Сверщикова Н, Краса та гармонія живих організмів, Газета «Біологія» № 6
Інтегрований урок у 7-му класі: біологія та математика
…Тут мало побачити Тут треба придивитись. …Тут мало почути, Тут услухатися треба, Щоб у душу співзвуччя Нахлинули дружно.
Обладнання:плівки для кодоскопа, репродукції картин Шишкіна, Левітана; таблиці із зображеннями рослин та тварин; гербарії та малюнки; геометричні фігури; магнітофон, касети.
Звучить тиха лірична музика
Учитель біології.Багато дивовижного і прекрасного можна виявити, спостерігаючи за життям рослин і тварин: нас захоплює простота і природність колірних поєднань і форм, їх мінливість протягом дня, в різні пори року. (Звертає увагу учнів на картини, таблиці.) Основою прекрасного служить гармонія. «Гармоні» – грецьке слово, що означає зв'язок, стрункість, пропорційність. У живих організмах гармонійно поєднуються різні особливості їхньої будови, форми, забарвлення. Створюючи свої твори, удосконалюючи протягом тисячоліть, Природа «будувала» їх доцільно – наділяла тією єдино правильною формою, яка допомагала вижити у навколишньому середовищі. Змінювалися умови проживання – і природа шукала нове рішення. Кілька днів ви спостерігали за рослиною, що найбільш сподобалася вам. Дайте відповідь, чому саме вона привернула вашу увагу? У чому ви побачили красу його будови, форми, що відбуваються з ним змін? (Учні відповідають питання.) Гармонія і доцільність здавна привертали увагу як художників, а й учених. Наприкінці ХІХ ст. була видана книга німецького натураліста Ернста Геккеля «Краса форм у природі». Численними математичними термінами, геометричними фігурами вона нагадувала підручникгеометрії. Описав сотні живих організмів, Геккель зробив висновок: «Велика більшість тіл природи після ретельного вивчення, вимірювання розмірів та описи форм дозволяє помітити у собі певні математичні відносини. Ці відносини виражаються у симетрії між частинами тіла і можуть бути зведені до геометричної форми». Зубчасті ялинки, великі сосни. Їх навіть у темряві не сплутаєш. Кожен вид дерев має свою конфігурацію, свою симетрію. Погляньте на листя клена, дуба, верби. Які вони симетричні! Це двостороння, чи дзеркальна, симетрія. У кропиви на листочку зліва і справа однакова кількість зубчиків. Порахуйте влітку, переконайтеся, якщо кропиви не боїтеся! Погляньте на квітки покритонасінних рослин різних сімейств. (На столах учнів гербарії, живі екземпляри та малюнки квіткових рослин.) Та ж симетрія! А що таке симетрія?
Учитель математики.Симетрія означає пропорційність, пропорційність, однаковість розташування частин. (Демонструє симетрію в геометричних фігурах, кресленнях, таблицях.) Як виникла симетрія у процесі еволюції?
Учень.Життя виникло у водах Світового океану. Якою могла бути форма перших згустків живої речовини? Вони плавали у товщі води. Усі напрями їм були однакові. Тому можна припустити, що ці згустки мали форму кулі. Таку форму мають крапельки жиру, зважені у воді. У міру розвитку та ускладнення структури під дією сили тяжіння організми пристосувалися розрізняти верх і низ та втратили симетрію кулі. Одні з них, які в основному ведуть осілий, придонний, спосіб життя, придбали поворотну симетрію: медузи, морські зірки. Квітки, до речі, також мають поворотну симетрію. А ті тварини, які пересуваються, набули двосторонньої(дзеркальну) симетрію. Симетричне розташування частин тіла допомагає організмам зберегти рівновагу при пересуванні, добуванні їжі, тобто. допомагає вижити.
Висновок: симетрія у живих організмів насамперед є пристосуванням до навколишнього світу та пов'язана з їхньою життєстійкістю.
Учитель математики.До чого ж доводиться пристосовуватися? Відповідь коротка: до законів природи, до їх проявів. Звернімо увагу на розташування гілок біля ялинки. Стовбур прямий, і гілки розташовані рівномірно щодо стовбура, так що прямовисна пряма, що проходить через центр тяжіння, перетинає основу стовбура ялини. Так дерево, розвиваючись за умов дії сили тяжіння, досягає сталого становища. До вершини дерева гілки стають коротшими: дерево набуває форми конуса. (Симетрія конуса – загальна симетрія всім дерев.) Це корисне пристосування для рівномірного освітлення, т.к. світло повинне падати і на нижні, і на верхні гілки. Крім того, центр ваги у конуса знаходиться в нижній частині – це надає дереву стійкості. Але абсолютно точної відповідності правилам симетрії в живій природі немає - завжди мають місце хоча б невеликі відмінності. Навіть права і ліва половина вашого обличчя неоднакові. Це легко виявити, розрізавши вертикально пряме та дзеркальне фотозображення по осі симетрії та склавши нові портрети з двох правих та двох лівих половинок. Вийдуть два абсолютно нові зображення. Перевірте! А тепер подивіться на цей малюнок (включається кодоскоп з плівкою квітки дзвіночка кропив'яної). З центру філіжанки квітки через серединку кожної пелюстки можна провести не одну, а дві, три і більше осей симетрії. Це так звана променева, чи радіальна, симетрія. Відповідайте на такі запитання (заздалегідь написані на дошці).
Чим, на вашу думку, пояснюється той факт, що для більшості тварин характерна двостороння симетрія, а для рослин – променева?
Чи доводилося вам спостерігати порушення симетрії у природі?
Які почуття викликали порушення симетрії?
Учитель біології(узагальнює відповіді учнів). Так, симетрія заспокоює, викликає відчуття захоплення красою.
Давай пройдемося повільно по лузі І «Привіт» скажемо кожній квітці. Я повинен над квітами нахилитися Не для того, щоб рвати або зрізати, А щоб побачити добрі їхні обличчя І добре обличчя їм показати!
А які вірші про природу ви знаєте та любите?
(Діти читають кілька віршів про рослини, їхню красу.)
Але нерідко бачимо і порушення симетрії у природі. І ми дивуємось, як могло статися, що ось це дерево, наприклад, має такий кривий ствол. Нам шкода тварина, що шкутильгає на трьох лапах. Ми розуміємо, що такого не має бути, це порушення гармонії, це порушення загального порядку. Отже, симетрія вносить упорядкованість у різноманіття природних структур. Мало бачити, що відбувається у природі, що нас оточує, треба уважно придивитись. Має рацію поет, який написав рядки, що стали епіграфом нашого уроку (зачитує епіграф). Потрібно вміти вдивлятися, прислухатися, і тоді ми пізнаємо надихаюче почуття прекрасного! (Звучить музика, учні читають вірші улюблених поетів.)
. природа у всьому, як ясний і строгий художник, почуття міри зберігає, стрункою вірна простоті.
Ще люблю, ще томлюсь перед світовою красою.
– У чарівність українського пейзажу Є справжня радість, але вона Відкрита не для кожного –і навіть Не кожному художнику видно.
. Ми неєдиним хлібом живі – Не обривайте волошок! Не зрікайтеся краси! Вона безсмертна без куріння. До чого їй слава піснеспівів І ваші гімни та квіти? Але без неї безсилий геній - Не зрікайтеся краси.
Література
Суравегіна І.Т., Сенкевич В.М.Екологія та світ. - М.: Нова школа, 1994.
Ми вивчаємо ліс / Упоряд. В.А. Самкова - М.: Центр «Екологія та освіта», 1993.
Я пізнаю світ. Дитяча енциклопедія: Екологія / Авт.-сост. А.Є. Чижевський. -М.: ТОВ «Видавництво ACT», 1997.
Тарасов Л.В.Цей напрочуд симетричний світ. - М., 1996.