АКВАМИРЫ КАК УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Мы обнаружили учебное пособие для ВУЗов, где описаны наши Аквамиры.

Кликайте на фото книги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получили письмо

Упражнения по наблюдению.

     БиоСфера - это отличное учебное пособие для развития наблюдательности и внимательности, что является основой научного подхода к решению разнообразных задач. БиоСфера может использоваться также с методическими пособиями и учебниками, чтобы углубить изучение многих биологических и экологических тем, например таких как пищевые цепи и фотосинтез.

 Внимательно рассматривайте БиоСферу. Для наблюдения за мелкими животными и для более тщательного изучения растений рекомендуется использовать увеличительные стекла. Идентифицируйте организмы в вашей БиоСфере, и считайте число разновидностей и видов гидробионтов. Запишите эти наблюдения, и повторите упражнение через некоторое число дней в течение нескольких недель. Сравните ваши наблюдения. Сможете ли Вы сформулировать гипотезу относительно того, что вызвало изменения, которые произошли?

Письменные упражнения.

     БиоСфера может использоваться как инструмент для получения практических навыков ведения журнала наблюдений и записи точных данных.

     Ваш журнал мог бы включать:
Численность и разнообразие популяций каждого вида;
Изменения чистоты воды;
Наблюдение за растительным миром (например: цвет листьев, скорость роста, численность микроводорослей).

     Сравните несколько наблюдений разных учащихся за одной БиоСферой или за несколькими. Выберите одно растение или животное, чтобы наблюдать за ним и записывать результаты. После внимательного наблюдения напишете историю их жизни и поведения.

Пищевая Цепочка и Исследование Животных:

     Идентифицируйте и исследуйте животных, которые живут в БиоСфере. Что они едят? Каковы их естественные враги? Чем они способствуют продолжению жизни в БиоСфере? Какие факторы влияют на то или иное животное в БиоСфере? Как и как часто (если вообще) они размножаются? какова их продолжительность жизни? Выведите пищевую цепочку одного из животных в Вашей БиоСфере. К какому звену пищевой цепи относится данный вид (к первому или к последнему)?

Исследование растений.

     Определите виды растений которые находятся в вашей БиоСфере и исследуйте их. Сделайте схему, которая показывает их вклад в поддержание биологического равновесия в БиоСфере. Что они используют, чтобы расти и жить? Что используют в качестве удобрения? Какие животные используют их как пищу или для защиты? Что случается, если растение умирает? Как БиоСфера самоoчищается?

Изучение Химии и Атмосферы Биосферы.

     Какие газы являются важными в БиоСфере? Какие "питательные" вещества самые важные? Какой количественный состав атмосферы в БиоСфере? Как взаимодействуют компоненты? Насколько они важны для животных? Как - они важны для растений? Как поддерживается равновесие? Разместите элементы каждого газа и питательные элементы на периодической таблице Менделеева.

 Учебные мероприятия

     В этом разделе изложены идеи для специфических учебных мероприятий, с использованием БиоСферы. Они более узки по сравнению с вышеизложенными принципами, и преследуют цель углубить знания учащихся в наиболее важных областях.

Роль Различных Организмов.

     БиоСфера - полностью замкнутая экосистема, подобно Земле, содержит несколько трофических уровней. Иерархические уровни в пищевой цепи:
(a) Продуценты: растения и водоросли;
(b) Потребители - Консументы (животные - herbivores, omnivores и carnivores);
(c) Редуценты (организмы, которые едят мертвый материал).

     Дайте задание учащимся определить каждый трофический уровень внутри БиоСферной экосистемы. Насколько это уровни подобны уровням на Земле? К какой категории относится каждый организм БиоСферы. Задайте учащимся сделать списки и определить категорию каждого растения и животного (производитель, потребитель, decomposer) в БиоСфере и в нашем Мире. Некоторые животные не могут быть легко категоризированы (например собаки). Оцените, каких организмов больше: потребителей или консументов? Во сколько раз? (Следует помнить, что имеется взвесь одноклеточных обитателей, которых мы не можем видеть). Как это отношение можно сравнить с существующим в экосистеме Земли? Обсудите со студентами пищевые цепи. Постройте пищевую цепь с различными животными в конце. Тоже самое сделайте для человека. Обсудите как наша среда саморегулируется посредством спроса и предложения. Почему в БиоСфере живет только одна или две улитки.

Рециркуляция внутри БиоСферы.

     Для того, чтобы утилизировать и переработать мертвый растительный и животный материал (называемый detritus) в БиоСфере, как и в нашем мире, существует специальные организмы  - редуценты. С их помощью отмерший материал становится снова доступным для использования растениями в виде удобрений. Если бы редуценты отсутствовали, то азот, фосфор и другие элементы остались бы "заблокированными" в мертвых телах, что привело бы к гибели других растений и животных.  В первую очередь это: черви, бактерии, и т.д. Все они переработчики отходов БиоСферы.  Обсудите как большие редуценты, типа улиток, перерабатывают материал, чтобы меньшие, подобно бактериям, могутли потреблять его. Попросите Ваших учащихся сделать дома маленькую компостную кучу (с разрешения их родителей) и понаблюдать, что произойдет через некоторое время. Попросите учащихся отметить, что разлагается быстро. Имеются ли материалы, которые не разлагаются вообще? Обсудите с учащимися рециркуляцию и ее важность для нашей биосферы Земли. Просите, чтобы они приносили по одном предмету подлежащему утилизации (например бутылки, макулатуру) каждый день в течение недели и наблюдали, как быстро растет куча.  Совершите экскурсию на предприятия по переработке вторсырья.

Циклы Углерода и Кислорода.

     Атмосферные процессы такие как циклы углерода и кислорода внутри БиоСферы, позволяют сделать несколько интересных экспериментов. Наиболее известно, что растения выделяют кислород О2 и потребляют углекислый газ CO2. Однако, менее известный факт - то, что растения ночью также потребляют O2 и производят CO2. Таким образом, животные не остались бы в живых без растений, но растения могли бы выжить без животных (хотя их размеры были бы меньше). Причина, по которой наша атмосфера работает (то есть животные остаются в живых), - в том что растущие растения, поглощают больше CO2, чем выделяют, и производят больше O2 чем, потребляют. Почти весь кислород в атмосфере происходит из растений и водорослей, и некоторая часть из этого кислорода преобразуется в озон, который защищает нас от Солнечной вредной радиации. В атмосфере гораздо больше O2 чем CO2. Но из-за вырубки лесов это соотношение может измениться. Даже незначительное увеличении количества CO2 в атмосфере может иметь серьезные последствия, которые приведут к нагреванию атмосферы - парниковому эффекту. Это спорный вопрос. Некоторые ученые полагают, что парниковый эффект уже наблюдается, в то время как другие утверждают, что это не так.  Сделайте диаграммы, показывающие циклы кислорода и углекислого газа внутри БиоСферы. Что производит CO2 и O2? Из чего состоят растения и почему большинство растений зеленые? Почему растений в БиоСфере не становится слишком много? Рассмотрите карту мира или глобус Земли. Где - производится и где потребляется наибольшая часть кислорода на Земле? Например, определите наиболее лесистые области и наименее. Где производится и потребляется большая часть углекислого газа? Обсудите производительность различных частей планеты (или различных биномов). Обсудите со студентами роль наших лесов в поддержании атмосферного равновесия? Обсудите с учащимися строение атмосферы Земли и как она работает. Рассмотрите вопрос, какие газы находятся в атмосфере. Какую роль играет каждый из газов? Рассмотрите изображение Земли из космоса, чтобы увидеть насколько тонка атмосфера. Почему астронавты нуждаются в космических скафандрах, а ныряльщики используют водолазный костюм? Обсудите различные уровни атмосферы и почему воздух более разряженный в горах. Откуда мы получаем кислород когда находимся в самолете? Покажите студентам изображение оранжереи. Как оранжерея работает? Насколько БиоСфера, похожа на оранжерею? Что общего между нашей Землей и оранжерей? Какую роль играет озон в регулировании нашей атмосферы?

Обмен Энергии.

     Обмен Солнечной энергии и энергетические процессы внутри БиоСферы могут служить основой для проведения интересных лабораторных работ. За малым исключением, весь сахар, который человек и животные потребляют производится растениями и водорослями. Растения и водоросли получают энергию для производства этого сахара из солнечного света. Таким образом, количество растений и животных в БиоСфере непосредственно связано с солнечным светом или искусственным освещением. Мы выдыхаем CO2, потому что сжигаем этот сахар: процесс называется дыханием. Потребляем O2, что необходимо для сжигания (окисления) сахара. По этой причине, сахар и углеродосодержащие компоненты, называются а "биологической валютой" для энергии.

Однако, только приблизительно 10% энергии, которая превращена в сахар растениями, используется, чтобы формировать мускулы и другие ткани тела в животных. Это объясняется тем, что: (a) Растения сжигают большую часть энергии, которую они производят (например они дышат); (b) Не все части растений съедобны; (с) Животные также дышат.

По подобным причинам только 10% морских водорослей, съеденных креветкой внутри БиоСферы преобразованы в массу тела улитки.

Круговорот Азота.

 В БиоСфере Животные выделяют в воду продукты обмена веществ, растения теряют листья, кроме того, неизбежно кто-то погибает и оседает на дно. И в природе, и в БиоСфере детрит (донный осадок) разлагается бактериями, этот процесс называется круговоротом азота. Его первой стадией является образование высокотоксичного аммиака (и его производных), выделяемого животными и разлагающейся органикой. Он довольно быстро образует нитриты (тоже токсичные вещества), которые, в свою очередь, становятся нитратами. Они уже не так опасны и могут быть усвоены растениями и водорослями. Приблизительно 78%  атмосферы Земли это азот - N2. Эта форма азота не пригодна для использования растениями. Однако, внутри биосферы имеются бактерии, "фиксирующие" азот. Это означает, что они берут недоступный азот из экосистемы и преобразуют его в нитраты, которые могут быть поглощены растениями. Азотные соединения могут также быть преобразованы обратно в газ посредством денитрирующих бактерий (Denitrifying bacteria), делая его снова недоступным для растения. Этот последний цикл не часто происходит в БиоСфере, так как для него требуется анаэробная (без кислорода) среда. Если слой отходов на дне становится чрезмерно толстым, и БиоСферу не двигали в течение длительного периода времени, в толще отходов могут создаться анаэробные условия и может начаться процесс денитрификации. На Земле, некоторые из азотфиксирующих бактерий живут на овощах (например на бобовых растениях), а другие свободно живут в почве и воде. Постройте цикл азота БиоСферы, включая животных и растения. Как он отличается от цикла азота на Земле? Дайте задание студентам прорастить бобы. Какова цель корней? Добавьте различное количество азотных удобрений. Через какое-то время наблюдайте как растения будут вести себя. Обсудите роль микроорганизмов в БиоСфере и в нашем мире.