ЛЕКЦИЯ

1 сабақ

Жануарлар әлемі өте бай және әр түрлі жер бетіңдегі тірі жануарлар түрі өте көптігінен оның өлшеміде әр түрлі. Денелерінің массасына байланысты жылдамдығы да әр түрлі болады.

№1

Балықтың аты	Ұзындығы М	Жылдамдық
		Дене үзындығы	м\с
Акула	1,5	3,4	5,0
Лосось	0,75	8	6,0
Форель	0,3	9,3
Шортан	1,6	1,3	2,1

Ең жылдамдығы аз жануарлар 1 сағ 5,5 м жүреді, тасбақа 70 м\сағ. Шыбын 5 м\с,18 км\ сағ, ат 30 км\сағ.

Өте жылдам қозғалатын жануарлар: Жүйрік тазы - 90 км\сағ. Страус - 120 км\сағ, гепард 110 км\сағ. Жылан антилоп - 95 км\сағ. Қоян 50 - 60 км\сағ, қасқыр 45 км\сағ. Балықтардың орташа жылдамдығы 4 км\сағ, қылыш -балық - 140 км\ сағ.

Жер бетінде масса 3 г жер қазғыштан бастап, 3^.10⁶ г пілдерге дейін өмір сүреді. Дененің массасы мен өлшемі оның өмір сүруіне тығыз байланысты. Жануарлардың өмір сүруі, оның биологиялық сағатты, массасына тығыз байланысты. Пілдің өмір сүру уақыты 70 жыл, ал тышқанда 2-3 жыл. Пілдің жүктілігі 18-22 ай болса, тышқанда не бары-23 күн. Биологиялық сағаттың түрліше болуы жануарлардың түріне қана емес, бір жануарлардың өсуіне де тығыз байланысты, мысалы: адам баласы, емшектегі нәресте күнде бірнеше рет ұйықтайды. 2-5 жас арасында -2 реттен, ал есейгенде күніне 1 рет ұйықтайды. Оның себебі, баланың бойының өсуіне байланысты, биологиялық сағатының 24 сағатқа дейін ұзарады. Биологиялық процесстердің жануарлар массасына байланыстылығын былай түсіндіруге болады: жануарлардың сыртқы тітіргенгіштерге жауап әсері, оның массасына байланысты болады. Көптеген жануарлардың дене ұзындығы массасының м^0,25 заңдылығы, мен өзгеретіні анықталды. Ал жүректің сығылуы мен дем алудың жиілігі ұсақ жәндіктерде м^-0,25 заңдылығымен анықталады

№2 кесте бойынша әртүрлі құстардың қанат қағу жиілігі мен массасы арасындағы байланысты көреміз.

Құс түрі	Денесінің массасы(кг)	Қанатының қағу жиілігі(Гц)
гриф	8	2
қарға	06	4
торғай	0,03	10
колибри	0,003	50

ал, сондықтан

Егер шортанның үзындығы 1м болса, ал карасьтың 0,1 м екендігі белгілі, олайболса, шортан карасьты бірден үстап алады.

Әр түрлі қүстар мен жануарлардың массасы түрліше болады. Кит - 70000 кг, піл - 4000 кг, мүйізтұмсық 2000 кг, өгіз - 1200 кг, аю - 400 кг, қой - 60 кг, адам 70 кг, қасқыр - 40кг, қоян -6 кг екенін біле отырып ауырлық күшін есептеуге болады.

Ең ірі жануарлар (мекопит кит ұзындығы 33 м салмағы 1500 км. Африкалық страус - ең ірі құс, бойы 2,75 м, ұзындығы 2 м тұмсығынан құйрығының ұшына дейін, және масса 75 кг. )

Ең кішкентай құс колибридің массасы - 2 г қанатының ұзындығы 3,5см.

Ұлу 1 сағатта – 5,5 мм жол жүрсе, жаяу адам – 5 км/сағ, ал шыбын 5 м/с жылдамдықпен ұшады. Өсімдік тамырларына судың көтерілу жылдамдығы

Өсімдік	Судың көтерілу жылдамдығы	өсімдік	Судың көтерілу жылдамдығы
Акация Темекі Банан Жүзім	1,5 м/сағ 1,2 1,0 1,0	Балдыр Күнбағыс Асқабақ Маис	0,8 0.7 0,6 0,3-0,4

2 сабақ

Жануарлар мен өсімдік әлемінде үйкелістің ролі өте үлкен. Қозғалыс кезінде қозғалатын дене мен тіреудің маңызы зор. Көптеген өсімдіктермен жануарлар мәселерді ұстау үшін түрлі органдарды пайдаланады (өсімдіктерде мұртша, пілдің тұмсығы, жануарлардың ұзын құйрығы). Бұның барлығы үйкеліс коэффициентін арттырады.

Тірі жануарлар қозғалысқа байланысты үйкеліс коэффиценті өзгеріп отырады. Жауын құрты қозғалыс принципі осыған негізделген. Щетинка артқа бағытталғандықтан денесінің алға қарай қозғалысын босатып, кері қозғалысты өткізбейді. Денесінің ұзартуына байланысты басы алға жылжиды, ал құйрығы орнында қалады, керісінше жыйырғанда бас бөлігі тоқтайды да, ал құйрығы оған тартылады.

Суға жүзетін құстардың да қозғалыс кезінде кедергісі өзгеріп отырады. Ең жақсы жүзгіштер -балықтар мен дельфиндер көптеген балықтардың жылдамдығы сағатына ондаған километрге жетеді. Көп киттің жылдамдығы 36 км\сағ өйткені балықтардың денесінің пішіні аққыш келеді, басы кішкентай.

Балықтар үйірімен бірге қозғалатыны белгілі. Майда теңіз балықтары тамшыға ұқсас пішінде қозғалады да кедергісі аз болады. Құстар алыс жақтарға ұшқанда тізбек ұқсап ұшады. Ең күшті құс алдында да ауаны тіліп, кедергіні азайтады.

Өсімдік пен жануарлар әлеміндегі ұшатын тұқымдардың ролі ерекше.

Ұшатын ақ тиін, жарқанаттың дене құрлысы ерекше. Олар терісіндегі жарғақты пайдаланып 20-30 м-ге дейін секіре алады.

Жылдамдыкқа байланысты есептер.

1. Ұлудың жылдамдығы 0,9 мм\с. Ұлу бір тәулікте қанша жол жүреді?

2. Бүркіт өз жемігін аулау үшін 300 км\сағ жылдамдықпен ұшады. Осы жылдамдықты м\с - пен өрнекте.

3. Байланыс қызметіне пайдаланатын көгершіннің жылдамдығы 1800 м\ мин. Осы жылдамдықты км\сағ пен өрнекте

3 сабақ

Адамзат пен жан-жануар, өсімдіктер әлемі орасан зор атмосфералык қысымда өмір сүріп жатыр. Массасы 60 кг , ұзындығы 160 м адам денесінің ауданы 1,6 м² болса, атосфералық қысым әсерінен 160 000 Н күш түседі. Осындай үлкен жүктемені адам қалай көтереді? Денені құрайтын тамырлардың ішіндегі сұйықтың қысымы сыртқы қысыммен теңелгенде жетуге болады.

Су астында үлкен тереңдікте болу осы қиындыққа байланысты. Тереңдікке түскен кезде ағзаның қызметі өзгереді. Бұл белгілі бір қысымға есептелген тамырлардың ішкі және сыртқы қабырғаларының деформацияға ұшырауымен түсіндіріледі. Бұдан басқа көптеген химиялық реакциялардың жылдамдығы өзгереді. Қысым артқан кезде денедегі сұйықтың газды жұтуы көбейеді, ал азайған кезде - сұйытылған газды бөледі. Егер қысым тез өзгеретін болса, бөлінетін газдың есебінен қан қайнайды, тамырлардың қысылуын туғызып, көптеген жағдайда қазаға ұшыратады. Сондықтан сүңгірлеуге 50 м төмен түсуге болмайды және суға түсіру мен шығару жайлап жүргізіледі. Себебі газдың өкпеде бөлінуі жэне қан айналымы бірқалыпты болуы керек. Атмосфералық қысымның әсерінен қозғалатын ағзаларға сүлік, бастыаяқ, жабысқақ балық.

Мысалы: жабысқақ балық немес ремора басының түгел ұзындығында сорғыштары болады, бұл балық басқа балқытарға, тасқа немес кемелерге жабысып қалады. Оның сорылатыны соншалықты, оны суырғанда бұзу арқылы алынады. Ішек құрты да лента сияқты ұзын болғандықтан адамның ішегінің қабырғасына жабысып өмір сүреді.

Жұмсақ топырақта жүру. Атмосфералық қысымның әсері батпақпен жүргенде анық көрінеді. Аяқты көтергенде астындағы ауаның қысымы азаяды, сыртқы қысымның артықтығы, оны көтеруге кедергі жасайды. Ересек адамның аяғына түсетін қысым күші 1000Н дейін жетеді. Үнді және Жерорта теңізінде өмір сүретін кейбір балықтар қою ине тәрізді өзгеретін теріден тұрады. Қауіп төнген кезде ине жұтқыш жылдам су бетіне шығады да ауаны ішегіне жұтады да үрленген шарға ұқсап тікендері сыртка көтеріледі де сыртқы жаудан осылай қорғанады.

4-сабақ

Архимед күші

Суда өмір сүретін тірі ағзалардың тығыздығы судың тығыздығымен бірдей болғандықтан салмағы Архимед күшіне теңгереді. Осыған байланысты су жануарлардың құрғақта өмір сүретіндеріге қарағанда қаңқаларының массасы аз болады.

Балықтардың жүзуіндегі қаңқаның ролі зор. Балық денесіндегі сығылғыш болғандықтан кеудесі және құйрығы, балық өз денесінің көлемін үнемі және тығыздығын өзгерту арқылы кез келген тереңдікте жүзе алады.

Суда жүзетін құстар. Суда жүзетін құстардың ерекшелігі арасында ауасы бар қалың қанатпен түбітін суды өткізбейтіндігінде; осыған байланысты өзін қоршаған ортаға қарағанда құстың тығыздығы аз.Үйрек және басқа құстардың суға аз сүңгуі осыған байланысты ,

Күміс-өрмекші: Физика заңдары тұрғысынан қарағанда күміс-өрмекшінің өмір сүруі қызықты. Ол өзінің үйін - су астында қатты өрмектерден қоңырау түрінде тұрғызады. Өрмекші осыған брюхоның ішіне толтыратын ауаны сырттан әкеледі. Қоңыраудың ішінде уақыт өткен сайын ауа толтырылып отыратын болғандықтан артық ауа көп болады. Осымен дем алу арқасында күміс өрмекші су астында ұзақ уақыт бола алады.

Суда өсетін өсімдіктер. Суда өсетін өсімдіктердің сабақтарының майысқақ болуына қарамай тік тұрады, себебі олардың тарамдалған ұштарының соңында қалқының орнын басатын ірі ауа көпіргіші болады. Су жаңғағы -чилим Волга заводтары мен өзендерінің бойында өсетін бұл өсімдіктің жемістерінің диаметрі Зсм жетеді және теңіз якорі сияқты бірнеше өткір якорі болады. Осы якорь өсіп келе жатқан өсімдікті көтеріп тұрады. Чилим гүлдеп біткеннен кейін су астында ауыр жеміс дәндері пайда болады. Осы кезде жапырақтың арасында ауа қабаты үрленеді де өсімдікті суға батырмайтын құтқару белдігі пайда болады. Осы мен бірге судың астында өсімдіктің көлемі артқан сайын кері итеруші күште көбейеді. Сифонофордың түсуі зоологтар фифонофор деп қалың ішекті жануарлардың ерекше тобын атайды, медуза сияқты еркін түзетін жануарлар, оның медузадан айырмашылығы ішкі ағзалардың әртүрлі жануарлардың үйірі болып қалатындығында. Үйірдің ен басында газы бар көпіршік қолданады, қалған үйірлер су қабатында содан ұстап қозғалады. Газ ерекше темірлерден пайда болады, бұл көпіршіктің ұзындығы кейде 30 см дейін жетеді.

Инерция заңдары бойынша бұршақ тұқымдас өсімдіктердің қабықшасы піскен кезде тез ашылып доға құсап иіледі. Осы кезде сабағынан үзіліп, өсімдік қабырғасының бойымен қарама қарсы жаққа қарай қозғалады. Инерция арқылы таралу әдісі өсімдіктер әлемінде жиі кездеседі.

Атлант және Үнді мұхиттарының тропикалық аймақтарында жыртқыш балықтардан қашқан ұшқыш балықтар жел тұрмасада 5-7 м биіктікте 200-300 м қашықтыққа дейін ұша алады. Балық мұндай қозғалысты өзінің құйрығын тез және күшті тербелту арқылы көтеріледі. Жазылған ұзын жүзгіш кеудесі оның денесін жеңіл тікұшақ (планерка) сияқты суда ұстайды. Балықтың ұшуын реттейтін құйрығы инерция заңы бойынша қозғалады.

Сүлік және кейбір балықтар суды кері итеру арқылы, өзі алға жүзеді. Суда жүзетін сүліктер денесін толқын тәрізді қозғалту арқылы итерсе, жүзетін балық –құйрығын қозғалтады.

5 сабақ

Құстардың ұшуы. Тірі табиғаттағы реактивті қозғалыс.

Ертеде Леонардо де Винчи ұшатын апараттар жасау жолында құстардың ұшуын зерттеген. Құстардың ұшуын аэродинамиканың негізін салушы Н.Е Жуковский де зерттеген.

Құстардың қанаты- табиғаттың тамаша құрастыруы және жануарлар патшалығында құстардың жетілген ұшқыш екені белгілі. Қанат бір мезгілде жеңіл, жетілген және берік. Ол негізгі орталық түтіктен және 45 бұрышын екі жаққа қарай параллель сызықтармен сызылған, оның өзі әрі қарай тармақталады. Осы жіңішке жіптер ілінетін ілгектермен жабдықталып құстың денесін бетін жабатын калың торды құрайды. Бір қауырсынның өзінде жүз мыңдаған сызықтар және миллиондаған тармақтар мен ілгектерді санауға болады. Әр түрлі құстардың қанатының саны бірнеше мыңнан ондаған мыңға дейін жетеді.

Құстардың скелетінің дамуы ауада өмір сүруінің эволюциялық процесінің нәтижесінде дамыған. Себебі ауада ұшу үшін қатаң рама керек, құстың кеудесі-оның қабырғалары және омыртқалары өзінің майысқақтығын жоғалтып, көптеген сүйектері бір-біріне бітіп кеткен. Мысалы, чайка, оның көкірек тұсы мықты дамыған. Оның көкірегіндегі төсі жақсы дамыған құстың салмағының 15-30% үлесін құрайтын күшті ұшатын сіңірлері бекітілген. Қызықтысы 1,5-2кг шығатын фрегаттың канатының ұзындығы 2м-ден асса, салмағы қанатынан 1,15Н-ға кем. Аз салмақ-ұшудың негізгі шарты. Құстың көптеген сүйектері тығыз, ал ірі сүйектерінің арасы қуыс. Құстардың негізгі бөліктерін қамтитын және толық сүйектерін жалғастыратын жүйесі ауа қапшығына ұқсас.

Құстың қанаты оның қозғалмалы серпімді бөлігімен бірге айналады және бұрылады. Бұлардың канаты қатты самолеттің қарағанда қағып тұратын қанатқа түсетін күшті есептеу қиын.

Құс кіші болған сайын оның қанатын қағу жиілігі жиірек. Кішкентай колибри өзінің қанатын өте жоғары жиілікпен қағады.(1 сек(50-70 және 80-нен жоғары) оны братник және ірі құстармен қатар қояды. Көгершін 5-8 рет, аққұтан-2 рет, ал көк құтан-1,3 есе қағады.

Көптеген құстарды кәдімгі ұшақпен салыстырса, ал колибрдің үдетілген суретке түсіру арқылы қарағанда тік ұшаққа ұқсайтыны байқалады.

Тік ұшақ ауада қалқып тұрғанда, оның бұрандалары жазықтықта айналады, колибрдің қанаты жерге параллелль орналасады. Тік ұшақ алға немесе артқа қозғалғанда оның бұрандалары колибрдің қанаты секілді, бағытқа сәйкес көлбеу орналасады. Тік ұшақ колибри сияқты тік ұшып, тік қонады.Тік ұшақтың жұмысын жетілдіру үшін кальцид шіркейін қанатына қарсы жетілдіруге болады.Олардың қанаттары өзара әсерлескенде бір қанаты басқасы үшін ауаны қозғалтады.

Ең қарапайым және тиімді үшу- бұл есептеген ұшу. Мұны қарлығаштың ұшуынан көруге болады. Бірнеше күшті қанат қағады және қалықтайды. Құстар көбіне ауа ағымын қозғалысын жиі пайдаланады.

Электромагниттік өрістің тірі табиғаттағы ролі.

ЭМӨ тірі табиғаттағы ролі әр түрлі. Бұл ағзалардың тіршілігіне әсер етуі, ағзаның ішіндегі мүшелердің өзара әсерлесуі, ағзалардың өзара электромагниттік байланысы.

Түрлі ағзалардың электромагниттік өріске сезімталдығы өте жоғары әсіресе геомагниттік және геоэлектрлік өріс, атмосфера өрісіне, күннің өт алуына байланысты. ЭМӨ-ң әсерінен жүректің соғуы, қан қысымы, айналу процестері, эмоционалдық сезім күйі, көру, дыбыстарды сигналдарын қабылдау сияқты бірқатар физиологиялық функциялар бұзылады. Кәзіргі кезде әр түрлі ЭМӨ-ң кәсіптік деңгейде әр түрлі зияны зерттелуде. Радио және телехабарлардың сол сияқты атмосферадағы радиофонының ЭМӨ-ң адамдарға әсері зерттелген. Бұл өрістердің деңгейі соңғы кезде күрт артып отыр. Ең қызығы ағзаның ішіндегі және ағзалар арасындағы электромагниттік өзара әсерді бақылау: адамның жүрегінің соғуы арқылы пайда болатын э/магниттік өрістер бар екені ашылған. Беттік потенциалды реттеп отыратын омртқаның электромагниттік жүйесі зерттеліп ашылған.

Жердегі тірі жәндіктер мен адамдарға миллиондаған жылдар бойы радиация: космостан келетін сәулелер ауада, топырақта, тау жыныстарында және суда болатын радиоизотоптар тұрақты табиғи радияциалық фонды құрайды. Оның жұтылатын энергиясы 1 кг массаға жылына ор 1 Дж энергия болуы керек. Табиғаттағы радияциялық фон эволюциялық процесстің қозғаушы күші болып табылады. Иондайтын бөлшектердің құрамы , нейтрондардан тұрады. Заттан өтіп, оны иондайды. Одан кейін кері процесс бірігу – жүреді. Рентген немесе электрондардың биологиялық әсеріне қарағанда бөлшектерінің әсері 10 есе, жылулық нейтрондардыкі 5 есе, ал жылдам нейтрондардікі 10-20 есе артық. Электромагниттік өрістің ағзаларға әсерінен тіршіліктің ағысын өзгертетін өте үлкен улы күшті қышқылдар пайда болады.

Егер адам ағзасы аз мөлшерде сәуле алғанда да оның денесінде радиоактивті заттың қалдығы созылмалы сәуле ауруын туғызады. Мұндай жағдайлар рентгенолог-дәрігер, радиоактивті заттарды зарттеушілер және уран, радий кендерінің жұмысшыларында техника қауіпсіздігін сақтамағанда кездеседі.

Емдеу мақсатында фосфор, йод, рак ауруларын емдеу үшін сәулелері пайдаланылады. Протон – адам басына қансыз операция жасау үшін, алыс қашықтықтық радио хирургиясында қолданылады.


ЕСЕПТЕР


1. Адам қанындағы эритроциттер жуық шамамен диаметрі 7^.10^-6 м және қалыңдығы 10^-6 м диск тәрізді 1 мм³ қан көлемінде шамамен 5^.10⁶ осындай диск бар.

А) Егер ересек адамның қанының массасы 5 л болса, ондағы эритроциттер қанша?

Ә) Гемоглобиннің молекуласының массасы 6,8^.10⁵ м.а.б. Егер гемоглобиннің тығыздығы 1 кг/м³ болса, бір эритроцитте неше гемоглобин молекуласы бар. Эритроцит тұтасынан гемоглобиннен тұрады д.е. (1 м.а.б,=1,66^.10^-27 кг)

2. Өсімдік тамырларының топырақтан құнарлы заттарды сіңіруші молекула-кинетикалық теория тұрғысынан қалай түсіндіруге болады?

3. Үйілген шөппен, шатырдың су өткізбейтінін қалай түсіндіресің?

4. Жапырақтың бетіндегі түктерінің өсімдік өміріндегі маңызы қандай?

5. Қыл түтігі 0,4 мм болатын өсімдік сабағымен көтерілетін беттік керілу күшінің әсерінен көтерілу биіктігін анықта. Өсімдік сабағымен судың көтерілуінің жалғыз себебі, капиллярлар ма?

6. Күн суық кезде көптеген жануарлар домаланып оралады, ал керісінше ыстықта өзінің еркін бетін ұлғайтатын себебі не? (мысық, ит)

7. Неге денесі шағын жануарлар көп тамақ ішеді? (өз денесімен салыстырғанда)

8. Төмен ұшқан қарлығаш жауынның жақындап келе жатқанының белгісі ме?

9. Егер ыстық күні маңдайға өсімдіктің жапырағын қойса, салқын сезіледі. Неге?

10. Неге тері, резіңке, клеенка және синтетикадан тігілген киімді дененің температурасын реттеуді қиындатады?

11. Адам ауыр жұмыс істегенде 10 л-ге дейін тер шығарады; осы кезде 40-100⁰С дейін осы w-дің 10 л көлемі буланғанда бөлінетін энергиямен судың қанша массасын қыздыруға болады? L_тер=L_су бірдей деп алу керек (m_су=90 кг)


ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫСТАР

№1 лабораториялық жұмыс

Тақырыбы: Биологиялық нәрселердің тығыздығын анықтау

Жұмыстың мақсаты: Биологиялық нәрселердің бидай, жүгері ағаш, сүйектің тығыздығын анықтау.

Керекті құрал-жабдықтар: жүгері, бидай тұқымы, ағаш, сүйектер, таразы, кір тас, су, мензурка.

Теориялық түсінік.

Кез келген заттың тығыздығы формуласымен анықталады. Дененің массасын таразыға тартып өлшейді. Көлемді су құйылған мензуркамен анықтайды. Су құйылған мензурканың көлемі V₁ болса, дене салынған кейін V₂ көтеріледі. Осы көлемдердің айырмасы V_g=V₂-V₁ тең болады. Сонда дене тығыздығы тең болады.

Ағаштың пішіні дөңгелек цилиндр тәрізді болғандықтан V=S^.h формуласын пайдалану керек. Мұндағы S-ағаш діңінің ауданы, h – биіктігі. d –ағаш діңінің диаметрі.

Жұмысты орындауға нұсқау.

1. Бидай, жүгері тұқымын, сүйекті, ағашты таразыға тартып өлшеңдер.

2. Осы заттардың көлемін суы бар мензуркамен өлшеңдер

3. Өлшеулер нәтижесі бойынша тығыздықты есептеңдер.

4. Ағашты алдымен таразыға тартыңдар.

5. Ағаштың көлемін анықтаңдар.

6. Сүйекті де дәл осындай жолмен анықтаңдар.

7. Әр заттың тығыздығын анықтаңдар.

Масса кг	Денесін көлемі Vg=V2-V1см	Тығыздығы
		г/см3	кг/м3
Бидай Жүгері Ағаш Сүйек

Лабораториялық жұмыс №2.

Тақырыбы: «Бату-жүзу» әдісімен тұқымның тығыздығын анықтау.


Жұмыстың мақсаты: Тұқымның тығыздығына қарап, оның піскенін, дәнінің толықтығын анықтау.


Қажетті құрыл-жабдықтар: өлшеуіш цилиндр, таза су, тығздығы әр түрлі ас тұзының судағы ерітіндісі, бидай, жүгері тұқымдары.


Жұмысты орындауға нұсқау.

1. Тұқымның 100 санап алу.

2. Тұқымды цилиндр ыдысқа салыңдар

3. Ретімен бірінші таза су, одан кейін ас тұзының 1,04; 1,08; 1,12; 1,16; 1,20 г/см³ ерітіндісін құйыңдар.

4. Әр ерітіндіде бататын тұқым анықтаңдар.

5. Бетіне жүзіп шыққан тұқымды есептеңдер.

6. Жұмысты қорытындылаңдар.

Лабораториялық жұмыс №3.

Тақырыбы: Тірі ағзалардағы жай механизмдер.


Жұмыстың мақсаты: Жануарлар қаңқасындағы жай механизмдермен �