Структурований матеріал до уроку біології в 11 класі Автор : учитель біології та екології Світлана Гачкало

Біологія – це наукова база для сільського господарства – виробництва первинних продуктів для харчової промисловості, дефіцит яких на планеті стає відчутнішим.

Біологія – це основа медицини - науки, що дбає про здоровя людини. З огляду на нагальні проблеми, повязані з виникненням нових захворювань, цей аспект біологічних досліджень стає все більш актуальним.

Біологія – це підвалини розробки сучасних біотехнологій.

Біологія – це наукова база біоніки.

«Зелена революція» – спроба розвязання людством проблем продовольства (почалась в середині ХХ століття) Виведення нових сортів, використання добрив, створення нових методів меліорації, зрошення Покращення сільськогосподарської продукції Зростання на 25% КІЛЬКОСТІ КАЛОРІЙ, ЩО СПОЖИВАЛИС я людиною

Методи та наслідки «Зеленої революції» МетодиНаслідки Використання мінеральних добрив та отрутохімікатів Забруднення грунтів і водойм МеліораціяЗасолення грунтів, зміна клімату

Забруднення водойм

Наслідки меліорації: зміни клімату, висихання грунтів.

Пестициди – отрутохімікати, призначені для боротьби зі шкідниками і бурянами. Активне використання. Потрапляють до організму людини. Ушкодження генетичного апарата, онкологічні захворювання.

Обробка урожаю пестицидами.

« Зелена революція » повністю не розвязала проблему їжі для населення нерозвинених країн. Через зміну клімату, внаслідок використання винайдених технологій, число голодуючих на Землі збільшилось. Для розвязання проблеми потрібно: Створити нове покоління рослин Створити нові методи вирощування рослин

Причини виникнення нових хвороб людства Дефіцит питної води; Забруднення повітря; Неприродні продукти харчування; Наявність в атмосфері невідомих природі чужорідних речовин- ксенобіотиків; Збільшення щільності поселень(урбанізація)

Віруси викликають 80% інфекційних захворювань: Грип Гострі респіраторні захворювання Гепатит Енцефаліт Віспу Краснуху Сказ Кір СНІД

Дитина, хвора на кір

Дитина, хвора на віспу

Люди під час епідемії грипу.

Основні завдання біології в галузі медицини: Створення нових препаратів; Створення системи запобіжних заходів.

БІОНІКА Біоніка(БІОлогія і техНІКА) - прикладна наука про застосування в технічних пристроях і системах принципів, властивостей, функцій і структур живої природи.

Біоніка Ідея застосування знань про живу природу для вирішення інженерних завдань належить Леонардо да Вінчі. У 1960 році в Дайтоні (США) відбувся перший симпозіум з біоніки, який офіційно закріпив народження нової науки. Біоніка тісно пов'язана з біологією, фізикою, хімією, кібернетикою і інженерними науками: електронікою, навігацією, зв'язком, морською справою.

Основні напрямки робіт з біоніки вивчення нервової системи людини і тварин для подальшого вдосконалення обчислювальної техніки і розробки нових елементів і пристроїв автоматики і телемеханіки, дослідження органів чуттів організмів з метою розробки нових датчиків і систем виявлення вивчення принципів орієнтації, локації і навігації у різних тварин для використання цих принципів в техніці (нейробіоніка); дослідження морфологічних, фізіологічних, біохімічних особливостей живих організмів для висунення нових технічних і наукових ідей; вивчення законів формування і структуроутворення живих тканин, аналіз конструктивних систем живих організмів за принципом економії матеріалу, енергії та забезпечення надійності (архітектурна біоніка).

Біоніка і кібернетика В напрямку створення прямоходячих двоногих роботів найбільше просуну- лися вчені зі Стенфордсь - кого університету. Вони майже три роки експеримен- тують з мініатюрним шестиногим роботом, гексаподом, побудованим за результатами вивчення системи пересування таргана. Перший гексапод був сконструйований 25 січня 2000 р. Зараз конст- рукція бігає досить швидко - зі швидкістю 55 см (більше трьох власних довжин) в секунду - і так само успішно долає перешкоди.

Біоніка і кібернетика У Стенфорді також розроблений одноногий стрибучий монопод людського зросту, який здатний утримувати нестійку рівновагу, постійно стрибаючи. Як відомо, людина переміщується шляхом «падіння» з однієї ноги на іншу і велику частину часу проводить на одній нозі. У перспективі вчені з Стенфорду сподіваються створити двоногого робота з людською системою ходьби.

Технічні присоски Восьминіг винайшов витончений метод полювання на свою жертву: він охоплює її щупальцями і присмоктується сотнями присосок, цілі ряди яких знаходяться на щупальцях. Присоски допомагають йому також рухатися по слизьких поверхнях, не з'їжджаючи вниз. Технічні присоски: якщо вистрілити з рогатки стрілою з присоскою в скло вікна, то ді стріла прикріпиться і залишиться на ньому. Присоска злегка закруглена і розправляється при зіткненні з перешкодою. Потім еластична шайба знову стягується; так виникає вакуум. І присоска прикріплюється до скла.

Застібки-липучки Принцип дії реп'яха був запозичений людиною для виготовлення застібок-липучок. Перші липкі стрічки з'явилися в 50-х роках XX століття. З їх допомогою можна, наприклад, застібати спортивні черевики; в цьому випадки шнурки вже не потрібні. Крім того, довжину липучки легко регулювати - у цьому одна з її переваг. У перші роки після свого винаходу такі застібки були дуже популярні. Сьогодні всі вже звикли до зручної застібки, і виробники застібок-липучок тепер стежать лише за тим, щоб липучки були добре заховані під клапанами.

Архітектурно- будівельна біоніка Густав Ейфель в 1889 році побудував креслення Ейфелевої вежі. Ця споруда вважається одним з найбільш ранніх очевидних прикладів використання біоніки в інженерії: Ейфелем було використано природний розподіл навантаження за допомогою кривих супортів.

Архітектурна біоніка Це нове явище в архітектурній науці і практиці. Тут і можливості пошуку нових, функціонально виправданих архітектурних форм, що відрізняються красою та гармонією, і створення нових раціональних конструкцій з одночасним використанням дивовижних властивостей будівельного матеріалу живої природи, і відкриття шляхів реалізації єдності конструювання і створення архітектурних засобів з використанням енергії сонця, вітру, космічних променів. Але, мабуть, найбільш важливим її результатом може бути активна участь у створенні умов збереження живої природи та формуванні гармонійної єдності з архітектурою.

Архітектурно- будівельна біоніка Група, до складу якої увійшли архітектори, інженери, дизайнери, біологи і психологи, розробила проект "Вертикальне біонічне місто- вежа". Через 15 років у Шанхаї має з'явитися місто-вежа (за прогнозами вчених, через 20 років чисельність Шанхая може досягти 30 млн осіб). Місто-вежа розраховане на чоловік, в основу проекту покладено "принцип конструкції дерева".

Архітектурно- будівельна біоніка В області розробок ефективних і безвідходних будівельних технологій перспективним напрямком є створення шаруватих конструкцій. Ідея запозичена у глибоководних молюсків. Їх міцні мушлі складаються з жорстких і м'яких пластинок,що чергуються. Коли жорстка пластинка тріскається, тоді деформація поглинається м'яким шаром і тріщина не йде далі. Така технологія може бути використана і для покриття автомобілів.

Архітектурно- будівельна біоніка Яскравий приклад архітектурно-будівельної біоніки - повна аналогія будови стебел злаків і сучасних висотних споруд. Стебла злакових рослин здатні витримувати великі навантаження і при цьому не ламатися під вагою суцвіття. Якщо вітер пригинає їх до землі, вони швидко відновлюють вертикальне положення. У чому ж секрет? Виявляється, їх будова схожа з конструкцією сучасних висотних фабричних труб - одним з останніх досягнень інженерної думки.

Будівельна біоніка Дослідники з Bell Labs (корпорація Lucent) недавно виявили в тілі глибоководних губок роду Euplectellas високоякісне оптоволокно. За результатами тестів виявилося, що матеріал з скелета цих 20- сантиметрових губок може пропускати цифровий сигнал не гірше, ніж сучасні комунікаційні кабелі, при цьому природне оптоволокно значно міцніше людського завдяки наявності органічної оболонки. Скелет глибоководних губок роду Euplectellas, побудований з високоякісного оптоволокна

Сучасні джерела енергії

У звязку з обмеженістю запасів нафти і газу через певний час може настати енергетична криза. Задля її уникнення потрібно використовувати біопаливо – горючі гази і рідини біологічного походження.

Цукрова тростина (джерело біопалива)

Кукурудза (джерело біопалива)

Рапс (джерело біопалива)

Найефективніше джерело енергії - штучний фотосинтез

Сталий розвиток – ідеологія гармонійного існування людства

Основні завдання біології майбутнього: Забезпечити населення планети продуктами харчування; Забезпечити населення планети паливом; Створення нових медичних препаратів, що здатні боротися зі складними вірусними захворюваннями; Розробка способів ведення сільського господарства, які б не вели до погіршення якості грунтів; Створення альтернативних джерел енергії, які не будуть забруднювати навколишнє середовище.