МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ
реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ Документ СМК 3 уровня УМКД УМКД 042-18-35.1.91/03УМКД 2014 Учебно-методические Редакция №1от 11.09.2014г. материалы по дисциплине «Основы естествознания» УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ «Основы естествознания» для специальности 5В010200 – «Педагогика и методика начального обучения» УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Семей 2014 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 2 из 180 Содержание 1 2 3 4 Глоссарий …………………………………………………………………...3 Лекции ……………………………………………………………………....9 Практические занятия…………………………………………………...132 Самостоятельная работа обучающегося………………………………..145 2 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 3 из 180 1 ГЛОССАРИЙ Автотрофные организмы – организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических с использованием солнечной энергии в процессе фотосинтеза, или за счет энергии, освобождающейся при химических реакциях (хемосинтезирующие организмы) Адаптация – приспособление организмов к условиям существования Адаптивная радиация – развитие в процессе эволюции различных видов (или органов) из одного вида (органа) в разных условиях существования; например конечности бегающих, плавающих, прыгающих насекомых Акклиматизация – приспособление организма к жизни в новых, непривычных для него климатических условиях Андроцей – совокупность тычинок цветка Анемофилия – ветроопыление, т.е. опыление при помощи ветра. Анабиоз – максимальная приостановка жизнедеятельности организма, при которой все видимые проявления жизни отсутствуют; однако они могут восстановиться при наличии соответствующих условий; в состоянии анабиоза находятся, например, сухие семена, высохшие лишайники, споры многих растений и др. Аналогичные органы – органы, имеющие разное происхождение, но выполняющие одинаковые функции (например: крыло птиц и насекомых) Анемометр – прибор для измерения скорости ветра Ареал – область распространения какого либо вида, рода, семейства и других таксономических подразделений растений и животных Атмосфера – газообразная оболочка, окружающая Землю Бентос - общее название организмов (растений и животных), населяющих дно водоема Биоценоз – совокупность (сообщество) живых организмов, населяющих однородный по условиям жизни участок природы (биотоп) и связанных друг с другом определенными взаимоотношениями Вайи – листья папоротников Вегетация – состояние активной жизнедеятельности растений Вегетационный период – 1) время года, в течение которого растения могут активно проявлять свои жизненные функции (рост, размножение и т.д.); в зоне умеренным климатом охватывает весну, лето и часть осени; 2) время, необходимое для прохождения полного цикла развития растения: заканчивается образованием зрелых плодов и семян Выводковые птицы – группа птиц, птенцы которых выходят из яйца с открытыми глазами и слуховыми отверстиями, в хорошо развитом пуховом наряде и вскоре начинают самостоятельно передвигаться, следуя за родителями (куриные, пастушки, журавли, чайки, гусиные и др.) Габитус - наружный вид, внешний облик организма 3 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 4 из 180 Гаметофит – половая фаза (половое поколение) жизненного цикла растения; развитие гаметофита начинается с прорастания споры и заканчивается образованием гамет; ядра гаметофита гаплоидные Гидросфера – водная оболочка Земли, включающая Мировой океан, воды суши – реки, озера, ледники, а также подземные воды Гигрофиты – растения, обладающие приспособленностью к жизни в избыточно увлажненных местообитаниях. Гидатоды – водные устьица, приспособления, служащие для выделения капельно – жидкой воды (в процессе гуттации); встречаются большей частью у растений сырых мест Гидатофиты – растения, полностью или большей частью погруженные в воду, например, элодея, рдест, кувшинка и др. Гидрофилия – опыление под водой, происходящее у растений, которые целиком, вместе с цветками, погружены в воду (напр., роголистник, наяда и др.) Гидрофиты – водные растения. Гидрофитами в узком смысле слова, в отличие от гидатофитов, называют водные растения, меньшей своей частью погруженные в воду (стрелолист, частуха, тростник и др.) Генерация – период жизни животного (или растения) от начала его развития до половозрелого состояния Геобионты – постоянные обитатели почвы Географическая карта – уменьшенное, обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное по определенным математическим законам в системе условных обозначений Геохронология – обозначение времени и последовательности образования горных пород Гербарий – расправленные и засушенные растения со всеми органами (или отдельные органы растений), прикрепленные к плотной бумаге или картону Гермафродизм – сочетание у одной особи признаков мужского и женского пола Гетеротрофные организмы - организмы, пищей которым служат готовые органические вещества Глобус – уменьшенная модель Земли, отражающая её шарообразную форму Гнездо – постройка, сооружаемая животными для выведения потомства, временного или постоянного жилья Гнездование, гнездовой или брачный период – период размножения у птиц. Сопровождается рядом последовательных жизненных явлений: токование, образование пар (спаривание) и занятие гнездового участка, постройка гнезда, откладка и насиживание яиц, выкармливание и воспитание птенцов Гомологичные органы – органы, которые имеют одинаковое происхождение, но могут различаться по форме и выполняемой функции (напр., лист, почечная чешуя, колючка барбариса) Детрит – взвесь мелких органических остатков в толще воды или отложения на дне; служат пищей многим водным животным 4 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 5 из 180 Дивергенция – расхождение признаков у родственных форм, в результате чего возникают новые виды и разновидности Диморфизм – наличие у одного вида, двух форм особей, различающихся по внешнему виду, например мужские и женские особи растения (конопли), или птиц (половой диморфизм). Половой диморфизм – различие между самцами и самками по строению, окраске, размерам и т.д. Сезонный диморфизм – зимняя и летняя окраска, густота меха многих млекопитающих Живорождение – способ воспроизведения потомства, при котором все стадии развития яйца проходят внутри материнского организма и рождаются более или менее развитые детеныши Жизненный цикл – цикл развития, представляющий собой совокупность последовательных фаз, пройдя которые организм достигает зрелости и становится способным давать потомство Жизненная форма – внешний облик организма, возникший исторически при воздействии окружающей среды Землеведение – естественная наука, изучающая природу; объектом изучения которой является комплексная оболочка Земли, возникшая в результате длительного развития нашей планеты Землетрясение – внезапное и резкое сотрясение земной поверхности, проявляющееся в виде толчков различной силы, вызванных рядом причин, действующих в земной коре и верхней мантии Земная ось – воображаемая прямая линия, вокруг которой вращается Земля Имаго – конечная фаза развития насекомых и ряда других членистоногих (взрослое насекомое) Инстинкт – сложные врожденные акты поведения животных, вырабатывающиеся в процессе исторического развития организмов и являющиеся одной из форм их приспособления к условиям жизни Интродукция – введение в фауну или флору новых ранее не обитавших там видов Инцистирование – способность многих простейших и некоторых микроскопических многоклеточных образовывать при наступлении неблагоприятных условий особую стадию - цисту Картографическая проекция – математический способ изображения поверхности земного эллипсоида (шара) на плоскости Климат – многолетний режим погоды, обусловленный солнечной радиацией, характером подстилающей поверхности и связанной с этим циркуляцией атмосферы в данной местности в течение длительного времени Космополиты – организмы с очень широкой областью распространения, охватывающей значительную часть земного шара Краеведение – предполагает всесторонне изучение местности какого либо края (области, города, села, района), её природы, истории, населения, хозяйства, культуры, искусства и других сторон жизни «своего края» Лианы – лазящие и вьющиеся растения 5 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 6 из 180 Ледники – движущиеся многолетние толщи льда, возникшие на суше в результате накопления и преобразования твердых атмосферных осадков Линька – процесс смены наружных покровов у животных Литосфера – земная кора вместе с верхней частью мантии Масштаб – степень уменьшения длины линий на плане или карте по сравнению с их действительной длиной на местности Метаболизм – то же, что и обмен веществ; процесс превращения веществ в живой материи, лежащей в основе жизни Метаморфоз – процесс превращения личинки во взрослое насекомое, сопровождающийся морфологической и физиологической перестройкой организма Минерал – природное химическое соединение (или химический элемент), возникающее в результате определенных физико-химических процессов, протекающих в земной коре или на её поверхности Молоки – семенная жидкость у рыб Нектон – водные организмы, обитающие в толще воды, с хорошо выраженным активным движением (большинство рыб, головоногие, моллюски и др.) Озёра – водоемы замедленного водообмена, не сообщающиеся с океаном Онтогенез – индивидуальное развитие организма, в процессе которого из оплодотворенного яйца развивается взрослый организм, т.е. процесс развития от момента зарождения (от зиготы) до конца жизни Онтогенез – индивидуальное развитие организма, в процессе которого из оплодотворенного яйца развивается взрослый организм, т.е. процесс развития организма от момента зарождения до естественной смерти Орган – часть организма, выполняющая определенные функции и имеющая в связи с этим определенное строение Органоиды – постоянные клеточные структуры, выполняющие определенные функции (ядро, пластиды, митохондрии и т.д.) Органография – описательная морфология, описание органов живого организма Ориентирование – определение на местности наблюдателем своего местоположения (точки стояния) относительно сторон горизонта, заметных предметов местности, а также направления пути Паразиты – организмы, живущие на поверхности или внутри другого организма и питающиеся за его счет Партеногенез – одна из форм полового размножения: развитие зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки без участия сперматозоида; распространён среди насекомых (тли, пчелы), ракообразных и др. Планктон - совокупность организмов, живущих в толще воды, более или менее пассивно парящих в воде, т.е. неспособных активно сопротивляться переносу течениями Погода – состояние нижнего слоя атмосферы в данное время и в данном месте План – чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе и в условных знаках, построенные без учета кривизны земной поверхности 6 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 7 из 180 Птенцовые птицы – группа птиц, птенцы которых (гнездари) от момента вылупления до начала самостоятельной жизни (вылета из гнезда) проходят длительный период развития в гнезде. Птенцы появляются голые, слепые, со слаборазвитой мускулатурой. К птенцовым птицам относятся воробьиные, дятлы, кукушки, стрижи, голуби и некоторые другие Развитие процесс количественных и качественных преобразований организма с момента зарождения до конца жизни Размножение – способность к воспроизводству себе подобных; обязательное свойство жизни Регенерация - восстановление организмом утраченных или поврежденных органов, тканей или части тела Река – естественный водный поток, длительное время протекающий в сформированном им углублении Раковина – защитное образование, наружный скелет, покрывающий тело многих беспозвоночных животных (раковинных амеб, моллюсков) Реликты – вымирающие виды растений, входившие в состав флоры прежних эпох и выжившие до настоящего времени Рельеф – совокупность неровностей твердой поверхности суши, дна океанов и морей Реликты – вымирающие виды растений, входившие в флоры прежних эпох и выжившие до настоящего времени. Ризоиды – корневидные образования в виде волосков или нитей, не имеющие сложного строения корней; служат для прикрепления к субстрату и извлечения из него питательных веществ; характерны для низших растений и мохообразных Рост – процесс новообразований в организме, связанный с необратимым увеличением размеров растения Сезонные изменения в природе – периодические явления, повторяющиеся ежегодно в одной и той же последовательности Сидячие животные – водные животные, ведущие малоподвижный или неподвижный образ жизни, прикрепляясь к подводным предметам. Часто образуют колонии Систематика - наука, имеющая своей задачей установление родственных отношений между видами и группами видов живых организмов (растений, животных) и разработку естественной классификации на основе их филогенеза Сорус – кучка спорангиев на нижней стороне листа папоротников, обычно прикрытая покрывальцем Спора – специальная клетка, отделяющая от материнского растения и служащая для бесполого размножения Спорофит – бесполая фаза (бесполое поколение) жизненного цикла растения; развитие спорофита начинается с зиготы и заканчивается образованием спор; ядра в клетках спорофита диплоидные Среда жизни – основное подразделение биосферы на области жизни на Земле. Различают четыре среды жизни (вода, наземно-воздушная, почва и организмы), 7 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 8 из 180 заселенные соответственно водными, наземными, почвенными организмами и паразитами или симбионтами Среда обитания – совокупность определенных абиотических и биотических условий, в которой обитает особь; например, вода – среда жизни, а соленые или пресные водоемы – среда обитания Таксисы – двигательные реакции животных (или растений) на какой либо внешний раздражитель. Таксисы бывают положительные (животные привлекаются раздражителем) или отрицательные (уходят от раздражителя) Таксон – систематическая единица (например, вид, род, семейство, порядок, класс, тип (отдел) Таксономия – учение о принципах классификации растений и животных Тектонические движения - перемещение земной коры, ведущее к изменению высоты поверхности Тропизмы – изменения ориентировки органов в пространстве Фауна – совокупность всех видов животных какой-либо территории Фенология растений - раздел ботаники, изучающий сезонные явления в жизни растений, фазы их развития и связь этих явлений с современными и историческими природными условиями Фенологические наблюдения – наблюдения за фазами развития растений Филогенез - историческое развитие - преобразование какой либо систематической категории в течение всего периода существования жизни на Земле Фитоценоз – группировка (сообщество) растений, характеризующаяся определенным флористическим составом и связями растений как друг с другом, так и с факторами внешней среды (например, луг, болото и т.п.) Флора – совокупность всех видов растений какой-либо территории или фитоценоза Флюгер – прибор для определения направления ветра Фотопериодизм – реакция растений на соотношение между продолжительностью периода освещённости и периода темноты Фотосинтез – процесс образования зелеными растениями органических веществ из неорганических при участии световой энергии, поглощаемой хлорофиллом Чередование поколений – периодическая смена двух или более поколений особей одного вида, различающихся между собой анатомо-морфологически, физиологически Хитин, хитиновый покров, панцирь – кутикула, образующая наружный скелет членистоногих; очень прочное азотистое вещество, относящееся к полисахаридам Центр происхождения вида – площадь, которую занимал вид в момент своего образования Эндемики – виды, занимающие очень ограниченную территорию 8 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 9 из 180 2 ЛЕКЦИИ Модуль 1 Основы ботаники Тема Введение План лекции 1. Предмет, задачи и содержание дисциплины. 2. Понятие о ботанике, её разделы. 3. Значение растений в природе и в жизни человека. Дисциплина «Основы естествознания» изучается студентами на 1 курсе педагогического факультета специальности 5В010200 – «Педагогика и методика начального обучения» и состоит из трех модулей: 1. Основы ботаники. 2. Основы зоологии. 3. Основы землеведения. Цель дисциплины «Основы естествознания» - сформировать необходимый объём теоретических знаний и практических умений и навыков, необходимых для преподавания в начальной школе «Познания мира», ведения природоохранительной деятельности, а также внеклассной работы; способствовать формированию диалектико-материалистического мировоззрения. Данная дисциплина призвана решать, по специальности «Педагогика и методика начального обучения», целый ряд задач. Задачи модулей «Основы ботаники» и «Основы зоологии» состоят в том, чтобы познакомить студентов с многообразием растительных форм и животных форм; используя экологические сведения, раскрыть взаимосвязи, существующие между растениями и окружающей средой, между растениями и животными, между животными и окружающей средой; изучить процессы, которые происходят в органах растений и животных; хозяйственное значение и необходимость рационального их использования и охраны растительных и животных ресурсов. В результате изучения материала модуля «Основы землеведения» студенты должны усвоить основные физико-географические понятия, изучить сущность главных процессов происходящих в географической оболочке, иметь четкое представление о глубокой взаимосвязи географических объектов, процессов и явлений, осознать необходимость природоохранительных мероприятий; ознакомиться с содержанием и методами изучения природы своей области. Понятие о ботанике. Ботаника - наука о растениях. Она является одним из подразделений биологии, которая исследует все живые организмы, населяющие нашу планету. Само слово «ботаника» произошло от греческого слова «ботанэ», что означает в переводе росток, растение, зелень, трава. 9 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 10 из 180 Растение - сложный организм. Существует большое разнообразие форм растительных организмов. Каждый из них имеет характерное внутреннее строение, в каждом протекают специфические процессы жизнедеятельности, все они тесно связаны с окружающей средой. Поэтому, чтобы познать растение, следует его всесторонне изучить. Разделы ботаники. Растения изучаются с различных сторон. Исторически возник ряд разделов, каждый из которых решает свои задачи и использует собственные методы исследования. Морфология растений - изучает внешнее строение, форму отдельных органов, изменение их в зависимости от внешних условий и в процессе развития (онтогенеза и филогенеза). Анатомия растений - наука о внутреннем строении растений. Систематика растений классифицирует растения, устанавливает родственные отношения между растениями, определяет, к какой таксономической единице относится данное растение, дает название новым видам. Цитология - наука о строении, развитии и функциях растительной клети и ее составных частей. Эмбриология - раздел биологии, изучающий зародышевое развитие растительного организма. Генетика изучает законы наследственности и изменчивости. Фитоценология изучает растительные сообщества (фитоценозы). География растений изучает закономерности и причины распределения растений на земном шаре, выясняет границы распространения растений. Экология растений изучает взаимосвязь растений и окружающей среды, влияние различных факторов ее на структуру растений. Геоботаника изучает состав, закономерности строения, развития и распространения, исторически сложившихся растительных сообществ (фитоценозов), их использование и возможности преобразования. Физиология растений рассматривает процессы, происходящие в растительном организме (обмен веществ, рост, развитие и пр.). Палеоботаника - наука о вымерших ископаемых растениях прошлых геологических эпох. На основании найденных в земле окаменелостей и отпечатков воссоздает прежний растительный покров нашей планеты. Значение растений в природе и в жизни человека. Растения распространены почти повсеместно на нашей планете: они встречаются в холодных пустынях Арктики и Антарктиды и в горячих источниках с температурой около 70°С; некоторые растительные организмы проникают до 100 м в глубь земной коры (встречаются даже на глубине 2-3 км) - и в атмосферу на высоту 10-12 км (в виде спор). Таким образом, растительные организмы достигают более широкого, чем животные, распространения. Поэтому именно они определяют границы биосферы. 10 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 11 из 180 Велика роль растений в жизни нашей планеты. Одни растения способны создавать и накапливать огромную массу органических веществ (автотрофные растения), другие - разрушают их (гетеротрофные растения), возвращая в почву минеральные вещества, необходимые для питания зеленых автотрофных растений. Так совершается круговорот веществ в природе. Автотрофные растения синтезируют органические вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза, используя лучистую энергию Солнца. Фотосинтез, осуществляемый зелеными растениями, является источником возникновения и существования всего живого на нашей планете. К автотрофным организмам относят высшие зеленые растения, водоросли и окрашенные виды бактерий. Все они синтезируют органические вещества при помощи лучистой световой энергии и поэтому их называют фототрофными организмами или фототрофами. Бактерии, способные создавать органические вещества из неорганических за счет энергии, освобождаемой при окислении ними бактериями неорганических веществ, называют хемосинтетиками или хемотрофными. Гетеротрофные растения питаются готовыми органическими веществами, которые присутствуют в окружающей среде, и строят из них органические вещества своего тела. К ним относят некоторые высшие растения, грибы и большинство бактерий. Среди гетеротрофных растений различают растенияпаразиты и сапрофиты. Растения-паразиты живут на теле или в теле другого организма и питаются за его счет. Сапрофиты питаются органическими веществами из разлагающихся трупов животных и растений. Сапрофитные грибы и бактерии играют огромную роль в почвообразовательном процессе, расщепляя (минерализуя) органические остатки до простых неорганических соединений. В атмосферу выделяется углекислый газ, а в почву попадают минеральные вещества. У растений встречается и смешанный способ питания (миксотрофный). В этом случае растения могут сами создавать органические вещества, так как имеют зеленую окраску, но частично способны питаться и за счет других организмов (омела, росянка). Растения и животные создают живую оболочку Земли, и в этом заключается их планетарная роль. Для человека растения являются, прежде всего, источником пищи. Они обеспечивают многие отрасли промышленности и хозяйственной деятельности человека сырьем и материалами (древесина, текстильное волокно и др.), являются лекарственным сырьем для медицинской промышленности и др. Имеют санитарно-гигиеническое и эстетическое значение. Не менее важна роль растений как образователей леса, луга, степи и других растительных сообществ. При этом создаются не только разнообразные ландшафты Земли, но и определенные отношения между жизненными формами растений и животных, их приспособленность к определенным физико-химическим условиям среды. Основные понятия: ботаника, морфология растений, анатомия растений, систематика растений, цитология, эмбриология, генетика, фитоценология, 11 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 12 из 180 география растений, экология растений, геоботаника, физиология растений, палеоботаника, автотрофы, фототрофы, паразиты, сапрофиты. Вопросы для самоконтроля: 1.Что изучает наука биология? 2.Какие организмы называют автотрофными, и какие гетеротрофными? 3.Чем отличаются паразиты от сапрофитов? 4.В чем специфика разделов ботаники? 5.Какое значение имеют знания о жизни растений для практической деятельности человека? Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.7-15 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.3-12 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника. - М.: Академия, 2002. - С.5-10 Тема Строение растительного организма План лекции 1. Строение и разнообразие растительных клеток. 2. Растительные ткани. Строение клетки. Большинство живых организмов имеют клеточное строение. Клетка – это структурная единица живого. Для нее характерны все признаки и функции живых организмов: обмен веществ и энергии, раздражимость, рост развитие, размножение, движение, саморегуляция, наследственность, изменчивость. Клетки различны по форме, размеру, функциям, типу обмена веществ. Однако между всеми клетками много общего. Они имеют одинаковый химический состав и общий план строения. Химический состав клетки. Из неорганических веществ, входящих в состав живых организмов, наибольшее значение имеет вода. Её содержание в клетке колеблется от 60 до 98 %. Кроме воды в клетке находятся и минеральные вещества, в основном в виде ионов. Это соединения железа, фосфора, натрия, калия и др. Кроме неорганических веществ в клетке присутствуют и органические вещества: белки, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), жироподобные вещества или липоиды, углеводы (крахмал, пектины, глюкоза, фруктоза); физиологически активные вещества (витамины, ростовые вещества) необходимые для осуществления нормальной жизнедеятельности клетки и организма в целом. Наиболее важными органическими веществами являются нуклеиновые кислоты и белки. Нуклеиновые кислоты участвуют в передаче наследственной информации, синтезе белков, регуляции всех процессов жизнедеятельности клетки. Белки выполняют целый ряд функций: строительную, регуляторную, 12 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 13 из 180 транспортную, сократительную, защитную, энергетическую. Но самой важной является ферментативная функция белков. Ферменты - это биологические катализаторы, ускоряющие и регулирующие все многообразие химических реакций, протекающих в живых организмах. Ни одна реакция в живой клетке не протекает без участия ферментов. Липиды и углеводы выполняют в основном строительную и энергетическую функции, являются запасными питательными веществами организма. Так, фосфолипиды вместе с белками строят все мембранные структуры клетки. Высокомолекулярный углевод - целлюлоза образует клеточную оболочку растений и грибов. Жиры, крахмал и гликоген являются запасными питательными веществами клетки и организма в целом. Глюкоза, фруктоза, сахароза и другие сахара входят в состав корней и листьев, плодов растений. Глюкоза является обязательным компонентом плазмы крови человека и многих животных. При расщеплении углеводов и жиров в организме выделяется большое количество энергии, необходимой для процессов жизнедеятельности. Клеточные структуры. Клетка состоит из наружной клеточной мембраны, цитоплазмы с органеллами и ядра. Наружная клеточная мембрана это двумембранная клеточная структура, которая ограничивает живое содержимое клетки всех организмов. Обладая избирательной проницаемостью, она защищает клетку, регулирует поступление веществ и обмен с внешней средой, поддерживает определенную форму клетки. Клетки растительных организмов, грибов кроме мембраны снаружи имеют еще и оболочку. Эта неживая клеточная структура состоит из целлюлозы, придает прочность клетке, защищает ее, является «скелетом» растений и грибов. В растительной клетке различают три основные части: клеточную оболочку, протопласт (живое содержимое клетки), и вакуоль (пространство в центральной части клетки, заполненное водянистым содержимым - клеточным соком). Наличие твердой оболочки – отличительная особенность растительной клетки от животной, которая её не имеет. Клеточная оболочка и вакуоль являются продуктами жизнедеятельности протопласта и образуются им на определенных этапах развития клетки. Как в протопласте, так и клеточном соке могут встречаться различные оформленные частицы – включения (кристаллы минеральных солей, крахмальные зёрна, капли масла и др.). Протопласт представляет собой сложное образование, дифференцированное на различные компоненты, называемые органеллами (органоидами), которые постоянно в нем встречаются, имеют характерное строение и выполняют специфические функции. К органеллам клетки относятся ядро, пластиды, митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, диктиосомы, пероксисомы, лизосомы. Органеллы погружены в гиалоплазму (греч. гиалос - стекло), которая обеспечивает их взаимодействие. Гиалоплазма с органеллами, за исключением ядра, составляет цитоплазму клетки. Количественное соотношение и особенности строения органелл определяют специфическую направленность жизнедеятельности той или иной специализированной клетки. 13 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 14 из 180 Рис. 1. Комбинированная схема строения животной (А) и растительной (Б) клетки: 1 - оболочка; 2 - наружная клеточная мембрана; 3 - ядро; 4 - хроматин; 5 - ядрышко; 6 - эндоплазматическая сеть (гладкая и гранулярная); 7- митохондрии; 8 - хлоропласты; 9 - аппарат Гольджи; 10 - лизосома: 11 - клеточный центр; 12 - рибосомы; 13 - вакуоль; 14 - цитоплазма Органеллы в клетках различных растений и животных имеют сходную молекулярную организацию и близки по химическому составу, что обусловлено сходством выполняемых ими функций. В этом проявляется общность основных процессов жизнедеятельности у растений и животных. Однако между ними имеются и существенные различия. Своеобразие растительных клеток заключается в наличии у них прочных оболочек, пластид и крупной центральной вакуоли. Эти особенности, присущие только растительным клеткам, обусловлены прикрепленным образом жизни, отсутствием скелета, автотрофностью и отсутствием или слабым развитием у растений системы выделения отбросов. Цитоплазма, бесцветное, прозрачное полужидкое содержимое клетки, в ней находятся все органеллы. Эндоплазматическая сеть (или эндоплазматический ретикулум) пронизывает цитоплазму, обеспечивая сообщение между отдельными частями клетки и транспорт веществ. На гранулярной эндоплазматической сети находятся рибосомы. Рибосомы – это мелкие тельца, на которых идет синтез белка. Аппарат Гольджи обеспечивает упаковку и вынос синтезируемых веществ из клетки. Кроме того, из его 14 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 15 из 180 структур образуются лизосомы. Эти шарообразные тельца содержат ферменты, которые расщепляют поступающие в клетку питательные вещества, обеспечивая внутриклеточное переваривание. Митохондрии – мембранные структуры продолговатой формы. Это энергетические стации клетки. В процессе дыхания в них происходит окончательное окисление веществ кислородом воздуха. При этом выделяющаяся энергия запасается в молекулах АТФ, синтез которых происходит в этих структурах. В растительных клетках есть пластиды (хлоропласты, хромопласты и лейкопласты). Хлоропласты, полуавтономные мембранные органеллы, характерны только для растительных клеток. Хлоропласты имеют зеленую окраску за счет пигмента хлорофилла, они обеспечивают процесс фотосинтеза. Лейкопласты – бесцветные пластиды, встречаются в клетках запасающей ткани (в корнях, корневищах, клубнях, семенах, плодах); их функция связана с синтезом и накоплением запасных питательных веществ. Хромопласты - встречаются в клетках лепестков, зрелых плодов, в осенних листьях; яркий цвет обусловлен пигментами группы каратиноидов. Клеточный центр участвует в процессе деления клетки. Он состоит из двух центриолей и центросферы. Во время деления они образуют нити веретена деления и обеспечивают равномерное распределение хромосом в клетке. Ядро - это центр регуляции жизнедеятельности клетки. Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной, в которой имеются поры. Внутри оно заполнено кариоплазмой, в которой находятся молекулы ДНК, обеспечивающие передачу наследственной информации. Здесь происходит синтез ДНК, РНК, рибосом. Часто в ядре можно увидеть одно или несколько темных округлых образований - это ядрышки. Здесь образуются и скапливаются рибосомы. В ядре молекулы ДНК не видны, так как находятся в виде тонких нитей хроматина. Перед делением ДНК спирализуются, утолщаются, образуют комплексы с белком и превращаются в хорошо заметные структуры - хромосомы. Обычно хромосомы в клетке парные, одинаковые по форме, величине и наследственной информации. Парные хромосомы называются гомологичными. Двойной парный набор хромосом называется диплоидным. В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, непарный набор, который называется гаплоидным. Число хромосом для каждого вида организмов постоянно. Так, в клетках человека 46 хромосом (23 пары), в клетках пшеницы 28 (14 пар), голубя 80 (40 пар). Эти организмы содержат диплоидный набор хромосом. Некоторые организмы, такие, как водоросли, мхи, грибы, имеют гаплоидный набор хромосом. Половые клетки у всех организмов гаплоидны. Клеточный сок образуется в процессе жизнедеятельности протопласта. Полости, заполненные клеточным соком и ограниченные тонопластом, называются вакуолями. Для большинства зрелых клеток характерна крупная центральная вакуоль, которая занимает 70-90 % объёма клетки. В образовании вакуолей участвует аппарат Гольджи. Клеточный сок - слабо концентрированный раствор минеральных и органических соединений. В 15 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 16 из 180 состав клеточного сока входят запасные питательные вещества (углеводы, белки), кислоты, алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества, пигменты, органические кислоты и др. Кроме перечисленного некоторые клетки имеют специфические органеллы - реснички и жгутики, обеспечивающие движение в основном у одноклеточных организмов, но имеются они и у некоторых клеток многоклеточных организмов. Например, жгутики имеются у эвглены зеленой, хламидомонады, некоторых бактерий, а реснички - у инфузорий, клеток ресничного эпителия животных. Форма растительных клеток разнообразна и зависит от многих причин. Если клетки расположены свободно, не в тканях, то у них можно наблюдать игольчатую, цилиндрическую, палочковидную, округлую, звездчатую форму. Если клетки располагаются в тканях, то здесь клетки оказывают давление друг на друга. По форме различают две группы клеток: паренхимные и прозенхимные. В паренхимных клетках длина и ширина примерно одинаковая. Из паренхимных клеток состоят основные ткани, в частности запасающие (например, клубни картофеля). В прозенхимных клетках длина в несколько раз превышает ширину, обычно они вытянутые с заостренными концами. Из прозенхимных клеток состоят проводящие ткани, механические ткани (лубяные волокна). Размеры клеток варьируют от 3-10 до 100 мкм (1 мкм=0,001 м). Существуют также клетки размеры которых достигают до нескольких сантиметров. Растительные ткани. Клетки многоклеточного организма отличаются большим многообразием, но они не разбросаны в растении в беспорядке, а собраны в определенные группы. Такие специализированные группы клеток и составляют ткани. Ткани – это группы клеток, имеющие одинаковое происхождение, строение и выполняющие одинаковую функцию. Все ткани растения, принято делить на две группы: I. образовательные ткани, или меристемы; II. постоянные ткани: а) покровные ткани; б) проводящие ткани; с) механические ткани; д) основные ткани; е) выделительные ткани; В основу классификации тканей положены функции тканей, и их анатомическое строение, поэтому эту классификацию можно называть физиолого-анатомической. Образовательные ткани, или меристемы - это специализированные ткани, клетки которых делятся и дают начало новым клеткам. Основная функция меристемы - образование новых клеток, которые затем дифференцируются в клетки постоянных тканей. Благодаря делению клеток 16 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 17 из 180 меристемы обеспечивается рост растения и образование новых тканей и органов. С учетом относительного времени появления меристем в процессе развития органа их делят на первичные и вторичные. Первичными называют меристемы, которые первыми обособляются в каждом вновь формирующемся органе растения и обеспечивают первичный рост этого органа, т.е первичная меристема берет свое начало от первичных зародышевых клеток зародыша. Первичные образовательные ткани обуславливает рост органов растения в длину. Вторичные образовательные ткани возникают как бы вторично из постоянных тканей или являются производными первичной меристемы. За счет вторичных образовательных тканей происходит рост органов в толщину. По расположению в теле растения меристема может быть верхушечной, вставочной, боковой, раневой. Верхушечная (или апикальная) меристема располагается на верхушках побегов и на кончиках корней (апекс стебля и апекс корня), обеспечивает рост органов в высоту и длину. Верхушки побегов и корней, сложенные меристематической тканью, получили название конусов нарастания. Боковая (или латеральная) меристема располагается параллельно поверхности органов растении; она находится в стеблях, корнях, в жилке листьев. За счет боковой меристемы происходит рост органов в толщину. Вставочная меристема (или интеркалярная) меристема располагается в междоузлиях и ближе к его основанию. За счет вставочной меристемы происходит рост осевых органов в длину после того, как прекратился верхушечный рост. Вставочная меристема хорошо развита у злаков. Раневая меристема – вторичная по происхождении, возникает из основной ткани, и может возникнуть на любом месте повреждения растения. Покровные ткани покрывают снаружи органы растения и защищают его от неблагоприятных воздействий внешней среды. Через покровную ткань осуществляется поглощение веществ из внешней среды и выделение. Покровные ткани подразделяются на первичные (эпидермис, или кожица), вторичные (перидерма, или пробка) и третичные (корка, или ритидом). Механические ткани выполняют опорную функцию, придают растениям прочность. Различают колленхиму, склеренхиму и склереиды. Проводящие ткани. По ним осуществляется передвижение воды и питательных веществ во все органы растения. Подразделяются на проводящие сосуды, трахеиды и ситовидные трубки. Проводящие ткани в теле растения располагаются в комплексе с механическими и основными тканями, и образуют проводящие пучки. В проводящих пучках различают ксилему (восходящий ток) и флоэму (нисходящий ток). Основные ткани выполняют в растении функции связанные с питанием растений. Различают следующие виды основной ткани: 1) всасывающая или поглощающая ткань – располагается на корнях растений, состоит из одного слоя клеток, которые называются волосконосный 17 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 18 из 180 слой. С помощью этой ткани происходит всасывание растением воды и растворенных в ней минеральных веществ. 2) ассимиляционная ткань выполняет функции связанные с процессом фотосинтеза. В клетках этой ткани имеется большое количество хлорофилловых зерен. Располагается в листьях растений, частично в стеблях. 3) запасающая ткань хорошо развита в клубнях, луковицах, корнеплодах, семенах, плодах. В этой ткани происходит отложение запасных питательных веществ. 4) аэренхима или воздухоносная ткань – это основная ткань в органах водяных растений, пронизана воздухоносными каналами. Выделительные ткани – это ткани, через которые выделяются продукты метаболизма (обмена) или же накапливаются в них. Продукты выделения (секреты) - это такие вещества которые являются побочными, конечными продуктами не используемыми растениям. И поэтому они удаляются из растения, или же изолируются от живого протопласта. Выделительные ткани делятся на две группы: 1) наружные выделительные ткани – расположены на поверхности органов растений. К ним относятся железистые волоски (трихомы), желёзки, нектарники, осмофоры, гидатоды. 1) внутренние выделительные ткани. У внутренних выделительных тканей секреты выделяются внутрь клеток (выделительные клетки; вместилища выделений; выделительные каналы – смоляные, масляные, слизевые; млечники. Основные понятия: паренхимные клетки, прозенхимные клетки, клеточная оболочка, вакуоли, клеточный сок, включения, гиалоплазма, цитоплазма, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, рибосомы, ядро, хромосомы, пластиды, хлоропласты, хромопласты, лейкопласты, клеточный центр, образовательные ткани, постоянные ткани. Вопросы для самоконтроля: 1.Назовите и охарактеризуйте три основные части растительной клетки. 2.Перечислите органоиды клетки охарактеризуйте их функции. 3.Каковы основные различия между клетками растений и животных? 4.Охарактризуйте химический состав клетки. 5.Какие типы тканей существуют в растениях? 6.Какие функции выполняют растительные ткани? Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.46-65 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.13-38 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника. М.: Академия, 2002. - С.53-79 4.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.152-163 18 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 19 из 180 Тема Вегетативные органы растений План лекции 1. Общие закономерности строения. 1. Корень, его функции и строение. 2. Побег, части побега. Орган – это часть организма, имеющая определенное строение и выполняющая определенные функции. Органы высших растений подразделяются на две группы: вегетативные и репродуктивные, или генеративные. Вегетативные органы составляют тело растения и выполняют основные функции его жизнедеятельности, т.е. служат для поддержания индивидуальной жизни конкретной особи, а иногда и её вегетативного размножения. К ним относятся корень, стебель и лист. Репродуктивные органы служат для воспроизведения особи в ряду последующих поколений. У покрытосеменных это цветок и его производные (семя и плод). У прокариот, низших растений и грибов вегетативных органов нет. Их тело не дифференцировано на органы, поэтому низшие растения называют слоевищными, а тело – слоевищем. В процессе эволюции расчленение тела высших растений на органы произошло в связи с переходом из воды на сушу и приспособлением к условиям наземного существования. Органам растений свойственны некоторые общие закономерности. Полярность - это различия между противоположными полюсами организма, органа или отдельной клетки. Полярность проявляется как во внешнем строении, так и в физиологических функциях (рис.2). Морфологически верхняя часть растения называется апикальной, нижняя - базальной. Физиологические различия между апикальной и базальной частями растения хорошо известны в садоводстве. При размножении растений черенками их сажают в почву морфологически нижним концом, в противном случае из части черенка, находящейся над почвой, разовьются придаточные корни, а в почве - побеги. Физиологические различия между Рис. 2. Полярность побегов ивы: полюсами растения находят свое выражение и а – черенок в нормальном в явлении тропизма. Тропизмы связаны с положении; б – в перевернутом воздействием света, силы тяжести, химических положении 19 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 20 из 180 и других факторов, сообразно которым их называют фототропизмом, геотропизмом, хемотропизмом и т.д. Если изгиб происходит в сторону раздражающего фактора, тропизм положительный, в противоположную сторону - отрицательный. Геотропизм - это способность органов растения ориентироваться в пространстве определенным образом. В каком бы положении ни лежало семя в почве, корень всегда растет вниз под действием земного притяжения (положительный геотропизм), а стебель - вверх (отрицательный геотропизм). Осевые органы - стебель и корень - располагаются вертикально к поверхности земли (ортотропные органы), а листья - горизонтально или под углом (плагиотропные органы). Симметрия (соразмерность) - такое расположение частей предмета в пространстве, при котором плоскость симметрии рассекает его на зеркальноподобные половины. Различным органам растений свойственна определенная симметрия. Радиальные (полисимметричные) органы - это органы, через которые можно провести три и более плоскости симметрии (стебель, корень); билатеральные (бисимметричные) органы - можно провести только две плоскости симметрии (стебли кактусов опунций, листья ириса); моносимметричные - можно провести лишь одну плоскость симметрии (листья многих растений, цветок гороха); несимметричные (асимметричные) - нельзя провести ни одной плоскости симметрии (листья вяза, цветки валерианы, канны). Метаморфизированные (видоизмененные) органы - это такие, у которых под действием среды обитания или в зависимости от определенной функции произошли наследственно закрепленное усиление одной функции, сопровождающееся резким изменением формы, и потеря других. Метаморфизированные органы - это реальное выражение приспособительной эволюции. Их подразделяют на аналогичные и гомологичные. Аналогичные органы выполняют сходные функции и морфологически (в широком плане) подобны, но имеют разное происхождение (колючки, защищающие растения от уничтожения животными и снижающие транспирацию в аридных областях, могут быть видоизмененными побегами, листьями и корнями). Сходство аналогичных органов связано с явлением конвергенции - развитием сходных признаков у разных органов в связи с приспособлением к сходным условиям внешней среды. Гомологичные органы различаются морфологически и часто выполняют различные функции, но имеют одинаковое происхождение, т. е. это видоизменение какого-либо одного органа - стебля, листа или корня. Корень - осевой вегетативный орган растения. Корни закрепляют растение в почве, обеспечивают всасывание и поступление в растение воды и минеральных веществ, в корне могут накапливаться запасные питательные вещества. В зародыше семени есть зачатки всех органов растения: корешок, 20 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 21 из 180 стебелек и почечка с листочками. При прорастании семени первым появляется корешок, который прочно укрепляется в почве ко времени вырастания стебля над её поверхностью. Из зародышевого корешка образуется главный корень. Через некоторое время от него отрастают многочисленные боковые корни. Новые корни могут возникать не только из главного, но и от стеблей и листьев. Такие корни называются придаточными. Совокупность всех корней называют корневой системой. В состав корневой системы входят главный корень, боковые и придаточные корни. У однодольных растений (зерновых злаков, лука, чеснока) вся корневая система состоит из большого числа придаточных корней – такая корневая система называется мочковатой. Главный корень в таких системах слабо развит или совсем отсутствует. Корневая система может быть стержневой с хорошо развитым главным корнем (у двудольных растений - одуванчика, редиса, яблони). Рис. 3. Типы корневых систем по происхождению: А - система главного корня; Б - система придаточных корней У ряда растений в корнях запасаются питательные вещества (крахмал, сахар), например у моркови, репы, свеклы. Такие видоизменения главного корня называю корнеплодами. У георгины питательные вещества откладываются в утолщенных придаточных корнях, их называют корневыми клубнями. Встречаются в природе и другие видоизменения корней: корни-прицепки (у лиан, плюща), воздушные корни (у монстеры, орхидеи), ходульные корни (у мангровых растений - баньяна), дыхательные корни (у болотных растений). Растет корень верхушкой, где находятся клетки образовательной ткани точка роста. Она защищена корневым чехликом. Корневые волоски всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами в зоне всасывания. По проводящей системе корня вода и минеральные вещества поступают вверх к стеблям и листьям, а вниз передвигаются органические вещества. 21 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 22 из 180 Побег – это орган, который формируется из верхушечной меристемы и расчленяется на раннем этапе морфогенеза на специализированные части: стебель, листья и почки. Основная функция побега – фотосинтез. Части его могут служить также для вегетативного размножения, накопления запасных продуктов и воды. Части побега это узлы, междоузлия, пазуха листа, почки (боковые, верхушечные). Узел – это место отхождения листа от стебля. Расстояние между двумя узлами называется междоузлие. Угол, который образуется между стеблем и отходящим от него листом называется пазухой листа. В пазухе листа формируется боковая иди пазушная почка. На верхушке побега расположена верхушечная почка. Верхушечная почка обеспечивает рост побега в длину, а боковые - его ветвление. Почка снаружи покрыта плотными чешуями, часто пропитанными смолистыми веществами, внутри находятся зачаточный побег с конусом нарастания и листочки. В пазухах зачаточных листьев располагаются едва заметные зачаточные почки. В генеративной почке находятся зачатки цветков. Рис. 4. Побег: А – почка Б – растущий побег, после развертывания почки; Г – схема строения почки; 1 – почечная чешуя; 2 – зеленые листья; 3 – стебель; 4 – верхушечная почка; 5 – пазушные почки; 6 – почечное кольцо (рубцы от опавших чешуй) 22 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 23 из 180 Побеги различают по длине междоузлий. При ясно выраженных междоузлиях побег называется удлиненным. Если узлы сближены и междоузлия практически незаметны – это укороченный побег (плодушка, розетка) (рис.5). Стебель - это осевая часть побега, на которой располагаются листья и почки. Он выполняет опорную функцию в растении; обеспечивает передвижение воды и минеральных веществ от корня вверх к листьям, органических веществ - вниз, от листьев к корню; может быть хранилищем запасных питательных веществ и органом размножения. По продолжительности жизни различают два типа Рис. 5. Побеги платана: стеблей. Деревянистый стебель живет много лет. Он А – укороченный; характерен для деревьев, кустарников и полукустарников. Б – удлинённый; Полукустарники отличаются от кустарников тем, что 1 – междоузлие, 2 – верхняя часть их стебля не одревесневает, а ежегодно годичный прирост отмирает, например у полыни. Стебель травянистого типа живет один вегетационный период, он характерен для однолетних, двулетних и многолетних трав. Стебли классифицируются по расположению в пространстве, по поперечному сечению, по анатомическому строению, по типу ветвления. К видоизменениям стебля относятся корневища, луковицы, клубни, усы, колючки, столоны, Рис. 5. Побеги платана клубнелуковицы. А – укороченный; Лист - это боковое образование на стебле. Б – удлинённый; Важный вегетативный орган растения, выполняющий 1 – междоузлие, 2 – основные функции: фотосинтез, транспирацию и годичный прирост газообмен. В листьях могут откладываться запасные питательные вещества, иногда могут служить органом вегетативного размножения. Многообразие листьев отличается общим строением. Основные части листа – листовая пластинка, черешок. Листовая пластинка самая главная часть листа; имеет плоскую форму, но может быть и игольчатой (сосна, ель). Листовая пластинка прикрепляется к стеблю при помощи черешка; если его нет, то лист называется сидячим. Часто у основания черешка (по бокам его) имеются маленькие листочки – прилистники. У злаков основание черешка расширяется во влагалище, охватывающее стебель. У основания пластинки есть пленчатый придаток – язычок, а иногда ещё два выроста по бокам – ушки. Листья могут быть простыми и сложными. Простые листья состоят из одной листовой пластинки, цельной или расчлененной более или менее глубокими выемками. У древесных растений такие листья опадают осенью вместе с черешками, а у травянистых отмирают вместе со стеблем. 23 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 24 из 180 Сложные листья состоят из нескольких (два и более) листочков, прикрепленных к общему черешку - рахису – короткими черешочками, образующими сочленения. Благодаря такому строению листочки сложного листа опадают осенью отдельно. А после них отпадает и рахис. Важные признаки в морфологической характеристике листа – форма листовой пластинки, её края, основания, верхушки, степень расчленения пластинки и характер жилкования. У растений различают несколько типов листорасположения: очередное, супротивное, мутовчатое. Продолжительность жизни зеленых листьев у разных видов растений неодинакова и колеблется от 2-3 недель до 20 и более лет. Различают виды растений листопадные и вечнозеленые. Видоизменениям листа являются семядоли, колючки, усы, чешуи. Основные понятия: орган, вегетативные органы, тропизмы, симметрия, метаморфозы, аналогичные органы, гомологичные органы, корень, корневая система, побег, стебель, узел, междоузлие, пазуха листа, почка, лист, листовая пластинка, прилистники, простой лист, сложный лист, рахис. Вопросы для самоконтроля: 1.Что такое корневая система, и какие типы корневых систем вы знаете? 2.Морфология побега. 3.Перечислите функции вегетативных органов растения. 4.Какова продолжительность жизни листьев? В чем заключаются причины листопада? 5.Что такое метаморфозы? Приведите примеры метаморфозов корня, стебля, листа. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.66-116 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.38-82 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника. - М.: Академия, 2002. - С.80-190 4.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.184-193 Тема Генеративные органы растений План лекции 1. Цветок. 1. Семена и плоды. Генеративные или репродуктивные органы растений служат для воспроизведения особи в ряду последующих поколений. У покрытосеменных к ним относятся цветок и его производные - семя и плод. При половом процессе происходит слияние мужской и женской половых клеток, в результате 24 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 25 из 180 появляется более жизнеспособное потомство, чем при вегетативном размножении. Строение цветка (рис.6). Цветок это укороченный видоизмененный побег, орган размножения покрытосеменных растений. Части цветка: цветоножка, цветоложе, чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики. Цветок располагается на цветоножке. Расширенная часть цветоножки называется цветоложем, на котором расположены все части цветка. В центре цветка находятся его главные части: пестик и тычинки. Пестик - женский орган цветка, тычинки мужской орган. Пестик обычно состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи находятся семязачатки, в которых развивается женский гаметофит и созревает Рис. 6. Строение цветка: яйцеклетка. Тычинки состоят из тычиночной 1 – завязь; 2 – столбик; 3 – рыльце нити и пыльников. В пыльниках развивается пестика с прорастающей пыльцой; 4 – тычинки; 5 – чашелистики; 6 – мужской гаметофит - пыльцевое зерно, в лепестки; 7 - цветоножка котором образуются спермии. Внутренние части цветка защищены листочками околоцветника. Наружные зеленые листочки - чашелистики образуют чашечку, внутренние лепестки образуют венчик. Двойным называют околоцветник, состоящий из чашечки и венчика, а простым - из одинаковых листочков. У вишни, гороха, розы околоцветник двойной, у тюльпана, ландыша - простой. Околоцветник служит для защиты внутренних частей цветка и привлечения опылителей, поэтому он часто имеет яркую окраску. У ветроопыляемых растений околоцветник нередко редуцирован или представлен чешуйками и пленками (злаки, береза, ива, осина, тополь). У некоторых растений в цветках имеются особые желёзки нектарники, которые выделяют сахаристую пахучую жидкость нектар, служащую для привлечения опылителей. По наличию тычинок и пестиков различают два типа цветков. Цветки, имеющие пестик и тычинки (яблоня, вишня), называются обоеполыми, только тычинки или пестики - однополыми (огурец, тополь). Если тычиночные и пестичные цветки располагаются на одной особи, то растения называются однодомными (кукуруза, дуб, лещина, огурец), а если на разных - то двудомными (тополь, ива, верба, облепиха). Соцветия. Растения могут обладать крупными одиночными или многочисленными мелкими цветками. Мелкие цветки, собранные вместе называют соцветиями. Соцветия лучше заметны для опылителей, более эффективно опыляются 25 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 26 из 180 ветром. Принято различать моноподиальные и симподиальные соцветия. Моноподиальные - кисть, колос, початок, головка, корзинка, щиток, зонтик, сложный колос, сложный зонтик, метелка. Симподиальные - монохазий, дихазий, плейохазий. Колос характеризуется наличием сидячих (без цветоножек) цветков на главной оси (подорожник). Сложный колос образован несколькими простыми колосками (пшеница, рожь). Початок имеет толстую центральную ось, на которой располагаются сидячие цветки (белокрыльник). В соцветии кисть (ландыш, черемуха) цветки на цветоножках располагаются на общей оси один за другим. В соцветии корзинка (ромашка, одуванчик) множество сидячих цветков расположено на широкой утолщенной блюдцевидной оси. У соцветия головка (клевер) мелкие сидячие цветки располагаются на укороченной шаровидной оси. В простом зонтике (вишня, примула) на главной укороченной оси цветки находятся на одинаковых длинных цветоножках. У моркови, петрушки соцветия состоят из группы простых зонтиков и образуют сложный зонтик. У щитка в отличие от кисти цветки располагаются в одной плоскости, поэтому отходящие от центральной оси цветоножки имеют разную длину (тысячелистник, груша). Метелка - это сложное соцветие, имеющее несколько боковых ответвлений, состоящих из кистей, щитков (овес, сирень, мужское соцветие кукурузы). В некоторых соцветиях часть цветков состоит только из венчика, а пестик и тычинки отсутствуют: например, белые лепестки ромашки, крупные желтые подсолнечника. Они служат для привлечения насекомых и располагаются по краям соцветия, а настоящие обоеполые цветки располагаются в центре. Половое размножение цветковых растений. Для образования семени необходимо, чтобы пыльца с тычинок попала на рыльце пестика, т. е. произошло опыление. Если пыльца попадает на рыльце того же цветка, то происходит самоопыление (фасоль, горох, пшеница). При перекрестном опылении пыльца с тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого. Мелкую сухую пыльцу может переносить ветер (ольха, орешник, береза). У ветроопыляемых растений цветки обычно мелкие, собранные в соцветия, околоцветник отсутствует или слабо развит. Могут переносить пыльцу насекомые (насекомоопыляемые растения), а также птицы и некоторые млекопитающие. Цветки таких растений обычно яркие, ароматные, содержат нектар. Пыльца в большинстве случаев клейкая, имеет выросты - крючки. Человек может в своих целях переносить пыльцу с тычинок на рыльце пестиков, такое опыление называется искусственным. Искусственное опыление используют для получения более высоких урожаев, выведения новых сортов растений. В тычинках формируется мужской гаметофит - пыльцевые зерна (пыльца), состоящие из двух клеток - вегетативной и генеративной. В генеративной клетке образуются мужские половые клетки - спермии. В завязи пестика в семяпочке образуется женский гаметофит - восьмиядерный за26 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 27 из 180 родышевый мешок. Это фактически одна клетка, содержащая 8 гаплоидных ядер, где одно наиболее крупное, расположенное у пыльцевхода, называется яйцеклеткой, а два ядра поменьше, располагающиеся в центре, - центральными ядрами. При попадании пыльцы на рыльце пестика вегетативная клетка прорастает в пыльцевую трубочку, перемещая генеративную клетку к пыльцевходу - микропиле. Через пыльцевход два спермия проникают в зародышевый мешок - и происходит оплодотворение. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образует зиготу, из которой развивается зародыш семени. Второй спермий сливается с двумя центральными ядрами, образуя триплоидный эндосперм семени, в котором могут запасаться питательные вещества. Из покрова семязачатка образуется семенная кожура. Такой процесс оплодотворения называется двойным. Он открыт русским ботаником С.Г.Навашиным в 1898 г. Разросшаяся стенка завязи или другие части цветка образуют плод. Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма (рис. 7). Снаружи оно покрыто плотной защитной семенной кожурой. В зародыше различают корешок, стебелек, почечку и семядоли. В зависимости от количества семядолей в зародыше различают однодольные растения (одна семядоля) и двудольные растения (две семядоли). Семядоли - это первые зародышевые листья растения. Питательные вещества могут находиться в семядолях или особой запасающей ткани — эндосперме, в этом случае семядоли почти не развиты. Рис. 7. Строение семян двудольного (А - фасоль) и однодольного (Б - пшеница) растений: 1 - семенная кожура; 2 - семядоли; 3 - зародышевый корешок; 4 - зародышевый стебелек с почечкой; 5 эндосперм Плод предназначен для защиты семян, а нередко и для их распространения и свойствен только покрытосеменным. Плод формируется из цветка в результате его изменения, происходящего после двойного оплодотворения. В образовании плода главную роль играет пестик. Однако в этом процессе часто принимают участие и другие части цветка – цветоложе, основания тычинок, лепестков, чашелистиков. У некоторых растений (виноград, банана) плоды образуются без оплодотворения и не содержат семян. Такие плоды называются партенокарпическими. 27 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 28 из 180 Плод состоит из околоплодника и семян. Околоплодник формируется из стенок завязи, а иногда из других частей цветка и состоит из трёх слоёв: экзокарпа (наружный слой), мезокарпа (средний слой) и эндокарпа (внутренний слой). Плоды, развивающиеся из завязи называются настоящими; если в образовании плода принимают участие цветоложе и другие части цветка, плоды называются ложными (яблоко, тыквина); соплодия образуются при срастании нескольких цветков (свёкла) или соцветий (шелковица). Настоящие плоды подразделяются на простые (формируются из одного пестика) и сложные (формируются из нескольких пестиков). Плод, образованный из нескольких пестиков, называется сборным (малина, ежевика). В основу дальнейшей классификации простых и сборных плодов положены следующие признаки: консистенция околоплодника (сухие и сочные плоды); количество семян (многосемянные и односемянные), вскрывание околоплодника (вскрывающиеся и невскрывающиеся). Выделяют следующие типы плодов. Костянка - сочный односемянный плод (вишня, слива, абрикос). Ягода - сочный многосемянный плод (томаты, смородина, Яблоко - сочный многосемянный плод, образованный не из завязи, а из других частей цветка (груша, слива, яблоко). Тыквина - сочный многосемянный плод, семена располагаются в центральной части (тыква, дыня, огурец). Померанец - сочный многосемянный плод у цитрусовых (лимон, апельсин). Зерновка - сухой односемянный нераскрывающийся плод (кукуруза, рис, пшеница), в котором околоплодник срастается с семенной кожурой. Семянка - сухой односемянный нераскрывающийся плод (подсолнечник, одуванчик), в котором околоплодник не срастается с кожурой. Орех - сухой односемянный плод с одревесневшим околоплодником (орешник-лещина, грецкий орех). Боб - сухой многосемянный вскрывающийся плод (горох, фасоль). Коробочка - сухой многосемянный плод (лен, мак), в котором семена высыпаются из многочисленных отверстий или трещин. Стручок - сухой многосемянный вскрывающийся плод, семена располагаются на внутренней перегородке (капуста, пастушья сумка, редис). Стручочек – отличается от стручка тем, что длина его не превышает ширину более чем в 4 раза (ярутка, пастушья сумка, икотник). Основные понятия: генеративные органы, цветок, цветоножка, цветоложе, тычинки, пестик, околоцветник, чашечка, венчик, обоеполые цветки, однополые цветки, однодомные растения, двудомные растения, соцветие, моноподиальные соцветия, симподиальные соцветия, двойное оплодотворение, семя, эндосперм, плод, околоплодник, ложные плоды, настоящие плоды, сборные плоды, соплодия. 28 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 29 из 180 Вопросы для самоконтроля: 1.Что такое цветок и каковы его функции? 2.Какие типы цветков различают у покрытосеменных растений? 3.Опыление и его типы. 4.В чем сущность процесса двойного оплодотворения? 5.Что такое плод, и каковы его функции? 6.Принципы классификации плодов. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.138-172 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.84-89 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника. - М.: 2002. - С.313-372 4.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.193-199 Тема Система классификации живых организмов План лекции 1. Систематика, как биологическая наука. Таксономические категории. 2. Бактерии. 3. Царство растений. 3. Водоросли. 3. Грибы. 4. Лишайники. Систематика, как биологическая наука. На Земле идентифицировано около 2 000 000 видов животных и растений, включая виды, которые жили в далеком прошлом, но затем вымерли. На долю растений приходится 500 000 видов, а на долю животных примерно 1 500 000 видов. Непрерывно открываются новые виды растений и животных. Чтобы изучать это огромное множество животных и растений, их необходимо вначале классифицировать на сходные группы или категории. Задачи классификации организмов решает наука, которую называют систематикой и предметом которой является выявление, изучение и описание особенностей этого множества форм. Современная систематика отражает эволюционные взаимоотношения и родственные связи между организмами. Задачи систематики – расположить живые организмы в такую систему, которая отражала бы историю развития мира животных и растений от форм древнейших и примитивных до современных и самых сложных. Основы современной классификации были заложены в XVIII в. шведским ученым К.Линнеем. К.Линней в качестве основной (начальной) систематической (таксономической) единицы (таксона) определил вид. Виды 29 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 30 из 180 объединяются в роды, роды в семейства, семейства в порядки (у животных в отряды), порядки в классы, классы в отделы (у животных в типы). Вид – это совокупность особей, сходных по строению, имеющих одинаковый набор хромосом и общее происхождение, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал. К.Линней ввел бинарную номенклатуру, т.е. обозначение вида двумя наименованиями: родовым и видовым. Например, пшеница мягкая, здесь первое слово обозначает род, а второе видовую принадлежность, а в целом название вида. Каждый таксон имеет наименование на латинском языке. В настоящее время в систематике используют девять основных систематических категорий: империя, надцарство, царство, тип, класс, отряд, семейство, род, вид. Таблица 1 Примеры классификации организмов Таксоны Царство Тип Класс Отряд (Порядок) Семейство Род Вид Представители Человек Мышь Животные Животные Хордовые Хордовые Млекопитающие Млекопитающие Приматы Грызуны Гоминиды Мышиные Человек Мышь Человек разумный Мышь домовая Пшеница Растения Покрытосеменные Однодольные Злаки Злаковые Пшеница Пшеница твердая По наличию оформленного ядра все клеточные организмы делятся на две группы: прокариоты и эукариоты. Прокариоты (безъядерные организмы) – самые примитивные клеточные организмы, не имеющие четко оформленного ядра. В таких клетках выделяется лишь ядерная зона, содержащая молекулу ДНК. Кроме того, в клетках прокариот отсутствуют многие органеллы. У них имеются только наружная клеточная мембрана и рибосомы. К прокариотам относятся бактерии и синезеленые водоросли. Эукариоты – истинно ядерные организмы, имеют четко оформленное ядро и все основные структурные компоненты клетки. К ним относятся растения, животные, грибы. Неклеточные формы жизни. Кроме организмов, имеющих клеточное строение, существуют и неклеточные формы жизни - вирусы и бактериофаги. Эти формы жизни представляют собой как бы переходную группу между живой и неживой природой. (Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским. В переводе слово «вирус» означает «яд»). Бактерии – это одноклеточные микроскопические организмы. Форма бактерий весьма разнообразна и лежит в основе их классификации. Бактерии 30 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 31 из 180 живут повсеместно - в почве, воде, воздухе, в организмах растений, животных и человека. Многие бактерии по способу питания являются гетеротрофными организмами. Часть из них, являясь сапрофитами, разрушает остатки мертвых растений и животных, способствует минерализации почвы. Бактериальные процессы спиртового и молочнокислого брожения используются человеком. К сапрофитам относятся бактерии гниения и брожения. Многие бактерии паразитируют внутри организма человека и животных, вызывая различные заболевания (туберкулёз, сибирская язва, столбняк, дифтерит и др.). Кроме гетеротрофных, существуют и автотрофные бактерии, например почвенные азотобактерии. К прокариотам относится еще одно группа микроорганизмов цианобактерии, это - автотрофы, имеющие окраску сине-зеленого цвета. Распространены в воде, почве, горячих источниках, входят в состав лишайников. Растения – царство эукариотических автотрофных организмов. Для растений характерны способность к фотосинтезу; наличие жестких клеточных стенок, состоящих как правило из целлюлозы; накопление крахмала, как запасного вещества; крупные вакуоли в клетках. Примитивные растения могут слабо отличаться от представителей других царств. Их основное отличие - наличие хлоропластов. С повышением уровня организации различия резко возрастают и растения легко отличить от остальных форм жизни. У растений неподвижное, сильно расчлененное тело. Они способны усваивать минеральные элементы питания, в частности азот, в виде неорганических соединений, а не с органической пищей, как животные. С малой концентрацией необходимых веществ в почвенном растворе и в атмосфере (СО2 для фотосинтеза) связаны отсутствие активного движения, требующего больших затрат энергии, и питание путем поглощения, а не заглатывания. Типичные растения неподвижны. Увеличение поверхности соприкосновения с источниками пищи достигается ветвлением. Прикрепленность к субстрату при необходимости постоянной перемены зон контакта со средой компенсируется ростом в течение всей индивидуальной жизни. Рост ограничен определенными участками, в которых располагаются меристемы (у высших растений). Растения - первичный источник всего органического вещества на Земле: без них была бы невозможна жизнь животных и человека. Аккумулируя энергию Солнца, зеленые растения в процессе фотосинтеза поглощают СО2 и выделяют О2, поддерживая постоянный состав атмосферы. До середины XX в. растения традиционно делились на низшие (бактерии, водоросли, слизевики, грибы и лишайники) и высшие. При современном выделении бактерий и грибов в самостоятельные царства понятие «низшие растения» изменилось. В современном понимании царство Растения включает 3 подцарства: Багрянки, Настоящие водоросли и Высшие растения. Багрянки и Настоящие водоросли можно рассматривать как Низшие растения, или Водоросли. 31 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 32 из 180 Низшие растения включают большую группу одноклеточных и многоклеточных растений, объединенных общим названием «водоросли». Водоросли древнейшие представители растительного мира, общее их количество около 40 000 видов. Основные отделы водорослей: зеленые водоросли, харовые водоросли, желто-зеленые водоросли, золотистые водоросли, пирофитовые водоросли, эвгленовые водоросли, диатомовые водоросли, бурые водоросли, красные водоросли. Среда обитания преимущественно водная, но встречаются они в почве, на коре деревьев и даже в снегу. Отличительной особенностью водорослей является отсутствие дифференциации на ткани и органы. Тело простейших водорослей состоит из одной клетки. Группы клеток могут объединяться и образовывать колонии колониальные формы. Многоклеточные водоросли могут иметь нитчатую форму или пластинчатое строение. Тело многоклеточных водорослей называется талломом или слоевищем. Воду и минеральные соли они всасывают всей поверхностью. Во всех клетках водорослей имеются хлоропласты (хроматофоры) органоиды, в которых протекает процесс фотосинтеза. Окраска хлоропластов, а следовательно, и водорослей зависит от содержания красящего пигмента и может быть зеленой, желтой, бурой, красной. Но зеленый пигмент - хлорофилл имеется у всех водорослей. В основу классификации водорослей на различные типы положены строение тела и состав красящих пигментов. Размножаются водоросли чаще бесполым путем: одноклеточные делением клетки на две или четыре, а многоклеточные - вегетативно: частями слоевища или спорами. При половом размножении гаметы сливаются попарно и образуют зиготу. Из зиготы после периода покоя путем деления возникают споры, дающие начало новым организмам. У некоторых водорослей половой процесс более сложный. Представители зеленых водорослей, обитатели пресных водоемов хламидомона, хлорелла, спирогира, улотрикс. Бурые и красные водоросли широко распространены в морях и океанах, некоторые из них могут достичь огромных размеров до 50 м. Грибы - это группа гетеротрофных организмов, которая имеет признаки сходства с растениями и животными. Как и растения, грибы имеют клеточную оболочку, неограниченный рост, они неподвижны, размножаются спорами, питаются путем всасывания растворенных в воде питательных веществ. Как и животные, грибы не способны синтезировать органические вещества из неорганических, не имеют пластид и фотосинтезирующих пигментов, в качестве запасного питательного вещества накапливают гликоген, а не крахмал, клеточную оболочку строят из хитина, а не из целлюлозы. Именно поэтому грибы выделяют в отдельное царство. Царство грибов объединяет около 100 тыс. видов, широко распространенных на земле. Строение гриба. Тело гриба - таллом состоит из тонких нитей - гифов. Совокупность гифов называется мицелием или грибницей. Гифы могут иметь 32 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 33 из 180 перегородки, образуя отдельные клетки. Но в некоторых случаях перегородки отсутствуют (у мукора). Поэтому клетки грибов могут содержать одно или множество ядер. Мицелий развивается на субстрате, при этом гифы проникают внутрь субстрата и разрастаются, многократно ветвясь. Размножаются грибы вегетативно - частями мицелия и спорами, которые созревают в специализированных клетках - спорангиях. Грибы делятся на два класса: низшие и высшие грибы. Низшие грибы часто имеют многоядерный мицелий или состоят из одной клетки. Представителями низших грибов являются плесневые грибы. Плесневые грибы развиваются в почве, на влажных продуктах питания, плодах, овощах, вызывая их порчу. Одна часть гифов гриба проникает внутрь субстрата, а другая часть поднимается вверх над поверхностью. На концах вертикальных гифов созревают споры. К высшим грибам относятся шляпочные грибы. Для них характерен многоклеточный мицелий, который развивается в почве, а на поверхности образуются плодовые тела, состоящие из плотно переплетенных гифов, в которых созревают споры. Плодовые тела состоят из ножки и шляпки. У одних грибов нижний слой шляпки образован радиально расположенными пластинками - это пластинчатые грибы. У других грибов на нижней стороне шляпки имеются многочисленные трубочки - это трубчатые грибы. В трубочках и на пластинках созревают споры гриба. Часто мицелий гриба образует микоризу, прорастая гифами в корни растений. Растение снабжает гриб органическими питательными веществами, а гриб обеспечивает минеральное питание растения. Такое взаимовыгодное сожительство называется симбиозом. Многие шляпочные грибы съедобны, но среди них есть и ядовитые. По способу питания грибы делят на сапрофитов и паразитов. Грибы наряду с бактериями играют важную роль в круговороте веществ в биосфере. Они разлагают органические вещества, минерализуют их, участвуют в образовании плодородного слоя почвы - гумуса. Велико значение грибов и в жизни человека. Кроме использования в пищу из грибов получают лекарственные препараты - антибиотики (пенициллин), витамины, ростовые вещества растений (гиббереллин), ферменты. Лишайники - это своеобразная группа организмов, представляющая собой симбиоз гриба и одноклеточных водорослей или цианобактерий. Гриб обеспечивает защиту водоросли от высыхания и снабжает водой. А водоросли и цианобактерии в процессе фотосинтеза образуют органические вещества, которыми питается гриб. Тело лишайника - слоевище (таллом) состоит из гифов гриба, среди которых находятся одноклеточные водоросли. Лишайники обладают уникальной особенностью - они могут существовать в самых неблагоприятных условиях, поселяться на голых скалах и камнях, коре деревьев, крышах домов. Их называют пионерами почвообразования, так как, «обживая» горные породы, они создают условия для последующего поселения растений. Единственным необходимым условием для жизни лишайников является чистота воздуха. Поэтому они служат индикаторами степени 33 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 34 из 180 загрязнения атмосферы. Размножаются лишайники вегетативно - частями слоевища и клетками водорослей. Растут очень медленно. По внешнему виду лишайники делят на три группы: корковые (накипные), листоватые и кустистые. Будучи автогетеротрофами, лишайники в процессе фотосинтеза создают органические вещества в местах, недоступных другим организмам. Одновременно они минерализуют органические вещества, тем самым участвуя в круговороте веществ в природе, и играя важную роль в почвообразовании. Основные понятия: систематика, прокариоты, эукариоты, бактерии, низшие растения, высшие растения, таллом, грибы, мицелий, спорангий, плодовое тело, симбиоз, микориза. Вопросы для самоконтроля: 1.Дайте определение систематики. 3.Какие основные систематические категории вам известны? 4.Кем была введена бинарная номенклатура? В чем её сущность? 5.Назовите основные таксономические единицы. 6.Укажите различия между до ядерными и ядерными организмами 7.Каковы особенности строения грибов, связанные с гетеротрофностью? 8.Значение водорослей, грибов в природе и в жизни человека. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.199-240 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.111-183 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника.- М.: Академия, 2002. - С.200-270 4.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.172-184 Тема Высшие растения План лекции 1. Высшие споровые растения. 2. Семенные растения. Как было отмечено выше, Царство растений делят на два подцарства – Низшие растения и Высшие растения. К низшим растениям относятся разнообразные водоросли, к высшим - споровые и семенные растения. Высшие растения. Объединяют более 300 тыс. видов растений. Около полумиллиарда лет тому назад появились первые наземные растения. Выход на сушу положил начало высшим растениям, их называли так, прежде всего за сложность строения, которое явилось следствием приспособления к новым, более жестким условиям существования. 34 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 35 из 180 В результате приспособления к новым условиям среды изменялись их внешний вид и внутренне строение. Появились органы выполняющие различные функции: корень, стебель, лист. Их клетки дифференцированы на ткани, специализированы и выполняют определенные функции. Первые высшие растения, отделившиеся от своих предков – водорослей, псилофиты – имели очень примитивное строение. Затем появились мхи, плауны, хвощи, папоротники. Первые вышедшие на сушу растения размножались и распространялись посредством специальных клеток – спор. К концу каменно-угольного периода споровые растения начали уступать место семенным. Первыми растениями размножающимися при помощи семян были семенные папоротники, от них произошли другие виды семенных растений. Вначале семенные растения не имели плодов, семена их образовывались открыто, поэтому такие растения называют голосеменными. Дальнейшая эволюция привела к образованию форм, у которых возникли видоизмененные побеги – цветки. В цветках появились завязи со скрытым внутри их семяпочками; двойное оплодотворение, вследствие которого образуются семена и плоды. Голосеменные и Покрытосеменные растения распространяются (расселяются) при помощи семян – их называют семенными; остальные - при помощи спор – их называют высшими споровыми. Высшие споровые растения. Мхи - это одна из самых древних групп высших растений, насчитывается около 30 тыс. видов. Они неприхотливы, выдерживают сильные морозы и длительную жару, но растут только во влажных тенистых местах. Представители этой группы наиболее просто устроены, их тело расчленено на стебель и листья. Они не имеют корней, а у наиболее простых печеночных мхов даже отсутствует деление на стебель и листья, тело имеет вид слоевища. Прикрепляются мхи к субстрату и всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами с помощью ризоидов — выростов наружного слоя клеток. Это в основном многолетние растения небольших размеров: от нескольких миллиметров до десятка сантиметров. Мхи – довольно распространенные растения. В настоящее время их насчитывается около 30 тыс. видов. Они неприхотливы, выдерживают сильные морозы и длительную жару, но растут только во влажных тенистых местах. Представители. На скалах, камнях, стволах деревьев селятся печеночные мхи. В хвойных лесах и на болотах встречается мох – кукушкин лён. Очень широко распространены белые, или сфагновые, мхи. Накапливая в своем теле большое количество воды, они способствуют заболачиванию почвы. Это связано с тем, что листья и стебель сфагнума наряду с зелеными клетками, содержащими хлоропласты, имеют мертвые бесцветные клетки с порами. Именно они и поглощают воду в 20 раз больше своей массы. Ризоиды у сфагнума отсутствуют. К почве он прикрепляется нижними частями стебля, которые, постепенно отмирая, превращаются в сфагновый торф. Доступ кислорода в толщу торфа ограничен, кроме того, сфагнум выделяет 35 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 36 из 180 специальные вещества, предотвращающие размножение бактерий. Поэтому попавшие в торфяное болото различные предметы, погибшие животные, растения часто не сгнивают, а хорошо сохраняются в торфе. В отличие от мхов остальные споровые имеют хорошо развитую корневую систему, стебли и листья. Более 400 млн лет назад они доминировали среди древесных организмов на Земле и образовывали густые леса. В настоящее время это немногочисленные группы в основном травянистых растений. Плауны - очень древние растения. Ученые полагают, что они появились около 350-400 млн лет назад и образовывали густые леса из деревьев высотой до 30 м. В настоящее время их осталось очень мало, и это многолетние травянистые растения. В наших широтах наиболее известен плаун булавовидный. Его можно встретить в хвойных и смешанных лесах. Стелющийся по земле стебель плауна крепится к почве придаточными корнями. Мелкие шиловидной формы листья густо покрывают стебель. Размножаются плауны вегетативно - участками побегов и корневищ. Хвощи - небольшие многолетние травянистые растения. Они имеют хорошо развитое корневище, от которого отходят многочисленные придаточные корни. Членистые стебли в отличие от стеблей плаунов растут вертикально вверх, от главного стебля отходят боковые побеги. На стебле расположены мутовки очень мелких чешуйчатых листочков. Весной на зимующих корневищах вырастают бурые весенние побеги со спороносными колосками, которые после созревания спор отмирают. Летние побеги зеленые, ветвящиеся, фотосинтезируют и запасают питательные вещества в корневищах, которые перезимовывают, а весной образуют новые побеги. Рис. 8. Высшие споровые растения: 1 – хвощ; 2 – плаун; 3 - папоротник 36 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 37 из 180 Стебли и листья хвощей жесткие, пропитаны кремнеземом, поэтому животные их не едят. Хвощи растут в основном на полях, лугах, болотах, по берегам водоемов, реже в сосновых лесах. Хвощ полевой, трудноискоренимый сорняк полевых культур, используется как лекарственное растение. Хвощ болотный ядовит для животных. Папоротники. Папоротники, как хвощи и плауны, в каменноугольном периоде были процветающей группой растений. Сейчас их насчитывается около 10 тыс. видов, большинство которых распространено во влажных тропических лесах. Размеры современных папоротников колеблются от нескольких сантиметров (травы) до десятков метров (деревья влажных тропиков). Папоротники наших широт - травянистые растения с укороченным стеблем и перистыми листьями. Под землей находится корневище - подземный побег. Из его почек над поверхностью развиваются длинные, сложные перистые листья - вайи. Они обладают верхушечным ростом. От корневища отходят многочисленные придаточные корни. Вайи тропических папоротников достигают в длину 10 м. Наиболее распространены папоротники орляк, щитовник мужской и др. Весной, как только оттает почва, от корневища отрастает укороченный стебель с розеткой красивых листьев. Летом на нижней стороне листьев появляются бурые бугорки - сорусы, представляющие собой скопления спорангиев. В них образуются споры. Молодые листья мужского папоротника используются человеком в пищу, как лекарственное растение. Вайи орляка используют для оформления букетов. В тропических странах некоторые виды папоротников разводят на рисовых полях для обогащения почвы азотом. Некоторые из них стали декоративными, оранжерейными и комнатными растениями, например нефролепис. Семенные растения – это господствующая в настоящее время группа высших растений. Их широкое распространение связано с возникновением семени и независимостью полового процесса от капельно-жидкой влаги. Семенные растения размножаются семенами. Многоклеточное сложно устроенное семя содержит зародыш будущего растения со всеми основными органами – зародышевым корешком, стебельком и почечкой с зародышевыми листьями (семядолями), имеет запас питательных веществ, защищено кожурой, обладает приспособлением для расселения. У многих растений семя проходит период покоя, прорастание начинается лишь при наступлении благоприятных условий. Это обеспечивает лучшее выживание проростков. Возникновение семян является дальнейшим приспособлением к сухопутному образу жизни. Семенные растения появились около 360 млн. лет назад в палеозое (конец девона). Их подразделяют на 2 отдела Голосеменные (Сосновые) и Покрытосеменные (Магнолиевые). Голосеменные растения. Современные голосеменные растения представлены около 800 видами деревьев и кустарников. Распространены по всему земному шару. Главное отличие голосеменных от ранее изученных растений - наличие семян. Семя лучше переносит неблагоприятные условия, 37 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 38 из 180 способствует распространению растения. Произошли о вымерших разноспоровых папоротниковидных. Голосеменные подразделяются на семь классов: Семенные папоротники, Саговниковые, Беннеттитовые, Кордаитовые, Гинкговые, Хвойные, Гнётовые. Первые три класса объединяют гигрофитные деревья, с неразветвленным стволом и крупными перистыми листьями, растущими в условиях безморозного периода. Семенные папоротники, Кордаитовые и Беннеттитовые полностью вымерли. Древними голосеменными являются представители класса Саговники. Своего расцвета они достигли в каменноугольном периоде. Класс Саговники распространены в тропиках и субтропиках; внешне напоминают пальму. Наиболее известен саговник поникающий, родом из Японии. Класс Гинкговые – до настоящего времени сохранился единственный род – гинкго двухлопастное (реликтовое растение). В диком состоянии сохранилось только в Китае, где широко культивируется в парках. Класс хвойные. В настоящее время являются наиболее многочисленными голосеменными – к ним относится более 600 видов (в Казахстане 17 видов). Хвойные почти все деревья, редко кустарники; трав среди них нет. Это сосны, пихты, ели, лиственницы, пихта, кедр, можжевельник, кипарис, туя. Они образуют хвойные и смешанные леса, которые занимают огромные пространства. Свое название эти растения получили из-за своеобразных листьев - хвои. Обычно они игольчатые, покрытые слоем кутикулы, их устьица погружены в мякоть листа, что снижает испарение воды. Многие деревья относятся к вечнозеленым растениям. К листопадным хвойным относится лиственница. Покрытосеменные растения. Покрытосеменные, или цветковые, растения появились относительно недавно, примерно 150 млн лет назад, но быстро распространились и завоевали всю нашу планету. Покрытосеменные произошли от древних голосеменных. Предполагается, что покрытосеменные впервые появились во влажных тропиках. Сейчас это самая многочисленная группа растений, насчитывающая около 250 тыс. видов. Покрытосеменные преобладают в растительном покрове Земли – лесов, лугов, болот, и только в тундре уступают место лишайникам. Наиболее древними покрытосеменными считают вечнозеленые древесные растения, у которых листья цельные, с перистым жилкованием. На ранних этапах развития покрытосеменных обособились две ветви, сильно отличающиеся друг от друга. Одна ветвь дала начало растениям, которые объединили в класс двудольных, другая состояла из растений, составивших класс однолольных. Покрытосеменные наиболее высокоорганизованные из высших растений. Они имеют сложноустроенные органы, высокоспециализированные ткани, обладают более совершенной проводящей системой. Для них характерны интенсивный обмен веществ, быстрый рост и высокая приспособленность к различным экологическим условиям. 38 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 39 из 180 Главное отличие этих растений в том, что семяпочка у них защищена от неблагоприятных воздействий и располагается в завязи пестика. Отсюда и их название - покрытосеменные растения. Покрытосеменные имеют цветок генеративный орган и семя, защищенное плодом. Цветок служит для привлечения опылителей (насекомых, птиц), защищает репродуктивные органы - тычинки и пестик. Для них характерно двойное оплодотворение; образование после процесса двойного оплодотворения плода, семян, эндосперма. Цветковые растения представлены всеми тремя жизненными формами: деревьями, кустарниками, травами. Среди них есть как однолетние, так и многолетние растения. Некоторые из них вторично перешли к жизни в воде, утратив или упростив некоторые органы и ткани. Например, ряска, элодея, стрелолист, водяная лилия. Покрытосеменные растения делятся на два класса по числу семядолей в зародыше семени: двудольные и однодольные. Двудольные растения - более многочисленный класс, в него входят более 175 тыс. видов, объединенных в 350 семейств. Отличительные признаки класса: корневая система обычно стержневая, но у травянистых форм может быть и мочковатой; наличие камбия и дифференцированность коры, древесины и сердцевины в стебле; листья простые и сложные с сетчатым и дуговым жилкованием, черешковые и сидячие; цветки четырех- и пятичленные; зародыш семени имеет две семядоли. К двудольным относится большинство хорошо известных растений. Это все деревья: дуб, ясень, клен, береза, ива, осина и т.д.; кустарники: боярышник, смородина, барбарис, бузина, сирень, лещина, крушина и т. д., а также многочисленные травянистые растения: василек, лютик, фиалка, лебеда, редис, свекла, морковь, горох и др. Семейства растений относящиеся с двудольным: розоцветные, бобовые, паслёновые, крестоцветные, сложноцветные, тыквенные, губоцветные, мальвовые, маковые, маревые, зонтичные и др. Однодольные растения составляют примерно 25 % всех покрытосеменных и объединяют около 60 тыс. видов. Отличительные признаки класса: мочковатая корневая система; стебель в основном травянистый, камбий отсутствует; листья простые, часто с дуговым и параллельным жилкованием, сидячие и влагалищные; цветки трехчленные, редко четырех- или двухчленные; зародыш семени имеет одну семядолю. Преобладающая жизненная форма однодольных - травы, многолетние и однолетние, древовидные формы встречаются редко. Семейства растений относящиеся с однодольным: злаковые, лилейные, луковые, касатиковые, осоковые и др. Исключительно важно значение покрытосеменных для человека. Широкое распространение в культуре получили около 1000 видов, а всего используется человеком более 30 000 видов покрытосеменных. К покрытосеменным относятся главнейшие пищевые растения – хлебные злаки, овощные культуры, плодовые растения; прядильные, дубильные, пряные, красильные, ароматические, лекарственные и другие растения. 39 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 40 из 180 Основные понятия: споровые растения, семенные растения, споры, мхи, плауны, хвощи, папоротники, вайи, голосеменные растения, покрытосеменные растения, жизненная форма, двудольные растения, однодольные растения,. Вопросы для самоконтроля: 1.Охарактеризуйте особенности высших споровых растений. 2.Характерные признаки семенных растений. 3.Практическое значение мохообразных и папоротников. 4.Основные отличия между голосеменными и покрытосеменными растениями. 5.Роль голосеменных и покрытосеменных растений в современном растительном покрове Земли. 6.Охарактеризуйте классы, на которые делится отдел покрытосеменные. 7.Отличительные признаки двудольных растений. 8.Отличительные признаки однодольных растений. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013.- С.241-319 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. - М.: Просвещение, 2000.- С.183-272 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника. - М.: 2002. - С.269-310 4.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.202-212 Тема Растительные сообщества План лекции 1. Общая характеристика растительного сообщества. 2. Динамика растительного сообщества. Растительный организм и среда находятся в тесном единстве. Факторы среды определяют распределение растений как по земной поверхности, формируя зоны растительности, так и в пределах небольших территорий, влияя на создание определенных растительных сообществ. В сходных экологических условиях эти сочетания повторяются. Так, на низинных болотах даже на отдаленных территориях произрастают одни и те же виды травянистых растений. На песчаных почвах обычно растут сосновые леса, а на глинистых - еловые. Растительное сообщество (фитоценоз) - это исторически сложившаяся устойчивая совокупность различных видов растений на однородном участке территории, характеризующаяся определенными взаимоотношениями как друг с другом, так и с условиями среды. Каждое растительное сообщество имеет определенную структуру: определенный набор видов - флористический состав, и определенное расположение видов - ярусность. Подбор видов в данном сообществе зависит 40 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 41 из 180 от их биологических и экологических особенностей. Виды, составляющие данное сообщество, могут быть представлены различными жизненными формами. Особую роль в формировании сообщества играет конкуренция между видами или особями одного вида. В результате происходит естественный отбор более приспособленных растений. Рассмотрим березовый лес. Известно, что береза - порода световая, поэтому она заселяет свободные открытые участки (заброшенные пашни, пожарища и проч.). Под кроной берез могут поселяться только растения, переносящие затенение - ель, кустарники и некоторые виды трав. При формировании данного растительного сообщества (фитоценоза) определенную роль играют также почвы и степень их увлажнения. Количество видов, слагающих каждое растительное сообщество, различно. Различно и количество индивидов каждого вида. Виды, встречающиеся в большом количестве (обильно) и занимающие большую площадь (имеющие большое покрытие), играют в сообществе ведущую роль (доминируют, преобладают над другими). Их называют доминантами. Различная потребность видов, слагающих данное растительное сообщество, в условиях освещения определяет её расположение на разной высоте, т.е. надземную ярусность фитоценоза. По доминантным видам каждого яруса составляют название данного фитоценоза. Например, еловый лес со сплошным покровом почвы из черники называют ельником-черничником; еловый лес со сплошным покровом зеленых мхов - ельником-зеленомошником и т. д. Существует и подземная ярусность. Таким образом, разнообразие видов на небольшом участке связано также с тем, что корневые системы их располагаются не на одинаковой глубине. Это позволяет растениям поглощать минеральные вещества из различных слоев почвы. Растительные сообщества характеризуются видовым составом, жизненными формами, входящими в их состав, характером местообитания, географическим положением, хозяйственной пригодностью и динамикой. Динамика растительного сообщества. Сформировавшееся растительное сообщество не является чем-то застывшим и неподвижным, оно динамично по своей природе. Прежде всего изменяется внешний вид фитоценоза (аспект). В течение года одно и то же растительное сообщество (лес, луг, степь) меняет свой внешний облик в результате изменения возраста растений, цветения отдельных видов, образования семян и плодов. Смена внешнего вида сообщества, связанная с фенологическими циклами растений, наглядно показывает, что виды, составляющие его, экологически разнокачественные. В связи с изменением метеорологических условий в разные годы внешний вид данного фитоценоза также будет различен. Это вызывается более пышным развитием одних видов в сложившихся условиях и угнетенным состоянием других. Аспект фитоценоза может меняться в связи с коренным изменением внешних условий: изменение климата на данной территории (в историческом масштабе), изменение почвенно-грунтовых условий (заболачивание, 41 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 42 из 180 засоление), влияние деятельности человека и т. д. Это приводит к глубокой перестройке сообщества, к смене одного сообщества другим. Растительные сообщества тесно связаны со всеми организмами, обитающими в нем. Деревья, травы, крупные животные, птицы, насекомые, грибы и бактерии, населяющие почву, создают единую цепь круговорота веществ и энергии. Этот круговорот осуществляется через пищевые и другие связи. Растительное сообщество вместе с обитающими в нем другими организмами образует биоценоз. Биоценозы существуют в тесной связи с окружающей их средой. Устойчивую систему, включающую биоценоз и их среду обитания, называют экологической системой (экосистема) или биогеоценозом. В каждой экологической системе его компоненты связаны единым процессом - круговоротом веществ. Огромную и сложную экологическую систему представляет собой наша планета с обитающими на ней организмами. Основные термины: фитоценоз, флористический состав, ярусность, доминанты, аспект, биоценоз, биогеоценоз. Вопросы для самоконтроля: 1.Что такое фитоценоз, флора? 12.Охарактеризуйте особенности растительных сообществ. 2.Назовите причины изменения аспекта фитоценоза. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.319-320 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. - М.: Просвещение, 2000. - С.288-289 42 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Модуль 2 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 43 из 180 Основы зоологии Тема Многообразие и эволюция животного мира. Характеристика основных типов животных План лекции 1. Общая характеристика животного мира. 2. Характеристика типа простейшие. 2. Характеристика типов черви (плоские, круглые, кольчатые). Объектом изучения зоологии являются животные, представляющие особое царство живых существ на земле. Как было рассмотрено ранее, в настоящее время принято разделять мир живых существ на два надцарства: прокариоты, или безъядерные (не имеющие оформленного ядра в клетке) и эукариоты, или ядерные (имеющие ядро в клетке). Среди эукариот выделяют царство растения и царство животные. Имея общие черты с растениями (одинаковое клеточное строение, одинаковый генетический материал и др.), животные имеют и существенные отличия. Клетки животных лишены твердой целлюлозной оболочки и пластид. Многим растениям присущ неограниченный рост, который не характерен для животных. Все животные, за исключением простейших, являются многоклеточными гетеротрофными животными, способными к движению (значительная часть животных активно двигается, и имеет специальные органы движения). Животные являются гетеротрофными организмами, т.е. питаются готовыми органическими веществами, преимущественно другими организмами или их остатками. Большинство же растений автотрофы, создающие органические вещества в процессе фотосинтеза. Однако различия по типу питания между указанными царствами относительны и имеются переходные формы, особенно многочисленные среди низших форм. На основе сравнительного изучения живых организмов из разных царств выявлены их основные отличительные особенности. Для животных они состоят в следующем. В отличие от зеленых растений, животным свойственен голозойный, способ питания путем заглатывания пищевых частиц. Кроме того, некоторые животные обладают сапрофитным способом питания. К ним относятся некоторые паразитические и примитивные свободноживущие формы, всасывающие через наружные покровы растворенные органические вещества. Животным свойственны активный метаболизм, ограниченный рост тела и сложное строение представителей высших форм, обладающих различными системами органов (двигательная, пищеварительная, выделительная, кровеносная, дыхательная, половая, нервная). Для животных (кроме губок) характерна координация частей тела с помощью нервной системы. Между растениями и животными существуют различия и по численному составу. 43 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 44 из 180 Значение животных в природе определяется их ролью в биогенном круговороте веществ в биосфере. Если автотрофные организмы (зелёные растения) являются продуцентами органического вещества, то животные - это основные консументы, или потребители, органических веществ. Наряду с грибами и микроорганизмами животные могут выполнять и роль редуцентов, осуществляя минерализацию органических веществ. Животные совместно с другими гетеротрофами участвуют в поддержании стабильности состава атмосферы. В го время как автотрофы обогащают атмосферу кислородом, необходимым для дыхания большинства живых организмов, то гетеротрофы выделяют в процессе дыхания углекислый газ, используемый растениями для фотосинтеза. Таким образом, растения связывают и аккумулируют солнечную энергию в форме органического вещества, а животные ее потребляют. Но без гетеротрофов не было бы динамического равновесия органического вещества в биосфере, соотношения кислорода и углекислого газа в атмосфере, зольных элементов в почве. Такое взаимодействие автотрофных и гетеротрофных организмов в биосфере - результат их сопряженной эволюции. Велика роль животных, как и растений, в накоплении и концентрации минеральных веществ. Так, образование у животных минерального скелета приводит при их отмирании к образованию осадочных пород: известняков, трепела, сланцев. Большое значение в природе имеют животные-биофильтраторы, способствующие очищению водоемов от взвешенных органических частиц. Животные-сапрофаги участвуют в переработке и минерализации органических остатков на дне водоемов и играют существенную роль в почвообразовании. Все животные, населяющие нашу планету, составляют ее животный мир. Видовой состав животного мира Земли изучен еще не в полной мере. Распределение животных в биосфере Земли связано с заселением ими различных сред жизни: водной, воздушной, почвенной, а также в теле других организмов. В каждой среде животные входят в состав биоценозов - сообществ живых организмов, связанных между собой различными взаимоотношениями. В соответствии с наиболее распространенной классификацией царство животных подразделяют на подцарства Одноклеточные и Многоклеточные. Подцарство Одноклеточные включает тип Простейшие. Многоклеточные подразделяют на животных, не имеющих настоящих органов и тканей (тип Губки) и, на настоящих многоклеточных животных (тип Кишечнополостные, тип Плоские черви, тип Круглые черви, тип Кольчатые черви, тип Моллюски, тип Членистоногие, тип Хордовые). Наконец, животных подразделяют на беспозвоночных и позвоночных. К беспозвоночным относят животных, не имеющих типичного скелета, к позвоночным – животных, имеющих скелет. Важно заметить, что эти подразделения не основаны на естественной системе классификации, но они имеют практическое значение, отражая общие черты организации живого мира. Подцарство Одноклеточные Тип Простейшие – это одноклеточные организмы. Любой представитель 44 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 45 из 180 простейших является не только клеткой, но и представляет собой самостоятельный организм. В пределах этого подцарства известно свыше 25 000 видов, большинство из которых обитает в пресных и соленых водах, в почве. Около 3 500 видов являются паразитами растений, животных человека, заселяя их клетки, ткани и полости тела. Строение простейших в принципе сходно со строением клеток многоклеточных организмов. Однако для них характерны специфические отличия, определяемые тем, что любой представитель простейших не только является клеткой, но и представляет собой самостоятельный организм. Форма тела является овальной или вытянутой, а размеры в большинстве случаев микроскопические (3-150 мкм), хотя встречаются и более крупные формы. Типичные простейшие покрыты трехслойной мембраной, толщина которой варьирует у организмов разных видов. Каждый слой мембраны построен в основном из белков. Отдельные простейшие (раковинные корненожки) имеют наружный цитоскелет в виде раковины. Цитоплазма дифференцирована на экто- и эндоплазму. Эктоплазма является уплотненным образованием, из которого образуется периферическая пленка, называемая пелликулой. Эндоплазма имеет более рыхлую структуру. Для простейших характерно наличие органелл (органоидов) двух типов: общего назначения и специальных. Органеллами общего назначения являются ядро, митохондрии, рибосомы, центриоли, комплекс Гольджи, лизосомы и др. Наиболее крупные простейшие многоядорны, мелкие - одноядорны. Ядро окружено двойной мембраной. Количество хромосом различно у организмов разных видов и колеблется в пределах от двух (вероятно, гаплоидное число) до более чем 160. Длина хромосом составляет 1-50 мкм. Органеллами специального назначения являются органеллы движения, а так же пищеварительные и сократительные вакуоли. Органеллы движения (локомоторные структуры) представлены псевдоподиями (ложноножками), жгутиками, или ресничками. Питание простейших характеризуется значительным разнообразием в способах поглощения пищи. Одни из них воспринимают пищу из растворов всем телом посредством пиноцитоза, другие поглощают твердую пищу через цитостом (клеточный рот), третьи захватывают пищу псевдоподиями. Пища, поступающая в эндоплазму, переваривается в специализированных вакуолях, содержащих пищеварительные ферменты. Частицы пищи, остающиеся не переваренными, выбрасываются в среду вместе с пищеварительной вакуолью. Многие водные простейшие обладают одной или более сократительной вакуолью, которая у них обеспечивает постоянство осмотического давления, а также снабжение кислородом с помощью поступающей и затем выбрасываемой воды. Часть простейших, сходных с растениями, имеет хроматофоры, в 45 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 46 из 180 которых происходит фотосинтез. Из-за содержания хлорофилла и запасных пигментов хроматофоры по цвету могут быть зелеными, желтыми, красными, коричневыми и даже голубыми. Пищевые потребности простейших с хроматофорами и без хроматофоров упрощены по сравнению с простейшими животной природы. Размножение простейших происходит как бесполым, так и половым путем. Простейшие способны к раздражимости, т. е. к ответным реакциям на воздействие различных факторов. В частности, одной из важнейших форм раздражимости простейших является способность к превращению их вегетативных форм при неблагоприятных условиях в цисты, что называют инцистированием. Благодаря инцистированию простейшие способны выживать в самых неблагоприятных условиях (высыхание среды, появление в ней вредных веществ, изменение температуры и др.) в течение времени, измеряемого годами. При попадании в благоприятные условия цисты развиваются в активные вегетативные формы. Таким образом, инцистирование способствует распространению простейших, попаданию их в новые экологические ниши. Большинство простейших являются свободноживущими. Известны также простейшие, которые могут обитать в организме другого вида, не принося ему ущерба, а даже помогая ему. Например, некоторые жгутиконосцы, обитающие в кишечнике термитов, могут переваривать там целлюлозу и этим обеспечивают пищевые потребности термитов, поскольку последние самостоятельно не утилизируют это соединение. Однако значительная часть простейших ведет паразитический образ жизни, причем отделу очень опасны для человека и животных. Человек является потенциальным хозяином около 25 видов простейших, из которых 2 вида могут обитать в полости рта, 12 видов - в кишечнике, 1 - в мочеполовом тракте, около 10 - в крови и других тканях. Простейших классифицируют на основе способов их движения (строения локомоторных органов), особенностей размножения на несколько классов: 1) класс саркодовые, 2) класс жгутиконосцы, 3) класс инфузории, 4) класс споровики. Класс Саркодовые. Саркодовые являются наиболее примитивными организмами среди всех простейших. Обитают в основном в соленых (морских) водах, однако живут также и в пресной воде, во влажной почве. Многие паразитируют в организме животных и человека. Типичными представителями Саркодовых являются пресноводная амёба и дизентерийная амёба. Пресноводная амеба обитает в лужах, прудах. В ее цитоплазме различают два слоя - эктоплазму и эндоплазму. Содержит одно ядро. Передвигается с помощью псевдоподий. Размножается бесполым путем (делением). Способна к инцистированию в неблагоприятных условиях. Другими известными свободноживущими Саркодовыми являются пресноводные раковинные корненожки и фораминиферы, обитающие в морях. Дизентерийная амеба является паразитом человека. Для нее характерен 46 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 47 из 180 сложный цикл развития. Человек заражается в результате заглатывания с загрязнёнными продуктами цист этого организма. Болезнь, вызываемая этим паразитом, носит название амёбиаза. Класс Жгутиконосцы. Эти организмы обитают в морских и пресных водах или ведут паразитический образ жизни в организме растений и животных, принадлежащих к разным систематическим группам, а также в организме человека. Насчитывают около 8000 видов. Среди организмов этого класса различают свободноживущих и паразитов, для которых характерны сложные циклы развития. Наиболее известными паразитами человека являются трипаносомы, которые вызывают трипаносомоз (африканскую сонную болезнь), лейшмании которые вызывают лейшманиоз, трихомонады вызывающие трихомоноз, и лямблии вызывающие лямблиоз. Класс Споровики. Организмы этого класса характеризуются простотой организации. Они не имеют органоидов пищеварения и выделения. Питание, дыхание и выделение обеспечиваются всей поверхностью их тела. Рис. 9. Простейшие: 1 – амёба; 2 – эвглена зелёная; 3 – фораминеферы (раковины); 4 – инфузория туфелька (1-большое ядро; 2-малое ядро; 3клеточный рот; 5-пищеварительная вакуоль; 6-порошица: 7сократительные вакуоли; 8-реснички) Все споровики являются внутриклеточными паразитами. Насчитывают около 20 000 видов. Все они являются паразитами животных многих систематических групп. Среди них наиболее известными паразитами являются возбудители малярии и токсоплазмоза. 47 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 48 из 180 Особенностью споровиков является то, что для них характерны сложные циклы развития, происхождение которых связано с образованием спор и сменой хозяев. Например, у малярийных плазмодиев жизненный цикл связан с чередованием бесполого и полового размножения. В организме человека плазмодии размножаются бесполым путем. Половое размножение, малярийных плазмодиев происходит в организме комара. Возбудитель токсоплазмоза, которым болеют человек и животные, также характеризуется сложным циклом развития. Часть цикла токсоплазм проходит в организме кошки, часть - в организме другого млекопитающего, а часть в организме человека. Человек заражается ооцистами возбудителя при разделке туш животных, а цистами - при употреблении в пищу недостаточно прожаренного или проваренного мяса Класс Инфузории. В составе этого типа насчитывают около 6 000 видов. Являются обитателями очень многих экологических ниш. Различают свободноживущих и паразитирующих инфузорий. Наиболее известным свободноживущим организмом является парамеция, или туфелька. Патогенным представителем этого тина является балантидий, вызывающий у человека балантидиоз. Человек инвазируется цистами балантидия в результате приема зараженной им пищи и воды, а также пользования загрязненными предметами. Известны инфузории, часть цикла которых является паразитической, часть - свободноживущей. Такой инфузорией является ихтиафтириус, паразитирующий в организме рыб. Инфузории - наиболее организованные существа среди простейших. Они являются также процветающей группой среди животных этого под царства. Простейшие являются древнейшими обитателями Земли. Подцарство Многоклеточные Тип Губки – наиболее примитивные многоклеточные. Обитатели морей, ведут неподвижный образ жизни, прикрепленные ко дну и подводным предметам животные. Губки – это колониальные организмы. Для них характерна разнообразная форма; мягкое и эластичное тело, понизанное порами, в которые поступает вода; различная окраска. Имеют внутренний скелет (известковый, кремневый или роговой). Для дыхания используют растворенный в воде кислород. Питаются органическими остатками растений и животных, а также простейшими и бактериями. Новые исследования показали, что морские губки способны поглощать и растворять мелкие кварцевые частицы, что связывают с потребностью губок в аскорбиновой кислоте. Эта способность является уникальной в мире животных. Для губок характерны бесполое размножение (почкование), а также половая дифференциация и половое размножение. Отдельные виды губок ядовиты для человека. Практическое значение невелико. Известны губки, используемые в хозяйственной деятельности 48 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 49 из 180 человека (туалетные губки, бодяги, стеклянные губки). Происхождение губок не совсем ясное. Предполагают, что они являются слепой ветвью эволюции. Тип Кишечнополостные. Это самые древние многоклеточные животные. Организмы этого типа являются обитателями в основном морей, но они проникли и в пресные воды. Известно около 9 000 видов. Кишечнополостным присуща довольно простая организация. Это двухслойные животные с полостью внутри. Для них характерна радиальноосевая симметрия. Их тело состоит из экто- и энтодермы, между которыми находится мезоглея, представляющая собой слой неклеточного вещества. Типичными представителями, обитающими в морских водах, являются коралловые полипы, образуя часто колонии, ведущие неподвижный образ жизни, и медузы, одиночные организмы, ведущие подвижный. Наиболее известным пресноводным представителем кишечнополостных является гидра. Размножаются бесполым и половым путем. Кишечнополостные склонны к образованию симбиотических отношений в форме комменсализма, мутуализма, паразитизма с другими морскими организмами. Кишечнополостные имеют важное значение в природе. Они являются участниками многих морских экологических систем. Образуя колонии, коралловые полипы формируют рифы, коралловые острова. Кишечнополостные - самые древние многоклеточные животные, процветающие в современную эпоху. Они встречались еще в докембрии. Входят в основной ствол эволюции. Предполагают, что их предками были когда-то примитивные многоклеточные животные, для которых характерен был свободноплавающий образ жизни. Тип Плоские черви - это животные с двусторонней симметрией тела. Тело сплюснуто в спиннобрюшном направлении, поэтому внешне они похожи на лист, пластинку или ленту. Значительная часть плоских червей - это свободноживущие обитатели морских и пресных водоемов, влажных почв, но есть и большое количество паразитических форм живущих в организме растений, животных и человека. Они составляют один из наиболее больших по численности типов животных (около 9 000 видов). Размеры плоских червей в длину чрезвычайно варьируются - от 0,5 мм до 30 м. У некоторых плоских червей поверхностный (покровный) эпителий снабжен ресничками или даже жгутиками, у других он характеризуется тем, что ядра и цитоплазма смещаются в глубь тела, формируя так называемый погружной эпителий. У них имеется кожно-мускульный мешок, который образует покров и мускулатуру тела. Появляются выделительная и пищеварительная системы. Пищеварительная система у некоторых плоских червей представлена ротовым отверстием, глоткой, пищеводом и кишкой, а у некоторых (у ленточных) её совсем нет. Плоские черви характеризуются также отсутствием скелетной, сосудистой и дыхательной систем. Нервная система характеризуется по сравнению с 49 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 50 из 180 кишечнополостными значительным усложнением; состоит из двух нервных узлов и нервных стволов. Все плоские черви - гермафродиты. Среди гельминтов, принадлежащих к этому типу, широко распространен паразитизм. Общий уровень метаболизма у паразитических видов существенно не изменен. Однако живя в кишечнике животных или человека, где количество кислорода ограничено, многие плоские червя, развили анаэробный тип дыхания, при котором кислород они получают путем восстановления углеводов (по типу брожения). У паразитических форм неподвижный образ жизни и обилие пищи нашли отражение в их гигантской репродуктивной способности, которая компенсирует потери при переходе паразита от одного хозяина к другому. Для плоских червей характерно развитие с неполным метаморфозом. Их личиночные стадии являются мелкими организмами, не способными к восприятию пищи, а также с ограниченной локомоторной способностью и временем жизни. У некоторых видов лишь один экземпляр на 1 млн особей является удачливым в переживании. Поэтому переживание паразитических видов обеспечивается, возможно, лишь их гигантской репродуктивной способностью. Тип Плоские черви делят на три класса: 1) класс Ресничные, или Турбеллярии; 2) класс Сосальщики, или Трематоды; 3) класс Ленточные. Ресничные черви (известно примерно 3 000 видов) являются наиболее примитивными плоскими гельминтами. Их размеры в длину составляют около 5 мм. Они являются обитателями в основном пресных и солоноватых вод. Ведут свободный образ жизни. Наиболее известным представителем животных этого класса является планария. Однако многие турбеллярии паразитируют в организме морских ракообразных, рыб и других животных. Турбеллярии не имеют ни хозяйственного, ни какого-либо другого выраженного значения, если не принимать во внимание их использования в качестве экспериментальном модели и некоторых медико-биологических исследованиях. Всем ресничным червям присуща способность к регенерации. При неблагоприятных условиях они могут распадаться на куски, каждый из которых впоследствии восстанавливается в целый организм. Сосальщики представлены примерно 6 000 видами, все из которых являются паразитами животных и человека. Поэтому их тело не имеет ресничек, а покрыто плотным покровом. Для прикрепления к телу хозяина имеется две присоски: ротовая и брюшная. Развитие всех сосальщиков идет со сменой хозяев (т.е. для сосальщиков характерно непрямое развитие). Причем их жизненные циклы довольно сложны. По этой причине их называют биогельминтами. Циклы развития связаны с циркуляцией в организме постоянных хозяев (дефинитивных, окончательных) мариты (взрослой формы) 50 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 51 из 180 и в организме промежуточных хозяев личиночных форм. Дефинитивными хозяевами трематод являются человек и другие животные. В качестве патогенных видов этого класса являются печеночный, кошачий и ланцетовидный сосальщики, клонорхис и другие. Ленточные черви являются паразитами млекопитающих и человека. В этом классе насчитывают более 3 000 видов гельминтов. Наиболее известными видами являются цепень вооруженный, цепень невооруженный, эхинококк, лентец широкий и др. Ленточные гельминты также являются биогельминтами, т.к. их жизненные циклы проходят со сменой разных хозяев. Предполагают, что плоские черви произошли либо от древних кишечнополостных, либо от предков, общих с древними кишечнополостными. Сосальщики произошли от ресничных червей, перешедших к паразитическому образу жизни. Тип Круглые черви. Круглые черви характеризуются удлиненным цилиндрическим телом, не имеющим сигментации и ресничек на поверхности. Насчитывается более 10 000 видов. Они адаптированы к жизни почти во всех экологических нишах. Широко распространены в морях, океанах, пресных водоемах, придонном иле, различных типах почв. Многие являются паразитами человека, животных и растений. Круглые черви характеризуются трехслойностью, билатеральной симметрией, наличием первичной полости тела и кожно-мускульного мешка. Помимо круглой формы, типичными для них является наличие мышечной, пищеварительной, выделительной, нервной и половой систем для которых характерны дальнейшие прогрессивные изменения. У этих червей отмечается раздельнополость, а для свободноживущих форм характерно большое разнообразие в половом размножении. Для пищеварительной системы характерно наличие анального отверстия. Кровеносная и дыхательная системы отсутствуют. Круглые черви доступны для культивирования в лабораторных условиях. Среди круглых гельминтов встречаются как свободноживущие, так и паразитические формы. После оплодотворения откладывают яйца. Многие паразитические формы являются геогельминтами, т. к. развиваются обычно в одном хозяине. Известны среди них также и биогельминты. Тип круглые черви классифицируется на несколько классов, из которых наибольшее распространение и значение имеет класс Собственно круглые черви, или нематоды. Среди паразитических нематод наиболее известными являются аскарида человеческая, острица, трихинелла, кривоголовка, угрица кишечная. Происхождение круглых червей до конца не выяснено. Том не менее многие гельминтологи считают, что они произошли от ресничных червей и развились в обособленную эволюционную ветвь филогенетического древа животного мира. В эволюции круглых червей важную роль играли ароморфозы, в частности, большое значение имело появление первичной полости тела, 51 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 52 из 180 образованной по принципу «трубка в трубке» с отверстиями на обоих концах. Ароморфозами являются также прогрессивное развитие пищеварительной системы, появление раздельнополости и живорождения (у некоторых видов). Тип Кольчатые черви, или кольчецы – это высокоорганизованные черви, являющиеся обитателями пресных и морских водоемов, почвы и других сред. Насчитывается около 10 000 видов этих животных. Их длина составляет от долей миллиметра до 2,5 м. Характеризуются разделением тела внутренними перегородками на сегменты, которые функционируют практически самостоятельно. Тело дифференцировано на головную часть, среднюю часть и анальный район. Для кольчецов характерны билатеральная симметрия, кожно-мускульный мешок, наличие дыхательной, пищеварительной, кровеносной, нервной и половой систем, а также органов движения (параподий) в каждом сегменте. Кольчатые черви устроены таким образом, что внешняя трубка, или стенка их тела, отделена от внутренней трубки пищеварительного канала целомическим пространством. Кольчатые черви имеют значение в круговороте веществ в природе, служат пищей рыб, в том числе и промысловых. Земляные черви способствуют рыхлению почвы и обогащению ее органическими веществами. Они улучшают также водный и газовый баланс почвы. В медицинской практике значение имеет обитающая в неглубоких пресных водоемах медицинская пиявка, которую давно используют в лечении гипертонии, повышенной свертываемости крови, тромбозов и других болезней. Представления о происхождении кольчатых червей противоречивы. В любом случае можно считать, что происхождение кольчецов связано с крупными ароморфозами в виде появления метамерии, кровеносной и дыхательной систем, усложнения выделительной и нервной систем. Предполагают, что пиявки произошли от малощетинковых червей или от их предков. Кольчатые черви связаны филогенетически с членистоногими и мягкотелыми, поэтому они являются узлом в родословном древе животного мира. Основные понятия: простейшие, губки, кишечнополостные, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви. Вопросы для самоконтроля: 1.В чем заключается значение простейших в природе и в жизни человека? 2.Какие главнейшие особенности характеризуют тип простейших? 3.Охарактеризуйте основные компоненты тела простейших. 4.Какие главнейшие особенности строения характеризуют кишечнополостных? 5.В чем проявляется приспособленность червей паразитов к жизни в организме хозяев? 6.Какое значение для вашей будущей педагогической деятельности имеет изучение простейших, червей? 7.Как предупредить заражение человека паразитами? 52 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 53 из 180 Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.8-99 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных. - М.: Просвещение, 2000. - С.3-51 Тема Тип Моллюски. Тип членистоногие План лекции 1. Характеристика типа моллюски. 2. Характеристика типа членистоногие. Тип Моллюски. Это достаточно большой тип животных, насчитывающий около 130 000 видов. Мягкотелые являются вторым по численности типом после членистоногих. Большинство этих животных обитают в соленых и пресных водах. Моллюски чрезвычайно полиморфны. Размеры тела взрослых форм колеблются от 1 мм до 17 метров. Для них характерна билатеральная симметрия, но смещение органов очень часто искажает ее. Тело их не сегментировано и делится на три отдела: голову, туловище и ногу. Голова у сидячих форм может редуцироваться. Нога представляет собой мускулистое образование, с помощью которого моллюск передвигается. Тело моллюска снаружи окружено кожной складкой - мантией. Раковина, защищающая тело моллюска, состоит из трех слоев. Характерно разнообразие форм раковин. У некоторых видов раковина распространяется лишь на часть тела, которое покрыто кожной складкой мантией. Мягкотелые обладают всеми основными системами органов. Моллюски дышат жабрами, которые расположены в мантийной полости. У наземных форм жабры редуцировались, такие моллюски дышат через стенки мантийной полости, которые превратились в легкие. У прудовика и катушки дыхание легочное. Они вторично вернулись в воду, сохранив дыхание атмосферным кислородом. В мантийную полость открываются выводные протоки почек, половых органов и анальное отверстие. Пищеварительная система представлена извитой трубкой. Нервная система моллюсков значительно проще, чем у членистоногих, и напоминает таковую у плоских червей; представлена 5 парами ганглиев (узлов), что делает ее еще примитивней. Кровеносная система не замкнута. Сердце состоит из желудочка и одного-двух предсердий. Моллюски бывают раздельнополые и обоеполые. Оплодотворение внутреннее. 53 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 54 из 180 Классы: брюхоногие, двустворчатые, головоногие. Брюхоногие моллюски имеют спирально закрученную раковину, куда в случае опасности они втягивают тело. Представителями являются виноградная улитка, большой и малый прудовики, катушки, слизни (безраковинные). Растительноядные наземные моллюски - улитки и слизни являются вредителями сельского хозяйства. Рис. 10. Моллюски: 1 улитка; 2 – морской гребешок; 3 – устрица; 4 - осьминог Двустворчатые моллюски населяют соленые и пресные водоемы. Их раковина имеет две створки, которые смыкаются специальными мышцамизамыкателями. У двустворчатых моллюсков голова редуцирована. К этому классу относятся мидии, гребешки, устрицы. Головоногие моллюски - кальмары, каракатицы, осьминоги, самые высокоорганизованные из моллюсков. Все головоногие - хищники. Для захвата добычи у них имеются хорошо развитые щупальца с присосками - это видоизмененная нога. Раковина сильно редуцирована, частично сохраняется в виде пластинки под мантией. Перемещаются они за счет реактивных толчков при выбрасывании воды из мантийной полости. Некоторые моллюски имеют промысловое значение (устрицы, мидии, морские гребешки, осьминоги и другие). Отдельные представители типа имеют медицинское значение, т. к. являются промежуточными хозяевами патогенных сосальщиков (ланцетовидного сосальщика, фасциолы, описторхиса, шистосом). Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что самые ранние моллюски уже существовали в каменноугольном периоде. Считают, что моллюски родственны кольчатым червям и берут начало от предков, общих с членистоногими. 54 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 55 из 180 Тип Членистоногие. Это самый многочисленный тип животных. Он объединяет более 1,5 млн видов, причем наибольшее количество составляют насекомые. По количеству видов он является самым процветающим типом в мире животных. Членистоногие - вершина эволюционной ветви беспозвоночных. Свое развитие они начали в морях кембрийского периода и стали первыми наземными животными, способными дышать атмосферным кислородом. Предками членистоногих, по всей вероятности, были древние кольчатые черви. Личиночные стадии этих животных напоминают червей, а сегментированное тело сохраняется и у взрослых форм. Членистоногие распространены во всех средах обитания, являясь существенным компонентом всех экологических систем. Для членистоногих характерна билатеральная симметрия. Как и кольчатые черви, они имеют вторичную полость тела. У большинства членистоногих тело сегментировано на три отдела голову, грудь, брюшко. В голове сконцентрированы сенсорные органы и внешние нервные центры. К голове часто примыкают грудные сегменты, в результате чего образуется головогрудь. Имеются членистые конечности, они соединены с телом посредством суставов, на каждом членике расположено по одной паре ног. Членистые конечности выполняют роль органов передвижения, чувств, нападения и т. д. Мышцы хорошо развиты и прикреплены в виде мышечных пучков к хитиновому покрову. Для членистоногих характерны также трёхслойность, наличие внешнего скелета в виде хитинизированной кутикулы, а также пищеварительной, дыхательной, выделительной, кровеносной, нервной, эндокринной и половой систем, характеризующихся дальнейшим усовершенствованием. Хитин - роговое вещество, иногда пропитанное известью. Хитин образует наружный скелет и выполняет защитные функции. Имеются сложные фасеточные глаза, усики – органы обоняния и осязания, органы слуха и равновесия. Пищеварительная система разделена на передний, средний и задний отделы. В среднем отделе расположены пищеварительные железы (зачатки). Ротовой аппарат составлен передними конечностями (тремя парами). Дыхательная система у водных членистоногих представлена жабрами, с помощью которых используется кислород, растворенный в воде, а у наземных организмов - легочными мешками или трахеями (наукообразных и трахейнодышащих), позволяющими использовать кислород атмосферы. Кровеносная система состоит из дорсального сосуда, представляющего собой сердце и аорту. Она незамкнута. Сердце построено из мышечных клеток. Аналогом крови является гемолимфа, которая в основном выполняет транспортную функцию, а также обеспечивает хранение воды и поддержание пищевых запасов (изливается в полость тела и омывает внутренние органы). Выделительная система более совершенна, чем у кольчатых червей, характеризуется значительным разнообразием. 55 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 56 из 180 Нервная система узлового типа более совершенна, характеризуется повышающейся концентрацией нервных узлов (по сравнению с кольчатыми червями) и состоит из парного надглоточного и подглоточного узлов, а также из брюшной нервной цепочки, составленной парными узлами каждого сегмента. Нервная система обеспечивает сложные двигательные и поведенческие реакции. Половая система и репродуктивный процесс членистоногих характеризуются также большим разнообразием. Большинство членистоногих раздельнополо, но встречаются и гермафродиты, главным образом среди ракообразных. Среди насекомых довольно обычен партеногенез, хотя нормальная половая репродукция в определенные интервалы встречается даже среди партеногенетических видов. У большинства членистоногих мужские половые клетки переносятся в полость брюшка самок, где позднее они оплодотворяют яйцеклетки. Организмы многих видов развиваются с метаморфозами. Рост членистоногих характеризуется периодичностью, т. к. происходит во время линек, каждая из которых контролируется гормонально. Классификация членистоногих очень сложна, поскольку среди них существует много филогенетических линий. По богатству родов, семейств, и отрядов тип членистоногих превосходит все другие типы. Мы рассмотрим только классы Ракообразные, Паукообразные и Насекомые. Они широко распространены на нашей планете, освоили все среды жизни: водную, наземно-воздушную, почву. Ракообразные. Класс насчитывает около 20 000 видов. В него входят раки, крабы, лангусты, дафнии, циклопы, мокрицы, креветки и многие другие. В основном это обитатели вод, и органами дыхания их являются жабры. Тело ракообразных разделено на три отдела: голова, грудь и брюшко. Ракообразные, за редким исключением, раздельнополые животные. После внутреннего оплодотворения самка откладывает яйца. Развитие происходит с метаморфозом - сложным превращением. Личинка несколько раз линяет в процессе роста, с каждым разом становясь все более похожей на взрослую форму. Наиболее примитивные ракообразные - дафнии и циклопы. К высшим ракообразным относятся речной рак, краб, креветка, омар, лангуст, имеющие промысловое значение. Паукообразные. Паукообразных известно около 60 000 видов. Обладая всеми признаками членистоногих, эти животные характеризуются наличием четырех пар ног, отходящих от головогруди, и двух пар челюстей. Вторая пара челюстей несет членистые щупальца. В связи с наземным образом жизни жабры заменились легкими, а у некоторых - трахеями. Все паукообразные пауки, клещи, скорпионы - хищники, с наружным пищеварением, некоторые стали паразитами. Представители паукообразных – паук-крестовик, домовой паук, пауксеребрянка, тарантул, каракурт, клещи, скорпионы. 56 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 57 из 180 Насекомые - самая многочисленная группа не только среди беспозвоночных, но и среди позвоночных животных. Полагают, что их количество колеблется примерно от 1,5 до 2 млн. Насекомые освоили все среды жизни: воздух, воду, сушу, почву. Эволюция их шла по пути приспособления к наземному существованию. Небольшая часть перешла вторично к жизни в воде, преимущественно в прибрежной части. Строение тела. При всем разнообразии внешнего вида строение насекомых единообразно, что дало возможность объединить их в один класс. Второе название класса, шестиногие, отражает их характерную особенность - наличие трех пар членистых конечностей. Насекомым свойственны общие для типа членистоногих черты: членистое тело покрыто хитиновым покровом, имеются членистые конечности. Тело разделено на три отдела: голову, грудь и брюшко, три пары ног отходят от трех сегментов груди. У большинства взрослых особей есть крылья. Голова не сегментирована, грудь состоит из трех сегментов, брюшко - из 7- 8. На голове имеется одна пара усиков (антенн) и три пары ногочелюстей, образующих различные типы рогового аппарата. Ротовой аппарат имеет четыре основных плана строения: грызущий (жующий), лижущий, сосущий и колющий. В связи с различным образом жизни конечности насекомых видоизменяются в бегательные (таракан), роющие (медведка), плавательные (жук-плавунец), прыгательные (кузнечик). На двух последних члениках груди располагаются крылья. У одних насекомых две пары крыльев (бабочки, стрекозы), у других - одна пара преобразуется в жесткие надкрылья (жуки) или образует жужжальца (мухи). У паразитических и полупаразитических насекомых крылья отсутствуют. Крылья являются выростами хитинового покрова. Нервная система насекомых развита хорошо. Высокой организации достигли органы чувств: осязания, обоняния, вкуса, зрения, слуха. Особенно хорошо развиты сложные фасеточные глаза (до 28 тыс. фасеток в каждом). Насекомые видят зелено-желтые, синие и ультрафиолетовые лучи. Многие из них хорошо слышат, в том числе и ультразвук. Дыхательная система насекомых представлена трахеями. Развитие насекомых. Все насекомые - раздельнополые животные. В зависимости от вида личинки и ее развития во взрослое насекомое может иметь полное и неполное превращение. При полном превращении - метаморфозе развитие идет в четыре стадии: яйцо, личинка, куколка, взрослое насекомое (имаго). При неполном превращении развитие идет в три стадии: яйцо, личинка, имаго. Стадия куколки отсутствует. Класс насекомых весьма разнообразен. Он насчитывает более 30 отрядов, отличающихся друг от друга главным образом строением крыльев, ротового аппарата и развитием. Наиболее широко распространенные низшие насекомые с неполным превращением - это тараканы, стрекозы, прямокрылые (кузнечики, саранча, сверчки), полужесткокрылые (клопы). 57 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 58 из 180 Рис. 11. Насекомые: с неполным превращением (А): 1 – развитие кузнечика; 2 – саранча; 3 – медведка; 4 – клоп - солдатик; с неполным превращением (Б): 5 – развитие бабочки; 6 – жук – плавунец; 7 – овод; 8 – пчела; 9 - стрекоза 58 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 59 из 180 К высшим насекомым с полным превращением относятся жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки), перепончатокрылые (шмели, осы, пчелы, муравьи, наездники), двукрылые (мухи, слепни, комары). Насекомые обитают на всех континентах и во всех природных зонах от Арктики до Антарктиды. Насекомые тропических стран более разнообразны и крупнее по размеру, чем насекомые умеренных и северных широт. Приспосабливаясь к различным условиям, они приобрели разный внешний вид. Это касается размеров тела, окраски, строения конечностей и ротового аппарата. Значение членистоногих в природе исключительно велико. Они являются компонентами всех экологических систем. Многие из них играют очень важную роль в патологии человека, являясь паразитами, переносчиками или хозяевами паразитов (возбудителей болезней), а некоторые являются ядовитыми животными, многие известны в качестве вредителей полей, садов и огородов. Считают, что членистоногие возникли в докембрии и берут начало от примитивных кольчатых червей, причем в их эволюции существенное значение имели ароморфозы, которые привели к развитию хитинизированных покровов, членистого строения конечностей, крыльев у насекомых, мышечной системы, сердца, внутреннего оплодотворения, более совершенной нервной системы. Предполагают так же, что важное значение в эволюции членистоногих имело развитие плотного наружного скелета, предупреждающего высыхание животных. Кроме того, развитие членистых конечностей обеспечило устойчивость животных к обитанию в разных средах. Наконец, эволюция лимитировала размеры наземных членистоногих, а естественный отбор закрепил в качестве абсолютно необходимой линьку, обеспечивающую изменение форм и размеров животных, замену их покровов (кутикулы) в процессе развития. Считают, что прародиной ракообразных является море, а паукообразных мелководье морей. Насекомые возникли на суше. Основные понятия: моллюски (брюхоногие, двустворчатые, головоногие), членистоногие, ракообразные, паукообразные, насекомые. Вопросы для самоконтроля: 1.Классификация и значение моллюсков. 2.Принципы классификации членистоногих и основные черты эволюции животных этого типа. 3.Значение членистоногих в природе и в жизни человека. 4.Приведите примеры приспособления насекомых к жизни в разных условиях окружающей среды. 5.Каково биологическое значение насекомых, паукообразных? Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.99-170 59 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 60 из 180 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 1981. - С.52-102 3.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др. – М.: Академия, 2000. - С.237-241 Тема Тип хордовые План лекции 1. Общая характеристика типа хордовые. 2. Подтип черепные, или позвоночные: круглоротые, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. Хордовые являются самым главным типом животного царства. Численность невелика - 45 000 видов, и составляет всего 3% общего числа видов животных. Обитают во всех средах. Все хордовые животные обладают тремя отличительными признаками. Они имеют внутренний осевой скелет – хорду, которая у высших форм заменяется позвоночником. Центральная нервная система в виде нервной трубки располагается над осевым скелетом и подразделяется на головной и спинной мозг. У всех хордовых во взрослом состоянии имеются глоточные жаберные щели, находящиеся с обеих сторон глотки. Через эти щели вода, поступающая в глотку, проходит через жабры и выводится наружу. Все хордовые двусторонне-симметричные животные. Кроме перечисленных признаков для них характерны замкнутая кровеносная система и сердце – мышечный орган, обеспечивающий движение крови по сосудам в теле. Эволюция кровеносной система шла по пути образования двух кругов кровообращения и увеличения сердечных камер с 2 до 4. Совершенствование нервной системы шло по пути увеличения головного мозга, в частности его переднего отдела, развития органов чувств. При переходе к наземному образу жизни значительно изменились кожные покровы, дыхательная система, органы передвижения. Все позвоночные животные раздельнополые. Хордовых классифицируют на подтипы Бесчерепные и Черепные (или Позвоночные). Бесчерепные представлены классом ланцетники. Эти животные являются обитателями прибрежных участков морей. Наиболее известный представитель ланцетник. Размеры его составляют несколько сантиметров в длину. У ланцетников отсутствуют выраженные голова, мозг, челюсти сердце. Осевой скелет у этих животных представлен хордой. Раздельнополы. Оплодотворение происходит в воде. Хозяйственного значения не имеют. Наибольшее значение и распространение получил подтип Позвоночные, который включает в себя несколько основных классов: Круглоротые, Хрящевые рыбы, Костные рыбы, Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы, Млекопитающие или Звери. 60 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 61 из 180 Позвоночные имеют очень совершенные покровы тела в виде кожи, состоящей из двух слоев, производными её являются чешуя, перья, волосы, когти и ногти. Хорда заменена позвоночником. Во взрослом состоянии большинство позвоночных имеет костный скелет. Хорошо развиты голова, глаза, конечности. Мышечная система дифференцируется на поперечнополосатую и мышечную мускулатуру. Пищеварительная система очень сложна. Кишечник разделен на три отдела. Имеются печень и поджелудочная железа. Дыхательная система представлена жабрами или легкими. Кровеносная система замкнута, представлена многокамерным сердцем, сосудами в виде артерий и вен. Клеточный состав крови очень дифференцирован. Имеется незамкнутая лимфатическая система. Выделительная система очень совершенна. Она представлена парными почками и мочеточниками. Характерной особенностью нервной системы, даже у низших позвоночных, является развитый мозг, а у высших форм – наличие мозговых полушарий. Нервная система подразделяется на центральную и периферическую. Развиты специализированные органы чувств (нос, глаза, уши). Развиты также железы внутренней секреции. Для позвоночных характерны раздельнополость, выраженный половой диморфизм. Класс Круглоротые представлены примитивными животными, обитающими в морских и пресных водоемах. Насчитывается свыше 40 видов. Типичным представителем является речная минога. Имеют промысловое значение. Рыбы подразделяются на два класса: хрящевые и костные. Средой обитания рыб является вода, поэтому они имеют обтекаемую форму тела. Органами передвижения им служат плавники. Для всех рыб характерны двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Дыхание осуществляется с помощью жабр. Класс Хрящевые рыбы представлен обитателями в основном морей и океанов. Это наиболее примитивные из современных рыб. Размеры хрящевых рыб составляют от нескольких миллиметров до нескольких метров в длину. Характерные особенности: хрящевой, неокостеневающий скелет; кожа, покрытая зубовидными чешуями; парные плавники расположены горизонтально; зубы, покрытые эмалью; 5-7 пар наружных жаберных щелей; отсутствие кожных костей и плавательного пузыря. Для большишства хрящевых рыб характерны также поперечный рот и головной мозг прогрессивного строения. Для них характерно внутреннее оплодотворение. Самки откладывают оплодотворенные яйца в роговой оболочке или рождают живых детенышей. К этому классу рыб относятся акулы, скаты. Типичные представители хрящевых рыб - акулы имеют веретеновидную форму тела. Парные грудные и брюшные плавники и асимметричный хвостовой плавник позволяют им быстро плавать. Акулы имеют хорошо развитый зубной аппарат, многие являются хищниками. Распространены акулы по всему земному шару. Многие из акул, обитающих в тропических морях, 61 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 62 из 180 опасны для человека. Крупные акулы, гигантская и китовая, питаются планктоном и опасности не представляют. Скаты - это придонные рыбы. Их тело сплюснуто в спинно-брюшном направлении. Они малоподвижны, питаются донными животными. Костные рыбы в видовом отношении довольно многочисленны (около 1500 видов). Являются обитателями морских и пресных вод. Они отличаются от хрящевых рыб тем, что имеют костный скелет, головные кости (черепную коробку в которой расположен мозг), покров из костных чешуй не зубовидного типа, плавательный пузырь, жабры прикрыты жаберными крышками. Тело расчленено на голову, туловище, хвост. Внешние покровы представляют собой кожу. Размеры костных рыб составляют от нескольких миллиметров до нескольких метров в длину. Развиты специализированные мышцы, приводящие в движение челюсти, глаза и другие органы. Пищеварительная система представлена ротовым отверстием, ведущим в ротовую полость, пищеводом, желудком и кишкой, заканчивающейся задним проходом. Имеется печень с желчным пузырем и поджелудочная железа (слаборазвитая). Плавательный пузырь снижает плотность тела и помогает держаться на воде, он заполнен газовой смесью – кислород, углерод и азот, и служит гидростатическим аппаратом. Дыхательная система представлена жаберным аппаратом. Кровеносная система состоит из одного круга кровообращения (как у круглоротых). Двухкамерное сердце расположено в передней части полости тела, состоя из предсердия и желудочка. Выделительная система представлена первичными почками. Нервная система характеризуется более прогрессивным развитием но сравнению с круглоротыми, т. к. полушария переднего мозга более развиты. В среднем мозгу есть изгиб, характерный для всех позвоночных. Центры чувств расположены в разных отделах мозга. Из головного мозга выходит 10 пар нервов, начинающихся спинным и брюшным корешками. Вегетативная нервная система представлена двигательными волокнами блуждающего нерва. Она интервирует нее внутренние органы. Костные рыбы раздельнополы. Оплодотворение внешнее, самка откладывает икру, а самец поливает ее семенной жидкостью. Однако имеются виды с внутренним оплодотворением. Костных рыб классифицируют на подклассы Хрящекостные, Лопастеперые и Лучеперые У переходной группы – костно-хрящевые рыб сохраняются хрящи, тела позвонков не развиты. К ним относятся осетровые рыбы: белуга, осетр, калуга, севрюга, стерлядь и др. К лучеперым костным рыбам относится большая часть современных рыб. Среди костных рыб есть растительноядные, хищники и всеядные. 62 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 63 из 180 Рис. 12. Хрящевые: 1 – акула сельдевая; 2 - электрический скат; косто-хрящевые: 3 – осётр; 4 – стерлядь; костистые: 5 – сельдь атлантическая; 6 – горбуша; 7 – сайра; 8 - сом; 9 - пиранья; 10 – летучая рыба 63 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 64 из 180 К глубоководным рыбам относятся удильщики, к придонным - камбала, имеющая сплюснутое тело и деформированный, асимметричный череп. Костные рыбы имеют огромное; хозяйственное значение, являясь источником продовольствия, иногда кормом для домашних животных. Промысловое значение имеют: лососеобразные (лосось, семга, горбуша, нерка), сельдеобразные (сельдь атлантическая, салака, килька, сардина, анчоусы), карпообразные - обитатели пресных водоемов (сазаны, карпы, язи), трескообразные и многие другие. Важно отметить, что рыбы некоторых видов служат промежуточными хозяевами для гельминтов, являющихся возбудителями описторхоза, дифиллоботриоза, а также сырьем для получения лекарств (рыбий жир), или являются ядовитыми животными, представляющими опасность для здоровья человека. Предполагают, что костные рыбы произошли около 500 млн лет назад от предков, общих с круглоротыми. Их эволюция шла в направлении развития челюстей, жаберных дуг, парных плавников. Наибольшего разнообразия костные рыбы достигли к началу нашей эры, став одними из процветающих классов позвоночных. Среди костных рыб есть представители древних групп двоякодышащие и кистеперые. Эти рыбы способны дышать атмосферным воздухом, а их плавники превратились в лопасти, служащие для переползания по грунту. Именно из подобных плавников развились конечности наземных позвоночных. Двоякодышащие и кистеперые рыбы немногочисленны, они процветали более 380 млн лет назад. Одна из эволюционных ветвей лопастеперых представляла собой кистеперых рыб, которые дали затем начало первым наземным позвоночным (земноводным животным). Современные рыбы на 95% представлены лучеперыми. Класс Земноводные, или амфибии - это немногочисленная группа наиболее примитивных наземных позвоночных, объединяет примерно 4 000 видов. Земноводные занимают промежуточное положение между водными и наземными животными. Всю жизнь или, по крайней мере, в личиночном состоянии земноводные, так или иначе связаны с водой. Они обитают вблизи водоемов, во влажных местах или водоемах во всех районах мира. У них впервые появляется голос. В качестве наземных животных они примитивны, причем их несовершенство отражается на строении и функциях всех их систем органов. Земноводные обитают в теплых, влажных местах, особенно распространены в тропиках, где для них подходящие климатические условия. В личиночной стадии (головастики) земноводные имеют большое сходство с рыбами: у них сохраняется жаберное дыхание, имеются плавники, двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Для взрослых форм характерны трехкамерное сердце, два круга кровообращения, две пары конечностей. Покровы земноводных представлены голой кожей, покрытой слизью. Скелет разделен на шейный и крестцовый отделы. В черепе еще 64 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 65 из 180 сохраняются остатки хрящевой ткани, характерной для кистеперых рыб. Грудной клетки и ребер нет, но уже имеются пятипалые передние и задние конечности, развиты плечевой и тазовый пояса конечностей. Мускулатура хорошо развита и состоит из мышц, двигательные функции которых специфичны. Пищеварительная система состоит из ротовой полости, переходящей в глотку, пищевода, желудка и кишечника, заканчивающегося клоакой. Развит язык. Имеются печень, поджелудочная железа, а также слюнные железы. Дыхательная система характеризуется тем, что у личиночных форм дыхание осуществляется с помощью жабр, а у взрослых - легкими, которые имеют вид тонкостенных мешков ячеистого строения. Однако дыхательные пути развиты недостаточно. В газообмене принимает участие также и кожа, содержащая большое количество капилляров. Кровеносная система представлена трех камерным сердцем, состоящим из двух предсердий и желудочка, артериями, венами и капиллярами. Имеется два круга кровообращения, но артериальная и венозная кровь еще частично смешиваются. Выделительная система представлена нарой примитивных почек, в виде продолговатых тел, двумя мочеточниками, мочевым пузырем и клоакой. Нервная система состоит из головного мозга, в котором относительно развит продолговатый мозг. От головного мозга отходят 10 пар нервов. Органы чувств очень развиты. В глазах имеются уплощенный хрусталик и выпуклая роговица. Животные хорошо различают запахи. Среднее ухо содержит слуховую косточку. Эндокринная система представлена рядом желез внутренней секреции, продукты которых регулируют окраску животных, завершение метаморфоза и другие функции. Земноводные раздельнополы, их система органов размножения существенно изменена по сравнению с этой системой у рыб. Для них характерны наружное оплодотворение и развитие в воде. У самцов имеется пара семенников, у самок - пара яичников. Развитие происходит с метаморфозом. Из икринки бесхвостой амфибии, например лягушки, выходит хвостатая личинка - головастик с длинными плавниками и ветвистыми жабрами. По мере развития появляются передние конечности, затем задние, начинает укорачиваться хвост. Ветвистые жабры исчезают, появляются жаберные щели (внутренние жабры). Из переднего отдела пищеварительной трубки формируются легкие, по мере развития которых исчезают жабры. Происходят соответствующие изменения в кровеносной, пищеварительной и выделительной системах. Хвост рассасывается, и молодая лягушка выходит на сушу. У хвостатых амфибий жабры сохраняются значительно дольше (порой всю жизнь), хвост не рассасывается. Питаются земноводные животной пищей (червями, моллюсками, насекомыми), но личинки, обитающие в воде, могут быть растительноядными. Существует три группы земноводных: хвостатые (тритон, саламандра, 65 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 66 из 180 Рис. 13. Земноводные: 1 – тритон; 2 – пятнистая саламандра; 3 – протей; 4 – аксолотль (личинка амбистомы); 5 – прудовая лягушка; 6 – пипа; 7 - червяга 66 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 67 из 180 амбистома, протей), бесхвостые (жабы, лягушки, квакши, жерлянки), безногие, или червяги (рыбозмей, червяг). Хвостатые амфибии наиболее примитивны. Они обитают в воде и около воды, конечности у них как правило развиты слабо, У некоторых перистые жабры сохраняются всю жизнь. Личинка амбистомы - аксолотль даже приступает к размножению, не достигая взрослой стадии. Наиболее многочисленны саламандры. Червяги - очень немногочисленное семейство. У них отсутствуют конечности, тело вытянуто, напоминает червя или змею. Наиболее процветающая группа – бесхвостые амфибии. У них короткое туловище, хорошо развиты конечности. В сезон размножения они «поют» – издают различные звуки (квакают). Хозяйственное значение земноводных ничтожно. Возникнув в девоне около 300 млн лет назад, они оказались самыми первыми примитивными животными среди наземных позвоночных. Предками земноводных были кистеперые рыбы, жившие в пресных пересыхающих водоемах. Класс Пресмыкающиеся, или рептилии - это первые настоящие наземные позвоночные. Они хорошо приспособились к жизни на суше и вытеснили многих своих предков земноводных. Количество видов в этом классе достигает 7 000. Обитают во многих зонах земного шара. Характерной особенностью их является то, что они размножаются на суше яйцами, дышат исключительно легкими, а кожа имеет роговые покрытия. Для яиц характерно наличие защитной оболочки (скорлупы) и большое количество желтка, что уже само по себе означает первое приспособление к жизни на суше. У пресмыкающихся получили дальнейшее развитие пятипалые конечности. Впервые у них появляется кора больших полушарий. Покровы тела представлены кожей, которая покрыта роговыми чешуйками, щитками или пластинками и не содержит слизистых желез. чешуей. Чешуя образуется в толще кожи - эпидермиса и предохраняет тело от высыхания. Такие свойства кожи обеспечивают независимость осмотического давления в теле от окружающей среды. Некоторые виды в процессе линьки сбрасывают чешую (змеи, ящерицы). Тело состоит из головы, шеи, туловища, хвоста и конечностей (кроме змей). Скелет характеризуется прогрессивным развитием. Являясь костным, он подразделяется на головной (череп), шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы. Череп у одних видов почти монолитен, (кроме отверстий для глаз, ноздрей и теменного органа), у других дифференцирован на отдельные кости. Конечности, которые по строению являются промежуточными между конечностями земноводных и млекопитающих, заканчиваются 5 пальцами. Скелетная мускулатура намного мощнее, чем у земноводных. Пищеварительная система значительно дифференцирована. Имеется зачаток слепой кишки. 67 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 68 из 180 Дыхательная система представлена трахеей, которая разветвляется на два бронха, входящие в легкие. Последние построены из тонкостенных мешков, имеющих ячеистую структуру. Кожного дыхания уже нет, что привело к усовершенствованию легких в качестве единственного органа дыхания и к участию в дыхании грудной клетки. Кровеносная система также характеризуется дальнейшим совершенствованием. Сердце трехкамерное, желудочек разделен неполной перегородкой на венозную и артериальную половины. Настоящее четырехкамерное сердце встречается лишь у крокодилов, у которых правый и левый желудочек полностью обособлены, т. е. разделены тонкой перегородкой. У пресмыкающихся два круга кровообращения, но они еще не полностью разделены (даже у крокодилов), в результате чего кровь еще частично смешивается в спинной аорте (как и у земноводных). Выделительная система представлена парой вторичных газовых почек и парой мочеточников, впадающих в клоаку, в которую одновременно открывается и мочевой пузырь. Пищеварительная, выделительная и кровеносная системы открываются в клоаку - часть кишечника. Нервная система также характеризуется прогрессивными чертами, развита лучше чем у земноводных, полушария головного мозга значительно больше. Поведение пресмыкающихся значительно сложнее, чем у амфибий. Кроме врожденных безусловных у них формируются и условные рефлексы. Характерно более совершенное зрение за счет возможности изменения кривизны хрусталика; и слуха - в органах слуха увеличена улитка, в слуховой капсуле имеется второе отверстие. Органы обоняния отличаются большой развитостью носовых раковин, развитием вторичного нёба. Очень развит якобсонов орган, обеспечивающий восприятие запаха добычи. Пресмыкающиеся обладают всеми эндокринными железами, характерными для высших животных. Температура тела пресмыкающихся зависит от среды. Пресмыкающиеся раздельнополы, характеризуются выраженным половым диморфизмом. Одни пресмыкающиеся являются яйцекладущими, другие - живородящими. Оплодотворение у них внутреннее. Самка откладывает в песок или в почву в небольшие углубления яйца, покрытые плотной оболочкой. Даже у водных обитателей развитие яйца идет на суше. Пол генетически детерминируется лишь у некоторых видов ящериц, возможно, у всех змей. Однако у многих пресмыкающихся пол детерминируется не генетически, а факторами внешней среды, в частности, температурой. Например, у многих видов черепах действие высоких температур сопровождается появлением на свет лишь самок, низких температур - только самцов. Обратное положение отмечено у крокодилов и некоторых видов ящериц. Животных этого класса подразделяют на отряды Черепахи, Чешуйчатые, Крокодилы и Клювоголовые. 68 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 69 из 180 Рис. 14. Пресмыкающиеся: 1 – степной геккон; 2 – агама; 3 – ушастая круглоголовка; 4 – плащеносная ящерица; 5 – серый геккон; 6 – очковая змея; 7 – гремучая змея; 8 - уж 69 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 70 из 180 Отряд черепахи – наиболее древняя и специализированная группа рептилий. Характерная особенность черепах наличие костного панциря, в который заключено туловище. Могут жить как на суше, так и воде. Отряд клювоголовые – одна из древних групп рептилий, представитель гаттерия. Отряд чешуйчатые наиболее многочисленная группа современных пресмыкающихся. К ним относятся хамелеоны, гекконы, игуаны, агамы, круглоголовки, вараны, настоящие ящерицы и змеи. К змеям относятся: гадюка, гюрза, кобра, питон, удав, а также ужи - неядовитые представители этой группы. Отряд крокодилы наиболее высокоорганизованная группа рептилий, приспособленная к полуводному образу жизни; из всех пресмыкающихся ближе всего стоят к млекопитающим. Их сердце можно назвать четырехкамерным, имеется костное нёбо, воздух поступает через ноздри в заднюю часть рта. По структуре ротовой полости и расположению языка они ближе к млекопитающим, чем к остальным рептилиям. Это довольно крупные хвостатые животные, обитающие в воде, по берегам рек. На суше они передвигаются медленно, но зато прекрасно плавают. Самки откладывают покрытые известковой скорлупой яйца на суше в небольшие ямки. Для них характерна забота о потомстве: самка охраняет кладку и заботится о детенышах. Пресмыкающиеся обитают в основном в теплом климате: тропиках, субтропиках, во влажных и сухих местах: пустынях, болотах, лесах. Питание их также разнообразно: растения, насекомые, черви, моллюски, а крупные особи поедают птиц и млекопитающих. Все пресмыкающиеся заглатывают пищу целиком. Многие виды, питаясь вредителями сельского хозяйства (насекомыми, грызунами), приносят большую пользу человеку. Яд змей используется для приготовления многих лекарственных препаратов. Из кожи змей и крокодилов изготовляют обувь, дамские сумочки, что приводило раньше к массовому истреблению животных. В настоящее время многие виды находятся под охраной. Значение змей определяется тем, что многие виды обладают ядовитыми железами и зубами. Хозяйственное значение определяется ценностью их кожи. Черепахи имеют хозяйственное значение, поскольку некоторые их виды и их яйца съедобны. Крокодилы тоже имеют хозяйственное значение, но опасны в качестве хищников, нападающих на человека. Класс Птицы - это высшие позвоночные животные, приспособившиеся к полету, биологические и анатомические свойства которых определяются наличием у них приспособлений для полета и передвижений по твердому субстрату. Известно около 9 000 видов. Обитают по всему земному шару, но наибольшее количество видов сосредоточено в тропиках. Наземная локомоция птиц является двуногой (задние конечности). Передние конечности видоизменены в крылья, имеющие рудименты трех пальцев. Туловище компактное с большой грудиной для крепления мышц 70 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 71 из 180 крыльев. Кости черепа и скелета заполнены воздухом, что позволяет облегчить вес тела. У летающих видов хорошо развита грудина - киль, к которому прикрепляются мощные мышцы. Костный хвост уменьшен. Скелет хорошо развит в области грудной клетки. Кости черепа сращены. Шейные позвонки очень подвижны. Поясничные, крестцовые и часть хвостовых позвонков также сращены. Покровами тела служит тонкая кожа, не содержащая желез, кроме копчиковой железы у корня хвоста. Производными кожи являются перья на теле, роговые чешуи на конечностях и когти на концах пальцев. Мускулатура очень развита, особенно мышцы груди, шеи и конечностей. Дыхательная система обеспечивает приспособление для полета. Поэтому легкие представляют собой уплотненный губчатый орган, дополненный тонкостенными воздушными мешками, располагающимися между органами, в полостях костей, под кожей, в мышцах. Для птиц характерно двойное дыхание. При вдохе воздух поступает в легкие и легочные мешки. При выдохе крылья опускаются, сдавливая мешки, и воздух вторично проходит через легкие. Это способствует лучшему усвоению кислорода и высокому обмену веществ, т.е. позволяет более интенсивный газовый обмен в полете. Кровеносная система характеризуется тем, что сердце полностью разделено на правую венозную и левую артериальную половины, а имеющиеся два круга кровообращения полностью самостоятельны. Сердце у птиц четырехкамерное. Артериальная и венозная кровь не смешиваются. Температура тела постоянна (42-45°С). Это теплокровные животные с интенсивным обменом веществ. Выделительная система характеризуется наличием пары вторичных почек и пары мочеточников, которые открываются непосредственно в клоаку, мочевого пузыря нет. Компоненты мочи вместе с экскрементами выходят наружу через клоаку. Нервная система птиц характеризуется дальнейшим развитием головного мозга, в котором имеются относительно большие полушария и зрительные доли, хорошо развитый мозжечок. Пищеварительная система характеризуется отсутствием зубов, но есть зоб (расширение пищевода), который служит для размягчения пищи. Имеются крупная двухлопастная печень и хорошо развитый желчный пузырь. Пища птицами заглатывается целиком и поступает по длинному пищеводу в зоб, где предварительно подвергается воздействию пищеварительных соков. Желудок состоит из двух отделов: железистого и мускулистого. За счет большого количества мелких камней, заглоченных с пищей, в мускулистом отделе идет перетирание пищи. Нервная система птиц развита значительно лучше, чем у рептилий, особенно передний мозг и мозжечок. Поэтому поведение птиц сложнее, у них вырабатывается много условных рефлексов. Птицы - раздельнополы с выраженным половым диморфизмом. Оплодотворение у птиц внутреннее. Самка откладывает яйца в 71 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 72 из 180 Рис. 15. Птицы бескилевые: 1 – киви; 2 – африканский страус; 3 – казуар; 4 – пингвин; килегрудые: 5 – зяблик; 6 – сокол; 7 – тетерев; 8 – дятел; 9 – аист; 10 – сова; 11 - дрофа 72 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 73 из 180 построенные гнезда. Для них характерны насиживание яиц и забота о потомстве. Птицы делятся на выводковых и гнездовых (птенцовых). У выводковых птиц птенцы вылупляются более приспособленными к жизни: они зрячие, покрыты пухом, способны передвигаться и питаться самостоятельно. Это куры, утки, гуси, тетерева. Гнезда они, как правило, строят на земле. У гнездовых птиц птенцы вылупляются беспомощными и слепыми, их тело не опушено, они выкармливаются родителями. Это вороны, голуби, скворцы, дятлы, орлы, ястребы и многие другие. Гнездятся они высоко на деревьях, в дуплах, в норках по берегам рек (ласточки), на скалах, в труднодоступных местах. По способу питания птиц делят на растительноядных (щеглы, чижи, клесты, дрозды), насекомоядных (дятлы, поползни, синицы), хищных (соколы, ястребы, орлы, совы). Кроме того, многие водные птицы питаются рыбой (утки, пингвины, цапли, пеликаны). Есть среди птиц и падальщики, которые питаются трупами животных, например грифы. Всех птиц объединяют в три крупные группы: бескилевые, плавающие (пингвины) и килегрудые. В зависимости о среды обитания и питания их подразделяют на следующие экологические группы: лесные, водные, болотно-луговые, пустынно-степные, садово-парковые, хищные. Птицы имеют важное хозяйственное значение, являясь источников мяса, яиц, пуха, пера. Многие из них служат объектом промысла и охоты. Птицы приносят огромную пользу уничтожая вредителей-наскомых, особенно в период выкармливания птенцов. Они имеют также медицинское значение, т.к. могут болеть орнитозом, к которому чувствителен человек. Являясь дополнительными хозяевами ряда паразитов, поддерживают природные очаги таких опасных для человека болезней как токсоплазмоз и лестериоз. Таежные птицы служат резервуаром вируса таежного энцефалита, птицы Средней Азии - резервуаром вируса клещевого возвратного тифа. Доказано, что птицы могут транспортировать переносчиков возбудителей болезней на очень большие расстояния. Птицам присуща высокая экологическая пластичность. Предками птиц были, вероятно, древнейшие бегающие пресмыкающиеся. Класс Млекопитающие или Звери – это наиболее организованные, в основном наземные позвоночные животные, находящиеся на высшей стадии развития и обитающие во всех географических зонах. Они представляют собой современную процветающую группу животных. В этом классе насчитывают около 3 200 видов. Для млекопитающих характерен ряд особенностей. Их детеныши выкармливаются молоком, которое вырабатывается специальными молочными железами. Плод развивается в матке. Благодаря совершенному развитию нервной системы и механизмов терморегуляции у них поддерживается постоянная температура тела, обеспечивающая их активность в любых климатических условиях. Масса отдельных особей составляет от 2 г 73 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 74 из 180 (землеройка-малютка) до 150 тонн (синий кит). Имеют волосяной или шерстный покров. Покровы тела представлены кожей. Кожа снабжена многими потовыми и сальными железами. В подкожной клетчатке содержатся жировые клетки. Роговыми образованиями кожи являются волосы, ногти, когти, рога и копыта. У всех млекопитающих имеются молочные железы, которые представляют собой видоизмененные потовые железы. Тело разделяется на голову, шею и туловище. У многих имеется хвост. Осевой скелет характерен четким разделением позвоночника на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы (7 шейных, 12 грудных, 6 поясничных, 3-4 крестцовых сросшихся и хвостовых позвонков, число последних различно). Скелет конечностей очень прочен. Бедренные кости выдерживают очень большие нагрузки, которые у некоторых видов достигают до 1500—2000 кг. Мышечная система очень развита, состоя из множества специализированных мышц. Пищеварительная система имеет все отделы, заканчиваясь самостоятельным заднепроходным отверстием. Своеобразны зубы млекопитающих. Они дифференцированы (кроме отдельных видов, включая китообразных) - среди которых различают резцы, клыки и коренные; их число, форма и функция существенно различаются у разных групп и служат систематическим признаком. По характеру пищи, используемой для кормления, различают растительноядных и плотоядных млекопитающих. Дыхательная система представлена легкими, трахеей, бронхами, бронхиолами, альвеолами. Важная особенность млекопитающих наличие диафрагмы - мышечной перегородки, разделяющей брюшную и грудную полости. Кровеносная система очень совершенна. Сердце четырех камерное, имеются два круга кровообращения. Относительно постоянная температура тела. Выделительная система характеризуется тем, что мочевой пузырь открывается в мочеиспускательный капал. Почки парные, отходящие от них мочеточники открываются в мочевой пузырь. Для них характерны высокоразвитая нервная система. Особо развиты полушария головного мозга, извилины и борозды в коре головного мозга, мозжечок. Очень развиты органы чувств: обоняния, осязания, зрения, слуха. Обоняние связано с развитием пластинчатых носовых раковин и носового лабиринта. Орган слуха состоит из наружного уха (или ушная раковина), наружного прохода, трех слуховых косточек и звуковоспринимающего аппарата. Глаза защищены двумя веками с ресницами. Железы внутренней секреции очень развиты. Размножение половое, половые железы у особей обоих иолов парные. Выражен половой диморфизм. Оплодотворение внутреннее. За исключением яйцекладущих, все млекопитающие вынашивают детенышей в матке - специальном мышечном органе. Детеныши рождаются 74 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 75 из 180 Рис.16. Млекопитающие: яйцекладущие: 1 – ехидна; 2 – утконос; сумчатые: 3 – опоссум; 4 – коала; 5 – карликовая сумчатая белка; 6 – кенгуру; 7 – сумчатый волк 75 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 76 из 180 живыми и вскармливаются молоком. Потомство млекопитающих в большей степени нуждается в дальнейшей заботе, чем у остальных животных. Все перечисленные признаки позволили млекопитающим завоевать господствующее положение в животном мире. Они встречаются по всему земному шару. Внешний облик млекопитающих очень разнообразен и определяется средой обитания: водные животные имеют обтекаемую форму тела, ласты или плавники; обитатели суши - хорошо развитые конечности, плотное тело. У обитателей воздушной среды передняя пара конечностей преобразована в крылья. Высокоразвитая нервная система позволяет млекопитающим лучше приспособиться к условиям окружающей среды, способствует развитию многочисленных условных рефлексов. Класс млекопитающих делится на три подкласса: яйцекладущие, сумчатые и плацентарные. Яйцекладущие, или первозвери, являются наиболее примитивными млекопитающими. В отличие от других представителей этого класса они откладывают яйца, но детенышей вскармливают молоком. Яйцекладущие встречаются только в Австралии. К ним относится всего четыре вида: ехидны (три вида) и утконос. Сумчатые млекопитающие или низшие звери более высокоорганизованные, но и для них характерны примитивные признаки. Не имеют плаценты. Они рождают живых, но недоразвитых детенышей, практически эмбрионов. Эти крохотные детеныши заползают в сумку на брюхе матери, где, питаясь ее молоком, завершают свое развитие. В Австралии обитают кенгуру, сумчатые мыши, белки, муравьеды (намбаты), сумчатые медведи (коала), барсуки (вомбаты). Наиболее примитивные сумчатые обитают в Центральной и Южной Америке. Это опоссум, сумчатый волк. Высшие звери являются плацентарными животными. Имеют хорошо развитую плаценту - орган, прикрепляющийся к стенке матки и выполняющий функцию обмена питательными веществами и кислородом между организмом матери и эмбрионом. Детеныши рождаются развитыми, характеризуются двойной сменой зубов. Плацентарные млекопитающие делятся на 16 отрядов. К ним относятся насекомоядные, рукокрылые, грызуны, зайцеобразные, хищные, ластоногие, китообразные, копытные, хоботные, приматы и другие. Для млекопитающих характерно чрезвычайное разнообразие в образе жизни. Различают наземных, подземных, водных и даже летающих животных (рукокрылых). Роль млекопитающих в жизни человека, который сам относится к млекопитающим, чрезвычайно велика и разнообразна. Её невозможно переоценить. Многие из них, особенно домашние животные, имеют огромное хозяйственное значение, являясь источником продовольствия для человека и сырья для промышленности. Значительное количество видов имеет 76 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 77 из 180 Рис. 17. Млекопитающие: насекомоядные: 1 – землеройка; 2 – крот; 3 – тупайя; грызуны: 4 – тушканчик; 5 – сурок; 6 – нутрия; зайцеобразные:7 – заяц-русак; 8 - шиншилла 77 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 78 из 180 матери и эмбрионом. Детеныши рождаются развитыми, характеризуются двойной сменой зубов. Плацентарные млекопитающие делятся на 16 отрядов. К ним относятся насекомоядные, рукокрылые, грызуны, зайцеобразные, хищные, ластоногие, китообразные, копытные, хоботные, приматы и другие. Для млекопитающих характерно чрезвычайное разнообразие в образе жизни. Различают наземных, подземных, водных и даже летающих животных (рукокрылых). Роль млекопитающих в жизни человека, который сам относится к млекопитающим, чрезвычайно велика и разнообразна. Её невозможно переоценить. Многие из них, особенно домашние животные, имеют огромное хозяйственное значение, являясь источником продовольствия для человека и сырья для промышленности. Значительное количество видов имеет промысловое значение. Например, основу пушной добычи составляет около 20 видов. Поскольку млекопитающие болеют общими с человеком заболеваниями, служат хозяевами паразитов или являются природными резервуарами возбудителей ряда заболеваний человека, то очень велико их медицинское значение. Рис. 18. Млекопитающие: хищные: 1 – соболь; 2 – шакал; 3 – рысь; грызуны: 4 – черный медведь; ластоногие: 5 – гренландский тюлень; 6 - морж 78 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 79 из 180 Рис. 19. Млекопитающие: копытные: 7 – лошадь; 8 – бегемот; 9 – северный олень; приматы: 10 – игрунка; 11 – горилла; 12 - бабуин Основные понятия: бесчерепные, позвоночные, хордовые, круглоротые, хрящевые рыбы, костные рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, плацента. Вопросы для самоконтроля: 1.Характерные черты позвоночных. 2.Черты приспособления рыб к водному образу жизни. 3.Назовите прогрессивные черты земноводных, пресмыкающихся. 4.Какие прогрессивные черты в организации и приспособлении к полету характерны для птиц? 5.Основные морфофизиологические признаки млекопитающих. 6.Особености размножения и развития млекопитающих. 7.Значение птиц, млекопитающих в природе и в жизни человека. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.171-340 79 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 80 из 180 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных. - М.: Просвещение, 1981. - С.103-193 3.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др. – М.: Академия, 2000. - С.241-261 Тема Основы экологии млекопитающих План лекции 1. Основные экологические группы зверей. Распространение млекопитающих (как и любой другой группы животных) теснейшим образом связано с условиями среды. Их приспособления в большей мере связаны с особенностями поведения, зависящего от высокоразвитой высшей нервной деятельности. Ни один класс позвоночных не да такого разнообразия форм, как млекопитающие. Причина этого лежит в длительной прогрессивной эволюции класса, в течение которой отдельные его ветви, расселяясь по земном шару приспосабливались к крайне разнообразным условиям существования. Первоначально млекопитающие были, наземными или наземно-дре весными животными, приспособительная эволюция которых привела к возникновению следующих основных экологических типов зверей: наземных, подземных, водных, летающих. Каждая из указанных групп делится на более мелкие ветви, отличные по степени и характеру связанности с гой или иной средой. 1.Наземные звери являются наиболее обширной группой млекопитающих, заселивших практически всю сушу земного шара. Ее разнообразие вызвано непосредственно широким распространением, приведшим представителей этой группы к столкновению с крайне разнообразными условиями существования. В пределах разбираемой группы можно выделить две основные ветви: лесных зверей (белки, медведи, куницы, соболь, бурундук, муравьеды, лемуры и обезьяны, бурые медведи, росомахи, хорьки, лоси, настоящие олени, косули) и зверей открытых местообитаний (сумчатые, насекомоядные, грызуны, хищные, копытные). 2.Подземные млекопитающие немногочисленная высоко спецализированная группа видов, проводящих в толще почвы всю или значительную часть жизни. Представители ее встречаются среди различных в систематическом отношении отрядов. Таковы, например, многочисленные виды кротов из отряда насекомоядных, слепыш, цокор, слепушонка из отряда грызунов, сумчатый крот из отряда многорезцовых и некоторые другие. Они распространяются в различных частях света: в Евразии (кроты, цокоры, слепыши, слепушонки), в Северной Америке (кроты), в Африке (златокрот), в Австралии (сумчатый крот). Хотя подземные звери представляют высокоспециализированную группу, она не является обособленной, и среди млекопитающих можно найти ряд 80 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 81 из 180 более или менее постепенных переходов от наземных обитателей к подземным. Так, для сусликов норы служат только жилищами, корм же они добывают на поверхности земли. Многие виды мышей и полевок сооружают более сложные норы и пищу частично находят при рытье нор. В полной мере подземными зверями являются кроты, цокоры, слепыши и слепушонки. Настоящие подземные звери обладают рядом своеобразных черт строения. Тело их брускообразное, без выраженной шеи. Ноги короткие, но сильны. Мех низкий, бархатистый. Глаза большие, иногда (у слепыша) скрыты под кожей. Ушных раковин нет. Хвост зачаточный или отсутствует. Все эти особенности связаны с передвижением в подземных ходах. 3.Водные звери. Имеется ряд переходов от наземных видов к целиком водным. Первоначальная вязь с водной средой заключается в том, что корм животные добывают не только на суше, но и около воды около воды или в самой воде. Много полуводных среди грызунов: бобр, ондатра, нутрия. Все эти виды связаны с водой как с основным местом добычи корма, однако частично корм добывается на суше. В воде они спасаются и от преследования врагов. Гнездятся в земляных норах или в «хатках», которые сооружают на берегу или на плавающих остатках гниющей растительности. У всех этих видов нет ушной раковины, лапы имеют перепонки, шерстный покров с редкой жесткой остью и густой подпушью. У выхухоли, ондатры и бобра сильно развиты сальные железы. Ластоногие уже почти полностью водные звери. Они кормятся исключительно в воде, там же обычно и отдыхают. Только спаривание, рождение детенышей и линька проходят у них вне воды - на берегу или на льдах. Общая форма тела веретенообразная, конечности превращены в ласты. При этом задние ласты далеко отодвинут назад, у большинства видов они не принимают участия при передвижении по твердому субстрату. Задние ласты служат основным локомоторным орудием при плавании и нырянии. Шерстный покров в той или иной мере редуцирован, и функцию термоизоляции выполняет слой подкожного жира. Полностью водными зверями, никогда не выходящими на сушу, являются только китообразные и сирены. Шерстный покров у них полностью исчезает, задние конечности отсутствуют. Локомоторным органом служит новообразование - хвостовой плавник. В заключение надо подчеркнуть, что водная среда является для млекопитающих вторичной. Будучи первоначально наземными животными, они вновь смогли к ней приспособиться в той или иной мере. Несомненно, что начальной причиной приспособления к полуводному, а затем и целиком к водному существованию были поиски в воде пищи и укрытие от врагов. По этому пути шли различные систематические группы зверей. 4.Летающие звери, несомненно, возникли от лесных зверей путем развития способности к прыжкам, а затем к планированию и только в конечном итоге к полету. У австралийской сумчатой белки есть небольшие летательные перепонки, которые на передних лапах доходят до кисти. У летяги и 81 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 82 из 180 южноазиатского шерстокрыла перепонка тянется вдоль обоих боков тела между передними и задними лапами. Эти звери могут перелетать на десятки метров. Настоящими летающими зверями являются только рукокрылые, или летучие мыши. У этих видов возникает ряд признаков, близких к таковым птиц. Так, грудина несет киль, служащий для прикрепления летательных (грудных) мышц. Грудная клетка становится более прочной, что связано со срастанием некоторых ее элементов. Кости черепа сливаются. В связи с ночным образом жизни большее развитие получают органы слуха и осязания. Основные понятия: экологических типов зверей, наземные звери, подземные млекопитающие, водные звери, летающие звери. Вопросы для самоконтроля: 1.На какие экологические группы делятся современные звери? 2.Приведите примеры животных разных экологических групп. Рекомендуемая литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.342-355 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 1981. - С.195-223 82 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 83 из 180 Модуль 3 Основы землеведения Тема Вселенная и Земля План лекции 1. Предмет и содержание землеведения. 2. Вселенная. 3. Солнечная система. 4. Общая характеристика Земли как планеты (форма и размеры Земли, движения Земли). Землеведение относится к естественным наукам, изучающим природу. Объект этого изучения – комплексная оболочка Земли, возникшая в результате длительного развития нашей планеты. Географическая оболочка – это поверхностная часть Земли, включающая в себя литосферу, гидросферу, нижнюю часть атмосферы и биосферу. Все сферы проникают друг друга и взаимодействуют между собой. Единая неразрывная географическая оболочка неоднородна и имеет очень сложное строение. Наибольшей сложностью отличается слой самого тесного контакта всех внешних оболочек Земли. Это объясняется тем, что компоненты географической оболочки - горные породы и образованный ими рельеф, а также вода, воздух, почвы, живые организмы - в результате неодинакового развития ее различных участков образуют сочетания разной сложности и разной величины. Такие исторически сложившиеся сочетания природных компонентов называются природными или физикогеографическими комплексами. Географическая оболочка состоит из множества относительно самостоятельных, простых и сложных, мелких и крупных природных комплексов, сама являясь самым крупным (планетарным) природным комплексом. Землеведение рассматривает общие физико-географические закономерности Земли: Земля как планета (фигура, размеры, строение, движение); оболочки Земли – литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера; географическая оболочка – ее целостность и динамика, развитие, зональность, взаимодействие с ней человеческого общества Отдельные сферы и компоненты географической оболочки изучают частные физико-географические науки. Так, литосферу изучают геология и минералогия, гидросферу - гидрология и океанология, атмосферу – метеорология и климатология, почвы - почвоведение, биосферу - биогеография и экология. Все эти науки имеют свои конкретные предметы исследования и не могут заменить общее землеведение - науку, изучающую географическую оболочку в целом. Краеведение предполагает всестороннее изучение местности какого-либо края (области, города, деревни, района), ее природы, истории, населения, хозяйства, культуры, искусства и других сторон жизни «своего края». Теоретические общеземлеведчсские знания помогут студентам (будущим 83 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 84 из 180 учителям) понять и оценить особенности местной природы, а наблюдения за природными объектами и явлениями своего края дадут необходимые конкретные факты для более глубокого усвоения теоретических знаний о Земле. Курс «Землеведение» направлен на расширение и углубление знаний о неживой и живой природе, создание необходимой научной базы для успешного изучения и усвоения знаний по курсам ботаники, зоологии и географии; подготавливает студентов к будущей практической работе в начальной школе обучению детей познанию мира. Вселенная. Земля, на которой мы живем – частица безграничной Вселенной. Вселенная безгранична во времени и пространстве и бесконечно разнообразна по тем формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Вселенная содержит гигантское число небесных тел, многие из которых превосходят по величине Землю иногда во много миллионов раз. Вселенная состоит из совокупности скоплений звезд, планет, космической пыли, называемых галактиками. Галактик существует множество. Вселенная только одна. Во Вселенную включается всё, что можно увидеть в телескопы, и вообще все, что хоть как-то может воздействовать на нашу Землю. Вселенная настолько велика, что и вообразить невозможно, как она выглядит в целом. Лучи света из наиболее отдаленных частей Вселенной доходят до Земли примерно за 10 млрд. лет. Астрономы считают, что Вселенная возникла в результате колоссального взрыва около 17 млрд. лет назад. Это событие называют Большим взрывом. Все, существующее теперь во Вселенной, первоначально образовалось из водорода (80 %) и гелия (18 %), присутствие других элементов незначительно. Земля, на которой мы живем, входит в состав Солнечной системы, которая является частью Галактики, или Млечного Пути,- гигантской звездной системы. На безоблачном ночном небе можно увидеть туманную полосу Млечный Путь, состоящий из миллиардов звезд, удаленных от Земли на огромные расстояния. Основная масса вещества Вселенной (98 %) содержится в звездах и представляет собой горячий ионизированный газ – плазму. Межзвездное пространство заполнено чрезвычайно разреженными газами и мелкой пылью, образующими местами гигантские «облака» – газовые и пылевые туманности. Звезды – шарообразные тела, состоящие, как и Солнце из раскаленных газов. Они весьма разнообразны и делятся на «гигантов» и «карликов». Гигантскими называют звезды, которые во много раз превышают Солнце по размерам и яркости. Солнце принадлежит к группе так называемых « желтых карликов». Солнце – это звезда, одна из 100 млрд. звезд нашей Галактики. Вокруг Солнца движутся звезды (в переводе с греч. – блуждающие) и составляют Солнечную систему. Солнечная система состоит из одной звезды - Солнца, девяти планет и ряда таких мелких менее значимых небесных тел, как спутники планет, малые 84 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 85 из 180 планеты (астероиды), кометы, а также метеорное вещество – межпланетный газ. Солнце - обычная звезда средней величины и светимости, ее возраст около 5 млрд. лет. Диаметр этого огневого газового шара в 109 раз превосходит диаметр Земли. Внутри Солнца могло бы поместиться более миллиона небесных тел размером с Землю. На поверхности Солнца температура составляет примерно 5 500°С, но в его центре достигает 14 000 000°С. В солнечном ядре происходит превращение водорода (70 %) в гелий (27 %) (3 % составляют остальные химические элементы). Желтый цвет Солнца приходит на Землю из слоя солнечной атмосферы, который имеет толщину 500 км и называется фотосферой. Под этим слоем лежат внутренние области Солнца, где и происходит ядерная реакция (превращение водорода в гелий). Выше фотосферы - прозрачные части наружной атмосферы. Практически вся солнечная энергия, включая тепло и свет, приходящие на Землю, приходят из фотосферы, но первоначально производятся в глубине Солнца. Для астрономов Солнце - звезда особая, поскольку она находится близко от Земли, всего лишь в 150 млн. км. Однако для того, чтобы преодолеть такое расстояние на автомобиле, потребовалось бы почти 200 лет. Космический аппарат, летящий по прямой, достиг бы Солнца за многие месяцы. Свет, переносящийся в пространстве со скоростью 300 000 км/с, преодолевает путь от Солнца до Земли за 8 мин. 20 с. Солнце вращается вокруг своей оси, но не как твердое небесное тело вроде Земли. Скорость его вращения различна на разных гелиографических широтах: на экваторе Солнце делает оборот за 25 суток, вблизи полюсов - за 35. Различные скорости вращения возможны только потому, что Солнце газовый шар. Поверхность Солнца пузырчатая. Эти пузырьки, или пена, называются еще и солнечной зернистостью, а увидеть ее можно только через солнечные телескопы. Солнце дает Земле тепло и свет, поддерживающие жизнь на нашей планете. В поверхностном слое Солнца, где его энергия вырывается в виде света, астрономы наблюдают большое разнообразие солнечной активности относительно холодные участки фотосферы: солнечные пятна, факелы, флоккулы, вспышки. Все они связаны с усилением напряженности магнитных полей. Солнечные пятна это наиболее холодные и менее светлые области солнечного диска по сравнению с общей яркостью фотосферы. Это те области, где мощные магнитные силы пробиваются изнутри Солнца сквозь поверхностные слои. Пятна на Солнце - лишь один пример солнечной активности. «Погодные явления» в солнечной атмосфере совершенно другие, чем земные. Магнитные бури и взрывы, называемые вспышками, внезапно вздымаются над поверхностью Солнца. В некоторых отношениях они напоминают земные 85 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 86 из 180 грозы, поскольку высвобождают электрическую энергию. Однако на Солнце энергия гигантских электрических разрядов намного превосходит энергию земных молний. Солнечные бури оказывают влияние на Землю, электрически заряженные частицы поступают в космос и, достигая Земли, воздействуют на нашу атмосферу. Когда потоки заряженных частиц, порожденные солнечными вспышками, достигают Земли, они создают в полярных областях изумительные «занавеси» мерцающего света, которые называют полярным сиянием. Планеты. Наша Земля входит в число 9 больших планет, обращающихся вокруг Солнца. Именно в Солнце сосредоточена основная часть вещества Солнечной системы. Масса Солнца в 750 раз превосходит массу всех планет и в 330 000 раз - массу Земли. Под действием силы его притяжения происходит движение планет и всех других тел Солнечной системы вокруг Солнца. Диаметр Солнца в 109 раз больше, чем Земли, а расстояние между ними примерно во столько же раз больше диаметра Солнца По физическим характеристикам (среднее расстояние от Солнца, звездный период обращения, синодический период обращения, период вращения вокруг оси и др.) большие планеты разделяются на две группы. Одну из них - планеты земной группы - составляют Земля и сходные с ней Меркурий, Венера и Марс. Во вторую входят планеты типа Юпитера (планеты-гиганты): Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Самая далекая от Солнца планета Плутон открытая в 1930 г. мало изучена, поэтому ученые расходятся во мнении, к какой группе её отнести (она явно не похожа на планеты-гиганты, однако недостаток сведений о ней не позволяет с уверенностью считать ее планетой типа Земли). Рис. 20. Планеты солнечной системы: 1 – Меркурий; 2 – Венера; 3 – Земля и Луна; 4 – Марс; 5 – Юпитер; 6 – Сатурн; 7 – Уран; 8 – Нептун; 9 - Плутон 86 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 87 из 180 Любая из планет-гигантов превосходит по массе все планеты земной группы вместе взятые. Самая крупная планета Солнечной системы Юпитер больше самой крупной планеты земной группы - Земли по диаметру в 11 раз и по массе в 300 с лишним раз. Отличия между планетами двух групп проявляются и в том, что планеты-гиганты быстрее вращаются вокруг оси, и в числе спутников: на 4 планеты земной группы приходится всего 3 спутника, на 4 планеты-гиганта 54. Все эти спутники состоят из тех же веществ, что и планеты земной группы, - силикатов, оксидов и сульфидов металлов и т. д., а также водяного (или водно-аммиачного) льда. Помимо многочисленных кратеров метеоритного происхождения на поверхности многих спутников обнаружены тектонические разломы и трещины их коры или ледяного покрова. Кроме спутников планеты-гиганты имеют еще и кольца, которые представляют собой скопления небольших по размеру тел. Они так малы, что в отдельности не видны. Благодаря их обращению вокруг планеты кольца кажутся сплошными, хотя сквозь кольца Сатурна, например, просвечивают и поверхность планеты, и звезды. Кольца, вероятнее всего, состоят из вещества тех спутников, которые прежде были крупнее, а затем разрушились при столкновениях между собой. Самая близкая к Солнцу планета - Меркурий. Она и самая маленькая из всех планет (диаметр 4870 км), не считая Плутона. На Меркурии почти нет атмосферы. В прошлом, возможно, там и была какая-то атмосфера, но теперь все давно выкипело под воздействием жгучих лучей Солнца. Расстояние от Солнца (среднее) 58 млн. км. Весь путь по орбите вокруг Солнца Меркурий проходит за 88 суток. Один оборот вокруг своей оси он совершает за 59 наших суток. Венера - вторая от Солнца планета, имеющая почти круговую орбиту, которую она обходит за 225 земных суток на расстоянии 108 млн. км от Солнца. Диаметр Венеры 12 100 км. Поворот вокруг оси Венера совершает за 243 земных суток - максимально среди всех планет. Вокруг оси Венера вращается в обратную сторону, т.е. в направлении, противоположном движению по орбите. Венера имеет плотную атмосферу, крайне жаркую и сухую. Благодаря парниковому эффекту на Венере стоит ужасная жара. Температура у поверхности достигает своего максимума примерно у отметки +480°С. В атмосфере Венеры содержится большое количество углекислого газа. За Венерой на расстоянии от Солнца в среднем 149 млн. км находится Земля. Земля - единственная планета внутренней Солнечной системы, имеющая большой спутник - Луну. Землю не без оснований называют двойной планетой. Луна находится на расстоянии 380 000 км от Земли, это ближайшее к нам небесное тело. Диаметр Луны 3476 км, что в 4 раза меньше диаметра Земли. Объем Луны в 50 раз меньше объема Земли. Луна движется вокруг Земли и делает полный круг на небе за 27 суток 7 ч. 43 мин. - это звездный месяц, называемый 87 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 88 из 180 сидерическим. Наблюдая за Луной с Земли, мы видим, что она выглядит то серпом, то диском, то совсем не лишь отражает солнечный свет. Когда Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли, виден полностью освещенный диск Луны - это фаза полнолуния. Если Луна находится в той стороне от Земли, где Солнце, то сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается - это фаза новолуния. В остальных случаях Луна имеет вид серпа. Луна - единственный внеземной мир в космосе, который посетили люди. В 1959 г. российский космический корабль «Луна-3» совершил первый полет вокруг Луны и передал на Землю снимки ее обратной стороны. Условия па Лупе необычны. Температуры там меняются от + 90°С в полдень до - 130°С ночью. На Луне нет воздуха и воды. Поверхность ее покрыта базальтовой лавой, характерная форма лунного рельефа - кратеры, трещины и сдвиги. Кроме кратеров на Луне есть горные гряды, купола, уступы, системы разломов. Исследования образцов лунного грунта, привезенного экипажами аппаратов, показали, что они состоят из тех же химических элементов, что и другие тела Солнечной системы, но совершенно в других соотношениях, чем Земля. Марс - внешняя планета земной группы, похожа на Землю, но меньше по величине и холоднее. Диаметр Марса 6 790 км., т.е. в 2 раза меньше Земли. Полный оборот вокруг Солнца Марс совершает за 678 земных суток. Расстояние между Землей и Марсом изменяется от 56 до 400 млн. км. Период осевого вращения Марса близок к земному и составляет 24 ч. 37 мин. Марс имеет очень разреженную атмосферу, в которой содержится много углекислого газа (95 %), немного азота и кислорода. Сходство состава атмосферы Марса и Земли дало некоторым ученым основание предполагать, что на Марсе могут существовать примитивные формы жизни. На Марсе, как и на Земле, наблюдаются тепловые пояса. В настоящее время на Марсе нет свободной воды. Однако появление белых полярных шапок «зимой», которые скорее всего состоят в основном из водяного льда с примесью твердой углекислоты (сухой лед), и сокращение их летом да ют возможность предполагать наличие воды. У Марса есть два маленьких спутника (две «луны») Фобос и Деймос, открытые в 1877 г. Диаметр Фобоса 23 км, а Деймоса 16 км. На них имеется несколько кратеров. Возможно, что Фобос и Деймос являются астероидами, захваченными полем тяготения Марса, а не лунами, которые образовались вблизи планеты. Сведения о планетах-гигантах (Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран) очень скудны и значительно менее достоверны, чем сведения о планетах типа Земли. Юпитер - самая большая планета Солнечной системы. Его диаметр в 11 раз превосходит радиус Земли, а масса в 318 раз больше массы Земли. Путь Юпитера по орбите вокруг Солнца занимает 12 лет, при этом среднее расстояние до Солнца равно 800 млн. км. Пояса облаков в атмосфере и Большое Красное пятно делают Юпитер очень живописной планетой. 88 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 89 из 180 Юпитер не твердая планета и представляет собой огромный газовый шар. По своему химическому составу он очень похож на Солнце. Атмосфера Юпитера на 85 % состоит из водорода и примерно на 14 % из гелия. Юпитер вращается вокруг своей оси исключительно быстро. Он делает один оборот за 10 ч. Разные части атмосферы вращаются с разными скоростями, и именно это различие порождает пояса облаков. Большое Красное пятно представляет собой огромного размера бурю (ураган) в атмосфере Юпитера, которую наблюдают с Земли вот уже 300 лет. Температура верхних облаков около 160 °С. По орбитам вокруг Юпитера движется 16 спутников. Семейство лун Юпитера представляет собой как бы Солнечную систему в миниатюре, где Юпитер выполняет роль Солнца, а его луны - роль планет. Сатурн - шестая от Солнца планета. Масса Сатурна в 95 раз больше массы Земли. Диаметр экватора в 9,46 раза больше экватора Земли, т.е. 120 420 км. Период обращения вокруг оси 10,54 ч. Среднее расстояние от Солнца 778 млн. км. Период обращения по орбите 29,5 земных лет. Сатурн, подобно Юпитеру, целиком состоит из водорода и гелия, имея также в своей атмосфере зоны облаков аммиака. Вокруг Сатурна вращаются три главных кольца и много более узких колец, с большого расстояния они видны как одно кольцо. Плоскость колец наклонена к плоскости орбиты на 29°. Кольца в основном состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются по орбите вокруг Сатурна, как отдельные микроскопические луны. Есть спутник Титан, который имеет атмосферу, его температура 180°С. Уран имеет диаметр в 4 раза больше диаметра Земли, т.е. 51 300 км, массу в 14,5 раза больше массы Земли, период обращения вокруг оси 17 ч 14 мин. Период обращения по орбите вокруг Солнца 84 года. Уран состоит в основном из водорода и гелия, но одну седьмую его атмосферы занимает метан. Температура этой планеты около 220°С. В центре Урана находится большое ядро, состоящее из камня и железа. Ось вращения Урана наклонена к плоскости орбиты на 90°. Из этого следует, что его северный полюс находится ниже плоскости орбиты, т.е. как бы опрокинут набок. Вокруг Урана обнаружены кольца, состоящие из больших и малых камней, а также тонкой пыли. Вокруг Урана вращаются пять больших лун и десять маленьких. Нептун имеет диаметр в 3,9 раза больше диаметра Земли, т.е. 49 500 км, период обращения вокруг оси 17 ч 32 мин. Расстояние от Солнца 4,5 млрд. км, период обращения по орбите 165 лет. Нептун имеет грозовую атмосферу, а также тонкие перистые облака, некоторые из которых состоят из замерзшего метана. Температура на Нептуне равна -213°С. У Нептуна есть спутник Тритон, превосходящий по величине земную Луну. Плутон - планета, находящаяся на краю Солнечной системы. Диаметр Плутона 2 324 км. Эта планета меньше нашей Луны, состоит из камня и льда. Орбита Плутона сильно вытянута. Наиболее близкая к Земле точка на орбите Плутона находится на расстоянии 7375 млн. км. Температура на Плутоне 89 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 90 из 180 около 230°С. Астероиды - малые планеты. Между орбитами Марса и Юпитера имеется пространство, в котором обращается вокруг Солнца множество космических тел. Их называют астероидами, т.е. звездоподобными, но более детальное их изучение показало, что это не звезды, а планеты. Большинство астероидов - карлики. Считается, что общее число малых планет, диаметры которых не превышают 1 км, может достигать 1 млн. Происхождение астероидов пока не известно. Согласно одной гипотезе, они представляют собой осколки бывшей планеты, которая вращалась вокруг Солнца за орбитой Марса, и в отдаленном прошлом потерпела какую-то катастрофу. Но в целом кажется более вероятным, что астероиды никогда не были частями одного тела, а образовались в процессе сгущения пылевой среды в результате взаимного притяжения составляющих их частиц. Кометы - тоже тела Солнечной системы. Ученые предполагают, что кометы представляют собой остаточный материал, образовавшийся при зарождении этой системы. Комета состоит из различных видов льда замерзших воды, метана, аммиака и углекислого газа. В эту ледяную смесь заключены песчаная пыль, крупные камни и куски металла. Все эти материалы входят в межзвездное облако, из которого образовались Солнце и планеты. Кометам достались лишь «остатки», которые не вошли в «дело». Они состоят из слабо связанных между собой частей и легко распадаются. Кометы движутся вокруг Солнца по орбите, имеющей форму весьма вытянутого эллипсоида и даже парабол. Периоды их обращения могут достигать многих миллионов лет. Когда комета движется по орбите, пыль и газ слетают с нее, образуя хвост. Радиация, идущая от Солнца, сталкивает хвост кометы в сторону, противоположную Солнцу. Хотя ядро кометы (ледяной глыбы) может иметь диаметр всего в несколько километров, хвост ее вытягивается в длину на 100 млн. км. В ночном небе комета становится видна невооруженным глазом. Яркая комета может иметь изящный хвост, искрящийся в ночном небе. Когда комета движется по орбите, от нее отделяются и более крупные сгустки пыли, куски камня и металла. Эти твердые тела образуют метеорные потоки. После того как комета огибает Солнце и начинает удаляться от него, она понемногу остывает. Образование газа уменьшается, струи иссякают и хвост сокращается. Появление в небе новой кометы непредсказуемо, но в среднем приблизительно раз в 10 лет неожиданно вспыхивает и становится видна в ночном небе яркая комета. Метеориты - каменные и металлические глыбы, падающие с неба. Большей частью они остались от эпохи образования Солнечной системы. Эти тела врываются в атмосферу со скоростью 60 000 км/ ч и более. В результате трения о воздух объекты раскаляются и вспыхивают огненнокрасным цветом. Видимый след в небе, оставляемый вспыхнувшим объектом при его вхождении в атмосферу, называется метеором. Эти следы называют также «падающими звездами». 90 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 91 из 180 Форма и размеры Земли. В древнем мире не было единого представления о форме Земли. Её считали диском, плавающим в воде или висящим в пространстве, либо плоской поверхностью, с куполом сверху, лежащей на трех слонах, которые стоят на черепахе, плавающей в океане. Однако уже семь веков до н. э. стали считать Землю шаром. Земля имеет сложную конфигурацию, и ее форма не соответствует ни одной из правильных геометрических фигур. В 1873 г. ученый И. Лингстон предложил называть фигуру Земли геоидом (землеподобный). Геоид - форма, свойственная только Земле. По данным измерений, Земля – сплюснутый у полюсов шар. Наиболее точно форму нашей планеты передает фигура, называемая эллипсоидом, у которого любое сечение плоскостью, проходящей через центр Земли, не является окружностью. В настоящее время форму Земли принято характеризовать следующими величинами: экваториальный радиус – 6378 км 245 м., полярный радиус - 6356 км 777 м., длина окружности экватора – 40 075 696 км. Форма и размеры Земли имеют большое географическое значение. Шарообразная форма обусловливает закономерное уменьшение угла падения солнечных лучей на земную поверхность в направлении от экватора к полюсам. В результате этого происходит уменьшение в том же направлении количества солнечной энергии, получаемой земной поверхностью, и связанная с этим важнейшая закономерность географической оболочки – широтная зональность. В то же время она определяется не только шарообразностью земли, но и вращением планеты вокруг Солнца при определенном наклоне оси вращения к орбите. Шарообразная форма и размеры Земли влияют не только на широтную зональность но, и на неравномерность нагревания на разных широтах, на величину ускорения силы тяжести, на возможность удержания атмосферы. Следствием шарообразной формы Земли является увеличение дальности видимого горизонта с высотой, постепенное появление предметов из-за линии горизонта и др. Движение Земли. Земля одновременно участвует в ряде движений: вращается вокруг своей оси, движется вокруг Солнца, около общего с Луной и около общего для всей Солнечной системы центров тяжести, а также в составе Солнечной системы перемещается вокруг ядра Галактики. Но для жизни на Земле главными процессами являются осевое и орбитальной движение нашей планеты. Осевое вращение Земли. Земля вращается с запада на восток против часовой стрелки и делает полный оборот вокруг оси за 24 ч. 56 мин.4,1 сек. За земную ось принимают воображаемую прямую линию, вокруг которой вращается Земля. Земная ось пересекается с земной поверхностью в двух точках, называемых полюсами – Северным и Южным. Каждая точка Земли в течение суток описывает окружность. Скорость вращения зависит от того расстояния, которое должна пройти точка за период суточного вращения Земли. 91 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 92 из 180 Неподвижными на поверхности Земли остаются только точки выхода воображаемой оси – географические полюса. Наибольшая скорость вращения на линии экватора (464 м/с). Экватор – большой круг, образованный пересечением Земли, перпендикулярный оси вращения на расстоянии, равном от обоих полюсов. Если мысленно пересечь Землю рядом параллельных экватору плоскостей, на земной поверхности появятся линии, называемые параллелями, имеющими направление – запад – восток. Длина параллелей от экватора к полюсам уменьшается, соответственно уменьшается и линейная скорость вращения точек, находящихся на них. При мысленном пересечении Земли плоскостями, проходящими через ось ее вращения, на поверхности земли возникают линии, называемые меридианами, имеющими направление север – юг. Осевое вращение земли имеет очень важные следствия. При вращении Земли возникает центробежная сила, которая играет определяющую роль в формировании фигуры планеты и уменьшает силу притяжения. От полюсов к экватору сила тяжести убывает. Происходит смена дня и ночи. Вращение Земли вокруг своей оси обусловливает перемещение солнечного освещения по земной поверхности с востока на запад. Период полного осевого вращения Земли – сутки. Они приняты за естественную единицу измерения времени. Человек не ощущает непосредственного осевого вращения Земли, но наблюдает его по видимому движению небосвода. Поэтому следствием суточного вращения Земли является видимое движение Солнца и звезд с востока на запад. По ним можно измерять время. Движение по орбите. Земля, вращаясь вокруг своей оси в тоже время движется вокруг Солнца со средней скоростью 30 км/с. При такое скорости она совершает полный оборот вокруг солнца за 365 суток 5 ч. 48 мин. 46 сек. Этот период обращения называется астрономическим годом. Путь по которому Земля движется вокруг Солнца, называется орбитой. Орбита представляет собой замкнутую кривую, имеющую форму эллипса. Солнце находится не в центре, а смещено в сторону – в один из фокусов, поэтому расстояние от Земли до Солнца меняется в зависимости от положения Земли на орбите. Следствием движения Земли по орбите является смена времен года. Календарь – система счисления длительных промежутков времени, в основе которой лежат периодические явления, связанные с движением небесных светил. В календаре используют астрономические явления – смену времен года, смену дня и ночи, лунных фаз. На их основе установлены единицы измерения больших промежутков времени: астрономический год (полный оборот вращения Земли по орбите вокруг Солнца) 365 суток 5 ч 48 мин 46с. синодический месяц (промежуток времени между одинаковыми фазами Луны) – 29 суток 12 ч 44 мин 3с. 92 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 93 из 180 Значение астрономического положения Земли для её природы. Благодаря тому, что в центре нашей планетной системы находится одинарная звезда Солнце, орбитальное и осевое движения Земли, как и других планет, равномерны; поэтому все природные процессы на Земле ритмичны. Так как Земля образована из ближайшей к Солнцу части протопланетного облака, она состоит из тяжелых элементов, что обеспечивает ее высокую плотность. Масса Земли достаточно велика, чтобы удерживать около себя водород в количестве, необходимом для образования воды, но эта масса меньше, чем у Юпитера, состоящего в основном из водорода. Земля находится на таком расстоянии от Солнца, при котором приливное ее трение невелико и планета быстро вращается вокруг своей оси. Температурный режим благоприятный. Спутник Земли Луна вызывает приливы. Основные понятия: Вселенная, Солнечная система, звезды, планеты, астероиды, кометы, метеориты, геоид, астрономический год. Вопросы для самоконтроля: 1.Что включает в себя географическая оболочка? 2.Закономерности географической оболочки. 3.Что представляет собой Вселенная? 4.Каков состав Солнечной системы. 5.Что такое геоид? 6.В чем заключается географическое значение формы и размеров Земли? 7.В ряде каких движений участвует Земля? 8.Какое значение имеет движение Земли вокруг оси по своей орбите? 9.Что такое астрономический год, и чему он равен? Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.3-29 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.7-55 Тема Строение планеты Земля План лекции 1. Внутренне строение Земли. 2. Планетарный рельеф земли. 3. Процессы, формирующие основные формы рельефа Земли. Внутреннее строение Земли. Изучение внутреннего строения Земли жизненно важно. С ним связаны образование и размещение многих видов полезных ископаемых, рельефа земной поверхности, возникновение вулканов и землетрясений. Знания о внутреннем строении земли необходимы и для составления геологических и географических прогнозов. 93 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 94 из 180 Земная кора – верхняя оболочка Земли, самая неоднородная и сложная (рис.21). Внешняя граница земной коры - поверхность ее соприкосновения с гидросферой и атмосферой, нижняя проходит на глубине 8-75 км и называется слоем или разделом Мохоровича. Положение земной коры между мантией и внешними оболочками - атмосферой, гидросферой и биосферой обусловливает воздействие на нее внешних и внутренних сил Земли. Верхний слой, мощность которого колеблется от 0 до 20 км, сложен осадочными породами - песком, глиной, известняками и др. Ниже, под материками, расположен гранитный слой, сложенный породами, плотность которых соответствует плотности гранита. Под океанами гранитный слой отсутствует, а на материках в некоторых местах он выходит на дневную поверхность. Еще ниже расположен слой, который называют базальтовым. В зависимости от строения и мощности выделяют два вида коры материковую и океаническую. Под материками кора содержит все три слоя осадочный, гранитный и базальтовый. Ее мощность на равнинах достигает 15 км, а в горах увеличивается до 80 км. Под океанами гранитный слой во многих местах вообще отсутствует, и базальты покрыты тонким чехлом осадочных пород. В глубоководных частях океана мощность коры не превышает 3-5 км, а ниже залегает верхняя мантия. Рис. 21. Внутреннее строение Земли. Мантия - промежуточная оболочка, расположенная между литосферой и ядром Земли. Нижняя ее граница проходит предположительно на глубине 94 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 95 из 180 2900 км. На мантию приходится более половины объема Земли. Вещество мантии находится в перегретом состоянии (пластическое состояние, как густая паста) и испытывает огромное давление вышележащей литосферы. Мантия оказывает большое влияние на процессы, происходящие на Земле. В верхней мантии возникают магматические очаги, образуются руды, алмазы и другие ископаемые. Отсюда же на поверхность Земли поступает внутреннее тепло. Вещество верхней мантии постоянно и активно перемещается, вызывая движение литосферы и земной коры. Верхнюю часть мантии, залегающую непосредственно под земной корой, называют субстратом. Земная кора вместе с верхней частью мантии образует литосферу. Литосфера (от греч. литос – камень и сфера - шар) – верхняя, каменная оболочка твердой Земли. Таким образом, в строении литосферы принимает участие земная кора и подстилающая ее, имеющая кристаллическое строение верхняя часть мантии. Эти две составляющие определяют строение, и структурные особенности литосферы (рис. 22). Поверхность земной коры испытывает воздействие тектонических движений, выветривания и осадконакопления. Тектонические движения формируют рельеф поверхности Земли, создают горноскладчатые структуры, впадины, а процесс выветривания стремится эти неровности выровнять. Рис. 22. Строение земной коры Ядро. В ядре различают две части: внешнюю и внутреннею. Предполагают, что с глубины 2 900 км до глубины 5 100 км находится внешнее ядро, по своему физическому состоянию приближающееся к жидкости, т. е. вещество ядра находится в расплавленном состоянии. Оставшиеся до центра Земли 1 270 км составляют внутреннее ядро, его еще называют субъядро. Субъядро сильно уплотнено и по плотности соответствует металлам, поэтому его и называют металлическим, твердым. Температура, согласно расчетным данным, во внутреннем ядре составляет несколько тысяч градусов по Цельсию (4000 -5000 °С). 95 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 96 из 180 Планетарный рельеф Земли. Рельеф - совокупность неровностей поверхности суши, дна океанов и морей. Рельеф состоит из сочетающихся между собой форм. Формы могут быть выпуклыми (материки, горы, возвышенности, холмы и др.) и вогнутыми (океаны, речные долины, котловины, овраги, балки и др.). Современный лик Земли, площадь которого составляет 510 млн. км2 включает океаны, которыми занято 361 млн. км2 (70,8 %), и сушу - 149 млн. км2 (29,2 %). Прежде чем сформировался современней лик, Земля прошла длительный путь развития. В истории Земли выделяются два основных этапа ее формирования - планетарный и геологический. Планетарный продолжался 5,5 5,0 млн. лет назад и завершился формированием планеты, дифференциацией вещества и образованием ядра и мантии Земли. Геологический этап начался 4,5 млн. лет назад млн. лет назад и продолжается до сих пор. Геологический этап начался с образования первичной океанической коры (вулканизм, трещинные излияния базальтов), а также с формирования атмосферы и гидросферы. Все отложения земной коры по остаткам некоторых групп животных и растений в горных породах разделены исследователями на пять групп. Время, в течение которого накапливалась каждая группа пород, названа эрой. Название каждой эры отражает относительное время: архейская (древнейшая), протерозойская (ранняя), палеозойская (древняя) мезозойская (средняя), кайнозойская (новая). Все эры разделены на менее длительные отрезки времени - периоды. Процессы, формирующие основные формы рельефа земли. Различные формы рельефа формируются под действием процессов, которые подразделяются на внутренние (эндогенные) и внешние (экзогенные). Внутренние процессы зарождаются и протекают в недрах планеты. В условиях повышенных температуры и давления. К внутренним процессам относятся тектонические (колебательные, складчатые и землетрясения), магматические и метаморфические. Внешние процессы протекают в самых верхних слоях земной коры с участием лучистой энергии солнца на границах с биосферой и гидросферой. Экзогенные процессы проявляются в непрерывном разрушении и изменении поверхности Земли вследствие воздействия атмосферных и подземных вод, рек и ледников, растительных. Животных и других организмов, выветривания (работы ветра), а также в результате деятельности человека. Эндогенные и экзогенные процессы протекают во взаимодействии; они находятся в постоянной борьбе, в противоречии. В непрерывном взаимодействии внутренних и внешних процессов происходит формирование земной коры и рельефа. Внутренние процессы. Тектонические движения - это перемещение земной коры, ведущее к изменению высоты поверхности. Эти движения, как и другие внутренние процессы, практически недоступны для непосредственных наблюдений. В результате тектонических движений изменяется первичная 96 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 97 из 180 форма залегания горных пород: могут быть смяты в складки и образовывать складчатые горы (рис. 23), также могут возникнуть разные нарушения (одни участки опускаются, другие поднимаются). Опустившийся участок называется грабеном, поднявшийся - горстом (рис. 24). Рис. 23 . Образование складок – складчатое залегание горных пород Рис. 24 . Образование горста и грабена Выделяют три основных вида тектонических движений земной коры: колебательные, складчатые и землетрясения. Колебательные движения проявляются в результате радиальных перемещений в земной коре и характеризуются медленным вековым неравномерным поднятием и опусканием земной поверхности. Скорость движения небольшая – от нескольких сантиметров до долей миллиметра в год. Наибольшие поднятия наблюдаются в северных широтах. Здесь поднимаются острова Исландия, Гренландия, Новая Земля, Скандинавский и Кольский полуострова. Поднятие вызывает обмеление прибрежной полосы, уменьшаются глубины проливов между островами, происходит слияние отдельных мелких островов с большими и присоединение их к материкам. Опускается территория на юге Восточно-Европейской равнины. Древнегреческая колония Ольвия найдена на дне Черного моря. Опускается 97 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 98 из 180 территория Голландии, в настоящее время часть ее находится ниже уровня моря. Только дамбы спасают эту страну. Опускаются южные берега Великобритании, северная часть Италии (район г. Венеции). Складчатые движения земной коры называют также горообразовательными. Складчатые движения земной коры характеризуются большой интенсивностью, силой и амплитудой проявления. Складчатость протекает в меньшие по сравнению с колебательными движениями сроки и дает ощутимые результаты: возникают высокие горы, образуются крупные разломы и трещины в земной коре. По разломам происходят значительные перемещения отдельных участков земной коры - их воздымание и опускание. Горообразовательные движения сопровождаются землетрясениями и вулканизмом. Землетрясения - это также тектонические движения земной коры. В отличие от колебательных и складчатых те являются следствием быстрых движений земной коры. Землетрясением называют внезапное и резкое сотрясение земной поверхности, проявляющееся в виде толчков различной силы, вызванных рядом причин, действующих в земной коре и верхней мантии. Изучением землетрясений занимается наука сейсмология. Явления, связанные с землетрясениями, получили название сейсмические. Землетрясения происходят в ограниченных областях, связанных с глубинными разломами в земной коре, с зонами молодого горообразования или геосинклиналями, к которым приурочены также основные вулканические пояса. Такие зоны получили название сейсмических областей. Наибольшее число землетрясений (около 90 %) происходит в двух поясах: Тихоокеанском, ухватывающем побережье Тихого океана в виде кольца (здесь происходит около 70 % всех землетрясений), и Срединоземноморском, идущем от островов Зеленого Мыса и Португалии через бассейн Средиземного и Черного морей, Карпаты, Крым, Кавказ в Гималаи и Индонезию (с этим поясом связано более 20 % всех землетрясений). Сейсмические зоны известны и в других районах земного шара, например серединная область Атлантического океана, а также зона, проходящая в Африке вдоль Великих Озер (Танганьика, Ньяса, Виктория, Рудольфа). В различных участках земной коры землетрясения проявляются с разной силой. Подсчитано, что ежегодно на Земле происходит 200 тыс. катастрофических землетрясений, 150 разрушительных. Около 7 тыс. сильных и 150 тыс. слабых. Центр очага называют гипоцентром. Его проекцию на земную поверхность, где с наибольшей разрушительной силой проявляется землетрясение, называют эпицентром. Вулканизм. С глубиной температура в земной коре повышается. На глубине 60 - 70 км температура настолько велика, что любая порода при давлении, равном атмосферному, могла бы находиться в расплавленном состоянии. Однако в отдельных очагах при уменьшении давления и повышении температуры вещество переходит в газообразное состояние. При этом его 98 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 99 из 180 объем увеличивается в несколько раз. Раскаленную, насыщенную газами массу называют магмой. Она перемещается туда, где меньше давление. По отдельным трещинам, каналам магма изливается на поверхность в виде лавы. Этот процесс называют вулканизмом. При извержении выбрасываются в огромном количестве газы и; твердые продукты (вулканические пепел и «бомбы» - глыбы пород). Горы, производящие извержение называют вулканами. Они располагаются в местах разломов земной коры. На поверхности излившаяся лава застывает, и многократные излияния образуют конусообразные горы. Например, самый активный и высокий вулкан Ключевская сопка на полуострове Камчатка имеет высоту 4850м. На вершинах таких гор образовались чашеобразные углубления, это кратеры. От дна кратера уходит внутрь к магматическому очагу канал - жерло. В настоящее время в мире насчитывается свыше 500 действующих вулканов и около 4 000 потухших. Они расшевелены на поверхности Земли неравномерно, приурочены в основном, к наиболее подвижным зонам земной коры, называемым геосинклиналями («гео» - земля, «синклиналь» - складка). Большая часть действующих вулканов находится в Тихоокеанском поясе. Они образуют Тихоокеанское вулканическое кольцо. Это вулканы на полуострове Камчатка - Ключевская сопка, Авачинская сопка, Кроноцкая сопка и др., всего 22 действующих вулкана, а также Курильские острова, Фудзияма в Японии и др. Второй пояс Средиземноморско-Индонезииский. Это вулканы Везувий, Этна, Кракатау. Вулканы образуются и на дне океанов. Такие вулканы называют подводными. При подводных излияниях лавы на поверхность океана прорываются клубы пара. Он образуется от соприкосновения раскаленной лавы с морской водой. Магматический процесс - сложный геологический процесс, который включает зарождение магмы в земной коре и в верхней части мантии, перемещение ее в верхние слои земной коры, охлаждение и образование магматических горных пород. Метаморфизм - изменение и преобразование горных пород в ходе эндогенных процессов, главным образом благодаря увеличению температуры и давления, а также присутствию химически активных веществ – растворов. Изменение температуры может быть связано с опусканием горных пород на большие глубины (в среднем температура повышается на 1°С на каждые 33 м и на глубине около 100 км. может составлять 1300 – 1500°С) в результате тектонических движений. Внешние процессы. Развитие внешних процессов зависит от многих геологических и физико-географических факторов. Главными из них являются тектонические движения земной коры, геологическое строение региона, рельеф и климатические условия. Самым сложным внешним фактором является выветривание – разрушение горных пород. Условно оно подразделяется на химическое и физическое. 99 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 100 из 180 Основными причинами физического выветривания являются колебания температуры, связанные с суточными и сезонными изменениями солнечной радиации (количеством поступающей лучистой энергии Солнца). В результате изменения температуры (днем горная порода с поверхности нагревается и расширяется, а ночью охлаждается и сжимается) образуются трещины, которые постоянно расширяются. Расширению трещин способствует замерзание в них воды, так как при замерзании она увеличивается в объеме. Маленькие трещины увеличиваются, горная порода распадается на отдельные куски, которые впоследствии разрушаются на более мелкие: порода превращается в щебень дресву - песок - глину. В трещинах образуется мелкозем, на нем поселяются растения, а их корневая система влияет на разрушение пород; способствуют этому и животные, особенно землеройки. Механическому разрушению горных пород способствует и органическая жизнь. Лишайники, мхи и другие споровые растения первыми поселяются на свежей поверхности горных пород. Они подготавливают условия для поселения здесь высокоорганизованных растений. Корни их продолжают механическое разрушение и способствуют развитию химического выветривания. Химическое выветривание горных пород связано с их химическим составом и строением, а также с климатическими условиями и наличием воды. Вода - важнейший фактор химического выветривания, она активизирует химическую деятельность кислорода, углекислого газа, органических веществ и неорганических соединений. Наиболее интенсивно в зоне химического выветривания разлагаются магматические и метаморфические породы. Скорость выветривания и сохранность его продуктов в значительной степени определяются климатом и рельефом поверхности территории выветриваемых пород. При влажном и жарком климате скорость выветривания наибольшая и глубина выветривания может достигать 100 м при слаборасчлененном рельефе местности. В холодном климате скорость химического выветривания чрезвычайно мала. Но в том и в другом случаях существенную роль в химическом выветривании играет жизнедеятельность различных представителей органического мира. Особенно велика роль бактерий, вирусов, микроскопических грибов, водорослей, добывающих пищу из неорганических соединений. | Процесс выветривания приводит, в конечном счете, к образованию рыхлых продуктов. Этот рыхлый покров, образовавшийся на суше, называют корой выветривания. На ней постепенно образуется почва. Среди внешних процессов формирования рельефа кроме выветривания наибольшее влияние на его современный облик оказывают древние оледенения и текучие воды. Древние оледенения. Четвертичный период в истории Земли ознаменовался общим поднятием вод суши, похолоданием климата и возникновением в Северном полушарии покровного оледенения. Всего было четыре эпохи оледенения. Центрами оледенений служили горы Скандинавского 100 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 101 из 180 полуострова, Новая Земля, Полярный Урал и горы Таймырского полуострова. Отсюда лед распространялся к югу на прилегающие территории. Лед приобретает подвижность (текучесть), когда происходит его накопление и увеличение мощности. Нижние слои льда становятся пластичными, и чем больше масса льда, тем становится подвижнее. Двигаясь, ледник очень сильно изменяет поверхность Земли. Из центра оледенения он уносит с собой вмерзшие в нижние слои льда камни и при движении, как мощным бульдозером, снимает с поверхности рыхлые наносы (песок, глину, щебень) и даже довольно крупные камни. Под воздействием ледника возвышенности и выступы сложенные кристаллическими породами, приобретают обтекаемую форму и отполированную поверхность. В тех местах, где ледник начинал таять, отлагался принесенный материал - морена. Она состоит из перемешанных песка, глины, мелких обломков твердых горных пород и крупных камней валунов. У края ледника мощность морены больше и после его таяния остаются холмы и конечно-моренные гряды. При таянии ледника образуются большие массы воды, которые перемывали морену, переносили и отлагали песчаный материал, выравнивая поверхность. Так, у края ледника создавались равнины, сложенные водноледниковыми отложениями. Созданные древними оледенениями формы рельефа лучше всего выражены на Восточно-европейской равнине, где мощность ледников была наибольшей. Работа текучих вод. Текучие воды являются одним из главных современных экзогенных факторов формирования рельефа земной поверхности. Текучие воды способствуют сглаживанию неровностей рельефу и в то же время расчленяют его. Дождевая или талая, вода, образовавшаяся при таянии снега, стекает по склону и разрушает горные породы и почву, при этом образуются сначала неглубокие промоины. Постепенно они увеличиваются, превращаясь в овраги, балки и долины. Процессы разрушения горных пород и почв текучими водами называются эрозионными. Особенно интенсивно эрозионные процессы происходят в районах с большим количеством осадков и значительным уклоном поверхности. Эрозионный рельеф особенно характерен для гор и возвышенностей. Во всех горных районах преобладает эрозионный рельеф. Густая сеть горных ущелий и глубоких речных долин расчленяет склоны хребтов. На равнинах, в областях, не подвергшиеся древнему оледенению, эрозионное расчленение поверхности продолжалось в течение всего четвертичного периода. В результате образовалась разветвленная сеть речных долин, балок и глубоких оврагов. Текучие воды не только расчленяют поверхность, создавая эрозионный рельеф, но и отлагают продукты разрушения в долинах рек. Основные понятия: земная кора, мантия, ядро, литосфера, рельеф, тектонические движения, землетрясение, вулканизм, выветривание, кора 101 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 102 из 180 выветривания, оледенение, эрозионные процессы. Вопросы для самоконтроля: 1.Охарактеризуйте внутренние твердые оболочки Земли. 2.Планетарные формы рельефа. 3.Что относится к внутренним процессам формирующим рельеф Земли? 4.Что относится к внешним процессам формирующим рельеф Земли? Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.50-67 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.58-74 Тема Основные формы рельефа суши Плен лекции 1.Особенности и классификация рельефа. В зависимости от масштаба выделяют планетарные, макро-, мезо- и микроформы рельефа. К планетарным относят выступы материков и впадины океанов. В рельефе поверхности 3емли выделяются большие неровности. Основные из них - материковые выступы, пли материки, и разделяющие их впадины океанов. Материков шесть: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка. Антарктида, Австралия. Океанов четыре: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый. В рельефе материков и океанов выделяются две основные формы - горы и равнины. На поверхности материков горы и равнины соответствуют основным структурным элементам земной коры: подвижным - геосинклинали (орогены) и относительно спокойным участкам - платформы. Платформы представляют собой устойчивые малоподвижные области земной коры и характеризуются небольшими амплитудами тектонических движений медленными и колебательными. Геосинклинали - подвижные участки земной коры в своем развитии проходят два этапа. Первый - интенсивное опускание земной коры, образование широкого морского бассейна и накопление в чем осадочных толщ мощностью до 15-20 км. На втором этапе развития геосинклинали происходит интенсивное исходящее движение. Породы в результате складчатости и магматической деятельности сминаются в складки, растрескиваются, по трещинам внедряется магма гранитного состава. Происходит образование рудных месторождений. С течением времени на месте геосинклинали возникает складчатая область. Море 102 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 103 из 180 отступает. Геосинклиналь завершает свой цикл развития - на ее месте возникает горноскладчатая область (см. рис. 23). Горные сооружения, возникшие на месте геосинклинали, начинают разрушаться под действием экзогенных процессов, а после их разрушения участок земной коры преобразуется в платформу. Рельеф дна океана. На дне океана, как и на суше, имеются разнообразные формы рельефа - горы, равнины, впадины, желоба и т. д. Они обычно имеют более мягкие очертания, чем аналогичные формы рельефа суши, так как внешние процессы протекают здесь более спокойно. В рельефе океанского дна выделяют: материковую отмель, или шельф мелководная часть до глубины 200 м, ширина которой в ряде случаев достигает многих сотен километров; материковый склон - довольно крутой уступ до глубины 2 500 м и ложе океана, которое занимает большую часть дна с глубинами до 6 000 м. Рельеф суши. В целом весь рельеф суши Земли можно разделить на две большие группы: равнинно-платформенные области; горные (орогенные) области. Равнинно-платформенные области занимают 64% суши. В размещении их на поверхсти наблюдается симметрия: они приурочены к двум широтным поясам, один из которых расположен в Северном, другой - в Южном полушарии. В Северном полушарии - Северо-Американская, Восточно-Европейская и Сибирская равнинные области; в Южном - Южно-Американская (Бразильская), Африкано-Аравийская, Австралийская. В пределах платформенных равнин имеются отдельные низменности и возвышенности, плато, плоскогорья и высоко поднятые массивы. Среди равнинно-платформенных областей имеются: низкие с абсолютной высотой 100-300 м (Восточно-Европейская, Западно-Сибирская, Туранская, СевероАмериканская) и высокие - поднятые новейшими движениями коры на высоту 400-1000 м (Среднесибирское плоскогорье, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Южно-Американская равнинные области). На равнине суши преобладают равнины второго типа, т. е. высокие. Им свойственны в отличие от низких большая глубина расчленения, ступенчатость поверхностей, обусловленная смещением по разломам, а местами - проявления вулканизма. Горные области занимают 36 % суши. В их пределах выделяют горные сооружения двух типов: молодые – возникшие впервые и горы, возрожденные на месте древних выровненных и полуразрушенных складчатых областей различного возраста. Многообразные формы рельефа классифицируются по двум направлениям: по генетическому и морфологическому признакам. Генетическая классификация производится на основе учета их происхождения (генезиса), возраста. По морфологической классификации во внимание принимаются внешние 103 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 104 из 180 признаки и размеры форм рельефа без оценки их происхождения и взаимосвязей. Морфологической классификацией пользуются при первом знакомстве с формами рельефа в начальной школе. По морфологическим признакам самым элементарным является деление поверхности суши на горы и равнины. Внутри тех и других имеются микро-, мезо- и микроформы, а также положительные (выпуклые) и отрицательные (вогнутые) формы. Важнейшие положительные формы – холм, гора, хребет плоскогорье, плато, нагорье. Холм – изолированная куполообразная возвышенность, не превышающая 200 м над окружающей поверхностью, с пологими склонами и резко выраженной подошвой. Самая высокая точка холма называется вершиной. Горы - обширные и сильно расчлененные части земной поверхности, высотой более 200 м относительной высоты, обычно с крутыми склонами и резко выраженной подошвенной линией Горы и их вершины имеют различные формы. Вершины могут быть плоскими (столовые горы), куполообразные, остроконечные (пики). Одиночные горы встречаются редко. Обычно они занимают большие территории и вытянуты на большие расстояния. Такие горные сооружения называются горными хребтами. Хребты разделяются расположенными между ними горными долинами. Система вытянутых в в одном направлении горных хребтов составляет горную цепь. Совокупность хребтов, цепей и долин называют горным узлом или горной страной, а в обиходе - горами. Например, Алтайские горы, Уральские горы, Кордильеры, Анды, Гималаи. Самую высокую часть горного хребта называют гребнем. Наиболее резкие повышения на гребне называют вершинами, например Эльбрус (5642 м) и Казбек (5033 м) в Кавказских горах, Монблан (4708 м) в Альпах. По высоте горы подразделяются на низкие (до 1000 м), средневысотные (от 1000 до 2000 м), высокие (от 2000 до 5000 м) и высочайшие (выше 5 км). По происхождению горы бывают тектоническими, вулканическими и эрозионными. Тектонические горы образуются в результате движений земной коры, они состоят из одной или множества складок, поднятых на значительную высоту. Все высочайшие горы мира - Гималаи, Гиндукуш, Памир, Кордильеры и др. - складчатые. Для них характерны остроконечные вершины, узкие долины (теснины), вытянутые гребни. Вулканические горы образуются в результате накопления продуктов вулканической деятельности. На поверхности Земли достаточно широко распространены эрозионные горы, которые образуются в результате расчленения высоких равнин внешними силами, в первую очередь текучими водами. Обширные и высокоподнятые участки (до 1000 м над уровнем моря), имеющие волнистую или ровную поверхность, называют плоскогорьями, например Среднесибирское плоскогорье. Возвышенная равнина, ограниченная хорошо выраженными склонами, нередко обрывистыми, называется плато. Поверхность плато бывает не только 104 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 105 из 180 ровной или слабоволнистой, но и часто значительно расчлененной поле кительными и отрицательными формами рельефа, например плато Устюрт на полуострове Мангышлак в Казахстане. Обширная возвышенность, на которой расположены горные хребты, высокие равнины и отдельные горы, называют нагорьем, например Иранское нагорье, Аравийское, Тибетское. Большую часть поверхности суши занимают равнинные пространства. Равнины - это участки земной поверхности, имеющие плоский или слабохолмистый рельеф, с колебаниями высот не более 200 м. По характеру поверхности равнины делят на плоские, волнистые и холмистые. В зависимости от высоты над уровнем моря равнины подразделяются на низменные (до 200 м), возвышенные (до 500 м) и высокие, или плоскогорья, (свыше 500 м). Рельеф равнины менее разнообразен, чем рельеф гор. Это объясняется большей однородностью геологического строения платформенных участков континентальной коры и меньшей их подвижностью. Платформенные равнины занимают больше половины всей площади суши. Более 80%-всех равнин первично ровные пластовые и аккумулятивные, равнинность рельефа которых предопределяется залеганием пластов осадочных пород. Самые обширные равнины – пластовые, например средневысотная Восточно-Европейская, низкие - Западно-Сибирская и Амазонская. Аккумулятивные (сложенные наносами рек) равнины низкие, например Прикаспийская, Месопотамская, Индо-Гангская. Равнина, расположенная на высоте не выше 200 м, называется низменностью - например Западно-Сибирская. Равнина, имеющая холмы, понижения, овраги, называется холмистой, например Восточно-Европейская. Важнейшие отрицательные формы, встречающиеся на равнинах, - это промоины, овраги, лощины, различные долины и котловины Промоина - вытянутое углубление с крутыми незадернованными склонами. Овраг - углубление значительной длины, иногда до нескольких километров, с крутыми, часто отвесными склонами. Овраги открыты и постепенно расширяются в сторону общего наклона поверхности. Верховья оврагов имеют вид промоины. Овраг, приостановившийся в росте в глубину (достиг водоупорного слоя), с пологими заде товарными склонами называют балкой. Если ее глубина незначительна, то называют лощиной. Долина - выгнутое углубление, имеющее уклон в одном направлении, со склонами различной крутизны, часто прорезанные промоинами или оврагами; долину по которой протекает река, называют речной, а долины без рек сухими; в Средней Азии их называют «узбоями», в Австралии «криками». В горах Восточной Сибири «падью». Котловина, или впадина – понижение в рельефе, замкнутое со всех сторон, со склонами различной крутизны. 105 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 106 из 180 Небольшие котловины, имеющие незначительную глубину и плоское дно, называют блюдцами или западинами. Значение рельефа. Рельеф суши играет большую роль в формировании внешнего лика Земли. Рельеф распределяет тепло и влагу на поверхности Земли. От него зависит характер стока, микроклимат, распределение почвеннорастительного покрова. Характерная особенность равнин – широтная зональность, а в горах – высотная поясность. В свою очередь, и рельеф изменяется под действием этих факторов. Любые формы рельефа, от отдельной кочки до горного хребта не остаются неизменными. Они создаются и уничтожаются разнообразными и непрерывными процессами, действующими на Земле. Человек в процессе своей деятельности тоже изменяет рельеф. Он создает такие формы рельефа, как котлованы при открытой разработке полезных ископаемых, достигающих глубиной десятков, а иногда и сотни метров, железнодорожные насыпи, каналы, создает холмы, отсыпая пустую руду при добыче угля в шахтах – терриконы. Основные понятия: материки, океаны, горы, равнины, платформы, геосинклинали, холм, хребет, плоскогорье, плато, нагорье, низменность, промоина, овраг, долина, котловина, западина. Вопросы для самоконтроля: 1.Перечислите планетарные формы рельефа. 2.Основные формы рельефа суши. 3.Охарактеризуйте положительные и отрицательные формы рельефа. 4.Какое значение имеет рельеф в формировании внешнего облика земли? Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.106-110 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.82-86 Тема Гидросфера План лекции 1. Общие сведения о гидросфере. 2. Мировой океан. 3. Воды нас суше. Гидросфера - это водная оболочка Земли. Она состоит из Мирового океана, вод суши - реки, озер, болот, ледников, а также из подземных вод, которые находятся повсюду: на суше, глубже озерных и морских впадин, под толщей горных и материковых льдов. Гидросфера – непрерывная оболочка Земли. Вода самое распространенное на земле минеральное вещество. Богатство водой – 106 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 107 из 180 космическая особенность Земли, непременное условие зарождения и развития сложной и богатой природы. Нашу планету можно назвать планетой воды, и не земли, так большую ее часть занимают водные поверхности океанов, льдов на суше и на море, озер и болот на континентах, а над планетой в виде скопления парообразной воды. Вода пронизывает все оболочки Земли и проникает в любые участки того пространства, где обитает человек и всё живое. Все водные объекты планеты, так или иначе, связаны с водой и образуют гидросферу. Появившаяся на Земле жидкая вода вызвала такое важное явление, как круговорот воды, когда под воздействием солнечного тепла она нагревается и испаряется с поверхности водоемов. Переносимые воздушными течениями пары воды затем конденсируются и проливаются в виде дождя и снега на сушу и поверхность водоемов. Круговорот - естественный процесс воспроизводства воды, естественная фабрика дистилляции. Выпадая на сушу, пресная вода стекает по склонам под действием силы тяжести, образуя водные потоки и пресные водоемы, фильтруется в грунт, питая подземные воды. В результате круговорота воды гидросфера стала планетарной транспортной системой, которая перемещает продукты эрозии с суши в океан и другие водоемы. В данное время характеристику гидросферы обычно начинают с цифры 361,2 млн. км2 и утверждения, что эта площадь на поверхности Земли покрыта водой. Но на деле это только площадь морей и океанов, ибо вся гидросфера занимает заметно большую территорию. Ледники покрывают 16,3 млн. км., или почти 11% суши. Озера и реки занимают 2,3 млн. км2, или 1,7% суши; около 3 млн. км2 - болота и сильно увлажненные земли. Поэтому гидросфера на нашей планете - это основная часть се поверхности: более 380 млн. км2, или свыше 75% площади поверхности Земли (общая площадь около 510 млн. км2). Свойства воды. Известно, что вода обладает рядом уникальных свойств, делающих ее незаменимой в жизни всей биосферы и человека в частности. Вода - это самый распространенный в природе минерал. Чистая вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха. Она обладает удивительными свойствами, отличающими ее от других природных тел. Вода универсальный растворитель. Она растворяет почти все вещества, с которыми соприкасается, кроме жиров и некоторых минералов. Все живые организмы содержат воду. Эмбрион человека на 97 % состоит из воды. Взрослый человек состоит из воды примерно на 65 %. Уникальность водной оболочки состоит в том, что, пронизывая другие оболочки Земли, обычно она находится сразу в трех состояниях - жидком, твердом и газообразном, причем жидкое состояние является преобладающим на поверхности планеты, что и отличает ее от других планет и небесных тел Солнечной системы. Переход ее из одного состояния в другое происходит постоянно. На больших высотах в атмосфере сохраняется только твердая вода 107 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 108 из 180 или ее отдельные молекулы, что соответствует ее состоянию в открытом космосе, а в глубинах Земли она переходит в парообразное состояние, затем в плазменное, а еще глубже - в химически связанное состояние. Мировой океан - совокупность всех океанов и морей, единая непрерывная водная система земного шара. На водную поверхность приходится 70,8 % поверхности планеты, т.е. площадь Мирового океана почти в 2,5 раза больше поверхности суши. Объем воды примерно в 11 раз больше объема суши. Единый Мировой океан подразделяется на четыре океана: Тихий (или Великий), Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Все воды Мирового океана соединены между собой. В океанах выделяются моря, заливы и проливы. Море - часть океана, более или менее обособленная и отличающаяся от соседних частей особенностями температуры, солености, характером приливов, а иногда наличием течения. Заливы - части океана (моря), выделяющиеся благодаря конфигурации берегов; меньше изолированы от океана, их воды мало отличаются по свойствам от вод тех океанов или морей, к которым они относятся (Бенгальский, Мексиканский). В зависимости от географического положения моря делятся на материковые (Средиземное, Карибское и др.) и внутриматериковые (Балтийское, Черное, Белое, Мраморное). По степени обособленности и особенностям выделяют внутренние (Черное, Белое и др.), окраинные (Баренцево, Охотское и др.) и межостровные (Яванское, Целебесское и др.). Моря и океаны соединяются между собой проливами - более или менее узкими участками воды, расположенными между частями суши. В проливах обычно имеется течение. Физико-химические свойства морской воды: соленость, газоносность, плотность, цвет и прозрачность, звукопроводность, электропроводность, радиоактивность. Соленость. Вода - простейшее соединение кислорода с водородом. Океаническая вода содержит соли, газы, твердые, частицы органического и неорганического происхождения. По массе они составляю всею 3,5 %, а чистая вода - 96,5 % .Вода океана по составу резко отличается от речной воды, она горько-соленого вкуса. Больше всего в ней поваренной соли 27 г на 1 л. Соли магния придают воде горький вкус (1,7 г на 1 л). Общее количество солей океана примерно 50 · 1016 т. Если бы вся соль осела, то она покрыла бы дно океана слоем толщиной 60 м. Количество растворенных твердых минеральных веществ (солей), выраженное в граммах на 1 кг морской воды, называется соленостью. Средняя соленость океанической воды – в 1 кг океанической воды растворено 35 г соли. Газоносность. В воде кроме минеральных веществ растворены газы: примерно 63 % азота, 35 % кислорода, углекислый газ, сероводород, т.е. в 108 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 109 из 180 морской воде кислорода больше, чем в атмосфере (21 %), это очень благоприятно для морских животных и растений. Содержание кислорода (35%) - в верхних 200 м (фитопланктон). Кислород поступает в океан из атмосферы и выделяется при фотосинтезе. Азот приходит в воду из атмосферы, углекислый газ поступает из атмосферы и при извержениях вулканов. Температурный режим океанических вод. Среднегодовая температура поверхности Мирового океана составляет примерно 17,4°С, т.е. на 3° больше, чем суши (средняя температура суши 14,3°С). Температура Атлантического океана 19,9°С, Индийского океана - 17°С, Северный Ледовитый самый холодный. В полярных областях Мирового океана при замерзании воды образуются ледники. Огромные ледники могут обламываться, образуя плавающие ледяные горы - айсберги. Движение воды в Мировом океане. Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Выделяют три вида движений: колебательные - волны, поступательные - океанические течения, смешанные - приливы и отливы. Причина возникновения волн на поверхности воды ветер. При землетрясении, подводном извержении вулкана возникают сейсмические волны, охватывающие всю толщу воды. Они получили название – цунами. Основной причиной океанических течений является ветер, дующий в одном направлении. Смешанные течения – приливы и отливы, возникают в результате осевого вращения Земли и притяжения планеты Солнцем и Луной. Значение мирового океана в жизни людей. Мировой океан и атмосфера образуют единую систему. Океан огромный аккумулятор солнечного тепла на Земле, гигантский преобразователь лучистой энергии в тепловую. Атмосфера большую часть тепла и влаги получает от океана, главным образом в тропических широтах посредством испарения. Взаимодействие Мирового океана и атмосферы - необходимое условие возникновения и развития жизни на Земле (от простейших форм до появления человека). Мировой океан - богатейший источник продуктов питания, содержащих белковые вещества: рыба, крабы, устрицы, креветки и др.; водоросли - морская капуста и морской салат. Из водорослей вырабатывают йод. Они ценны и как промышленное сырье. Особенно много получают из них агар-агара, имеющего широкое применение в медицине, текстильном и кондитерском производствах. Ценнейший ресурс океана - сама вода. Из множества растворенных в океанской воде элементов в промышленных масштабах пока извлекают только четыре: натрий, магний, хлор и бром. Основной метод их получения - простое выпаривание. На различных участках океанского дна обнаружены запасы полезных ископаемых: на шельфе - залежи нефти и газа, конкреции (образования) железистых и марганцевых руд. Твердых полезных ископаемых со дна океана добывают пока мало. Колоссальная энергия волн практически не используется. 109 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 110 из 180 Велико значение Мирового океана для судоходства. Морские пути связывают страны, имеющие выход к морю. Бережного отношения к Мировому океану, его рационального использования требуют интересы будущего человечества. Воды на суше. Вода попадает на сушу в результате испарения с поверхности Мирового океана и переноса в атмосфере, т.е. в процессе мирового влагооборота. Атмосферные осадки после выпадения на поверхность суши делятся на четыре неравные и изменчивые части: одна испаряется; другая просачивается в почву и грунт; третья в виде ручьев и речек стекает обратно в океан; четвертая превращается в горные или материковые ледники. В соответствии с этим на суше имеется четыре типа скопления воды: подземные воды, реки, озера, ледники. Кроме того, вода в больших количествах находится в почвах и болотах. Подземные воды - полезное ископаемое, составляющее часть водных ресурсов мира. Общие запасы 60 млн. км3. Подземными называются воды, находящиеся под поверхностью Земли в жидком, твердом и газообразном состоянии. Они скапливаются в порах, трещинах, пустотах горных пород. Подземные воды образовались в результате просачивания воды, выпавшей на поверхность Земли, конденсации водяных паров, поступивших по порам из атмосферы, а также в результате образования водяных паров при остывании магмы на глубине и конденсации их в верхних слоях земной коры. По отношению к воде все грунты схематически делятся на три группы: водопроницаемые, водонепроницаемые, или водоупорные и растворимые. Под водопроницаемостью подразумевают способность грунтов пропускать воду. Водопроницаемые породы могут быть влагоемкими и невлагоемкими. К невлагоемким относят крупнозернистые пески, галечник, трещиноватые известняки, которые свободно пропускают воду, не насыщаясь ею. Влагоемкость - это способность породы удерживать в себе большее или меньшее количество воды. К влагоемким грунтам относятся мел, торф, суглинок, ил, лёсс. Наибольшей влагоемкостью обладают рыхлые породы, например, 1 м3 торфа может удержать в себе свыше 500 л воды. Водонепроницаемые, или водоупорные, горные породы могут быть влагоемкими и невлагоемкими. Невлагоемкие - это массивные сильно метаморфизированные, лишенные трещин известняки, граниты, плотные песчаники. К влагоемким относят глины и мергели. Растворимые породы - это калийная и поваренная соли, гипс, известняк. доломиты. Протекая через растворимые породы, подземные воды растворяют и выщелачивают их, а на глубине образуются большие пустоты, пещеры, провальные воронки, колодцы и обширные области проседания грунта. Явления, связанные с деятельностью подземных вод в растворимых породах, называют карстовыми. 110 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 111 из 180 Поскольку кора выветривания имеет слоистое строение и слои могут состоять как из водоупорных, так и из водопроницаемых порол, то подземные воды залегают слоями. Слои водопроницаемых пород, содержащие воду, называют водоносными. Слои водонепроницаемых пород, над которыми залегают водоносные горизонты, называют водоупорными. Глубина залегания грунтовых вод различна, это зависит от геологического строения - от нескольких десятков метров (20-30 м) до 1- 2 км. Выходы грунтовых вод на поверхность образуют источники. В вулканических областях горячие воды изливаются в виде гейзеров периодически фонтанирующих горячих источников. Вода из источников (родников) может изливаться спокойно нисходящие источники и под напором (артезианские) - восходящие. Значение подземных вод в природе велико и разнообразно: Они пополняют реки и озера, являясь самой устойчивой частью стока. Пресные подземные воды самая ценная часть всего мирового запаса пресных, вод. Текучие воды – временные водопотоки, ручьи и реки. Это основные источники водоснабжения. Река – это естественный водопоток, длительное время протекающий в сформированном им углублении – русле. Каждая река имеет исток, верхнее среднее и нижнее течение, притоки, устье. Начало реки – ее исток – может быть различным. Река может начинаться от слияния ручьев, питающих их источников, вытекать из болота, озера, ледника в горах. Конец реки – устье – место впадения в море, озеро или другую более крупную реку. Река со своими притоками составляет речную систему. Она состоит из главной реки и ее притоков. Площадь суши с которой река собирает воду, называют бассейном реки. Бассейн главной реки включает бассейны всех ее притоков и охватывает площадь суши, занятую речной системой. Линия, разделяющая соседние речные бассейны, называется водоразделом. По характеру течения реки бывают равнинными и горными. Равнинные реки имеют широкие долины, небольшое падение, малые уклоны и медленное плавное течение. Горные реки отличаются узкими долинами и бурным течением, так как имеют большой уклон. В русле реки встречаются глубокие и мелкие участки. Мелководные участки называют перекатами, на них скорость течения увеличивается. Наиболее глубокие участки русла между двумя перекатами называются плесами. На этих участках скорость течения медленнее. Фарватер - линия, соединяющая наиболее глубокие места вдоль русла. На судоходных реках его отмечают бакенами (красные бакены ставят вдоль правого берега, белые вдоль левого). В некоторых местах русла на поверхность могут выходить трудноразмываемые горные породы - граниты, кристаллические сланцы. В таких 111 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 112 из 180 местах на реке образуются пороги, на них увеличивается скорость течения реки. В русле реки могут быть водопады - падение водного потока с резко выраженного уступа или нескольких уступов. При своем течении река делает извилины - это меандры, или излучины. Питание рек осуществляется подземными водами, атмосферными осадками, выпадающими в виде дождей и снегов. Годовой сток - количество воды, которое река выносит за год. В зависимости от питания количество воды в реке меняется в течение всего года. Эти изменения проявляются в колебаниях уровня воды в реке. Они получили названия - половодье, паводок и межень. Половодье - ежегодно повторяющееся в один и тот же сезон относительно длительное и значительное увеличение количества воды в реке. Поводок - относительно кратковременные и непериодические подъемы уровня воды в реке, вызываемые поступлением в реку дождевых вод. Межень - наиболее низкое стояние воды в реке при преобладании подземного питания. Работа реки проявляется в эрозии, т.е. разрушении (размыве) горных пород, по которым протекает река; в переносе рыхлого материала и его аккумуляции (накоплении в каком-нибудь месте). Различают эрозию: глубинную, направленную на углубление русла, и боковую, направленную на разрушение берегов. Один берег подмывается, разрушается, другой намывается, нарастает. В верховьях преобладает глубинная эрозия. В результате работы реки образуются речные долины. Речная долина углубление в рельефе, вытянутое вдоль реки (рис. 25). В речных долинах выделяют следующие элементы: русло, пойму, террасу, коренной берег. Рис. 25. Строение долины реки: 1 – русло; 2 – пойма; 3 – террасы; 4 – коренной берег 112 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 113 из 180 Русло - понижение в рельефе, в котором находится вода в реке. Пойма - нижняя часть долины, расположенная вдоль русла, заливаемая в половодье водой. Терраса - уступ на берегах реки с горизонтальной или слабонаклонной поверхностью. На равнинах, как правило, формируются долины, которые называются пойменными долинами. Они отличаются широкой поймой. В горных районах долины имеют отвесные склоны, сложенные обычно прочными горными породами. Дно долины во всю ширину занято руслом реки. Такие долины называются теснинами, или ущельями. Они распространены в высокогорных областях - на Кавказе, Памире, в Альпах, Андах. Значение реки в жизни человека. Реки - один из важнейших природных ресурсов, с давних лет используемый людьми в различных целях: судоходство, водоснабжение, лесосплав, рыболовство; использование энергии рек – сооружение гидроэлектростанций. Озера - водоемы замедленного водообмена, не сообщающиеся с океаном. От рек отличаются отсутствием русла, от моря – отсутствием непосредственной связи с океаном. Озерами называются внутренние водоемы со стоячей или малопроточной водой. В каждом озере выделяются три взаимосвязанные составные части: котловина; водная масса, состоящая не только из воды, но и из растворенных в ней веществ; растительность и животный мир водоема. Озерная котловина - углубление в поверхности суши, не имеющее одностороннего уклона и заполненное до некоторого уровня водой. Часть озерной котловины, заполненная водой - ложе. Происхождение озерной котловины может быть – тектоническое, вулканическое, искусственное (создание водохранилищ - постройки плотин в долинах рек). Питание озер, т.е. поступление воды в озеро, происходит благодаря: грунтовому и подземному питанию; атмосферным осадкам; поступлению воды из рек и ручьев, впадающих в озеро; конденсации атмосферной влаги. Режим озер. По приходу и расходу воды (характеру стока) различают: - хорошо проточные, в которые впадает одна или несколько рек и одна вытекает (Байкал, Онежское, Виктория, Ильмень, Женевское); - малопроточные, или периодически проточные - в них впадает одна, река, но сток незначительный (Балатон в Венгрии, Танганьика в Африке); - бессточные, в которые впадает одна или несколько рек; но не вытекает ни одна (Каспийское, Аральское, Мертвое, Балхаш); - глухие, или замкнутые - не имеющие речного стока. Такие озера встречаются в тундре, тайге и степи. По химическому составу озера могут быть пресные и соленые. Болота – это избыточно увлажненные участки суш и поэтому характеризующиеся затрудненным обменом газов. Покрыты влаголюбивой растительностью, особого типа - болотной. Болотные растения влаголюбивы, 113 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 114 из 180 при отмирании они накапливаются и уплотняются в толстый слой, и образуют торф. Его слой имеет мощность не менее 30 см. Участки избыточного увлажнения, но с меньшим количеством торфа называют заболоченными землями. Болото обычно содержит от 87 до 97 % воды и лишь 3 - 13 % сухого вещества (торфа). Однако назвать болота водоемами нельзя, так как преобладающее количество воды в них находится в связанном состоянии (капиллярная, адсорбированная, химически связанная). Болота могут образоваться в результате зарастания озер и заболачивания лугов. Зарастание озера может происходить в результате отмирания растений, которые заполняют озерную котловину отложениями, что создает условия для постепенного перемещения растений от берега в сторону самой глубокой Части и в результате озерная растительность сменяется болотной. Образование болот на суше происходит в условиях постоянного или периодического переувлажнения грунтов в результате накопления сравнительно большого количества осадков, малого испарения и замедленного стока. Переувлажнение приводит к ухудшению кислородного и минерального питания растений, недостатку кислорода и образованию торфа. Ледники – движущиеся многолетние толщи льда, возникшие на суше в результате скопления и постепенного преобразования твердых атмосферных осадков. Современные ледники занимают 11 % площади суши, в них хранятся около 97 % запасов пресной воды, и достигают 24 млн. км² (в 20 000 раз больше объема рек). Возникновение и развитие ледников прежде всего определены климатом: чем ниже температура и чем больше осадков, тем вероятнее образование ледников, тем интенсивнее их развитие. Основные понятия: гидросфера, Мировой океан, море, заливы, проливы, подземные воды, реки, речная долина, озера, болота, ледники. Вопросы для самоконтроля: 1.Какое значение имеет водная оболочка нашей планеты? 2.Состав Мирового океана. 3.Охарактеризуйте свойства океанической воды. 4.Знасчение Мирового океана в жизни людей. 5.Какие типы скопления воды на суше Вы знаете? 6.Какое строение имеет речная долина? 7.Чем характеризуются озера и болота? 8.Значение ледников. Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.111-142 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.90-108 114 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 115 из 180 Тема Атмосфера План лекции 1. Состав и строение атмосферы. 2. Свойства атмосферы. Атмосфера – газообразная оболочка, окружающая Землю. Роль атмосферы в жизни нашей планеты исключительно велика. Благодаря атмосфере, в которой содержится кислород, возможна жизнь на Земле. Атмосферный кислород используется в процессе дыхания человеком, животными, растениями. Воздушная оболочка нашей планеты - атмосфера защищает земную поверхность от губительного воздействия на живые организмы ультрафиолетового излучения Солнца; предохраняет поверхность Земли от сильного нагревания и охлаждения. Предохраняет она Землю и от космических частиц пыли и метеоритов. Атмосфера - среда, где происходят погодные явления, с которыми связана вся человеческая деятельность. Состав атмосферы. Состоит атмосфера из механической смеси газов: 78 % ее объема составляет азот, 21 % - кислород и менее 1 % - гелий, аргон, криптон и другие инертные газы. Количество кислорода и азота в воздухе практически неизменно, потому что азот почти не вступает в соединения с другими веществами, а кислород, который хотя и очень активен и расходуется на дыхание, окисление и горение, все время пополняется растениями. До высоты примерно 100 км процентное соотношение этих газов остается практически неизменным. Это обусловлено тем, что воздух постоянно перемешивается. Кроме названных газов в атмосфере содержится около 0,03 % углекислого газа, который обычно концентрируется вблизи от земной поверхности и размещается неравномерно: в городах, промышленных центрах и районах вулканической активности его количество возрастает. Кроме газов в воздухе содержатся водяной пар и твердые частицы цветочная пыльца, крохотные кристаллики соли, дорожная пыль, аэрозольные примеси. Благодаря наличию в воздухе парообразной воды возможны такие атмосферные явления, как радуга, рефракция солнечных лучей и т. п. Пыль в атмосферу поступает во время вулканических извержений, песчаных и пыльных бурь, при неполном сгорании топлива на ТЭЦ и т. д. Строение атмосферы. Атмосфера имеет четко выраженное слоистое строение (рис. 26). Основные черты слоистой структуры атмосферы определяются в первую очередь особенностями вертикального распределения температуры. В зависимости от плотности, состава и свойств газов атмосферу разделяют на пять концентрических слоев. Нижний слой атмосферы, расположенный у поверхности Земли, называется тропосферой (от греч. слова тропос - поворот, изменение). Тропосфера простирается вверх до высоты 8-10 км в полярных широтах, 10-12 км в умеренных, 16-18 км в тропических. В тропосфере содержится 90 % всей массы воздуха, почти вся атмосферная 115 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 116 из 180 Рис. 26. Строение атмосферы 116 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 117 из 180 влага. Именно в ней происходит образование туманов и облаков, несущих дождь, град, снегопады, грозы и бури. В тропосфере протекает жизнь человека, животных и растений. Над тропосферой до высоты 50-55 км располагается слой, называемый стратосферой (от лат. стратум - слой). В нижней части стратосферы с высотой понижение температуры (с - 40 до - 60°С) прекращается и остается постоянной до высоты 25 км. Выше температура начинает возрастать и у верхней границы составляет 0-10°С. В стратосфере наблюдаются большие скорости ветра: до 80-100 м/с зимой и 60-80 м/с летом. На высоте от 20 до 30 км в стратосфере есть слой озона (0 3). Озон сильно пахнущий газ, образовавшийся из кислорода в результате электрического разряда. Озоновый слой, как щит, оберегает все живое на Земле от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей Солнца. Здесь практически нет влаги, нет обычных облаков. Слой атмосферы, находящийся на высоте от 55 до 80 км, где вновь происходит понижение температуры, получил название мезосферы (средний). На нижней границе температура 0°С, а на высоте 75-80 км уже - 75°С. Летом здесь возникают тонкие блестящие серебристые облака, они бывают видны в умеренных широтах и состоят из кристалликов льда. Над мезосферой находится переходный слой – мезопауза. Четвертый слой атмосферы - термосфера и простирается от 80 до 1000 км, где температура с высотой снова повышается: на высоте 100 км переходит через 0°С и на высоте 600 км достигает 1500°С. Особенно велика температура у основания пятой сферы - экзосферы, она равна 2000°С. В пределах термосферы образуется слой называемый ионосфера. В ионосфере возникают полярные сияния (свечения разряженных газов под влиянием электрически заряженных, летящих от Солнца частиц), образуются мощные электрические токи, которые вызывают нарушения магнитного поля Земли. Экзосфера (от греч. экзо - внешний) - внешняя сфера, или сфера рассеяния, от 1000 до 3000 км. Она представляет весьма постепенный переход к межпланетному пространству. Здесь частицы газов находятся на большом расстоянии друг от друга и движутся с такой большой скоростью, что в какойто степени преодолевают земное притяжение и улетают в межпланетное пространство. Основные характеристики атмосферы солнечная радиация, температура, атмосферное давление, ветер. Важнейшим источником, от которого поверхность Земли и атмосфера получают тепловую энергию, является Солнце. Вся совокупность лучистой энергии, посылаемой солнцем, называется солнечной радиацией. Солнечные лучи, проходя через атмосферу, почти не нагревают ее, они нагревают поверхность Земли, а уже от нагретой поверхности Земли тепло передается 117 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 118 из 180 прилегающим слоям воздуха. В атмосфере наблюдается суточный и годовой ход температуры. Ветер. Ветер характеризуется скоростью, силой и направлением. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду (м/с), иногда в километрах в час (км/ч), в баллах (шкала Бофорта от 0 до 12 баллов) и по Международному коду в узлах (узел составляет около 0,5 м/с). Средняя скорость ветра у земной поверхности 5-10 м/с. Сила ветра определяется давлением, оказываемым движущимся воздухом на предметы, и измеряется килограммами на квадратный метр (кг/м2). Сила ветра оценивается в баллах от 0 до 12 (от штиля до урагана). Направление ветра определяется той стороной, откуда он дует. Северный ветер, например, дует с севера на юг, западный - с запада на восток. Для более точного определения направления ветра стороны горизонта делят на 16 румбов (рис. 27). Румбы обозначают начальными буквами названий сторон горизонта. Помимо основных четырех румбов двойные или тройные сочетания букв Рис. 27. Румбы обозначают все дополнительные румбы. Главные румбы: север (С, N), юг (Ю, S), восток (В, Е), Запад (3, W). Направление ветра можно выразить азимутом, т.е углом между 118 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 119 из 180 меридианом и направлением ветра в данном месте. Азимут отсчитывается от точки севера к востоку (от 0 до 360°) Для определения направления и измерения скорости ветра служит прибор - флюгер. Более совершенным прибором для измерения скорости ветра является анемометр, работающий по принципу ветряной мельницы. Основные типы ветров. Ветры разнообразны по своему происхождению, характеру и значению. Основные ветры – бриз, муссон, пассат, фен, бора, суховей. Бриз – ветер, возникающий на берегу моря, озера, реки и меняющий свое направление на противоположное 2 раза в сутки. Днем бриз дует с воды на сушу, ночью - наоборот, так как суша теплая днем, а море – ночью. Муссон – ветер, меняющий направление на противоположное 2 раза в год по сезонам – от зимы к лету, от лета к зиме. Возникают они в пограничной полосе между материками и океанами. Пассат – это постоянно дующий ветер от субтропических широт к экватору над океаном. Фен - теплый сухой ветер. Существует несколько разновидностей фена: например: возникающий при переваливании воздушным потоком горного хребта; дующий с гор по склону в долину вне связи с переваливанием хребта. Переваливая через хребет в сторону пониженного давления, воздух на наветренном склоне охлаждается, образуются облака, выпадают осадки. Фен широко распространен, его можно наблюдать на Кавказе, в Средней Азии, Якутии, Чилийских Андах, Кордильерах, Африке (Тунисе и Марокко), в Афганистане. Бора - холодный сильный ветер, дующий с невысоких (до 1000 м) прибрежных гор в сторону моря. Суховей - горячий и сухой ветер. В основном суховеи дуют с востока в теплое время года, чаще на юго-востоке европейской части СНГ. Температура воздуха при этом повышается до 40°С, а относительная влажность падает днем до 15%, бывает и меньше. Суховеи приносят большой вред растительности. Вода в атмосфере. В земной атмосфере содержится водяной пар. Вода поступает в атмосферу в основном в результате испарения с поверхности Мирового океана, морей, рек, озер, болот, ледников и транспирации растений. При изменении состояния водяного пара в атмосфере образуются роса, иней, изморозь, облака, выпадают осадки (дождь, морось, снег, град). В воздухе насыщенном водяными парами, при понижении его температуры до точки росы (температура, при которой ненасыщенный воздух переходит к насыщению) или увеличения в нем количества водяного пара происходит конденсация – вода из газообразного состояния переходит в жидкое. При температуре ниже 0°С вода может, минуя жидкое состояние, перейти в твердое. Этот процесс называется сублимацией. Конденсацию вызывает соприкосновение воздуха с поверхностью твердых предметов как на Земле, так и в воздухе. Когда температура воздуха, охлаждающейся от подстилающей поверхности, достигает точки росы, на 119 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 120 из 180 холодную поверхность из него оседает роса, иней или изморозь. Роса - мельчайшие капельки воды, часто сливающиеся. Она образуется после захода Солнца, ночью и появляется на листьях растений. Иней - твердый белый осадок. Образуется в тех же условиях, что и роса, но при температуре ниже 0°С (сублимация). Обычно иней образуется весной и осенью. Изморозь - рыхлый белый осадок, образующийся на деревьях, проводах и вертикальных стенах зданий из воздуха, насыщенного влагой при температуре значительно ниже 0°С. Изморозь бывает только зимой во время сильных морозов и при наступлении более теплого воздуха. Водяные пары, охлаждаясь, переходят в твердое состояние, образуя мельчайшие кристаллики льда, которые осаждаются на различных предметах. Конденсацию водяного пара в воздухе у поверхности называют туманом или дымкой. Туман и дымка различаются размерами капелек и вызывают разную степень снижения видимости. При тумане видимость составляет т не более 1 км, а при дымке - более 1 км. Облака. Если конденсация (или сублимация) водяного пара происходит на высоте, над поверхностью образуются облака. От тумана они отличаются положением в атмосфере, физическим строением и разнообразием форм. Возникновение облаков связано главным образом с охлаждением поднимающегося воздуха. В зависимости от преобладания тех или других элементов различают облака водяные, ледяные, смешанные. Водяные облака состоят из капель воды. Ледяные облака - из кристалликов льда. Смешанные содержат одновременно капельки воды разных размеров и кристаллики льда. В основу современной международной классификации облаков положено их разделение по высоте и внешнему виду. По высоте облака делят на четыре семейства. Первое семейство - облака верхнего яруса, находящиеся на высоте выше 6000 м. Второе семейство - облака среднего яруса, находящиеся на высоте от 2000 до 6000 м. Третье семейство - облака нижнего яруса, находящиеся ниже 2000 м. Четвертое семейство составляют облака вертикального развития. Основания этих облаков находятся на уровне нижнего яруса, а вершины могут достигать положения облаков верхнего яруса. Они образуются летом при восходящих токах воздуха и могут достигать огромной мощности (толщины) 4-5 км. Эти облака, как правило, грозовые, ливневые и называются кучеводождевыми. Внизу грозовое облако плоское, но разрастается вверх и в стороны. Когда верхняя его граница достигает стратосферы, облако как бы сплющивается и, вытягиваясь по направлению ветра, принимает форму 120 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 121 из 180 наковальни. Поднимается ураганный ветер, сверкают молнии, гремит гром все это сопровождается ливнем. Молния - электрический разряд большой мощности, пронизывающий воздух во время грозы. Электрическое напряжение возникает в облаках в результате трения молекул. Ветер внутри грозового облака перемещается вверх и вниз с большой скоростью. Капельки воды, пылевые частицы и кусочки льда трутся друг об друга, отталкиваясь или разбиваясь. При этом нарастает напряжение электрического поля. Когда оно достигает определенной силы, то возникает цепная реакция - происходит разряд, сверкает молния. Как возникает гром? Температура молнии достигает 3000°С. Она так сильно разогревает окружающий воздух, что он стремительно расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер, подобно сверхзвуковому реактивному самолету. Грохот этот доходит до нас, и мы говорим: «Гремит гром». Вспышка молнии распространяется в воздушной среде со скоростью света, так что мы видим ее практически в то же мгновение, когда происходит разряд, а грохот расширяющегося воздуха пролетает километр приблизительно за три секунды. Чтобы узнать, на каком расстоянии от нас возникла молния, надо сосчитать секунды между ее вспышкой и раскатом грома. Количество секунд поделить на три. Если, к примеру, гром мы услышали через шесть секунд после вспышки молнии, значит, молния ударила в двух километрах от нас. Если человек попадает в грозу, нужно принимать меры предосторожности. Молния всегда бьет в самую высокую точку на местности, поэтому опасно оставаться на открытом пространстве и нельзя прятаться под одиноко стоящее дерево. Купаться во время грозы не рекомендуется, так как вода хороший проводник электричества. Лучше всего укрываться в здании, имеющем громоотвод, или в салоне автомобиля, шины которого изолируют от поверхности земли. Форма облаков сводится к трем основным типам: перистым, кучевым и слоистым. Облака образуют облачность, под которой понимается степень покрытия неба облаками. Осадки. Атмосферными осадками называют воду в жидком или твердом состоянии, выпавшую из облаков на поверхность земли в виде дождя, мороси, крупы, снега или града. Дождь образуется тогда, когда мельчайшие капельки воды, содержащиеся в облаке, сливаются в более крупные и, преодолевая силу восходящих потоков, под действием силы тяжести выпадают на землю. Морось - очень мелкие капельки дождя (в холодное время - мельчайшие кристаллики), которые едва видны и кажутся взвешенными в воздухе. Моросящие осадки выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков. Если кристаллики льда, выпадающие из облаков, не тают в воздухе, на поверхность выпадают твердые осадки - крупа, град, снег. Крупа. При 100 %-ной видимости и отрицательной температуре в облаке образуются шарообразные формы из смерзшихся капелек воды. 121 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 122 из 180 Град. Выпадает в теплое время года из мощных кучево-дождевых облаков. Обычно выпадение града непродолжительно. Градины образуются в результате неоднократного перемещения ледяной крупы вверх и вниз. Падая вниз, крупинки попадают в зону переохлажденных капелек воды и покрываются прозрачной ледяной корочкой. Затем они снова поднимаются в зону ледяных кристалликов, и на их поверхности образуется непрозрачный слой из более мелких кристалликов. Размеры градины зависят от того, сколько раз она поднималась и опускалась в облаке. Чаще всего выпадают градины диаметром 6-20 мм, но иногда они могут достигать размеров куриного яйца. Снег. Микроскопические кристаллики льда образуют мелкие иглы, которые в процессе сублимации создают шестигранные снежинки. Мокрые снежинки, слипаясь, образуют хлопья снега. Характер выпадения осадков зависит от условий их формирования. Обложные осадки отличаются равномерностью и длительностью. Обычно они выпадают в виде дождя из слоистых и слоисто-кучевых облаков. Ливневые осадки характеризуются быстрым изменением интенсивности и непродолжительностью. Они выпадают из кучево-слоистых облаков в виде дождя или снега, иногда в виде дождя и града. За год на земную поверхность выпадает в среднем 511 тыс. км3 осадков, из них 108 тыс. (21 %) попадают на сушу, остальные в океан. Выпадение осадков на земную поверхность очень неравномерно. Больше всего дождей бывает в экваториальном поясе, где господствуют восходящие токи воздуха. Поднимаясь, теплый воздух благоприятствует конденсации. В экваториальном поясе среднее годовое количество осадков 1000-2000 мм. К северу и югу от экваториального пояса количество осадков постепенно уменьшается. В тропических поясах повышенного давления оно наименьшее менее 250 мм в год. В умеренных широтах количество осадков снова увеличивается и доходит до 1000 мм в год. В холодных поясах при низких температурах, воздух не может содержать много влаги, поэтому количество осадков не превышает 300 мм в год. Кроме широты на количество осадков влияют рельеф, направление господствующих ветров, положение местности по отношению к морю. Погода и климат. Состояние нижнего слоя атмосферы в данное время и в данном месте называется погодой. Погода представляет собой сложный комплекс погодных явлений: температура, давление, ветер, влажность, облачность, осадки, а также звуковые и электрические явления в атмосфере. Климатом называется многолетний режим погоды, обусловленный солнечной радиацией, характером подстилающей поверхности и связанной с этим циркуляцией атмосферы в данной местности в течение длительно времени. Также, климат зависит от географической широты места, разнообразия поверхности (прежде всего от суши и моря), морских течений, рельефа, 122 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 123 из 180 удаленности от моря, высоты места над уровнем моря. Также различные географические условия влияют на климат и определяют его разнообразие. Основные понятия: атмосфера, тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера, солнечная радиация, атмосферное давление, ветер, бриз, муссон, пассат, фен, бора, суховей, сублимация, конденсация, роса, иней, изморозь, облака, осадки, дождь, морось, снег, град, погода, климат. Вопросы для самоконтроля: 1.Какое значение имеет газообразная оболочка нашей планеты? 2.Охарактеризуйте состав и свойства атмосферы. 3.Каковы причины образования росы, инея, изморози, тумана, облаков, выпадения осадков? 4.Какие электрические явления происходят в атмосфере, и их причины? 5.Что такое погода, климат? Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.143-179 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.108-136 Тема Биосфера План лекции 1. Свойства биосферы. 2. Почвы важнейший компонент биосферы. Биосфера - это часть оболочки Земли, населенная живыми организмами. Учение о биосфере разработал русский академик В.И.Вернадский (1863-1945). Он впервые рассмотрел все живые организмы Земли как единый фактор, вовлеченный в круговорот веществ в природе, аккумулирующий солнечную энергию и определяющий геологические процессы Земли. Границы биосферы. Граница биосферы (рис. 28). в атмосфере находится на высоте 15-20 км, совпадая с границей тропосферы Озоновый экран защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения. Ограничивающими факторами распространения жизни выше этого предела служат излучение, недостаток влаги, кислорода и низкое давление. Наиболее плотно населен нижний слой тропосферы до высоты 50 м. Граница жизни в гидросфере проходит на глубине около 11000 м (11 км), т. е. фактически вся водная оболочка пронизана жизнью. Ограничивающими факторами здесь служат отсутствие света и высокое давление. Организмы, населяющие гидросферу, можно разбить на три большие группы: самостоятельно перемещающиеся в средних и верхних слоях - нектон; микроскопические, переносимые течением в верхних слоях - планктон; придонные организмы называют бентосом. В литосфере жизнь сосредоточена в основном на глубине до 80 м. Но некоторые следы жизни обнаружены и 123 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 124 из 180 Рис. 28. Распределение жизни в биосфере глубже, около 100 м, в трещинах и пустотах земной коры. Нижняя граница биосферы обусловлена термодинамическими условиями (высокой температурой недр) и отсутствием жидкой воды. Наиболее плотно заселена организмами поверхностная часть земной коры, и особенно почвенный слой. Условия и плотность жизни. Биомасса Земли. Необходимым условием для существования живых организмов является наличие воды, воздуха, света и тепла. Температурный фактор, степень влажности и освещенность определяют и распространение жизни на планете. Жизнь на нашей планете многоярусна - в атмосфере, на земле и в воде. Вся совокупность живых организмов планеты живое вещество, обладающее способностью расти, размножаться и расселяться 124 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 125 из 180 по планете, составляет биомассу Земли. 97 % биомассы составляют растения, а 3 % - животные и микроорганизмы. Плотность жизни неодинакова в различных средах и на поверхности Земли. Хотя 71 % всей поверхности земного шара покрыт водой, основная биомасса сосредоточена на суше - 99,8 %. Биомассу поверхности суши составляют все живые организмы, обитающие в наземновоздушной среде на поверхности Земли. Причем на долю растительных организмов приходится 99 %, а животные и микроорганизмы составляют лишь около 1 %. Биомасса почвы - это совокупность живых организмов, обитающих в почве. В почве живет огромное количество бактерий (до 500 т на 1 га), в ее поверхностных слоях распространены зеленые водоросли и цианобактерии. Толща почвы пронизана корнями растений, грибами. Она является средой обитания для многих животных: инфузорий, насекомых, млекопитающих и др. Биомасса Мирового океана - это совокупность живых организмов гидросферы. Как уже упоминалось, ее биомасса значительно меньше биомассы суши, причем отношение растительных и животных организмов здесь прямо противоположное. В Мировом океане на долю растений приходится лишь 6,3%, а животные составляют 93,7%. Это связано с тем, что использование солнечной энергии в воде составляет всего 0,04 %, тогда как на суше - до 1 %. Функции живого вещества. Живое вещество в биосфере выполняет некоторые специфические функции, в том числе газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную. Газовая функция заключается в постоянном газообмене организмов с окружающей средой в процессе дыхания и фотосинтезе. Концентрационная функция проявляется в биогенной миграции атомов, которые сначала концентрируются в живых организмах в процессе синтеза органических веществ, а затем после их отмирания и минерализации переходят вновь в неживую природу. Следствием реализации концентрационной функции живых организмов является появление значительных количеств химических соединений в определенных местах земной коры (накопление полезных ископаемых), например известняка, торфа, каменного угля. Окислительновосстановительная функция лежит в основе обмена веществ и энергии организма с внешней средой. Она выражается в химических превращениях веществ в процессе жизнедеятельности организмов. Жизнь - это непрекращающийся процесс синтеза и распада органических веществ, который объединяет все живые организмы на Земле. Итак, биосфера представляет собой большую систему, состоящую из разнородных компонентов, связанных между собой процессами миграции энергии и вещества. Источником энергии служит Солнце. Цикличность процессов миграции - круговорот веществ обеспечивает непрерывное существование биосферы. Фотосинтез – основа существования биосферы. Живые обитатели биосферы очень многообразны. Основные представители - растения и животные. 125 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 126 из 180 Зеленые растения сами на свету создают свое органическое питание из неорганических веществ - воды и углекислого газа, т.е. благодаря фотосинтезу. Корни растений всасывают из почвы воду (с растворенными в ней минеральными веществами), которая затем по стеблю поступает в листья и другие органы. Образовавшиеся при фотосинтезе органические вещества растение усваивает (это его пища, необходимая для роста и развития), а выделяющийся кислород поступает в воздух. Если бы на Земле не было растений, в воздухе не было бы кислорода. Кислород необходим для дыхания всем живым организмам, в том числе и животным, и людям, и самим растениям. Появление растений на Земле сыграло решающую роль в образовании биосферы. Выделение кислорода в процессе жизнедеятельности растений способствовало усилению обмена между живой и неживой природой, что и привело к бурному развитию различных форм жизни. Растения за миллиарды лет своего существования очистили атмосферу от излишков углекислого газа и в течение последних 50 млн лет поддерживают постоянный газовый состав (21% кислорода, 78% азота, 0,03% углекислого газа) воздуха. Зеленым растениям (и низшим и высшим) человечество обязано накоплением в недрах Земли различных ресурсов: каменного угля, торфа, горючих газов и сланцев. Наконец, растения способствовали образованию на поверхности суши особого биогеохимического продукта - почвы. Почвы – важнейший компонент биосферы. Почва – это природное образование, продукт взаимодействия живых организмов, горных пород и климатических факторов. Это область наибольшей концентрации живых организмов (растений, животных, грибов, бактерий), продуктов их обмена веществ и разложения. Почва – это самостоятельное природное тело, которое обладает только ему присущими свойствами и строением. К факторам почвообразования относят материнскую породу (верхняя разрыхленная часть горных пород), климат, растительность, рельеф местности, живые организмы, обитающие в почве. Состав почвы. Почва состоит из трех фаз: твердая фаза почвы (минеральные и органические вещества), жидкая фаза (это почвенная влага) и газообразная фаза (почвенный воздух). В почве обитают живые организмы. Строение почвы. Процессы выветривания, образования гумуса и передвижения органических веществ в пределах почвенного профиля определяют формирование в вертикальном разрезе почв несколько связанных между собой слоев – почвенных горизонтов. Горизонты почвы характеризуются такими показателями как механический состав, структура, окраска. Свойства почвы: водные, воздушные, тепловые, физические, пищевой режим. Плодородие - самое главное свойство почвы. Это способность почвы обеспечивать растения усвояемыми питательными веществами и влагой и давать хороший урожай. Плодородие зависит от сочетания факторов почвообразования в конк126 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 127 из 180 ретном месте земной поверхности. Малейшее изменение хотя бы одного из факторов ведет к изменению характера взаимодействия между ними и продукта этого взаимодействия. Поэтому для каждой территории характерны свои сочетания почв с определенными свойствами. В.В.Докучаев назвал почву «зеркалом» природы, подчеркивая тем самым, что она отражает взаимодействие всех компонентов природы, является результатом этого взаимодействия. Ученый выделил 10 основных типов почв, а в настоящее время их насчитывают более 100. В.В.Докучаев установил, что размещение основных типов почв по поверхности Земли подчинено закону зональности. Важнейшие причины зональности почв – изменение климата, его температурный режим и условия увлажнения (количество выпадающих осадков). Разнообразие почв. В зависимости от факторов почвообразования формируются различные почвенные типы: тундровые, подзолистые, черноземные, каштановые, сероземы, бурые, красноземы, желтоземы. На территории Казахстана выделяются следующие почвенные типы: черноземы, каштановые, бурые и серо-бурые почвы. Основные понятия: биосфера, биомасса, фотосинтез, почва, состав почвы, строение почвы, плодородие почвы. Вопросы для самоконтроля: 1.Что такое биосфера? Перечислите её свойства. 2.Охарактеризуйте почву как основной компонент биосферы. Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.81-195 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.181-195 Тема Географическая оболочка План лекции 1. Понятие о географической оболочке, ее компоненты. 2. Закономерности географической оболочки. Компоненты географической оболочки. Земная поверхность состоит из множества разнообразных природно-территориальных комплексов. Они различаются по происхождению; по природным свойствам; по величине; что очень важно – по степени сложности своей внутренней организации, т.е. структуре. Самым крупным природным комплексом является географическая оболочка, в пределах которой взаимодействуют и взаимообусловливают друг друга компоненты ее составляющие. Компонентами географической оболочки являются – литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера; четыре оболочки земного шара находятся в сложном взаимодействии, взаимопроникают друг в 127 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 128 из 180 друга. Здесь развивается жизнь, проявляется деятельность воды, льда, ветра, образуются почвы, осадочные горные породы. Географическая оболочка - это область сложного взаимопроникновения, взаимодействия космических и земных сил. Она продолжает развиваться и усложняться в результате взаимодействия живой и неживой природы. Верхняя граница географической оболочки соответствует тропопаузе переходному слою между тропосферой и стратосферой. Над экватором этот слой располагается на высоте 16-18 км, а на полюсах – 8-10 км. На этих высотах затухают и прекращаются процессы, порождаемые взаимодействием геосфер. В стратосфере практически отсутствует водяной пар, нет вертикального перемещения воздуха, изменение температур не связано с влиянием земной поверхности. Невозможна здесь и жизнь. Нижняя граница на суше проходит на глубине 3-5 км, т. е. там, где изменяются состав и свойства горных пород, отсутствуют вода в жидком состоянии и живые организмы. Географическая оболочка Земли представляет собой целостную материальную систему, обладающую рядом лишь ей присущих особенностей: в ней лучистая энергия Солнца превращается в тепловую; вода находится одновременно в трех состояниях – жидком, твердом и газообразном; в ней возникли и развиваются растения и животные, формируются почвы, образуются осадочные горные породы, на определенном этапе развития появился человек, сформировалось человеческое общество, постоянно взаимодействующее с ее природой. Закономерности географической оболочки. Географическая оболочка развивается и имеет свои закономерности. 1.Одна из основных закономерностей – ее целостность. Это означает, что изменение одного ее компонента неизбежно вызывает изменение всех остальных. 2.Одной из важных закономерностей развития географической оболочки Земли является наличие в ней круговорота веществ и связанной с этим энергии. Круговорот веществ обеспечивает многократность одних и тех же процессов и явлений. Круговороту подвержены: циркуляция воды в океане, циркуляция воздуха в атмосфере, круговорот воды (большой и малый), биологические процессы, круговороты горных пород. Круговорот воды. Вода в природе, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает большой и малый круговороты. Испарившаяся вода с поверхности океана поднимается вверх, конденсируется в атмосфере и выпадает на поверхность океана, образуя малый круговорот. Когда водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот воды становится сложнее. Одна часть осадков, выпавших на поверхность суши, испаряется и поступает обратно в атмосферу. Другая часть наземными и подземными путями стекает в понижения рельефа и питает реки и озера. Вода, принесенная на сушу с океана, вновь возвращается в океан речным и подземным стоками, завершая свой большой круговорот. 128 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 129 из 180 Биологические круговороты играют огромную роль в аккумуляций минеральных соединений в географической оболочке. Общая схема биологического круговорота такова: - в зеленых растениях на дневном свету идет фотосинтез (в хлорофилловых зернах разлагается вода, водород используется на построение органических соединений, а кислород выделяется в атмосферу); - органические вещества животных и растений после смерти организмов разлагаются микробами до простейших соединений - углекислого газа, воды, аммиака и др.; - минеральные соединения, возникшие описанным путем, снова поглощаются растениями и животными, грибами и микробами, затем снова входят в состав сложных органических веществ. Темпы биологического круговорота определяют важнейшие черты миграции химических элементов в географической оболочке и характер связей между атмосферой, гидросферой и литосферой. Круговороты горных пород. В результате внутренних (эндогенных) процессов Земли магма, выходя на поверхность, превращается в изверженные горные породы. Под влиянием выветривания и деятельности текучих вод горные породы разрушаются и переносятся водой, льдом или ветром; отлагаются в другом месте - на суше или на дне водоемов в форме рыхлых осадочных отложений, которые впоследствии уплотняются. Накопление осадочных толщ может иметь следствием погружение их в область высоких температур и давления. В результате этого породы изменяются - метаморфизируются, а при достаточно высоких температурах расплавляются, т.е. возвращаются к состоянию магмы. Все описанные круговороты не являются круговоротами (циклами) в точном смысле этого слова. Они не вполне замкнуты, и конечная стадия круговорота вовсе не тождественна начальной стадии. Разрыв между ними представляет направленное изменение, т.е. развитие. Например, растения отдают почве больше веществ, чем получают от нее, так как их органическая масса создана в основном благодаря углекислому газу атмосферы, а не в результате использования элементов, поступивших из почвы через корневую систему. Другой пример: изверженная горная порода может расплавляться, но без образования исходной магмы, так как первоначальная магма, кристаллизуясь и превращаясь в твердое тело, теряет многие бывшие в ее составе летучие вещества, безвозвратно ушедшие в атмосферу и гидросферу. Своеобразная разновидность круговоротов в географической оболочке Земли и одна из закономерностей ее развития - ритмичность. 3.Ритмичность явлений в географической оболочке. Географическая оболочка Земли постоянно изменяется, усложняются взаимосвязи между ее отдельными компонентами. Эти изменения происходят во времени и пространстве. Ритмичность - повторяемость сходных явлений во времени; ритмичность явлений не означает буквального их повторения во времени. Каждое 129 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 130 из 180 последующее сходное явление, повторяясь внешне, неизбежно отличается от предыдущего по существу. Существуют ритмы разной продолжительности суточные, годовые (сезонные), внутривековые. Короткие, суточные и годовые ритмы особенно важны для живых организмов. Их периоды покоя и активности согласуются с этими ритмами. Суточные ритмы связаны со сменой дня и ночи вследствие вращения Земли вокруг своей оси. Это проявляется в суточном ходе температур, абсолютной и относительной влажности, фотосинтезе, который происходит только на свету. Животные давно разделены как бы на два особых мира: один действует при дневном свете, другой (например, летучие мыши, совы, барсуки, ночные бабочки) во мраке ночи. Жизнь человека также протекает в суточном ритме: активность днем, отдых ночью. Бризы и горные ветры - это проявление суточной ритмики движения воздуха, вызванной изменениями его плотности под действием нагревания и охлаждения. Под действием тех же причин наблюдается и «дыхание» гидросферы: ночью холодная вода поглощает газы, днем теплая вода выделяет Годовая (сезонная) ритмика состоит в правильно повторяющихся изменениях в географической оболочке, связанных со сменой времен года как следствием движения Земли вокруг Солнца. Годовая ритмика проявляется в существовании периодов покоя и вегетации у растений, в линьке и миграции животных, в некоторых случаях - в спячке, размножении. Годовая ритмика в географической оболочке зависит от широты мест: в экваториальных широтах она выражена слабее, чем в умеренных или полярных. В умеренных широтах годовая ритмика определяется преимущественно реакцией живых организмов (в частности, растений и животных) на изменение продолжительности светлой и темной частей суток. Например, у листопадных растений начинают желтеть и опадать листья тогда, когда сокращается светлая часть суток, а температура еще остается высокой. То же происходит и у животных: заяц начинает «менять» свою шкурку с серой на белую зимой, т. е. линять, когда уменьшается светлая часть суток. Суточные ритмы протекают на фоне годовых, годовые - на фоне многолетних. Годовая ритмика проявляется и в годовом ходе гидрологических явлений (ледостав, ледоход, половодье, межень), в перелетах птиц, зимней спячке животных (бурундуки, сони, белки, ежи, бурые медведи, ящерицы, насекомые и многие другие, кроме птиц). Существуют также вековые, многолетние ритмы, например изменения климата (похолодание - потепление, иссушение - увлажнение). Изменения в географической оболочке происходят и в результате движения материков, наступления и отступления морей, в ходе геологических процессов: при эрозии и аккумуляции, работе моря, вулканизме. Наиболее четкими внутривековыми ритмами оказались ритмы продолжительностью 11 и 20 - 50 лет. Установлено, что почти везде на Земле проявляются ритмические колебания. Средняя длительность одного цикла около 30 - 35 лет. За это 130 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 131 из 180 время серия влажных и прохладных лет сменяется серией теплых и сухих это как бы трехкратный 11-летний цикл солнечной активности. Ритмические явления, как и круговороты веществ, не замкнуты в себе. В умеренных широтах деревья каждую весну покрываются листвой и каждую осень сбрасывают ее, но повторно покрытое листьями дерево уже не то, каким оно было год назад: оно выросло. Всякий географический ландшафт изменяется с возрастом, все равно, исчисляется ли этот возраст сутками или тысячелетиями. Поэтому ритмические явления, протекающие на фоне непрерывного развития географической оболочки, не могут повторить в конце ритма то состояние, какое было в его начале. Изучение ритмов в природе важно для научных и практических прогнозов происходящих в ней процессов. В целом географическая оболочка развивается поступательно: от простого к сложному, от низшего к высшему. 4.Зональность - важнейшая структурная особенность географической оболочки. Зональность – это закономерное изменение всех компонентов географической оболочки и самой оболочки по направлению от экватора к полюсам. Закон зональности был сформулирован великим русским ученыместествоиспытателем В.В.Докучаевым, который писал, что расположение нашей планеты относительно Солнца, ее вращение и шарообразность влияют на климат, растительность и животных, которые распределяются по земной поверхности по направлению с севера на юг в строго определенном порядке. Таким образом, географическая оболочка имеет закономерную зональнорегиональную структуру. Таким образом, географическая оболочка Земли имеет закономерную зонально-региональную структуру. Основные причины зональности - форма Земли и положение ее относительно Солнца, а предпосылка - падение солнечных лучей на поверхность под углом, постепенно уменьшающимся в обе стороны от экватора. Не будь этой космической предпосылки, не было бы и зональности. Дифференциация географической оболочки по зональным признакам выражается прежде всего в делении на географические пояса и зоны (пояса выделяются по различиям теплового режима - радиационные условия, зоны - по различиям в соотношении тепла и влаги). Однако поверхность Земли неоднородна - она состоит из океанов и материков. А строение материков внутреннее (тектоническое) и внешнее (рельеф) не одинаковы. Поэтому солнечная радиация, идущая под одним углом на одной широте, благодаря различиям в характере подстилающей поверхности перераспределяется, и в результате возникают условия иные, чем во всем географическом поясе, т. е. в данном случае различия вызываются азональными (незональными) причинами. Географическая оболочка состоит из огромного многообразия природных комплексов. Самые крупные зональные подразделения географической оболочки – географические пояса. На Земле существуют следующие географические пояса: экваториальный, субэкваториальные, тропические, субполярные, полярные. На равнинах в пределах географических поясов 131 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 132 из 180 выделяют природные зоны (зоны лесов, лесостепей, степей, полупустынь, пустынь). Природная зона – это природный комплекс, обладающий общностью температурных условий и увлажнения, почв, растительности и животного мира. Основной фактор формирования почвенно-растительного покрова – соотношения температур и увлажнения. Основные понятия: географическая оболочка, закономерности географической оболочки (целостность, круговорот веществ, ритмичность явлений, зональность), географические пояса, природные зоны. Вопросы для самоконтроля: 1.Что такое географическая оболочка? Перечислите её компоненты. 2.Охарактеризуйте основные закономерности географической оболочки. 3.Укажите природные зоны, выделяемые на территории СНГ и Казахстана. Рекомендуемая литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.180-186, 197-211 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000.С.197-213 132 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 133 из 180 3 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ Тема: Строение растительного организма (растительная клетка и ткани) Цель занятия: Изучить строение растительного организма. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Строение растительной клетки. Изучить строение растительной клетки и расположение в ней основных частей. Зарисовать несколько клеток, сделать обозначения. 2. Строение растительных тканей. Изучить строение покровных, проводящих, механических тканей. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Назовите отличительные признаки между клетками растений и животных. 2.Значение клеточных органелл. 3.Какие типы тканей существуют в растениях? 4.Какие функции выполняют растительные ткани? Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.25-65 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. - М.: Просвещение, 2000. - С.13-38 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии.- М.: Просвещение, 1986. - С.10-18 Тема: Вегетативные органы растений Цель занятия: Изучить строение вегетативных органов растений. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Изучить и зарисовать основные типы корневых систем. 2. Изучить морфологию стебля и зарисовать, отметив на рисунке все части стебля. 3. Изучить морфологические особенности листьев. Рассмотреть гербарный материал листьев, дать описание листьев по форме листовой пластинки, её верхушке, основания, края, по способу жилкования, типу надрезанности листовой пластинки, по опушению, наличию прилистников. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Что такое корень и каковы его функции? 2.Знечение листа и его морфология. 3.Что такое листопад? Причины опадения листьев. Значение листопада. 4.Что такое побег, стебель? 133 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 134 из 180 5.Охарактеризуйте функции стебля. 6.Что такое метаморфоз? Какие метаморфозы вегетативных органов вы знаете? Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. с.66-116 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. с.38-84 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии. - М.: Просвещение, 1986. с.18-38 Тема: Генеративные органы растений Цель занятия: Изучить строение генеративных органов растений. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Изучить внешнее строение цветка и зарисовать, отметив на рисунке все части цветка. 2. Рассмотреть гербарий соцветий и зарисовать схемы моноподиальных (простых и сложных) и симподиальных соцветий. 3. Изучить классификацию плодов (сухие, сочные, сборные плоды, соплодия, односеменные, многосеменные). Провести анализ коллекции плодов, определить к какой группе их относят, и дать им названия. Зарисовать плоды и обозначить их. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Образовние семян и плодов. 2.Что такое цветок и каковы его функции? 3.Какие типы цветков встречаются у покрытосеменных растений? 4.Что такое опыление? Какие типы опыления существуют в растительном мире? 5.Что такое плод и каковы его функции? 6.Перечислите принципы классификации плодов. 7.Охарактеризуйте типы плодов. Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.117-172 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.84-98 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии. - М.: Просвещение, 1986. - С.40-50 134 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Тема: Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 135 из 180 Многообразие растительного мира. Споровые растения Цель занятия: изучить особенности строения, распространения и жизнедеятельности споровых растений. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Составить характеристику водорослей, грибов, лишайников. 2. Составить характеристику высших споровых растений: мхов, плаунов, хвощей, папоротников. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Современная классификация растений. 2.Характерные признаки и классификация водорослей. 3.Практическое значение водорослей. 4.Особенности строения и питания грибов. 5.Значение грибов в природе и в жизни человека. 6.Роль лишайников в природе и деятельности человека. 7.Охарактеризуйте особенности строения споровых растений: мхов, плаунов, хвощей и папоротников. 8.Какое практическое значение имеют споровые растения? Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.199-240 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. - М.: Просвещение, 2000. - С.129-211 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии. - М.: Просвещение, 1986. - С.54-72 Тема: Многообразие растительного мира. Семенные растения Цель занятия: изучить особенности строения, распространения и жизнедеятельности семенных растений. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Составить характеристику голосеменных растений. 2. Составить общую характеристику покрытосеменных растений, классов однодольных и двудольных растений. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Охарактеризуйте основные признаки в строении растений, которые отличают семенные растения от споровых. 2.Назовитет жизненные формы голосеменных и покрытосеменных растений. 3.Каковы основные различия между голосеменными и покрытосеменными растениями? 135 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 136 из 180 4.Какие особенности строения семени отражают названия классов отдела покрытосеменных? 5.Охарактеризуйте классы, на которые делится отдел покрытосеменных. Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.255-318 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. - М.: Просвещение, 2000. - С.211-272 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии.- М.: Просвещение, 1986. - С.72-86 Тема: Тип простейшие. Особенности организации основных представителей Цель занятия: установить, что представители типа простейшие являются самостоятельными одноклеточными животными. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Изучить строение и особенности жизнедеятельности амёбы протей, эвглены зеленой и инфузории-туфельки. Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика представителей классов простейших». Таблица Сравнительная характеристика представителей классов простейших Вопросы сравнения Амеба протей Эвглена зеленая Инфузориятуфелька Форма тела Органеллы движения Органеллы питания Сократительная вакуоль Ядерный аппарат Размножение 2. Заполнить таблицу «Простейшие - паразиты». Таблица Простейшие - паразиты Виды паразитов Систематическое Заболевание положение паразита Поражаемые органы Переносчики или источник заражения Дизентерийная амеба 136 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 137 из 180 Лямблия Малярийный плазмодий Трихомонада Токсоплазма Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1. Каковы основные черты простейших? 2.Чем клетка простейшего отличается от клетки многоклеточного организма? 3.В чем заключается их значение в природе, и как используются простейшие в хозяйственной деятельности человека? 4.Какие простейшие образуют осадочные породы? 5.Как простейшие переживают неблагоприятные условия? Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.30-46 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.13-27 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др. - М.: Просвещение, 1981. - С.4-8 Тема: Тип моллюски. Тип членистоногие Цель занятия: выяснить особенности организации моллюсков и членистоногих в связи с их средой обитания и образом жизни. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Изучить характеристику типа моллюски и особенности их строения. Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика представителей типа моллюски». Таблица Сравнительная характеристика представителей типа моллюски Признаки Отличительные признаки отдельных классов Класс Класс Класс Двустворчатые Брюхоногие Головоногие Симметрия тела Раковина, её форма Органы дыхания Кровеносная система Пищеварительная система 137 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 138 из 180 Нервная система Выделительная, половая система Представители 2. Составить характеристику ракообразных, паукообразных, указать представителей. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.На каких принципах основаны классификация моллюсков и членистоногих? 2.Какие черты внешнего строения отличают моллюсков от животных других типов? 3.Каково значение моллюсков в природе и в жизни человека? 4.Какие черты внешнего строения отличают членистоногих от животных других типов? 5.Каково значение членистоногих в природе и в жизни человека? 6.Назовите прогрессивные черты классов членистоногих. Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. с.99-170 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. с.52-104 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др.,- М.: Просвещение, 1981. с.29-47 Тема: Тип хордовые. Класс земноводные. Класс пресмыкающиеся Цель занятия: выяснить особенности организации земноводных в связи с наземно-водным образом жизни и пресмыкающихся в связи с наземным образом жизни. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Составить характеристику класса земноводные и особенности их строения. 2. Напишите основных представителей отрядов земноводных, отметив при этом к какой экологической группе относится животное. 3. Составить характеристику класса пресмыкающиеся и указать особенности их строения. Отметить черты высокой организации пресмыкающихся. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Каковы условия существования и распространения земноводных и пресмыкающихся? 2.Приведите примеры хвостатых, безногих и бесхвостых земноводных. 3.Назовите прогрессивные черты земноводных. 138 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 139 из 180 3.Назовите прогрессивные черты пресмыкающихся. 4.Черты приспособления земноводных к образу жизни. 5.Значение земноводных и пресмыкающихся. Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.204-256 1.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.122-144 2.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др. - М.: Просвещение, 198. - С.52-73 Тема: Тип хордовые. Класс птицы Цель занятия: выяснить особенности организации птиц в связи с их средой обитания и образом жизни и показать черты их более высокой организации по сравнению с другими животными. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Общая характеристика класса птицы и особенности их строения. 2. Заполните таблицу «Характеристика экологических групп птиц» Таблица Характеристика экологических групп птиц Экологическая группа Характерные признаки Представители Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.Назовите прогрессивные особенности организации птиц. 2.В чем выражается сходство птиц с пресмыкающимися? 3.Коковы основные приспособления к полету у птиц? 4.Какие изменения в строении птиц произошли в связи с приспособлением к полету? 5.Значение птиц в природе и в жизни человека. 6.Назовите сезонные изменения в жизни птиц. Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.257-310 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.138-162 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др., - М.: Просвещение, 1981. - С.65-69 139 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Тема: Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 140 из 180 Класс млекопитающие Цель занятия: выяснить особенности организации млекопитающих в связи с их средой обитания и образом жизни и показать черты их более высокой организации по сравнению с другими животными. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Опишите характерные признаки класса млекопитающие и особенности их строения. 2. Охарактеризуйте подклассы млекопитающих: яйцекладущие, сумчатые и настоящие звери. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Контрольные вопросы: 1.В чем заключаются главнейшие признаки, характерные для млекопитающих, и особенно их прогрессивные черты? 2.Каковы основные морфофизиологические признаки млекопитающих? 3.Каковы особенности размножения и развития млекопитающих? 4.Характерные признаки яйцекладущих, сумчатых и плацентарных млекопитающих. 5.Назовите сезонные изменения в жизни млекопитающих и черты приспособления к переживанию неблагоприятных условий? 6.Практическое значение млекопитающих. Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.311-355 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных. - М.: Просвещение, 2000. - С.162-171 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др., - М.: Просвещение, 1981. - С.70-73 Тема: Земля во Вселенной Цель занятия: составление физико-географической характеристики планет солнечной системы. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Изучите материал методического пособия и рисунок «Строение Галактики» и выясните, какие объекты составляют систему небесных тел. 2. Рассмотрите схему движения планет вокруг Солнца и таблицу «Характеристики планет Солнечной системы», дайте сравнительную характеристику Земли и одной из планет (по выбору студента) по следующей форме. 140 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Таблица Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 141 из 180 Сравнительная характеристика Земли и планеты Астрономические характеристики 1.Диаметр экватора 2.Масса 3.Плотность 4.Расстояние от Солнца: среднее минимальное максимальное 5.Период обращения по орбите 6.Период обращения вокруг своей оси 7.Температура поверхности Земля Планета Пользуясь текстом методического пособия и астрономическими данными, дайте краткую физико-географическую характеристику выбранной планеты, ориентируясь на следующие вопросы. 1. Способна ли планета удержать вокруг себя атмосферу? 2. Есть ли на этой планете смена времен года и если есть, то с чем связана – с её расстоянием от Солнца или с наклоном оси? 3. Каков состав атмосферы? 4. Как влияет атмосфера на температурный режим планеты? 5. Приведите имеющиеся в литературе данные относительно рельефа планеты и внутреннего её строения (если выбрана планета земной группы). 6. Чем отличается эта планета от планет земной группы (если выбрана одна из больших планет). 7. Оцените физико-географические условия для существования биосферы на данной планете. Форма отчетности: конспект, устный ответ. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.214-231 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению. - М.: Академия, 2001. - С.6-9 3.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000. – С.7-37 Тема: Географическая карта и план Цель занятия: закрепление теоретических знаний. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 141 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 142 из 180 1. Дайте определение понятия географическая карта. Укажите основные элементы географической карты. 2. Ответьте на вопросы: 1) Что такое план местности? 2) Что такое глобус? Сравните глобус с картой. 3) Что такое масштаб, и какие выражения масштаба вы знаете? 4) Чем отличаются масштабы карт и планов? С чем связаны эти отличия? 5.Как классифицируют карты по масштабу? 5) Какой масштаб крупнее: 1 : 100 000 или 1 : 500 000. 3. Переведите в именованный масштаб: 1 : 1000, 1 : 10 000, 1 : 1 000 000, 1 : 45 000 000, 1 : 100 000 000. 4. Переведите в именованный масштаб, постройте линейный масштаб: 1 : 2 000, 1 : 5 000, 1 : 4 000 000. 5. Выразите в численном масштабе: в 1 см – 1 км, в 1 см – 750 км, в 1 см – 900 км, в 1 см 5 м. 6. Переведите данный линейный масштаб в численный и именованный масштаб. Форма отчетности: конспект, устный ответ. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.30-49 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению.М.: Академия, 2001. - С.16-24 3.Географические атласы. 4.Петросова Р.А. и др. Естествознание и основы экологии. - М.: Академия, 2008. - С.51-55 Тема: Минералы и горные породы Цель занятия: ознакомление со свойствами и характеристиками минералов и горных пород. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания 1. Дайте определение понятию минерал. 2. Ответьте на вопросы: 1) Сколько природных минералов известно в настоящее время? 2) Чем внутренне строение кристаллических веществ отличается от аморфных? 3) Какие физические свойства минералов используют при их диагностике? 3. Познакомьтесь с классификацией минералов, основанной на их химическом составе. 4. Дайте определение понятию горная порода. 5. Ответьте на вопросы: 1)Чем мономинеральные породы отличаются от полиминеральных? 2) Какие минералы называют породообразующими? 142 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 143 из 180 6. Познакомьтесь с классификацией горных пород по их происхождению, и с характеристикой магматических, осадочных и метаморфических горных пород. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.69-110 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению.М.: Академия, 2001. - С.26-32 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000. - С.75-78 Тема: Гидросфера Цель занятия: закрепление теоретического материала по гидросфере. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания Изучите материал учебных пособий, лекционный материал по данной теме и выполните следующие пункты: 1.Дайте определение понятию гидросфера и охарактеризуйте её свойства. 2.Начертите схему мирового круговорота воды. 3.Охарактеризуйте воды на суше. Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.214-231 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению. - М.: Академия, 2001. - С.34-43 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000. - С.90-136 Тема: Атмосфера Цель занятия: закрепление теоретического материала по атмосфере. Методические рекомендации (указания) по выполнению задания Изучите материал учебных пособий, лекционный материал по данной теме и ответьте на вопросы: 1.Что такое атмосфера? Из каких веществ она состоит? 2.Строение атмосферы. Основные отличия слоев атмосферы и их характеристика. 3.Свойства атмосферы. Природные явления происходящие в атмосфере. 4.Что такое погода и климат? Отличие климата от погоды. Какие причины влияют на климат местности? 143 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 144 из 180 5.Какие климатические пояса выделяют на Земле? Типы климатов, выделяемые в климатических поясах? Форма отчетности: конспект, устный ответ, тесты. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.214-231 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению. - М.: Академия, 200. - С.44-75 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия 2000.С.90-136 144 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 145 из 180 4 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ОБУЧАЮЩЕГОСЯ Методические рекомендации по СРО Самостоятельная работа обучающихся (СРО) по курсу «Основы естествознания» - ведущий вид деятельности, который позволяет выработать у студента способности к самообразованию и саморазвитию, навыки свободного критического мышления. СРО подразумевает внеаудиторную работу, которая должна быть направлена на предварительную подготовку к лекциям, самостоятельное изучение учебного материала в условиях библиотеки, компьютерного класса, через Интернет, подготовку к практическим занятиям, коллоквиумам, рубежным контролям, экзамену, самостоятельное составление конспектов по темам СРО и пр. СРО должны быть сданы в полном объеме в соответствии с темами, сроками и формами указанными преподавателем. Тема: Рост и развитие цветковых растений Цель: изучить особенности ростовых движений растений. Задание: Изучить теоретический материал учебных пособий и ответить на следующие вопросы: 1.Что такое рост и развитие растений? 2.Как осуществляется рост корня, стебля, листа? 3.Какие периоды роста можно выделить в онтогенезе растений? 4. Какие типы движений различают у растений? Охарактеризуйте их. 5.Как влияют внешние условия на рост различных растений? 6.Что такое индивидуальное развитие растений? Его периоды. 7.Что такое фенологические наблюдения. Форма отчетности: конспект. Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.176-185 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.99-110 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии.- М.: Просвещение, 1986. - С.116-142 Тема: Растение и среда Цель: закрепление теоретических знаний о взаимоотношениях растений и среды. Задание: Изучить теоретический материал учебных пособий и ответить на следующие вопросы: 145 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 146 из 180 1.Что такое жизненная форма растений? Приведите классификацию растений основанную на внешнем виде растений. 2.Как подразделяются жизненные формы растений согласно физиономической классификации и по Раункиеру? 3.Что такое ареал? 4.Что такое растительное сообщество? Чем оно отличается от биоценоза? 5.Почему растительный покров имеет зональный характер? Перечислите основные почвенно-растительные зоны СНГ и РК. Форма отчетности: конспект. Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.186-198 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. - М.: Просвещение, 2000. - С.284-300 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии.- М.: Просвещение, 1986. - С.79-87 Тема: Покрытосеменные растения Цель: изучить характеристику важнейших семейств покрытосеменных растений. Задание: Изучить теоретический материал учебных пособий и заполнить таблицу «Важнейшие семейства покрытосеменных растений». Таблица Важнейшие семейства покрытосеменных растений Название семейства и Представители Хозяйственное основная характеристика семейства значение Двудольные Розоцветные Бобовые Пасленовые Крестоцветные Сложноцветные Зонтичные Сложноцветные Тыквенные Маревые Однодольные Злаковые Лилейные Луковые Ландышевые Касатиковые 146 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 147 из 180 Форма отчетности: конспект. Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.268-318 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С.222-268 3.Дорохина Л.Н., Нехлюдова Н. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии.- М.: Просвещение, 1986. - С.76-79 Тема: Тип черви. Особенности строения и жизнедеятельности представителей типа плоские черви, круглые черви, кольчатые черви Цель: установить повышение общего уровня организации червей; прогрессивные черты организации круглых червей по сравнению с плоскими. Задание 1: Изучить особенности строения и жизненного цикла печеночного сосальщика, свиного цепня, бычьего цепня, эхинококка, аскариды человеческой. Зарисовать схему жизненного цикла одного из представителей червей. Задание 2: Заполнить таблицу «Черви - паразиты человека и животных». Таблица Черви - паразиты человека и животных Виды паразитов Печеночный сосальщик Сибирский сосальщик Широкий лентец Свиной цепень Бычий цепень Эхинококк Аскарида Острица Окончательный Промежуточный Пути хозяин хозяин заражения Меры профилактики Форма отчетности: конспект, тесты. Контрольные вопросы: 1.Чем отличаются паразитические черви от свободноживущих? 147 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 148 из 180 2.Перечислите прогрессивные черты круглых червей по сравнению с плоскими червями. 3.Значение кольчатых червей в природе. Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.64-98 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.103-192 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др. - М.: Просвещение, 1981. - С.13-29 Тема: Тип членистоногие. Класс насекомые Цель: выяснить характерные особенности отрядов насекомых в связи с их средой обитания и образом жизни. Задание 1: Изучить общую характеристику насекомых. Задание 2: Заполнить таблицу «Характеристика важнейших отрядов насекомых». Таблица Характеристика важнейших отрядов насекомых Тип развития Отряд Значение Особенности в природе Представители строения и в жизни человека С неполным превращением Таракановые Прямокрылые Равнокрылые Полужесткокрылые Вши Трипсы С полным Блохи превращением Жуки Бабочки Двукрылые Сетчатокрылые Ручейники Задание 3: Назовите черты приспособления насекомых к наземно-воздушной среде обитания. Форма отчетности: конспект, тесты. 148 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 149 из 180 Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.115-170 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.75-105 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др.,- М.: Просвещение, 1981. - С.29-47 Тема: Тип хордовые. Класс рыбы Цель: выяснить особенности организации рыб в связи с водным образом жизни. Задание 1: Охарактеризуйте особенности внешнего и внутреннего строения рыб. Задание 2: Заполните таблицу «Экологические группы рыб». Экологи ческие группы Таблица Экологические группы рыб Классы Представители Класс хрящевые рыбы Класс костные рыбы морские проходные полупроходные пресноводные Форма отчетности: конспект, тесты. Контрольные вопросы: 1.Укажите особенности условий жизни рыб в водной среде. 2.Каковы отличительные черты хрящевых и костных рыб? 3.Назовите прогрессивные черты рыб. 4.Черты приспособления рыб к водному образу жизни. 5.Практическое значение рыб. 6.Какие существуют меры по охране и воспроизводству рыб? Как школьники могут участвовать в охране водной фауны? Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.178-203 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.108-121 2.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др., - М.: Просвещение, 1981. - С.52-54 149 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 150 из 180 Тема: Класс млекопитающие Цель: выяснить особенности организации млекопитающих в связи с их средой обитания и образом жизни и показать черты их более высокой организации по сравнению с другими животными. Задание: Заполните таблицу «Особенности сумчатых и плацентарных млекопитающих» Таблица Особенности сумчатых и плацентарных млекопитающих Экологическая группа, Отряд Представители морфологические и биологические особенности Сумчатые Плацентарные млекопитающие Насекомоядные Рукокрылые Приматы Зайцеобразные Грызуны Хищные Ластоногие Китообразные Хоботные Непарнокопытные Парнокопытные Форма отчетности: конспект. Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.311-355 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных.- М.: Просвещение, 2000. - С.162-194 2.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др., - М.: Просвещение, 1981. - С.70-73 Тема: Строение планеты Земля Цель: ознакомиться с геологическим строением Земли. Задание: Внутренне строение Земли. Рассмотрите рисунок «Внутренне строение земли» и рисунок «Строение земной коры». Выполните рисунок – внутренне строение Земли, подпишите названия внутренних оболочек Земли и укажите их границы. Охарактеризуйте строение земной коры, особое внимание обратите на материковую и океаническую. 150 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 151 из 180 Форма отчетности: конспект. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П. Землеведение и краеведение. - М.: Академия, 2008. - С.214-231 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению. М.: Академия, 2001. - С.25-26 3.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000. - С.56-70 Тема: Рельеф земной поверхности Цель: ознакомиться с характеристикой форм рельефа. Задание 1: Назовите наиболее крупные (планетарные формы рельефа). На контурной карте обозначьте: 1) границы океанов и их наибольшие глубины; 2) границу между Европой и Азией, крайние точки (мысы) материков; 3) площади океанов и материков. Задание 2: Изучите материал учебных пособий и проработайте следующие вопросы: 1.Понятие рельефа. Планетарные формы рельефа. 2.Формы рельефа дна океанов. 3.Основные формы рельефа суши. 4.Охарактеризуйте положительные и отрицательные формы рельефа. 5.Какое значение имеет рельеф в формировании внешнего облика земли? Форма отчетности: конспект. Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. - С.82-85 2.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению.М.: Академия, 2001. - С.32-34, 103-109 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия, 2000. - С.82-89 Тема: Географическая оболочка Цель: Изучить природные особенности Республики Казахстан. Задание 1. Зональность как важнейшая закономерность географической оболочки. Задание 2: Природные условия РК. Составить комплексную характеристику природных особенностей. Изучить карты РК (политико-административную, гипсометрическую, гидрологическую, почвенную, растительности, животного мира, ландшафтную) и выполнить письменно следующие задания: 1. Ознакомиться с общей характеристикой природных условий РК: географическое положение, гидрология, растительный и животный мир, 151 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 152 из 180 ландшафтные зоны. 2. Изучить и нанести на контурную карту основные формы рельефа (горы, хребты, равнины, плато, низменности, мелкосопочник и т.д.). 3. Изучить гидросферу Казахстана и нанести на контурную карту основные воды суши (реки, озера, болота, ледники). Выяснить каковы источники питания рек; типы озер. 4. Установить основные типы почв на территории республики. 5. Установить основные типы растительности; виды древесных растений и дикорастущих полезных растений. 6. Выяснить какие виды животных (млекопитающих, рыб, птиц) водятся в республике; виды промысловых животных. 7. Установить какие заповедные территории созданы для охраны животного и растительного мира. 8. Установить какие ландшафтные зоны выделены на территории республики. Литература: Атлас Казахской ССР. Том 1. Природные условия и ресурсы. М. 1982. - С.5-13, 42-43, 49-51, 56, 60-61, 62-64, 66-82. Темы и основные вопросы коллоквиумов по курсу «Основы естествознания» Тема: Коллоквиум 1 по разделу «Основы ботаники» Цель: Закрепить теоретические знания по разделу «Основы ботаники». Литература: 1.Основы естествознания. Часть I. Ботаника: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.7-335 2.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии.- М.: Просвещение, 2000. - С. 3-317 3.Андреева М.И., Родман Л.С. Ботаника.- М.: 2002. - С.5-466 Содержание занятия: Обсуждение материала по следующим вопросам. Проведение тестирования. 1. Ботаника как наука, разделы ботаники. 2. Строение растительной клетки. 3. Растительные ткани. 4. Органография растений. Вегетативные органы растений. 5. Метаморфозы вегетативных органов. 6. Генеративные органы растений. 7. Систематика растений. 8. Бактерии. Общая характеристика. Значение. 152 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 153 из 180 9. Водоросли. Характерные признаки. Классификация. Практическое значение. 10. Грибы. Особенности строения. Питания. 11. Классы грибов. Представители. Практическое значение грибов. 12. Лишайники. Общая характеристика. Роль лишайников в природе и деятельности человека. 13. Высшие растения. Общая характеристика. 14. Папоротникообразные. 15. Голосеменные растения. Общая характеристика. Представители. 16. Покрытосеменные растения. Общая характеристика. 17. Класс однодольные. Общая характеристика. Семейства из класса однодольные. 18. Класс двудольные. Общая характеристика. Семейства из класса двудольные. 19. Понятия о флоре, растительности, ареале. 20. Зоны растительности СНГ и РК. Тема: Коллоквиум 2 по разделу «Основы зоологии» Цель: Закрепить теоретические знания по разделу «Основы зоологии». Литература: 1.Основы естествознания. Часть II. Зоология: Учебник для студентов специальности 5В010200 - ПМНО/Сост. Г.Т. Тусупбекова. - Астана: Фолиант, 2013. - С.5-376 2.Рыков Н.А. Зоология с основами экологии животных. - М.: Просвещение, 2000. - С.6-254 3.Лабораторные занятия по зоологии с основами экологии животных/Е.Н. Степанян и др. - М.: Просвещение, 1981. – С.3-95 Содержание занятия: Обсуждение материала по следующим вопросам. Проведение тестирования. 1. Многообразие животного мира. 2. Тип простейшие. Особенности организации. Классификация. 3. Тип кишечнополостные. Особенности организации. Представители. Образ жизни коралловых полипов. 4. Тип моллюски. Особенности организации. Представители. 5. Типы плоские, круглые, кольчатые черви. 6. Тип членистоногие. Особенности организации. Классификация. 7. Класс насекомые. Многообразие насекомых. 8. Роль насекомых в природе и в жизни человека. 9. Тип хордовые. Характерные признаки хордовых. 10. Классы хрящевых и костных рыб. Особенности строения. Представители. Экологические группы рыб. 153 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 154 из 180 11. Класс земноводные. Характерные признаки. Представители. 12. Класс пресмыкающиеся. Характерные признаки. Представители. 13. Класс птицы. Характерные признаки. Экологические типы птиц. 14. Класс млекопитающие. Характерные признаки. 15. Экологические типы млекопитающих. 16. Цепи питания. Продуценты, консументы, редуценты. 17. Понятие о планктоне и бентосе. 18. Сезонные изменения в жизни животных. Тема: Коллоквиум 3 по разделу «Основы землеведения» Цель: Закрепить теоретические знания по разделу «Основы землеведения». Литература: 1.Никонова М.А., Данилов П.А. Землеведение и краеведение.- М.: Академия, 2008. С- С.6-215 2.Естествознание и основы экологии/Р.А. Петросова и др.- М.: Академия 2000.С.7-136 3.Никонова М.А., Данилов П. А. Практикум по землеведению и краеведению.М.: Академия, 2001. - С.4-100 Содержание занятия: Обсуждение материала по следующим вопросам. Проведение тестирования. 1.Понятие о Вселенной. Солнечная система, её состав. Планеты Солнечной системы. 2. Форма и размеры Земли. 3. Движения земли (осевое и орбитальное), и их географические следствия. 4. Географическая карта, план. 5. Масштаб, его типы. 6. Внутренне строение планеты Земля. 7. Процессы, формирующие основные формы рельефа Земли. 8. Понятие о минералах, их классификация. 9. Понятие о горных породах, их классификация. 10. Основные формы рельефа суши. 11. Гидросфера. 12. Мировой океан, его состав. 13. Воды на суше: реки, озера, болота, ледники, подземные воды. 14. Состав и строение атмосферы. 15. Температура, давление, ветер. 16. Вода в атмосфере. 17. Погода и климат. 18. Географическая оболочка, строение, функции. 154 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 155 из 180 Вопросы экзаменационных тестов Раздел Основы ботаники 1.Наука изучающая строение растений в связи с окружающей средой А. экология растений В. анатомия и морфология С. география растений Д. систематика растений Е. цитология 2.Как называется наука изучающая строение растений А. цитология В. микробиология С. палеоботаника Д. анатомия и морфология растений Е. экология растений 3. Наука, изучающая историю жизни растений по остаткам А. микробиология В. геоботаника С. фитоценология D. палеоботаника Е. генетика 4.Сколько примерно процентов воды содержится в растительной клетке А. 0-10 В. 10-20 С. 40-50 Д. 75-85 Е. 95-100 5.Клетки растений в отличие от клеток животных имеют А. ядро В. митохондрии С. цитоплазму D. хромосомы Е. целлюлозную оболочку 6.К запасным питательным веществам относятся А. дубильные вещества В. эфирные масла С. углеводы, белки Д. смолы 155 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 156 из 180 Е. млечный сок, нектар 7.В клетке функцию синтеза белка выполняют А. вакуоли В. цитоплазма С. ядро Д. рибосома Е. пластиды 8.Назовите пигмент хромопласта А. каротин В. хлорофилл С. антохлор Д. антоциан Е. флавоны 9.К выделительным тканям относятся А. млечники В. эпидермис С. камбий Д. устьица Е. пробка 10. К выделительным тканям относятся А. камбий В. смоляные ходы С. аэренхима D. проводящие сосуды Е. ситовидные трубки 11.К образовательным тканям относится А. нектарник В. проводящий сосуд С. хлорофилл Д. млечники Е. камбий 12.В эпидермисе газообмен и испарение воды осуществляются через А. трахеиды В. чечевички С. сосуды D. устьица Е. нектарники 156 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 157 из 180 13.Какие органоиды характерны только для растительной клетки А. митохондрии, ядро В. ядро, пластиды С. вакуоль, пластиды Д. пластиды, эндоплазматическая сеть Е. эндоплазматическая сеть 14.Какие растения имеют вегетативные органы? А. грибы В. низшие С. водоросли Д. бактерии Е. высшие 15.На поставленных в воду черенках тополя, ивы или черной смородины развиваются А. придаточные корни В. боковые корни С. придаточные корни, а на них боковые Д. главный корень Е. главный корень, а на нем боковые 16.Видоизменением корня является А. луковица лука В. корнеплод редиса С. луковица тюльпана Д. корневище малины Е.корневище мяты 17.Местом запаса питательных веществ служат корни А. пшеницы В. кукурузы С. капусты D. лука Е. моркови 18.Колючки у кактуса - это видоизменения А. почки В. корня С. побега Д. листа Е. стебля 19.Место прикрепления листа к стеблю 157 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 158 из 180 А. почка В. междоузлие С. влагалище Д. узел Д. боковая почка 20.По расположению почки бывают А. открытые и закрытые В. пазушные и верхушечные С. спящие и придаточные Д. вегетативные и генеративные Е. экзогенные и эндогенные 21.Стержневая корневая система у растений семейства А. мятликовые В. злаковые С. лилейные Д. сложноцветные Е. осоковые 22.Мочковатая корневая система у растений семейства А. бобовые В. сложноцветные С. злаковые Д. крестоцветные Е. тыквенные 23.Плод развивается из А. пыльника В. пестика С. венчика D. цветоножки Е. цветоложа 24.Плоды какого растения образуют соплодия А. малина В. яблоня С. роза Д. банан Е. ананас 25.Простой сухой невскрывающийся односемянной плод А. боб В. стручок 158 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 159 из 180 С. костянка Д. коробочка Е. семянка 26.Тело низших растений называется А. стебель В. таллом С. хроматофор Д. вегетативный орган Е. корень 27.К самым древним по происхождению относятся А. харовые водоросли В. зелёные водоросли С. сине-зелёные водоросли Д. красные водоросли Е. бурые водоросли 28.К морским водорослям относятся А. харовые В. красные С. зеленые Д. сине-зеленые Е. желто-зеленые 29.Тело грибов называется А. мицелий В. генеративный орган С. вегетативный орган Д. хроматофор Е. стебель и лист 30. Грибы размножаются А. семенами В. спорами С. стеблями D. плодами Е. корнями 31.Какое заболевание вызывают у человека грибы А. грипп В. чесотка С. лишай Д. герпес 159 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 160 из 180 Е. дизентерия 32.К съедобным грибам относятся А. ложные опята В. бледные поганки С. мухоморы Д. сыроежки Е. ложные лисички 33.Какое заболевание вызывают у человека грибы А. гепатит В. дерматоз С. туберкулез Д. холера Е. сибирская язва 34.К ядовитым грибам относятся А. маслята В. мукор С. дрожжи Д. пеницилл Е. ложные опята 35.Для какого отдела характерно образование семян А. хвощи В. мхи С. папоротники Д. плауны Е. голосеменные 36.К морским водорослям относятся А. бурые В. зеленые С. сине-зеленые Д. эвгленовые Е. желто-зеленые 37.Среди современных растений значительное место принадлежит А. покрытосеменным В. голосеменным С. папоротникам Д. грибам Е. водорослям 160 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 161 из 180 38.К подцарству низшие растения относится отдел А. мхи В. лишайники С. папоротники Д. хвощи Е. голосеменные 39.Основная единица систематики растений А. отдел В. класс С. царство Д. род Е. вид 40.Какое семейство относится к классу однодольных А. крестоцветные В. лилейные С. пасленовые Д. губоцветные Е. бобовые 41.Симбиоз характерен для А. вирусов и бактерий В. бактерий С. водорослей Д. лишайников Е. всех растений 42.К вегетативным органам растения относятся А. побег и корень В. побег и плод С. цветок и плод Д. семя и плод Е. цветок и семя 43.Перекрестным опылением называется перенос пыльцы А. с цветка одного растения на цветки другого растения В. с одного цветка на другие цветки в пределах одного растения С. с рыльца пестика на пыльник тычинок Д. с пыльника тычинки на рыльце пестика Е. с одного цветка на другой цветок, как в пределах одного растения, так и на цветки других растений такого же вида 44.Пластиды в растительных клетках бывают 161 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 162 из 180 А. синими, фиолетовыми, малиновыми В. зелеными, желтыми, оранжевыми, бесцветными С. синими, фиолетовыми, малиновыми, зелеными, желтыми, оранжевыми, бесцветными Д. фиолетовыми Е. малиновыми 45.Бесполое размножение осуществляется А. вегетативными органами, спермиями В. гаметами, спорами, частями тела С. талломом, яйцеклеткой Д. спорами, частями тела Е. генеративными органами, талломом 46.Голосеменные и покрытосеменные растения заняли господствующее положение, т.к. имели А. органы В. семя С. корневую систему Д. гаметы Е. споры 47.К подцарству высшие растения относится отдел А. мхи В. грибы С. бактерии Д. водоросли Е. лишайники 48.Совокупность видов растений произрастающих на данной территории А. ареал В. фауна С. флора Д. экосистема Е. биоценоз 49.Зона растительности, выделяемая на территории Казахстана А. тундра В. тайга С. лес Д. степь Е. лесо-тундра 50.Область распространения вида А. экотоп 162 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 163 из 180 В. биотоп С. экосистема Д. фитоценоз Е. ареал Раздел Основы зоологии 1.Чем споровики отличаются от других простейших А. являются паразитами человека и животных В. имеют минеральный скелет С. имеют два ядра Д. наличием глазка Е. наличием сократительной вакуоли 2.Какой образ жизни ведут коралловые полипы А. роющий В. свободноплавающие С. паразитический Д. прикрепленные Е. животные медленно и плавно ползают по субстрату 3. Какие органоиды присущи простейшим для передвижения и захвата пищи А. пальпы В. псевдоподии С. педипальпы Д. щупальца Е. плазмодии 4.К моллюскам относится А. гидра В. красный коралл С. актиния Д. медуза Е. кальмар 5.Тело улитки делится на А. голову и ногу В. голову, туловище и ногу С. головогрудь и брюшко Д. голову, грудь и брюшко Е. голову и брюшко 163 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 164 из 180 6.Самый высокий уровень организации у А. кольчатых червей В. плоских червей С. круглых червей Д. всех червей Е. простейших 7.Заражение аскаридой происходит А. путем активного внедрения личинок в кожу путем проглатывания яиц с личинками с загрязненной пищей С. с плохо прожаренным мясом свинины Д. с плохо прожаренным мясом говядины Е. через дыхательную систему 8.Признаки характерные для хордовых А. отсутствие сегментации тела В. отсутствие ярко выраженной головы С. наличие осевого скелета Д. наличие незамкнутой кровеносной системы Е. всегда имеются конечности 9.Внутреннее оплодотворение характерно для А. земноводных В. рыб С. бесчерепных Д. пресмыкающихся Е. кишечнополостных 10.Земноводные являются А. животноядными организмами В. растительноядными С. всеядными Д. сапрофитами Е. питаются гниющими веществами 11.К теплокровным хордовым относится А. ящерица В. крокодил С. кальмар Д. пингвин Е. хамелеон 12.Гладкую влажную кожу имеют А. рыбы 164 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 165 из 180 В. ящерицы С. хамелеоны D. лягушки Е. пингвины 13.Отложения мела образованы останками А. насекомых В. земноводных С. медуз D. червей Е. простейших 14.Позвоночное животное А. амеба В. гидра С. моллюск D. рыба Е. Бабочка 15.Жабры – это органы А. нервной системы В. дыхательной системы С. пищеварительной системы D. системы размножения Е. Кровеносной системы 16.К хрящевым рыбам относятся А. акула и скат В. ланцетник, минога С. рыба-меч Д.окунь и щука Е. дельфин и пингвин 17.Кто относится к китообразным А. акула и пингвин В. дельфин и синий кит С. слон и страус Д. рыба-меч и скат Е. осетр, белуга 18.Водные организмы парящие в толще воды А. бентос В. пелагиаль С. литораль 165 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 166 из 180 Д. планктон Е. детрит 19.Водные организмы обитающие в придонном слое А. детрит В. планктон С. бентос Д. пелагиаль Е. литораль 20.Кровеносная система птиц и млекопитающих А. 2-х камерное сердце, 2 круга кровообращения В. 4-х камерное сердце, два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь не смешивается С. сердце отсутствует, один круг кровообращения Д. 4-х камерное сердце, два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь смешивается Е. 3-х камерное сердце, 2 круга кровообращения 21.Экологический тип дятла А. авиабионт В. аистообразные С. дендробионт Д. хищник Е. хтонобионт 22.Приспособление к полету у птиц А. обтекаемая форма тела В. перьевой покров С. питание насекомыми D. тонкая сухая кожа Е. отсутствие кожных желез 23.Компоненты экосистемы использующие готовые органические вещества А. редуценты В. консументы С. продуценты Д. автотрофы Е. гетеротрофы, редуценты 24.В пищевой цепи включающей травянистые растения, саранчу, паукакрестовика, воробья, ястреба консументом 1 порядка является А. растения 166 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 167 из 180 В. саранча С. паук-крестовик Д.воробей Е. ястреб 25.Сигналом к сезонным изменениям растений и животных является А. понижение температур В. изменение кормовой базы С. повышение влажности Д. изменение структуры популяции Е. сокращение длительности светового дня 26.Какую основную функцию выполняет газовый пузырь у рыб ? А. звуковосприятие В. выделительную С. дыхательную Д. обонятельную Е. гидростатическую 27.В Семипалатинском регионе обитает осетровая рыба А. сазан В. налим С. окунь Д. стерлядь Е. щука 28.Какие органы вырабатывают яд у змеи А. слюнные железы В. ядовитые зубы С. язык Д. печень Е. поджелудочные железы 29. Какая из названных змей ядовита А. анаконда В. гадюка С. питон Д. уж Е. полоз 30. Какая птица относится к промысловым ? А. ястреб В. филин С. пеликан Д. серый гусь Е. лебедь 167 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 168 из 180 31.Какой вид птиц является гнездовым паразитом ? А. обыкновенная чайка В. обыкновенная кукушка С. снегирь Д. ворона Е. длиннохвостая синица 32.Потомство рака развивается А. внутри организма матери В. на траве С. на теле рыбы Д. на брюшных ножках матери Е. на голове 33.Гидра дышит А. всей поверхностью тела В. легкими С. жабрами Д. трахеями Е. кожей 34.Регенерацией у животного называется А. отделение новой особи В. восстановление поврежденной части С. образование новой части Д. отторжение новой части Е. разделение на две части 35.Какие железы наиболее характерны для млекопитающих А. пахучие В. молочные С. пищеварительные Д. кожные Е. поджелудочная железа 36.Млекопитающее Казахстана А. гиббон В. утконос С. пингвин Д. снежный барс Е. бегемот 37.Обитатель биоценозов пустынь 168 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 169 из 180 А. ящерица В. медведь С. дятел Д. лось Е. архар 38.Промысловое животное Казахстана А. медведь В. снежный барс С. лошадь Д. ондатра Е. кролик 39.К промысловым животным Казахстана относится А. ящерица В. соболь С. суслик Д. красный волк Е. снежный барс 40.Обитатель биоценозов степи А. сурок В. медведь С. снежный барс Д. архар Е. рысь 41.Ннасекомые имеют А. 4 ноги В. 6 ног С. 8 ног Д. много ног Е. 2 ноги 42.Стадии развития насекомых с неполным превращением А. яйцо, личинка, куколка, взрослая особь В. яйцо, личинка, взрослая особь С. яйцо, куколка, взрослая особь Д. яйцо, взрослая особь Е. личинка 43.Насекомое, используемое как объект биологической борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений А. колорадский жук В. яблонная плодожорка 169 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 170 из 180 С. тля Д. капустная белянка Е. божья коровка 44.Какой из признаков наиболее характерен для птиц А. наличие крыльев В. четырехкамерное сердце С. размножение яйцами Д. отсутствие кожных желез Е. наличие перьевого покрова 45.Какие экологические типы млекопитающих вы знаете? А. наземные, водные, подземные и летающие В. лесные, наземные, водные, летающие С. горные, подземные, водные, летающие Д. горные, лесные, водные, летающие Е. горные, подземные, водные, наземные 46.К человекообразным обезьянам относится А. ревун черный В. орангутан С. мандрил Д. мака Е. мартышка 47.Что общего у птиц и млекопитающих А. регенерация В. линька С. анабиоз Д. спячка Е. нет правильного ответа 48.Крупнейшим животным нашей планеты является А. кашелот В. синий кит С. кит гренландский Д. серая акула Е. анаконда 49.Копытное млекопитающее Казахстана А. зебра В. буйвол С. джейран Д. носорог 170 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 171 из 180 Е. мамонт 50.Какое животное ложится в спячку? А. заяц В. лось С. лесная мышь Д.сурок Е. домовая мышь Раздел Основы Землеведения 1.Главной задачей землеведения является А. изучения строения земли В. познание закономерностей и главных качеств географической оболочки С. изучение местности какого либо края Д. изучение природы Е. изучение происхождения жизни на земле 2.В процессе длительного развития Земли на её поверхности возникла целостная природная система, которую называют А. земной корой В. биосферой С. гидросферой Д. атмосферой Е. географической оболочкой 3.Укажите истинную форму земли А. сфероид В. овал С. шар Д. эллипсоид Е.геоид 4.Укажите планету типа Юпитер А. Сатурн В. Земля С. Марс Д. Венера Е. Меркурий 5.Укажите планету земной группы А. Сатурн 171 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 172 из 180 В. Юпитер С. Уран Д. Нептун Е. Венера 6.В солнечную систему входит ... планет А. 2 В. 9 С. 15 Д. 17 Е. 13 7.Спутник планеты Земля А. Деймос В. Тритон С. Луна Д. Титан Е. Фобос 8.Солнце является А. планетой В. звездой С. путником Д. кометой Е. метеоритом 9.Сколько материков на планете Земля А. 2 В. 4 С. 6 Д. 8 Е. 10 10.Ближайшая к солнцу планета А. Уран В. Меркурий С. Земля Д. Марс Е. Венера 11.Астрономический год (полный оборот Земли вокруг Солнца) А. 365 суток В. 367 суток С. 363 суток 172 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 173 из 180 Д. 360 суток Е. 362 суток 12.Сезонная ритмика природы связана А. с осевым вращением земли В. с орбитальным вращением земли С. с размерами земли Д. все ответы верные Е. нет правильного ответа 13.Наиболее удаленная от солнца планета солнцу планета А. Уран В. Меркурий С. Земля Д. Юпитер Е. Плутон 14.Один синодический месяц (промежуток времени между двумя одинаковыми фазами Луны) А. 32 суток В. 21 суток С. 24 суток Д. 27 суток Е. 29 суток 15.Следствием осевого вращения Земли является А. сезонная ритмика природы В. форма и размеры планет земной группы С. форма Земли Д. все ответы верные Е. нет правильного ответа 16.Морский приливы связаны с движением А. Венеры В. Солнца С. Земли Д. Луны Е. всех планет 17.Путь вращения планеты вокруг Солнца называется А. орбитой В. млечным путем С. кругом Д. космической дорогой 173 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 174 из 180 Е. сферой 18.Состав географической оболочки А. ядро, мантия, гидросфера, литосфера В. мантии, ядро, ионосфера, магносфера С. гидросфера, биосфера, часть атмосферы, часть литосферы Д. биосфера, литосфера, ядро, биосфера Е. атмосфера, мантия, ядро биосфера 19.Земная кора вместе с верхней частью мантии называется А. атмосферой В. биосферой С. гидросферой Д. литосферой Е. ноосферой 20.Горная порода А. нефть В. золото С.янтарь Д. гипс Е. кварц 21.К минералам относится А. гранит В. базальт С. известняк Д. алмаз Е. ископаемый уголь 22.Изучением горных пород занимается А. минералогия В. петрография С. почвоведение Д. метеорология Е. экология 23.Внутренние водоемы со стоячей или мало проточной водой А. озера В. болота С. моря Д. реки Е. океаны 174 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 175 из 180 24.Современные ледники занимают около …% суши А. 0 В. 11 С. 21 Д. 31 Е. 51 25. Мировой океан разделен на … океанов А. 2 В. 4 С. 6 Д. 8 Е. 10 26. Сейсмические волны, возникающие при тектонических движениях земной коры и охватывающие всю толщу воды называются А. бризом В. цунами С. течением Д. муссоном Е. феном 27. Уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости А. план В. масштаб С. схема Д. географическая карта Е. глобус 28. Совокупность неровностей твердой земной поверхности называется А. рельефом В. ландшафтом С. равниной Д. литосферой Е. планом 29. Чашеобразное углубление на вершине вулкана А. кратер В. котловина С. блюдце D. магма Е. жерло 30.Сутки – это следствие 175 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 176 из 180 А. вращения Земли вокруг своей оси В. вращения Луны вокруг Земли С. вращения Земли вокруг Солнца Д. расположения Земли в солнечной системе Е. вращения Земли вокруг своей си 31. Водная поверхность составляет … % поверхности планеты А. 45 В. 55 С. 75 Д. 75 Е. 95 32.Гейзерами называют А. куски застывшей лавы В. соленые озера С. циркуляция холодных грунтовых вод Д. периодически фонтанирующие горячие источники Е. водопады 33.Озеро Аральское А. бессточное В. хорошо проточное С. малопроточное Д. глухое Е. замкнутое 34. Гидросфера составляет … % А. 45 В. 65 С. 75 Д. 8 5 Е. 95 35.Одна из крупных рек Казахстана А. Бухтарма В. Лепсы С. Урал Д. Тобол Е. Талас 36.Одна из крупных рек Казахстана А. Или В. Аксу 176 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 177 из 180 С. Эмба Д. Нура Е. Сырдарья 37.Мировой океан разделен на ... океанов А. 2 В. 4 С. 6 Д. 8 Е. 10 38. Многолетний режим погоды называется А. прогнозом В. амплитудой С. климатом Д. циклоном Е. суммарной радиацией 39.Верхний возможный предел распространения жизни А.ионосфера В.термосфера С.экзосфера Д.слой озона в стратосфере Е. тропопауза 40.Климатообразующие процессы: приход и расход солнечной радиации, влагооборот, циркуляция воздуха происходят в А.гидросфере В.биосфере С.атмосфере Д.литосфере Е. географической оболочке 41.Озоновый слой сосредоточен в А.тропосфере В.стратосфере С.экзосфере Д.гидросфере Е. во всех слоях атмосферы 42.Атмосфера - это А.смесь газов В.смесь газов и взвешенных в них твердых и жидких частиц С.смесь растворов и твердых частиц 177 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 178 из 180 Д.смесь атомов Е. смесь твердых частиц 43. Климатический пояс, в котором длинная и суровая зима сменяется коротким летом, называется А. субарктическим В. экваториальным С. умеренным D. субтропическим Е. тропический 44. Горсты и грабены образовались в результате А. складчатых движений В. землетрясений С. разрывных движений Д. вулканической деятельности Е. действия цунами 45. Тип ветров характерный для условий Казахстана А. бриз В. муссон С. пассат Д. бора Е. суховей 46. Из каких слоев состоит атмосфера А. мезосфера, ионосфера В. тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера С. геосфера, литосфера, ионосфера, тропосфера Д. ионосфера, тропосфера, стратосфера Е. литосфера, тропосфера, стратосфера 47. Состояние нижнего слоя атмосферы в данное время в данном месте называется А. погодой В. радиацией С. климатом Д. амплитудой Е. осадками 48.Почвенный тип Казахстана А. тундровые почвы В. подзолистые почвы С. дерново-подзолистые почвы 178 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 179 из 180 Д. каштановые почвы Е. желтоземы 49.Какие почвы преобладают в Семипалатинском регионе А. черноземы, горные черноземы В. каштановые, светло каштановые С. солонцы, черноземы Д. лугово-каштановые, луговые Е. солонцы, красноземы 50.В какой ландшафтной зоне расположен г. Семей А. горный район В. лесостепь С. пустыня Д. полупустыня Е. степь 179 УМКД 042-18-35.1.91/03-2014 Ред. № 1от 11.09.2014 г. Страница 180 из 180 180
