Задания по биологии космоса

Экспериментальная работа в космосе
методическая разработка по биологии (5, 6 класс) на тему

Цель: формирование у детей первичных представлений: о биологических экспериментах в условиях космического пространства; — о первых опытах в условиях невесомости; — героях, космонавтах-исследователях, покоривших космическое пространство; — развитие познавательной активности и любознательности школьников на основе формирования приемов исследовательской, игровой и конструктивной деятельности.

Скачать:

Предварительный просмотр:

«Экспериментальная работа в космосе»

Ахтарьянова Гульнур Шакировна

Пресс-конференция на тему «Экспериментальная работа в космосе»

Цель игры: — способствовать развитию творческих способностей учащихся;

Цель: формирование у детей первичных представлений: о биологических экспериментах в условиях космического пространства;

— о первых опытах в условиях невесомости;

— героях, космонавтах-исследователях, покоривших космическое пространство;

— развитие познавательной активности и любознательности школьников на основе формирования приемов исследовательской, игровой и конструктивной деятельности.

Задачи (образовательные, развивающие, воспитательные)

— систематизировать знания детей историческим содержанием о развитии астрономии и космонавтики; о биологических опытах в условиях невесомости

— расширить представление детей о дате первого полета человека в космос; о полетах животных;

— формировать первичные представления детей о профессии космонавта;

— развивать способность у детей видеть многообразие мира в системе взаимосвязей Вселенной и Солнечной системы;

— формировать способы и приемы экспериментальной работы, опытов на основе полученных знаний;

-развивать интерес у детей к использованию в речи биологических, космических понятий;

-обогащать активный словарь детей понятиями о космосе и биологии;

— формировать у детей патриотические чувства и уважение к людям — первооткрывателям космоса на основе ознакомления с историей освоения космоса;

— воспитывать положительные взаимоотношения между детьми во время пресс-конференции.

Добрый день уважаемые радиослушатели и телезрители! Мы ведем прямой репортаж с пресс – центра, где собрались ведущие ученые в области экспериментальной астрофизики, медицины, биологии, журналисты, представители СМИ. Встреча посвящена научно-экспериментальной работе космонавтов в условиях невесомости. Сегодняшней встречей руководит член-корреспондент РАН, вице-президент Института Экспериментальной астрофизики и биологии, доктор физико-математических наук, профессор Петров Владимир Сергеевич. На сегодняшней встрече аккредитованы журналисты ведущих телерадиокомпаний мира. Включены микрофоны, ведущие трансляцию с пресс – центра.

-Здравствуйте господа! Начинаем пресс- конференцию, посвященную 55 летию первого полета Юрия Алексеевича Гагарина в космос. Полет, подготовленный ведущими учеными СССР во главе с выдающимся ученым

— конструктором современности Сергеем Павловичем Королевым, положил начало освоению космической эры. На 7 марта 2016 года насчитывается 555 человек, совершивших орбитальный космический полет. Среди космонавтов 58 женщин. По данным на 1 мая 2009 года, космонавты планеты провели за пределами Земли свыше 10 000 человеко-дней, включая более 100 человеко-дней выходов в открытый космос. Представители 35 государств побывали на орбите Земли.

На сегодняшней встрече присутствуют ученые, космонавты.

вице – президент РАН, академик, директор института экспериментальной биологии, доктор биологических наук, профессор Василий Львович Александров;

вице – президент РАН, академик, директор института экспериментальной медицины, доктор медицинских наук, доктор физико — математических наук, профессор Сергей Ильич Тихомиров.

Ведущий научный сотрудник лаборатории микробиологии Института медико-биологических проблем (ИМБП) Светлана Игоревна Поддубко.

Космонавт-испытатель: Герой России Сергей Рязанский, Александр Иванович Лазуткин — летчик-космонавт России, Герой Российской Федерации

Прошу задавать вопросы.

Вопрос журналиста агентства Франс-Пресс : Уважаемый господин Александров! Когда был выведен на орбиту первый биоспутник ?

Вице – президент РАН , директор института экспериментальной биологии, доктор биологических наук, профессор Василий Львович Александров,

Первый в мире биологический спутник с подопытным животным — собакой «Лайкой» выведен на орбиту 03.11.1957 года, находился там 5 месяцев. Спутник просуществовал на орбите до 14.04.1958 г. На спутнике имелось два радиопередатчика, телеметрическая система, программное устройство, научные приборы для исследования излучения Солнца и космических лучей, системы регенерации и терморегулирования для поддержания в кабине условий, необходимых для существования животного. Получены первые научные сведения о состоянии живого организма в условиях космического полёта.

Вопрос журналиста агентства Рейтер : Как воздействует космический полёт на организм человека?

Вице – президент РАН , академик, директор института экспериментальной медицины, доктор медицинских наук, физико — математических наук, профессор Сергей Ильич Тихомиров.

В космическом полете на организм человека воздействует комплекс факторов, связанных с динамикой полета (ускорения, вибрация, шум, невесомость), пребыванием в герметичном помещении ограниченного объема (измененная газовая среда, гипокинезия, нервно-эмоциональное напряжение и т. д.), а также факторы космического пространства как среды обитания (космическое излучение, ультрафиолетовое излучение и др.).

В начале и конце космического полета на организм оказывают влияние линейные ускорения . Их величины, градиент нарастания, время и направление действия в период запуска и выведения КЛА на околоземную орбиту зависят от особенностей ракетно-космического комплекса, а в период возвращения на Землю — от баллистических характеристик полета и типа КЛА. Выполнение маневров на орбите также сопровождается воздействием ускорений на организм, однако их величины при полетах современных КЛА незначительны.

Вопрос журналиста РИА Новости : Как влияет ускорение на организм человека во время длительных космических полетов в условиях невесомости?

Вице – президент РАН , академик, директор института экспериментальной медицины, доктор медицинских наук, доктор физико — математических наук, профессор Сергей Ильич Тихомиров.

Основные сведения о влиянии ускорений на организм человека и способах защиты от их неблагоприятного действия были получены при исследованиях в области авиационной медицины, космическая биология и медицина лишь дополнили эти сведения. Было установлено, что пребывание в условиях невесомости, особенно длительное время, приводит к снижению устойчивости организма к действию ускорений. В связи с этим, за несколько суток до спуска с орбиты космонавты переходят на специальный режим физических тренировок, а непосредственно перед спуском получают водно-солевые добавки для увеличения степени гидратации организма и объема циркулирующей крови. Разработаны специальные кресла — ложементы и противоперегрузочные костюмы, что обеспечивает повышение переносимости ускорений при возвращении космонавтов на Землю.

Среди всех факторов космического полета постоянным и практически невоспроизводимым в лабораторных условиях является невесомость. Влияние ее на организм многообразно. Возникают как неспецифические адаптационные реакции, характерные для хронического стресса, так и разнообразные специфические изменения, обусловленные нарушением взаимодействия сенсорных систем организма, перераспределением крови в верхнюю половину тела, уменьшением динамических и практически полным снятием статических нагрузок на опорно-двигательный аппарат.

Вопрос журналиста ТАСС : Какие эксперименты ставятся на МКС в настоящее время?

Ведущий научный сотрудник лаборатории микробиологии Института медико-биологических проблем (ИМБП) Светлана Поддубко:

В преддверии Дня российской науки 8 февраля 2016 года российские космонавты Юрий Маленченко и Сергей Волков вышли в открытый космос. Это был первый выход в этом году и 42-й – из российского сегмента МКС.

Опытный российский экипаж провел за бортом станции почти пять часов и выполнил все поставленные задачи на 40 минут быстрее. С обшивки станции космонавты сняли специальные контейнеры с биологическими образцами – от спор плесневых грибов до многоклеточных организмов.

«Там находятся плесневая форма грибов, бактерии, семена растений, ракообразные. То есть, это различные биообъекты различной организации. Они эксплуатировались на внешней стороне станции с июля 2014 года. Эксперимент называется Expose. И российская часть этого эксперимента называется «Биоразнообразие».

Весной 2016 года контейнеры вернутся на Землю. Они будут изучены специалистами Института медико-биологических проблем. Возможно, нас ждет очередное открытие. После проведения серии эксперимента Expose мы узнали, что и насекомые могут выжить в агрессивной космической среде.

«У нас еще был замечательный комар, который выжил. Он способен впадать в криптобиоз. Таким образом, он становится устойчив и к воздействию ультрафиолета, и к воздействию вакуума. При этом он сохраняет свою биологическую функцию, он может развиваться. И причем — это многоклеточный объект. Это говорит о том, что многоклеточные объекты приспосабливаются, чтобы выжить».

Вопрос журналиста газеты «Аргументы и факты» : Каковы перспективы главных направлений исследований в области космической биологии?

Космонавт-испытатель, Герой России Сергей Рязанский: МКС сама по себе – большой научный эксперимент. А космическая биология – одно из главных направлений исследований. Важно понять, что происходит с материалами и живыми организмами снаружи станции. Это и действительно передача жизни, и действительно радиация, и плюс влияние больших температур, потому что на свету температура может доходить до +100 градусов, а в тени до -100 градусов. Плюс — это как ведут себя материалы. Вы можете себе представить, что любой материал при таких перепадах будет страдать. И степень этих изменений нужно измерить.

Вопрос журналиста газеты «Нью-Йорк Таймс»: Как влияют растения на космонавтов во время полета в условиях невесомости?

Космонавт – испытатель, Герой России Сергей Рязанский:

Еще со станции «Мир» наши космонавты-ветераны говорили, что растения напоминают о доме, о земле. Лучше этого ничего придумать нельзя. Плюс, конечно, при дальнейших межпланетных полетах иметь оранжерею, в которой выращивать, например, цветы для психологической поддержки или свежие листья салата для еды. Это здорово: это существенно разнообразит и человеческий рацион, и микроклимат в экипаже, и жизнь на корабле. Так что буду рад, если в 2017 году у нас будет оранжерея. Честь расти первым в модифицированной оранжерее «Лада» выпала сладкому перцу. Это растение лучше всего подходит для создания естественной системы жизнеобеспечения. Размеры современной станции не позволяют выращивать большое количество культур. Поэтому одна из главных задач сегодня – изучить генетические изменения». То есть, растения не только могут там расти, но и расти там несколько поколений, не уменьшая свою продуктивность. Качество семян было таким же, как на Земле, что говорит о том, что растения можно долго, длительно выращивать в условиях космического полета.

Вопрос корреспондента газеты «Файнэншл — Таймс»: Какова цель биологических опытов?

Космонавт – испытатель , Герой России Сергей Рязанский:

Цели биологических опытов в космосе многоплановы, они служат решению таких практических задач космонавтики, как определение степени опасности орбитального полета для живого существа (включая, разумеется, и самого человека), определение и создание возможности включать растения в систему жизнеобеспечения, использовать их в космических рейсах в качестве поглотителей углекислого газа, поставщиков кислорода и продуктов питания. Кроме того, космические биоэксперименты имеют фундаментальное научное значение. Они, например, помогают выяснить влияние радиации и невесомости на один из таинственных механизмов живого — генетический код, на «запись» наследственных признаков, передаваемых от родителей к детям, от одного живого организма к другому.

Вопрос корреспондента газеты «Российская газета»:

Как проходила ваша адаптация в космосе, ведь непросто находиться в изолированном космическом корабле столь длительное время?

Александр Иванович Лазуткин — летчик-космонавт России, Герой Российской Федерации, обладатель множества медалей и орденов Российской Федерации и США.

Когда летишь в космос, на самом деле, замкнутый объем не оказывает влияния, потому что нас к этому постоянно готовят. Адаптация происходит на уровне физиологии, потому что на Земле мы ходим, а там — летаем. Это две большие разницы для организма. Во-первых, раздувается голова, потому что кровь становится легкой и из ног идет в голову. Увеличивается не череп, а окружность головы, разглаживаются все морщинки. Люди становятся неузнаваемыми. У тебя развиваются сильные головные боли, с каждым днем все больше и больше болит поясница. Организм должен понять, что ему делать. Со временем он начинает привыкать. Такой период занял у меня около десяти дней. Были и вестибулярные расстройства, и приступы тошноты, которые все время усиливались. Нас настолько хорошо подготовили, что я смог пережить адаптацию и полноценно погрузился в работу.

Вопрос корреспондента журнала «Наука и жизнь»: Какова особенность экспериментов в условиях невесомости?

В пилотируемые полеты космонавты пока не берут с собой высших животных. Сложны и очень трудны космические эксперименты на живом материале. В корабле, с его невесомостью, не разложишь на столе инструменты, подопытных животных или даже растения, не расставишь баночки с питательным, проращивающим и фиксирующим растворами. Не успеешь оглянуться, как все это окажется в воздухе, разлетится по отсеку. И это не только срыв опыта, но и угроза всей программе полета, а может быть, и здоровью членов экипажа. Взвешенные в воздухе мельчайшие капли жидкости могут попасть в дыхательные пути человека, нарушить работу сложной аппаратуры. Да и не все вещества здесь можно держать в открытых сосудах. Те, которые даже в малой степени вредны человеку (а с такими веществами биологам нередко приходится иметь дело), требуют строгой герметизации. К этому надо добавить, что работа космонавтов даже в длительных, многомесячных полетах расписана буквально по минутам; помимо биологических, они выполняют множество других программ. Отсюда — еще одно непременное требование ко всем экспериментам: максимальная простота операций.

Вопрос корреспондента журнала «Биология в школе»:

Расскажите пожалуйста об экспериментах с плодовой мушкой-дрозофилой.

Космонавт – испытатель , Герой России Сергей Рязанский:

Эти насекомые, ветераны космобиологических исследований, стартовали в биоспутниках, в пилотируемых кораблях, совершали путешествия к Луне и обратно на автоматических аппаратах «Зонд». Содержание мушек в космосе особых хлопот не доставляет. Они не нуждаются в специальных блоках с системой жизнеобеспечения. Достаточно хорошо чувствуют они себя в обыкновенной пробирке, на дно которой налито немного питательного бульона.

На станциях «Салют» эксперименты с дрозофилой проводились в специальных термостатах при постоянной, строго контролируемой температуре. Биоконтейнер, предназначенный для опытов на развивающихся личинках и куколках, состоит из четырех пластмассовых пробирок, вставленных в гнезда прямоугольной подставки из пенопласта. Пробирки устанавливают в термостат, в котором автоматически поддерживается температура +25 градусов. Прибор этот, летавший на «Союзах» и «Салютах», легок и компактен, никаких особых действий и наблюдений в полете не требует. По завершении эксперимента, когда выращено одно поколение мушек, биоконтейнер вынимается из термостата и пересылается в очередном транспортном корабле на Землю.

Однако гораздо интереснее получить в невесомости несколько поколений дрозофил: получились бы самые настоящие «эфирные существа», если воспользоваться терминологией Циолковского, которые не только развиваются, но и рождаются в космосе. Да и не в терминологии тут дело, а в экспериментальном подтверждении одной из смелейших гипотез калужского ученого.

Вопрос корреспондента журнала «Юный натуралист»: Расскажите пожалуйста об особенностях приборов, предназначенных для опытов с мухами-дрозофилами.

Александр Иванович Лазуткин — летчик-космонавт России, Герой Российской Федерации, обладатель множества медалей и орденов Российской Федерации и США.

Для экспериментов такого рода создан другой прибор. Представляет он собой пластмассовый куб с гранью длиной около 10 сантиметров, собранный из секций с питательной средой и дверками между ними. В Полете космонавты вынимают в нужное время этот куб из термостата и открывают насекомым, находящимся в первой секции, доступ во вторую. Мушки откладывают на новой «жилплощади» яички, давая жизнь следующему поколению. Из таких яичек выходят уже чисто космические личинки. Они, в свою очередь, превращаются в куколок, затем в мух, которые переводятся в следующий отсек прибора и там выводят очередное космическое потомство.

Именно так и происходило в действительности. Живые существа, пусть пока только мухи-дрозофилы, способны жить и размножаться вне Земли. Этот важный и многообещающий вывод, сделанный на основе космического эксперимента, доказывает, что жизнь и космос друг другу не противопоказаны.

Ведущий: Дамы и господа! Наша пресс-конференция, посвященная 55-летию полета Юрия Алексеевича Гагарина, завершена. Позвольте выразить огромную признательность всем участникам этой встречи и пожелать новых успехов, дальнейших достижений во имя процветания российской науки. Спасибо.

Источник