Вода имеет первостепенное значение на Земле и во всей Вселенной.
Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем. Во всяком организме вода представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма; кроме того, она сама принимает участие в целом ряде биохимических реакций. Прежде всего, вода может находиться в трёх основных состояниях: лёд, вода и пар. Существует более 200 различных структур льда, которые обнаружила наука.
В университете в Джорджии было обнаружено, что в любом человеческом теле все больные клетки (не важно, чем больные) окружены водой, которая называется "неструктурированной
". Было также обнаружено, что каждая здоровая клетка окружена "структурированной" водой. Что же это означает? Это просто, по крайней мере, с точки зрения химии.
В "неструктурированной" воде один электрон на внешней орбите просто отсутствует, а в "структурированной" воде нет отсутствующих электронов. Вода, когда она движется под давлением по трубам, вместо своего естественного движения по спирали, вынуждена двигаться по трубам концентрическими кольцами. Когда вода движется по трубам, её внешние электроны вытесняются с орбиты, в результате чего вода становится "неструктурированной". Это означает, что та вода из водопровода, которую мы пьём или в которой мы купаемся в ванной, даёт последствия в виде болезней. Если мы принимаем ванну в течение 20 минут, мы всасываем через кожу примерно 450 граммов воды, в которой сидим. Это равносильно тому, что мы выпили бы эту воду. Возможно, человечество совершает ошибку, в большой степени похожую на ту, которую совершали римляне, пользуясь тарелками и утварью из свинца.
Итак, это первое указание на различие между водой "структурированной" и "неструктурированной".
Когда это было обнаружено, многие начали искать способ, которым можно структурировать "неструктурированную" воду. Для этого по всему миру начали использовать магниты, странной формы стеклянные сосуды, металлические насадки и тому подобное. Наши исследования показали, что вода, которая была структурирована искусственным путём, когда её подвергали энергетическому анализу, не всегда выглядела как природная структурированная вода. Магнит, например, структурирует воду практически мгновенно, но, по данным Университета Джорджии, пить её небезопасно.
Кластерная вода. Около пятнадцати лет назад была обнаружена абсолютно новая вода. Она называется "кластерная вода". Под микроскопом, при увеличении в 20 тысяч раз, замороженная "кластерная вода" выглядела подобно крошечным снежинкам. "Кластерная вода" найдена у всех новорождённых, человеческих и других существ. Она обнаружена также во всех фруктах и овощах, выращенных без химических добавок. По мере того как мы становимся старше, "кластерная вода" в наших телах в какой-то момент вступает в соединения с протеинами. Поэтому нам следует употреблять "кластерную воду" ежедневно, чтобы обеспечить нормальный водообмен и функционирование клеток.
Сверхионизированная вода. Теперь, однако, миру стала доступной ещё одна новая вода, которая может изменить известный нам сейчас мир и вполне возможно спасти нас от невероятной экологической катастрофы в будущем. Эта вода называется "сверхионизированная вода". У её молекулы три дополнительных электрона на внешних орбитах, и она очень устойчива. Если сделать анализ этой новой воды, то вы не обнаружите ничего, кроме воды. Но если взять обычную лампу и просто опустить электрическую вилку в стакан с этой водой, то лампа включится, и свет от этой лампы будет ярче, чем, если бы вы просто включили её в розетку. Очевидно, что это необычная вода. Она насыщена электричеством.
Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций. Особая роль воды для наземных организмов (особенно растений) заключается в необходимости постоянного пополнения ее из-за потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Наконец, для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.
Увлажненность местообитания и, как следствие, водообеснечение наземных организмов зависят прежде всего от количества атмосферных осадков, их распределения по временам года, наличия водоемов, уровня грунтовых вод, запасов почвенной влаги и т. п. Влажность оказывает влияние на распространение растений и животных как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей - полупустынями и пустынями).
При изучении экологической роли воды учитывается не только количество выпадающих осадков, но и соотношение их величины и испаряемости. Области, в которых испарение превышает годовую величину суммы осадков, называются аридными (сухими, засушливыми). В аридных областях растения испытывают недостаток влаги в течение большей части вегетационного периода. В гумидных (влажных) областях растения обеспечены водой в достаточной мере.
Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации к водному режиму. Высшие наземные растения, ведущие прикрепленный образ жизни, в большей степени, чем животные, зависят от обеспеченности субстрата и воздуха влагой. По приуроченности к местообитаниям с разными условиями увлажнения и по выработке соответствующих приспособлений среди наземных растений различают три основные экологические группы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. Условия водоснабжения существенно влияют на их внешний облик и внутреннюю структуру.
Гигрофиты - растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. Для них характерно отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность переносить даже незначительную ее потерю. Наиболее типичные гигрофиты - травянистые растения и эпифиты влажных тропических лесов и нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (чистотел большой, недотрога обыкновенная, кислица обыкновенная и др.), прибрежные виды (калужница болотная, плакун-трава, рогоз, камыш, тростник), растения сырых и влажных лугов, болот (белокрыльник болотный, сабельник болотный, вахта трехлистная, осоки), некоторые культурные растения.
Характерные структурные черты гигрофитов - тонкие листовые пластинки с небольшим числом широко открытых устьиц, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей системы (ксилемы), тонкие слаборазветвленные корни, часто без корневых волосков. К физиологическим адаптациям гигрофитов следует отнести низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительную водоудерживающую способность и, как следствие, высокую интенсивность транснирации, которая мало отличается от физического испарения. Избыточная влага удаляется также путем гуттации - выделения воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа. Избыточная влага затрудняет аэрацию, а следовательно, дыхание и всасывающую деятельность корней, поэтому удаление излишков влаги представляет собой борьбу растений за доступ воздуха.
Ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными. Это растения пустынь, сухих степей, саванн, сухих субтропиков, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов.
Структурные и физиологические особенности ксерофитов нацелены на преодоление постоянного или временного недостатка влаги в почве или воздухе. Решение данной проблемы осуществляется тремя способами: 1) эффективным добыванием (всасыванием) воды, 2) экономным ее расходованием, 3) способностью переносить большие потери воды.
Интенсивное добывание воды из почвы достигается ксерофитами благодаря хорошо развитой корневой системе. По общей массе корневые системы ксерофитов примерно в 10 раз, а иногда и в 300-400 раз превышают надземные части. Длина корней может достигать 10-15 м, а у саксаула черного - 30-40 м, что позволяет растениям использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях и грунтовых вод. Встречаются и поверхностные, хорошо развитые корневые системы, приспособленные к поглощению скудных атмосферных осадков, орошающих лишь верхние горизонты почвы.
Экономное расходование влаги ксерофитами обеспечивается тем, что листья у них мелкие, узкие, жесткие, с толстой кутикулой, с многослойным толстостенным эпидермисом, с большим количеством механических тканей, поэтому даже при большой потере воды листья не теряют упругости и тургора. Клетки листа мелкие, плотно упакованы, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность. Кроме того, у ксерофитов повышенное осмотическое давление клеточного сока, благодаря чему они могут всасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы.
К физиологическим адаптациям относится и высокая водоудерживающая способность клеток и тканей, обусловленная большой вязкостью и эластичностью цитоплазмы, значительной долей связанной воды в общем водном запасе и т. д. Это позволяет ксерофитам переносить глубокое обезвоживание тканей (до 75% всего водного запаса) без потери жизнеспособности. Кроме того, одной из биохимических основ засухоустойчивости растений является сохранение активности ферментов при глубоком обезвоживании.
Ксерофиты с наиболее ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев, перечисленными выше, имеют своеобразный внешний облик, за что получили название склерофиты.
К группе ксерофитов относятся и суккуленты - растения с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань. Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ, молодило, очитки) и стеблевые, у которых листья редуцированы, а надземные части представлены мясистыми стеблями (кактусы, некоторые молочаи, стапелии и др.). Фотосинтез у стеблевых суккулентов осуществляется периферическим слоем паренхимы стебля, содержащим хлорофилл. Длительные засушливые периоды преодолеваются ими путем накопления воды в водоносных тканях, связывания ее коллоидами клеток, экономного расходования, которое обеспечивается защитой эпидермиса растений восковым налетом, погруженными в ткань листа или стебля немногочисленными днем закрытыми устьицами. В результате транспирация у суккулентов чрезвычайно мала: в пустынях кактусы из рода Camegia транспирируют в сутки всего лишь I -3 мг воды на 1 г сырой массы.
Корневая система поверхностная, мало развитая, рассчитана на поглощение воды из верхних слоев почвы, увлажненных редко выпадающими дождями. В засуху корни могут отмирать, но после дождей быстро (за 2-4 дня) отрастают новые.
Суккуленты приурочены главным образом к засушливым зонам Центральной Америки, Южной Африки, Средиземноморья.
Мезофиты занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Они распространены в умеренно влажных зонах с умеренно теплым режимом и достаточно хорошей обеспеченностью минеральным питанием. К мезофитам относятся растения лугов, травянистого покрова лесов, лиственные деревья и кустарники из областей умеренно влажного климата, а также большинство культурных растений и сорняки. Для мезофитов характерна высокая экологическая пластичность, позволяющая им адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.
Специфичные пути регуляции водообмена позволили растениям занять самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие способов приспособления лежит, таким образом, в основе распространения растений на Земле, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологической адаптации.
Адаптации животных к водному режиму. Способы регуляции водного баланса у животных разнообразнее, чем у растений. Их можно разделить на поведенческие, морфологические и физиологические.
К числу поведенческих приспособлений относятся поиски водоемов, выбор мест обитания, рытье нор и т. д. В норах влажность воздуха приближается к 100%, что снижает испарение через покровы, экономит влагу в организме.
К морфологическим способам поддержания нормального водного баланса относятся образования, способствующие задержанию воды в теле; это раковины наземных моллюсков, отсутствие кожных желез и ороговение покровов пресмыкающихся, хитинизированная кутикула насекомых и др.
Физиологические приспособления регуляции водного обмена можно разделить на три группы: 1) способность ряда видов к образованию метаболической воды и довольствованию влагой, поступающей с пищей (многие насекомые, мелкие пустынные грызуны); 2) способность к экономии влаги в пищеварительном тракте за счет всасывания воды стенками кишечника, а также образования высококонцентрированной мочи (овцы, тушканчики); 3) развитие выносливости к обезвоживанию организма благодаря особенностям кровеносной системы, эффективной терморегуляции потоотделением и отдачей воды со слизистых оболочек ротовой полости (верблюды, овцы, собаки).
Вместе с тем даже пойкилотермные животные не могут избежать потерь воды, связанных с испарением, поэтому основной путь сохранения водного баланса при жизни в пустыне - это избегание излишних тепловых нагрузок.
Конспект открытого урока по окружающему миру в 3 классе.
УМК «Школы России» (учебник А.А.Плешакова).
Учитель: Герасимова Ирина Сергеевна.
Тема: Вода. Свойства воды. Значение воды для живых организмов.
Цели: 1. Ознакомить с основными свойствами воды путём использования различных источников информации, а также проведения простых и наглядных опытов;
2. Развивать способность рассуждать и делать выводы на основе собственных наблюдений и знаний, полученных в ходе исследовательской деятельности;
3. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, любовь к природе.
Личностные УУД:
Учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу;
Самоанализ и самоконтроль результата;
Познавательные УУД:
Способность и умение учащихся производить простые логические действия (анализ, сравнение);
Извлечение необходимой информации из разных источников;
Осознание и самостоятельное построение речевого высказывания;
Самостоятельное выдвижение способов решения проблемы.
Коммуникативные УУД:
Формирование умения объяснять свой выбор, строить фразы, отвечать на поставленный вопрос, аргументировать;
Умение работать в группах, учитывая позицию собеседника; организовать и осуществить сотрудничество с учителем и сверстниками.
Регулятивные УУД:
Использование последовательных действий, контроль выполненной работы;
Осознание уровня и качества усвоенного.
Ход урока.
1. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания.
Фронтальный опрос:
С какими веществами мы уже познакомились?(сахар, соль, крахмал, кислоты) Какие из них наиболее опасны? Из чего состоят вещества? (молекулы и атомы). Что на нашей планете называют пятым океаном?(воздушный океан). Какие свойства воздуха вы знаете? (прозрачный, без запаха, бесцветный, при нагревании расширяется, при охлаждении сжимается, плохо проводит тепло)
Перед вами листочки. Отвечая на вопросы, записывайте столбиком: номер вопроса, рядом цифру ответа.
1.Что произойдёт, если исчезнет воздух?
1.-ничего, 2-все растения замёрзнут, 3- люди станут лучше думать, 4-всё живое погибнет.
2.Какого газа в воздухе больше всего?
1-кислорода . 2-углекислого газа , 3- азота, 4-водорода.
3. Какой газ выделяют при дыхании живые организмы?
1- кислород , 2- водород, 3- азот, 4- углекислый газ.
4.Что происходит при нагревании с воздухом?
1-кипит, 2- расширяется , 3- сжимается, 4- превращается в воду.
5. Что происходит с воздухом при охлаждении?
1- сжимается , 2-превращается в лёд, 3- расширяется, 4- очищается.
6. Какое свойство воздуха указано неверно?
1- воздух прозрачен, 2- воздух не имеет запаха, 3- воздух голубого цвета , 4-бесцветен.
7.Отчего загрязняется воздух?
1- школьники высаживают в парках деревья, 2- увеличилось количество автомобилей на земле, 3- на фабриках ставят очистительные фильтры, 4- водители выключают мотор во время стоянки автомобиля.
8.Почему леса называют «лёгкими планеты»?
1-растения при дыхании тратят много кислорода, 2- в лесах легко дышится, 3- растения очищают воздух от вредных газов , 4- растения выделяют кислород.
9. Что надо делать, чтобы воздух стал чище?
1- Сажать больше деревьев и другие растения , 2- на заводах и фабриках не использовать установки, которые улавливают ядовитые газы, 3-чаще пользоваться личным автотранспортом,4- сжигать пластиковые бутылки.
Самопроверка: Называю цифры правильных ответов. Если у вас также, то ставим «+». Если нет, то « - » . Подсчитываем количество правильных ответов: 9-8 – это «5», 7-6 – это «4», 5-4 – это «3».
Листочки сдаются учителю.
2.Самоопределение к деятельности.
Отгадайте загадку и вы узнаете, какое вещество мы будем изучать на уроке.
В морях и реках обитает,
Но часто по небу летает.
А как наскучит ей летать,
На землю падает опять. (Вода)
Чего в решете не унесёшь?(воду)
3.Работа по теме урока.
1.Рассказ учителя.
Посмотрите на карту. Как вы думаете, много ли воды на Земле? Как вы догадались? Верно, голубым цветом изображены моря, океаны нашей планеты. Вода занимает ¾ поверхности земного шара. Вода повсюду. Вода есть в воздухе в виде пара, тумана, вода есть под землёй (родники, колодцы). Огромные скопления воды находятся у Северного и Южного полюсов в виде ледников. Вода входит в состав любого живого организма и растений. В теле животных вода составляет больше половины массы тела. Например: тело медузы на 90-95% состоит из воды. Много воды и в теле человека. Наше тело почти на 2/3 состоит из воды.
Живой организм постоянно расходует воду и нуждается в её пополнении. Например, человеку в сутки требуется более 2 литров воды (часть её он выпивает, а часть содержится в пище). Но не только для этого нужна вода. Подумайте, где ещё требуется вода? (стирка, умывание, приготовление пищи, полив растений, при изготовлении бумаги, лекарств, металла и др.) Вода-это дорога, по которой плывут корабли. Вода – это электричество. Она работает на гидроэлектростанциях.
Вода – это дом для многих животных. Одни из них живут в пресной воде, другие – в солёной. Приведите примеры.
Вывод: Если руки ваши в ваксе,
Если на нос сели кляксы,
Кто тогда нам первый друг,
Снимет грязь с лица и рук?
Без чего не может мама,
Ни готовить, ни стирать?
Без чего, мы скажем прямо,
Человеку умирать?
Чтобы лился дождик с неба,
Чтоб росли колосья хлеба,
Чтобы плыли корабли,
Чтоб варились кисели,
Чтобы не было беды-
Жить нельзя нам без …(воды).
2. Практические опыты и наблюдения.
Важна ли для человека вода? Что надо знать, чтобы разумно её использовать? (надо знать её свойства) . Знаете ли вы какие - нибудь свойства воды? Мы с вами сегодня будем изучать эти свойства. Какие источники информации мы можем при этом использовать? (книги, интернет, опыт свой и взрослых, проводить опыты, наблюдать).
У нас в классе получается три группы. Первая группа будет использовать компьютер. Вторая группа проводит опыт №3,№4. Третья группа проводит опыт №5.
(Раздаются листочки, на них инструкция для выполнения каждого опыт. Дети выполняют опыты, наблюдают и прикрепляют таблички на магнитную доску)
На доске постепенно появляется запись:
- Прозрачна.
- Бесцветна.
- Не имеет запаха.
- Растворяет некоторые вещества.
- Можно очистить.
Следующие опыты №6 и 7 мы рассмотрим в учебнике с.53. (Используется учебник как источник информации. Делается вывод. Записывается на доске)
- При нагревании расширяется.
- При охлаждении сжимается.
Физкультминутка.
Следующее свойство воды вы, наверное, сами мне скажете, используя свой опыт: если воду пролить на пол, что произойдёт? Имеет ли вода форму? А если мы нальём воду в бутылку? Вазу? Блюдце? Какое свойство воды будем наблюдать?
- Текучесть.
- Формы не имеет. Может принимать форму сосуда.
Заполним таблицу в тетради и сделаем вывод. Какими свойствами обладает вода? (Заполняя таблицу, дети кратко рассказывают свой опыт и называют свойство, которое наблюдали.)
4.Закрепление изученного по тетради. Задания на с.22.
5.Рефлексия.
Выполним задания в учебнике №1, 2, 3, 4.
Поднимите руки, кто считает, что многое узнал о воде. А кто считает, что узнал, но не всё? На следующем уроке мы продолжим разговор о воде.
6.Выставление отметок.
7.Домашнее задание . С.51 – 54 (уч.).
Используемая литература: Учебник «Окружающий мир» А.Плешакова, тетрадь по окружающему миру, презентация опытов(авт.ГерасимоваИ.С.).
Самое главное вещество
Вода
- одно из самых распространённых веществ на Земле. Вода занимает
большую часть поверхности нашей планеты.
Вода встречается в природе в трёх состояниях
: жидком,
твёрдом (лёд и снег), газообразном (водяной пар)
.
Вода превращается в лёд при температуре 0 градусов.
Водяной пар постоянно содержится в воздухе. Но его нельзя увидеть,
потому что это прозрачный бесцветный газ. Он попадает в воздух благодаря
тому, что вода постоянно испаряется с поверхности водоёмов и почвы.
Для живых организмов вода имеет огромное значение. Она входит в
состав живых организмов. Любой организм постоянно расходует воду
и нуждается в её пополнении. Поэтому вода необходима всем растения
и животным. Человеку в сутки требуется более 2 литров воды.
Практическая
работа "Исследование свойств воды"
Цель работы: определить свойства воды.
Рассмотрите оборудование,
приготовленное для практической работы. Укажите стрелками названия
предметов.
Опыт 1
.
Опустите в стакан с водой стеклянную палочку. Видна ли она? О каком
свойстве воды это говорит?
Вывод: Вода прозрачна
Опыт 2
. Сравните цвет воды с цветом полосок, изображенных
на этой странице. Что вы видите? О чём это говорит?
Вывод: Вода бесцветна
Опыт 3
. Понюхайте чистую воду. Какое свойство воды
можно установить таким способом?
Вывод: Вода не имеет запаха
Опыт 4
. Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной
водой, опустите в горячую воду. Что наблюдаете? О чём это свидетельствует?
Вывод: При нагревании вода расширяется
Опыт 5
. Ту же колбу поставьте в тарелку со льдом.
Что наблюдаете? О чём это свидетельствует?
Вывод: При охлаждении вода сжимается.
Общий вывод: вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха, при нагревании
расширяется, при охлаждении сжимается.
Вода составляет 70-80% от массы живых организмов.
Строение молекулы: электронная плотность смещена к кислороду, на нем частичный отрицательный заряд, на водородах - частичный положительный, молекула - диполь. Между + и - могут образовываться водородные связи.
Функции воды
1. Благодаря маленьким дипольным молекулам вода является лучшим растворителем для полярных (гидрофильных) веществ. В растворенном состоянии вещества очень быстро реагируют между собой.
2. Транспортная функция: в растворенном состоянии вещества передвигаются по организму.
3. Вещества, на поверхности которых нет полных или частичных зарядов (гидрофобные), не могут взаимодействовать с молекулами воды, вода их выталкивает (жир, бензин). На этом основаны строение и работа биологических мембран .
4. Вода обладает аномально высокой теплоемкостью (может поглотить много тепла и при этом почти не нагреться). За счет этого она защищает клетку от резких перепадов температуры.
5. Вода, как и все жидкости, несжимаема , обеспечивает опору для клеток (тургор) и целых организмов (гидроскелет).
6. Вода сама может участвовать в химических реакциях как реагент (реакции гидролиза, фотосинтеза и т.п.).
