражающаяся в изменении процессов их роста и развития. Регулярность и неизменная повторяемость из года в год данного явления позволила организмам в ходе эволюции согласовывать свои важнейшие жизненные процессы с ритмом этих временных интервалов. Под фотопериодическим контролем находятся практически все метаболические процессы, связанные с ростом, развитием, жизнедеятельностью и размножением растений и животных.

По типу фотопериодической реакции (ФПР) различают следующие основные группы растений:

1) Растения короткого дня, которым для перехода к цветению требуется 12  и менее часов светлого времени в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис);

2) Растения длинного дня; для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь);

3) Фотопериодически нейтральные; для них длина фотопериода безразлична и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, одуванчики, гречиха, флоксы и др.).

Растения длинного дня произрастают преимущественно в северных широтах, растения короткого дня — в южных.

Фотопериодическая реакция свойственна как растениям, так и животным. Например, цветковые растения переходят от вегетативного к генеративному размножению (цветение и плодоношение) только в том случае, если фотопериод их развития имеет определенную критическую величину. При этом каждому виду свойственен свой критический фотопериод. Оказалось, что растения и животные способны «измерять» его продолжительность с довольно большой точностью. Так, для белены при 22,5°С критическая длина дня, обеспечивающая цветение, составляет 10 ч 20 мин, но уже при 10-часовом фотопериоде при этой же температуре растение цвести не будет. У сорняка дурнишника пенсильванского необходимая длина дня лежит между 15чи 15 ч 30 мин. Важно подчеркнуть, что на ФПР заметное влияние оказывают условия среды. Например, при 28,5°С для цветения белены требуется не менее 11,5ч света, в то время как при 15,5°С — лишь 8,5 ч.

Сезонная ритмика у животных наиболее ярко проявляется в смене оперения у птиц и шерсти у млекопитающих, периодичности размножения и миграции, зимних спячках некоторых животных и т. д.

Известно, что наиболее благоприятное время для появления потомства у животных — это время года, когда вокруг достаточное количество корма. Так, яичники и семенники голубя вяхиря начинают созревать, когда продолжительность дня превышает 12 ч, т. е. способности размножаться он, таким образом, достигает к маю. Сизому же голубю для созревания половых желез требуется 9-часовой световой день, поэтому эта птица готова к спариванию 2-3 раза в год. Различие в сроках размножения объясняется тем, что вяхирь питается главным образом зерном поздно созревающих злаков, а сизый голубь — имеющимися повсюду в изобилии семенами сорняков. В то же время городской голубь обильную пищу находит в уличных отбросах практически в любую пору года, поэтому у него нет предпочтительного времени размножения. Аналогичная ситуация встречается и у других одомашненных животных.

Таким образом, способность воспринимать длину дня и реагировать на нее широко распространена в мире живых существ. Это означает, что живые организмы способны ориентироваться во времени, т. е. они обладают биологическими часами. Другими словами, для многих организмов характерна способность ощущать суточные, приливные, лунные и годичные циклы, что позволяет им заранее готовиться к предстоящим изменениям среды.

Тепло один из наиболее важных факторов, определяющих существование развитие и распространение организмов по Земному шару. При этом важно не только количество тепла, но и распределение его в течение суток, вегетационного сезона, года. Приход тепла к разным участкам планеты, естественно, неодинаков, с удалением от экватора не только снижается поступление его, но и увеличивается амплитуда сезонных и суточных колебаний.

Температурные пределы, в которых может протекать жизнь, составляет всего 300°С, от -200°С до +100°С, но для большинства организмов и физиологических процессов этот диапазон еще уже – от 39°С в море (-3,3 – +35,6°С) до 125°С на суше (-70 – +55°С). Нормальное строение и работа белка осуществляются при 0-+50°С.

Значение температуры заключается в том, что она изменяет скорость протекания физико-химических реакций в клетках, а это отражается на росте, развитии, размножении, поведении и во многом определяет географическое распространение растений и животных. Согласно правилу Вант-Гоффа скорость химических реакций возрастает в 2-3 раза каждый раз при повышении температуры на 10°С, а по достижении оптимальной – начинает снижаться. Верхний (верхний биологический нуль) и нижний пределы называются, соответственно, верхней и нижней летальной температурой. При выходе изменений температуры за пределы выносливости организмов происходит их массовая гибель, т.к. происходит свертывание белка и разрушение ферментов. Так, с переходом через 50-60°С, как правило, створаживается простокваша, сваривается белок яйца, погибает камбий у растений.

По отношению к температуре все организмы делятся на криофилы (холодолюбивые) и термофилы (теплолюбивые).

Криофилы не выносят высоких температур и могут сохранять активность клеток при -8-10°С (бактерии, грибы, моллюски, членистоногие, черви и др.). Они населяют холодные и умеренные зоны земных полушарий.

ПРИМЕР. В условиях Крайнего Севера, в Якутии деревья и кустарники не вымерзают при - 70°С. «Рекордсмен» – лиственница даурская. За полярным кругом при такой же температуре выживают лишайники, некоторые виды водорослей, ногохвостки, в Антарктиде – пингвины. Семена и споры многих растений, нематоды, коловратки переносят замораживание до температуры близкой к абсолютному нулю (271°С). Животные больших глубин переносят температуры около 0°С.

Термофилы приспособились к условиям высоких температур, обитают преимущественно в тропических районах Земли. Среди них также преобладают беспозвоночные (моллюски, членистоногие, черви и др.), многие из которых живут только в тропиках.

ПРИМЕР. Пресмыкающиеся, некоторые виды жуков, бабочек выдерживают температуру до 45-50°С. В пустыне Палестины максимальная активность у кузнечиков наблюдается при 40-градусной жаре. В горячих источниках Калифорнии при температуре 52°С обитает рыба - пятнистый ципринодон, а на Камчатке при 75-80°С живут сине-зеленые водоросли. Верблюжья колючка, кактусы переносят нагревание воздуха до 70°С.

Многие растения в тропиках не переносят низких температур и погибают при 0°С, хотя ткани их еще не заморожены. Причиной их гибели обычно является нарушение обмена веществ, которое приводит к образованию в растениях чуждых и даже вредных им продуктов, вызывающих отравление.

Правильно подобрав режимы освещения, температуры и другие факторы, наиболее соответствующие биоритмам, можно заметно повысить жизнедеятельность и продуктивность разводимых животных и растений, причем без каких-либо дополнительных затрат. Например, благодаря увеличению в теплицах, оранжереях и парниках светового дня до 12—15 ч зимой выращивают овощные культуры и декоративные растения, ускоряют рост и развитие рассады. Продлив за счет искусственного освещения световой период зимой, можно увеличить яйценоскость кур, уток, гусей, регулировать размножение пушных зверей на зверофермах.

Приложение 4

ТЕМПЕРАТУРА

Большинство видов растений и животных приспособлены к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в состоянии покоя или анабиоза способны выдерживать довольно низкие температуры. Колебание температуры в воде обычно меньше, чем на суше, поэтому пределы устойчивости к температуре у водных организмов хуже, чем у наземных. От температуры зависит интенсивность обмена веществ. В основном организмы живут при температуре от 0 до +50 на поверхности песка в пустыни и до – 70 в некоторых областях Восточной Сибири. Средний диапазон температур находится в пределах от  +50 до –50 в наземных местообитаниях и от +2 до +27 – в Мировом океане. Например, микроорганизмы выдерживают охлаждение до –200, отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре + 80, +88.

Различают животные организмы:

1. с постоянной температурой тела (теплокровные);
2. с непостоянной температурой тела (хладнокровные).

Организмы с непостоянной температурой тела (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся)

В природе температура не постоянна. Организмы, которые живут в умеренных широтах и подвергаются колебанию температур, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания – зной, морозы – неблагоприятны для организмов. Животные выработали приспособления для борьбы с  охлаждением и перегревом. Например, с наступлением зимы растения и животные с непостоянной температурой тела впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ  у них резко снижается. При подготовке к зиме в тканях животных запасается много жира, углеводов, количество воды в клетчатке уменьшается, накапливаются сахара, глицерин, препятствующий замерзанию. Так морозостойкость зимующих организмов увеличивается.

В жаркое время года наоборот, включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева.  У растений усиливается испарение влаги через устьица, что приводит к снижению температуры  листьев. У животных усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожу.

Организмы с постоянной температурой тела. (птицы, млекопитающие)

У этих организмов произошли изменения во внутреннем строении органов, что способствовало их приспособленности к постоянной температуре тела. Это, например – 4-х камерное сердце и наличие одной дуги аорты, обеспечивающие полное разделение артериального и венозного кровотока, интенсивный обмен веществ благодаря снабжению тканей артериальной кровью, насыщенной кислородом, перьевой или волосяной покров тела, способствующий сохранению тепла, хорошо развитая нервная деятельность). Все это позволило представителям птиц и млекопитающим сохранять активность при резких перепадах температур и освоить все места обитания.

В природных условиях температура очень редко держится на уровне благоприятности для жизни. Поэтому у растений и животных возникает специальные приспособления, которые ослабляют резкие колебания температуры. У животных, например слонов большая ушная раковина, по сравнению с его предком  мамонтом,  живущем в холодном климате. Ушная раковина кроме органа слуха выполняет функцию  терморегулятора. У растений для защиты от перегрева появляется восковой налет, плотная кутикула.

ХОД УРОКА

 Учитель биологии. Все живые организмы, населяющие Землю,  испытывают влияние экологических факторов среды.

Экологические факторы – это отдельные свойства или элементы среды, воздействующие прямо или косвенно на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из стадий индивидуального развития. Экологические факторы многообразны. Существует несколько квалификаций, в зависимости от подхода. Это по влиянию на жизнедеятельность организмов,  по степени изменчивости во времени, по длительности действия. Рассмотрим классификацию экологических факторов, основанную на их происхождении.

Слайд 2

 1. Абиотические (факторы неживой природы) – температура, свет, влажность, концентрация солей, давление, осадки, рельеф и т.д.

2. Биотические (факторы живой природы) – внутривидовое и межвидовое взаимодействие организмов

3. Антропогенные (факторы влияния человека) – прямое воздействие человека на организмы и воздействие на среду их обитания

Сегодня мы рассмотрим влияние  более значительных факторов – это температуры, света влажности, давления, радиации. Вам было дано творческое задание: познакомится с литературой по данной теме и подготовить сообщения.

Слайды 3-6

Сообщение учащихся по теме «Влажность» (Приложение 1)

Учитель физики. Давайте вспомним, с помощью каких измерительных приборов можно определить  влажность воздуха.

Слайд 7

Определение влажности воздуха с помощью сухого и влажного термометров и запись оптимальной для нашего региона влажности и результатов измерения на доску

Учитель биологии. Следующий абиотический фактор – это давление. Мы рассмотрим влияние атмосферного давления на живые организмы; приспособляемость к давлению в водных глубинах.

Слайды 8-10

Сообщения учащихся (Приложение 2)

Совместно с учителем физики определение с помощью барометра-анероида и цифровой лаборатории «Архимед» атмосферного давления и сравнение с оптимальным для нашего региона.

Учитель биологии. Рассмотрим физическую суть света и его влияние на живые организмы.

Слайды 11-15

 Сообщения учащихся (Приложение 3)

 Демонстрация учителем биологии светолюбивых, теневыносливых и тенелюбивых растений

Учитель физики. Животные обладают различным цветоощущением.

Слайды 16 -20

У человека может быть нарушение цветоощущения, его называют дальтонизмом. Давайте все вместе проверим наше зрение.

Тест, слайды 21 – 26

Учитель биологии. Переходим к температуре

Сообщения учащихся (Приложение 4)

Какова оптимальная температура для живых организмов?

Измерение температуры воздуха с помощью «Архимеда» и заполнение таблицы на доске.

Учитель физики. Принято считать, что в Челябинской области очень высокий радиационный фон, который оказывает негативное влияние на живые организмы.. Надеемся, что ваши исследования в этой области покажут нам какие могут быть последствия радиационного облучения и каково состояние вопроса в нашем регионе.

Сообщения учащихся (Приложение 5)

Заполнение таблицы

Учитель биологии

Последний рассматриваемый сегодня абиотический фактор – шум. Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни. Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний угнетающе действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление. Первые дошедшие до нас жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60-127гг.). Современный шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Шум от пролетающего реактивного самолета, например, угнетающе действует на пчелу, она теряет спсобность ориентироваться. Этот же шум убивает личинки пчел, разбивает открыто лежащие яйца птиц в гнезде. Транспортный или производственный шум действует угнетающе на человека - утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться. Как только такой шум смолкает, человек испытывает чувство облегчения и покоя.Уровень шума во 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Для “громких звуков” допустимая граница примерно 80 децибел Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение, а в 150 - становится для него непереносимым. Звук в 180 децибел вызывает усталость металла, а при 190 заклепки вырываются из конструкций. Недаром в средние века существовала казнь “под колоколом”. Звон колокола медленно убивал человека.

Рассмотрите таблицу и ответе какие шумы являются неопасными для человека, а какие представляют реальную угрозу?

Сайд 30

Учитель физики. Измерим с помощью звукового датчика уровень шума в классе. А теперь немного пошумите. Уровень резко повышается, но не превышает допустимой нормы. Я предлагаю в будущем выполнить исследовательскую работу по определению уровня шума в разных помещениях школы (в мастерских, коридоре на перемене и т.д.), сделать выводы и рекомендации. Определяются желающие.

После разбора каждого абиотического фактора учащиеся измеряют  влажность, атмосферное давление, температуру и уровень шума в классе. Все данные заносятся в таблицу на доске

Сделаем вывод, на все живые организмы,  действуют абиотические факторы среды (факторы неживой природы), особенно температура, свет, влажность, давление. В зависимости от  влияния  факторов неживой природы,  растения и животных делят на различные группы и у них появляются приспособленности к влиянию этих абиотических факторов. А каковы условия в нашем кабинете? Учащиеся делают вывод из таблицы, дают рекомендации.

Домашнее задание:

Спасибо за урок!

Слайды 31-32