Входная диагностическая работа по модулю «Естественнонаучная грамотность» для 7 класса
учебно-методический материал по биологии (7 класс)

Геккон

Геккон – небольшая ящерица, обитающая в субтропических и тропических областях.  У гекконов есть одна особенность – они умеют удерживаться практически на любой поверхности. Тело животного удерживает даже одна лапа. Поверхность может быть любой – дерево, скальная порода, даже полированное стекло.

С появлением электронного микроскопа лапу геккона удалось изучить во всех деталях. Как оказалось, она покрыта чрезвычайно тонкими щетинками, длина которых составляет до сотни микрометров. Концентрация щетинок на единицу площади поверхности лапы очень высока: более 14 000 волосков на 1 мм2. Каждая щетинка, в свою очередь, не является монолитным образованием, а делится на конце на 400–1000 ещё более мелких волокон. Толщина таких волокон составляет 0,2 мкм. На 1 см2 контакта с поверхностью приходится около 2 млрд волокон, каждое из которых к концу расширяется.

А – лапка геккона; Б – «подушечка» пальца геккона под микроскопом;
В – одна из щетинок лапы геккона; Г – она же, под большим увеличением;
Д – максимальное увеличение щетинки

 Как оказалось, микроскопические волоски на лапах геккона сцепляются с опорной поверхностью посредством силы межмолекулярного (и межатомного) взаимодействия. Геккон без проблем открепляет лапу от поверхности, на которой она закреплена. Для этого используется специальный механизм. Дело в том, что прикрепившаяся к какому-либо материалу щетинка может без труда открепиться, если угол между волокном и поверхностью составит более 30°. При движении, изменяя угол соприкосновения лапы и поверхности, геккон без труда закрепляет и открепляет лапы. Затраты энергии на этот процесс минимальны.

2. Устройство лап геккона подсказало решение идеального сцепления для ног робота. Конструкторы разместили резиноподобный материал с миниатюрными полимерными волосками на ногах робота, и робот смог с лёгкостью взбираться по поверхностям, напоминая механическую ящерицу.

Приведите два примера того, как можно использовать принцип работы лап геккона.

Как двигаются улитки и слизни?

Слизни и улитки передвигаются, медленно скользя по опоре на своей единственной широкой «ноге». Сухопутные улитки движутся со скоростью от 2 до 16 см/мин. По нижней поверхности тела улитки от заднего конца к переднему пробегают мелкие волны мышечных сокращений. Гребни волн направлены назад, так что тело проталкивается вперёд. При движении выделяется слизь из железы, расположенной позади рта. Эту слизь, застывшую в виде блестящего следа, нередко можно увидеть на листьях и земле.

2. Саша и Варя решили понаблюдать за тем, как движется улитка. Когда она ползёт по стеблю, за ней остаётся след из слизи.

Саша высказал предположение, что слизь помогает улитке легче скользить по стеблю.

Варя сказала, что слизь помогает улитке удерживаться на стебле.

Предложите научное объяснение предположений каждого из ребят.

3. Саша и Варя решили определить, с какой скоростью улитка ползёт по стеблю вверх и с какой скоростью эта же улитка ползёт по тому же стеблю вниз. После серии опытов ребята выяснили, что скорости улитки при движении вверх и вниз одинаковы.

Предположение кого из ребят подтверждают результаты опыта: Саши (слизь помогает улитке ползти) или Вари (слизь помогает улитке удерживаться на стебле)? Свой ответ поясните.

4. При определении скорости движения улитки по стеблю вверх и вниз ребята проводили серию опытов.

Как вы считаете, достаточно ли было провести по одному опыту для определения скорости при движении в каждую сторону? Свой ответ поясните.

Плавание рыб

Рыбы могут свободно перемещаться в вертикальном направлении. Некоторые рыбы обладают важным органом – плавательным пузырём. С его помощью рыба может погружаться на дно и подниматься к поверхности воды. Плавательный пузырь располагается в брюшной полости и занимает очень много места. Он представляет собой мешочек, заполненный газами. Если рыбе нужно опуститься на дно, стенки пузыря при помощи грудных и брюшных мышц сжимаются, и рыба погружается. При движении наверх всё происходит наоборот.

2. Почему рыбы с плавательным пузырём, когда умирают, всплывают на поверхность водоёма? Поясните свой ответ.