- •Российско-таджикский (славянский) университет
- •Предисловие
- •Душанбе, 30.05. 2012 г. Автор
- •Раздел I. Семинарские занятия
- •Раздел II. Практические занятия
- •Раздел I Темы, содержания и вопросы семинарских занятий
- •Тема 1. Науки о природе
- •Цели и задачи изучения предмета
- •1.2. Фундаментальные и прикладные науки
- •1.3. Дифференциация и интеграция наук
- •1.4. Эмерджентные свойства объектов природы
- •1.5. Методологические и трансдисциплинарные идеи
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 2. Наука как часть культуры
- •2.1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры
- •2.2. Наука – ведущая форма культуры ххi века
- •2.3. Этика науки и биоэтика
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 3. Познание природы
- •3.1. Природа естественное окружение человека.
- •3.2. Левополушарное и правополушарное мышление
- •3.3. Классическое и неклассическое представление природы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 4. Ненаучные и научные картины мира
- •4.1. Ненаучные картины мира
- •4.2. Научные картины мира
- •4.2.1. Механическая картина мира
- •4.2.2. Электромагнитная картина мира
- •4.2.3. Квантово-полевая картина мира
- •4.2.4. Эволюционно - синергетическая картина мира
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 5. Свойства пространства и времени
- •5.1. Свойства времени
- •5.2. Свойства пространства
- •5.3. Однородности пространства и времени и законы сохранения.
- •3. Специальная и общая теория относительности.
- •5.5. Фундаментальные физические величины
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 6. Концепция моделирование физических объектов
- •6.1.Корпускулярная традиция описания природы
- •6.2. Континуальная традиция описания природы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 7. Элементарные частицы и их классификации
- •7.1. История открытие элементарных частиц
- •Вопросы для самоконтроля
- •7.2. Физический вакуум
- •Вопросы для самоконтроля
- •7.3. Кварковая теория адронов
- •Вопросы для самоконтроля
- •7.4. Классификация элементарных частиц.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 8. Силы в природе
- •8.1. Воздействие и взаимодействие
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.2. Виды фундаментальных взаимодействий
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.3. Сильное взаимодействие
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.4. Электромагнитное взаимодействие
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.5. Слабое взаимодействие
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.6. Гравитационное взаимодействие
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.7. Единая теория поля
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.8. Теория «Великое объединение»
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 9. Этапы развития химических наук
- •9.1. Химические модели объектов природы
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.2. История развития химических наук
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.3. Атомно-молекулярное учение
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.4. Учение о составе вещества
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.5. Учение о структурной химии
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.6. Учение о химических процессах
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 10. Этапы развития биологических наук
- •10.1. Натуралистическая биология
- •Вопросы для самоконтроля
- •10. 2. Физико-химическая биология
- •Вопросы для самоконтроля
- •10.3. Эволюционная биология
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 11. Структурные уровни организации живых систем
- •11.1. Молекулярно-генетический уровень
- •Вопросы для самоконтроля
- •11.2. Онтогенетический уровень
- •Вопросы для самоконтроля
- •11.3. Популяционно-видовой уровень
- •Вопросы для самоконтроля
- •11.4. Экосистемный уровень
- •Вопросы для самоконтроля
- •11.5. Биосферный уровень. Ноосфера
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 12. Возникновение квантовой механики
- •12.1. Трудности в классической физике. Принцип соответствия
- •Вопросы для самоконтроля
- •12.2. Создание квантовой механики. Принцип неопределенности. Принцип «запрета» Паули.
- •Вопросы для самоконтроля
- •12.3. Применение квантовой механики. Принцип дополнительности
- •Вопросы для самоконтроля
- •12.4. Квантовая биология (Волновая генетика)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 13. Концепция микросостояния объектов природы
- •13.1. Неклассические процессы и явления в природе
- •Вопросы для самоконтроля
- •13.2. Минимальное квантовое взаимодействие в микромире
- •Вопросы для самоконтроля
- •13.3. Микросостояние микрочастицы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 14. Концепция макросостояния объектов природы
- •14.1.Тепловое равновесие как макросостояния
- •Вопросы для самоконтроля
- •14.2. Энтропия
- •Вопросы для самоконтроля
- •14.2. Минимальное тепловое воздействие или минимальное изменение энтропии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 15. Соотношения неопределенностей
- •15.1. Соотношение неопределенностей Гейземберга
- •Вопросы для самоконтроля
- •15.2. Соотношение неопределенности Эйнштейна
- •Вопросы для самоконтроля
- •15.3. Универсальное соотношение неопределенности Шредингера
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 16. Синергетка – наука о самоорганизации
- •16.1. Моделирование сложных систем
- •Вопросы для самоконтроля
- •16.2. Характеристики самоорганизующихся систем
- •Вопросы для самоконтроля
- •16.3. Закономерность самоорганизации
- •Вопросы для самоконтроля
- •16.4. Глобальный эволюционизм
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 17. Эволюция Вселенной
- •17.1. Теория «Большого взрыва»
- •Вопросы для самоконтроля
- •17.2. Причины задержки коллапса во Вселенной
- •Вопросы для самоконтроля
- •17.3. Метагалактика
- •Вопросы для самоконтроля
- •17.4. Модели Вселенной
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 18. Галактики и звезды
- •18.1. Галактики
- •Вопросы для самоконтроля
- •18.2. Звезды
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 19. Эволюция Солнечной системы
- •19.1. Происхождение Солнечной системы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •19.2. Две группы планет Солнечной системы
- •Вопросы для самоконтроля
- •19.3. Солнечно-земные связи
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 20. Эволюция на геологическом уровне
- •20.1. Формирование и эволюция Земли
- •Вопросы для самоконтроля
- •20.2. Характеристики планеты - Земли
- •Вопросы для самоконтроля
- •20.3. Строение Земли
- •Вопросы для самоконтроля
- •20.4. Динамики геосфер: литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера
- •Вопросы для самоконтроля
- •20.5. Теория тектоники плит
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 21. Экологии и здоровье
- •21.1. Основы экологии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •21.2. Экология и здоровье человека
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 22. Концепция происхождения жизни на Земле
- •22.1. Сущность жизни
- •Вопросы для самоконтроля
- •22.2. Теория Опарина–Холдейна о происхождении жизни
- •Вопросы для самоконтроля
- •22.3. Эволюция жизни.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 23. Эволюционные процессы в природе
- •23.1. История развития эволюционных идей
- •Вопросы для самоконтроля
- •23.2. Теория эволюции
- •Вопросы для самоконтроля
- •23.3. Микроэволюция и макроэволюция
- •23.4. Союз генетики и дарвинизма или теории синтетической эволюции
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 24. Эволюции органического мира
- •24.1. Осадочные породы
- •24.2. Геохронологическая шкала
- •Вопросы для самоконтроля
- •24.3. Эволюция растительного мира
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •24.4. Эволюция животного мира
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 25. Естественное происхождение человека
- •25.1. Теории происхождения человека
- •Вопросы для самоконтроля
- •25.2. Современные концепции антропогенеза
- •Вопросы для самоконтроля
- •25.3. Этапы эволюции человека
- •Вопросы для самоконтроля
- •25.4. Социальная эволюция человека
- •25.5. Культурная эволюция
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 26. Вопросы здорового образа жизни
- •26.1. Здоровье
- •26.2. Принципы здорового образа жизни
- •Вопросы для самоконтроля
- •26.3. Соблюдение условий рационального питания
- •Вопросы для самоконтроля
- •26.4. Рациональный режим труда и отдыха.
- •26.5. Профлактика вредных привычек
- •26.6. Путь к единой общечеловеческой культуре
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел II Темы и содержания практических занятий
- •Тема 1. Методы научного познания
- •Практика – критерий истинности знания
- •1.2. Методы научного познания
- •1.3. Псевдонауки
- •1.4. Системный метод научного познания
- •Тема 2. Экспериментальные данные и их обработка
- •1.1. Современные методы научного исследования
- •Ошибки измерений
- •Обработка экспериментальных данных
- •1.4. Примеры решения задач Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 3
- •Решение
- •1.5. Решите задачи
- •Тема 3. Кинематика нерелятивистские движения
- •3.1. Методические указания к решению задач Основные формулы
- •Тема 4. Динамика
- •4.3. Решите задачи
- •Тема 5. Гравитационное взаимодействие
- •Тема 6. Механическая работа. Мощность механизмов. Энергия.
- •Пример 3
- •Решение
- •6.3. Решите задачи
- •Тема 7. Импульс. Закон сохранения импульса
- •Пример 2
- •Решение
- •7.3. Решите задачи
- •Тема 8. Динамика вращательного движения. Законы сохранения момента импульса
- •8.1. Методические указания к решению задач
- •Основные формулы
- •8.2. Примеры решения задач Пример 1
- •Решение
- •Ответ: 2,8 м/с2. Пример 2
- •Решение.
- •8.3. Решите задачи
- •Тема 9. Тепловые процессы
- •9.1. Методические указания к решению задач по молекулярной физике и термодинамике Основные формулы
- •9.2. Примеры решения задач Пример 1
- •Решение
- •Ответ: Пример 2
- •Решение
- •9.3. Решите задачи
- •Тема 10. Электрические процессы
- •10.1. Методические указания к решению задач
- •Основные формулы
- •10.2. Примеры решения задач Пример 1.
- •Решение
- •Ответ: Пример 2
- •Решение.
- •7.3. Решите задачи
- •Тема 11. Постоянный электрический ток
- •Пример 2
- •Решение.
- •11.3. Решите задачи
- •Тема 12. Магнитные процессы
- •12.3. Решите задачи
- •Тема 13. Колебательные и волновые процессы
- •13.1. Методические указания к решению задач
- •13.2. Примеры решения задач Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •13.3. Решите задачи
- •Тема 14. Оптика
- •14.1. Методические указания к решению задач по оптике Основные формулы
- •Ответы:
- •14.3. Решите задачи
- •Тема 15. Релятивистское движение.
- •15.1. Методические указания к решению задач Основные формулы
- •Тема 16. Корпускулярно-волновые свойства
- •16.1. Методические указания к решению задач Основные формулы
- •16.3. Решите задачи
- •Тема 17. Ядерные процессы
- •17.1. Методические указания к решению задач Основные формулы
- •17.2. Примеры решения задач Пример 1
- •Решение
- •Тема 18. Химические процессы
- •18.1. Методические указания к решению задач по химии
- •Ответ: 10. Пример 3
- •Ответ: .
- •18.3. Решите задачи
- •Справочные материалы
- •Универсальные физические постоянные
- •2. Соотношения между единицами измерений физических величин
- •3. Астрономические величины
- •Список использованные литературы
Вопросы для самоконтроля
1. Из чего состоят осадочные породы?
2. Какие информации можно получить, изучая осадочные породы?
3. Где можно найти окаменелые останки растений и животных?
4. Каким образом, можно познать развитие жизни на нашей планете?
5. Какую науку называют стратиграфией?
6. Что исследует стратиграфия?
7. Какую науку называют палеонтологией?
8. Как называют шкалу геологического времени, показывающую последовательность этапов развития земной коры и органического мира Земли?
9. На какие этапы, разделили палеонтологи историю развития жизни Земли?
10. Из скольких эр состоит геохронологическая шкала?
11. Сколько периодов содержит геохронологическая шкала?
12. Из скольких эпох состоит геохронологическая шкала?
13. Какой интервал времени охватывает антропогенный период?
14. Какой интервал времени охватывает юрский период?
15. Какой интервал времени охватывает каменноугольный период?
16. Какой интервал времени охватывает архейский период?
17. В связи, с чем назван юрский период?
18. В связи, с чем назван девонский период?
19. Какой интервал времени охватывает кайнозойская эра?
20. Какой интервал времени охватывает археозойская эра?
24.3. Эволюция растительного мира
Жизнь зародилась 4 млрд. лет назад на морском мелководье, в результате физико-химических процессов, присущих неорганической материи. Начало химической эволюции около 4,6 млрд. лет назад совпадает со временем формирования самой Земли.
На поверхности Земли, в водоёмах абиогенно появились органические вещества, полимеры и биополимеры (белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты). От биополимеров образуются дискретные группы, обладающие свойством метаболизма, которых академик А. И. Опарин назвал «коацерватные капли». От них, в ходе длительной эволюции, образуются простейшие живые системы - протобионты. Они имели второй признак жизни, они не только питались из своего окружения, а также создавали себе подобных по матричному принципу. Они были гетеротрофными.
Растительный мир криптозоя (4000 до 570 млн. лет назад). В ходе биологической эволюции, от протобионтов появляются прокариоты и от прокариотов появляются жгутиконосцы. В тех местах, где много мелких органических веществ, жгутиконосцы питались ими и вели «сидячий» образ жизни. От них появляется растительность. В тех местах, где пищи было недостаточно, жгутиконосцы были вынуждены двигаться, находить и ловить пищу. От таких жгутиконосцев появляются животные.
Некоторые группы жгутиконосцев, исчерпав запасы органического вещества в своем ближайшем окружении, были вынуждены выработать способность создавать себе пищу, т.е. синтезировать органические вещества из углекислого газа (СО2) и воды (Н2О). Этот процесс называется фотосинтезом. Фотосинтез протекает, под действием солнечных лучей (поглощая более 2,62 кДж энергии). В результате, из 6СО2 и 6Н2О образуется одна молекула сахарозы С6Н12О6 и 6О2. Появление фотосинтезирующих организмов явилось переломным моментом в истории жизни на Земле. Фотосинтезирующие организмы называют автотрофными. С появлением фотосинтеза, началось накопление кислорода в атмосфере, и резко увеличивается объем органического вещества на Земле.
Первые растения – это автотрофы были одноклеточными организмами. Их называют сине-зелеными водорослями. В начале протерозойской эры флора планеты быстро прогрессировала. В конце этой эры появились первые многоклеточные растения.
Следы бактерий хорошо сохранились на поверхности окаменелостей в Свазиленде (с возрастом 3,5 млрд. лет). Их формы схожи с формами современных бактерий. Подобные открытия были сделаны в Родезии, их возраст составляет 2,7 млрд. лет, в США - 2 млрд. лет. В 1947 г. в южной Австралии обнаружены следы многоклеточных растений. Их возраст равен 700 млн. лет. Сине-зеленные водоросли и бактерии являются примитивными организмами, их называют прокариотами, т.е. безъядерными клетками.
Таким образом, в криптозое жизнь разделилась на два царства: растений и животных. Растения появились из тех жгутиконосцев, которые закрепились под водой, на поверхности земли или на других подводных предметах. Животные появились из тех жгутиконосцев, которые вели хищнический образ жизни.
Растительный мир палеозоя (570 до 230 млн. лет назад). От кембрия до силура доминировали морские водоросли. В силуре появляются сосудистые растения. До конца карбона преобладали споровые растения. В пермском периоде первенство по развитию завоевали голосеменные растения. Возможно, лишайники и грибы проникли на сушу ещё в начале палеозоя (570 млн. лет назад). Только в конце силурского периода, сушу завоевали древнейшие сосудистые растения – псилофиты (гр. «лишенные листьев»), которые процветали до конца девонского периода. Их высота достигала 30 см., они размножались спорами.
В течение девонского периода, сушу завоевали плауны, хвощи и папоротники. В конце девона появляются древовидные папоротники. Параллельно развиваются различные хвощи и плауны. В конце девона началось образование залежей торфа, которые постепенно превращались в каменный уголь.
В период карбона интенсивно развивалась теплолюбивая и влаголюбивая флора. Это привело к скоплению колоссального количества торфообразующего растительного вещества. Со временем они превратились в обширные залежи каменного угля.
В карбоне большое распространение получили семенные папоротники. Они представляют собой промежуточный этап эволюции между папоротниками и голосеменными растениями. Начали появляться хвойные растения. Появились гигантские древовидные плауны и хвощи. Например, лепидодендроны (имели высоту до 30 м). Самыми замечательными растениями карбоновых лесов были древовидные папоротники высотой 10÷15 м.
В конце пермского периода, голосеменные растения потеснили спороносные растения. В сухом климате того времени прекрасно чувствовали себя хвойные растения. Леса каменноугольного (карбонового) периода имели огромное экономическое значение, т.к. в этом периоде образовались основные залежи каменного угля.
