1 этап. Молекулярно – кинетическая теория и биологические явления.
Мыслящий ум не чувствует себя счастливее,
пока ему не удаётся связать воедино
разрозненные факты им наблюдаемые.
Д. Хевеши
Молекулярно-кинетическая теория – одна из фундаментальных научных теорий, утверждающая древнейшую научную идею – идею о дискретности вещества. Она служит основой для объяснения многих физических, химических, биологических явлений, без нее не может обойтись ни одна из естественных наук. О значении этой теории образно сказал известный американский физик Р. Фейнман. Он задал вопрос: «Какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, содержало бы наибольшую информацию для передачи грядущим поколениям, если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными?» И сам ответил: «Это – атомная гипотеза: все тела состоят из атомов – частиц, которые находятся в непрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из тел плотнее прижать к другому». В этой фразе содержится огромная информация о мире.
При объяснении большинства физических и химических явлений на уроках физики и химии вы обращались к основным положениям молекулярно-кинетической теории. А какую роль играет эта теория при объяснении биологических явлений?
Каждый живой организм может рассматриваться как водный раствор, вода – поистине живая. Представьте себе, что вы находитесь у озера летом и вам захотелось попить воды. Но прежде вспомните андерсеновскую «Каплю воды»: «Если через увеличительное стекло посмотреть на каплю воды, взятой из пруда, то увидишь тысячи диковинных зверьков, которых вообще никогда не видно в воде, хотя они, без всякого сомнения, там есть». Невидимые нами существа без голов, без глаз, без ртов. Как они едят, пьют? Питательные вещества, как и вода, в одноклеточные организмы поступают через всю поверхность их тела благодаря явлению диффузии. Без диффузии не обходятся процессы питания и во всех других организмах.
Каким вообще был бы мир без диффузии? Прекратись тепловое движение частиц – и вокруг все станет мертвым. Превратятся в безжизненные, оледеневшие фигуры растения, животные. Не станет вокруг Земли атмосферы – с прекращением теплового движения молекулы воздуха притянутся к Земле. Вокруг ни звука, ни ветра.. На черном небе еще несколько минут будет видно Солнце – столько, сколько времени будут идти от него последние лучи… Какая страшная сказка! Хорошо, что она невозможна даже в мыслях, потому что мы знаем – тепловое движение частиц в окружающем мире вечно.
Вопросы по теме:
1. Почему альпийские растения низкорослы? Почему во всех частях этих растений сахара накапливается больше, чем у таких же растений, находящихся не в альпийской зоне?
2. Почему, из разрезанных долек лимона сок активно выделяется лишь после того, как их посыпать сахаром?
3.В низовьях Днестра и Дуная живёт умбра, или рыба евдошка. Дышит она не так, как другие рыбы. Плавательный пузырь у неё связан с глоткой широкими протоками. Высунувшись из воды, рыба набирает воздух в пузырь, который густо оплетён кровеносными сосудами. Из пузыря кислород проникает в кровь. Воздух, насыщенный углекислым газом рыба выталкивает через рот. Чем объяснить такие изменения в органах дыхания этой рыбы?
4.Какие физические процессы играют роль при приживании привоя к дикому дереву?
5.В теле взрослого человека имеется до 160 млрд. капилляров. Благодаря этому каждая клетка через тканевую жидкость снабжается необходимыми питательными веществами и кислородом. Смачивает ли кровь стенки капилляров?
6.В ясный весенний день температура воздуха 10˚С, относительная влажность 80%. Будет ли ночью заморозок?
7.Может ли паук под водой жить?
8.Почему перед заморозком рассаду помидоров, огурцов следует обильно поливать?
9.Как паук предсказывает погоду?
10.Какой биологический процесс изображён на данном рисунке и с как его объяснить с точки зрения физики. Что изображено под цифрами 1 – 4?
