Межпредметная связь геометрии и химико-биологических наук

Учитель: На уроках биологии вы рассматривали симметрию тела как закономерно расположение частей тела, относительно определённой точки (центра), прямой  на плоскости. Симметрия тела тесно связана с образом жизни. Для животных, свободно парящих в воде, характерна лучевая симметрия тела (солнечники, радиолярии). Животным, ведущим подвижный образ жизни, свойственна двусторонняя или билатеральная симметрия. У таких животных органы располагаются попарно вдоль главной оси, у них чётко выражены правая и левая стороны, верхняя и нижняя поверхности и передний и задний концы тела. При двусторонней симметрии тело обладает ясно выраженной осью, что сочетается с эволюцией обтекаемой формы. Нервная ткань и органы чувств, сконцентрированные на головном конце тела, даёт животному возможность обследовать данный участок, прежде чем переместиться туда. Такая симметрия характерна для большинства животных, ведущих подвижный образ жизни. Этой симметрией обладают все за редчайшим исключением представители шести классов группы позвоночных: бесчелюстных, рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Она отчётливо проявляется и на древних давно вымерших, и на современных животных. Если животные ведут прикреплённый или малоподвижный образ жизни (губки, кишечнополостные, иглокожие), у них вырабатывается радиальная или лучевая симметрия, т. е. животных можно раздвигать в различных направлениях на 2 плоскости, зеркально отражающие одна другую. Эта же симметрия сохраняется у организмов, получивших возможность передвигаться хоть и без определённой направленности (морские ежи, звёзды).

Лучевая симметрия характерна, как правило, для животных, ведущих прикреплённый  образ жизни. К таким животным относится гидра. Если вдоль тела гидры провести ось, то её щупальца будут расходиться  от этой оси  во все стороны, как лучи. Если рассмотреть  лепестки ромашки, то можно увидеть, что они имеют тоже плоскость симметрии. Это далеко не всё. Ведь лепестков  много и вдоль каждого  можно провести плоскость симметрии. Значит, этот цветок обладает многими плоскостями симметрии, и все они пересекаются в его центре. Этот целый веер или пучок пересекающихся плоскостей симметрии. Сходным образом можно охарактеризовать и геометрию подсолнечника, василька, колокольчика. Такая симметрия, как у ромашек, грибов, ели называется радиально-лучевой. В морской среде такая симметрия не препятствует направленному плаванью животных. Такой симметрией обладает медуза, выталкивающая из-под себя воду нижними краями тела, похожими по форме на колокол (морские ежи, звёзды). Таким образом, можно сделать вывод всё, что растёт или движется по вертикали вниз или вверх относительно земной поверхности, подчиняется радиально-лучевой симметрии.

 Самостоятельная  работа в группах.

Задание 1: Рассмотрите кишечнополостных. Какой  тип симметрии для них характерен? На что внешне похожи данные животные? Какой образ жизни они ведут? Какое значение имеет данная симметрия для морских кишечнополостных?

Задание 2: Учёные провели интересный опыт. В  две прозрачные трубки поместили  проростки бобов. Одну трубку расположили  в горизонтальном положении, а другую в вертикальном. Через неделю обнаружили, что только корень и стебель выросли за пределы расположенной трубки, корень стал расти  строго вниз, а стебель вверх. Почему? Почему подобные опыты не подтвердились космонавтами в космосе?

Задание 3:  Рассмотрите представителей отряда перепончатокрылых. Какой тип симметрии для них характерен? Какой образ жизни они ведут?

Задание 4: Рассмотрите рисунки животных и растительных организмов. Выберите рисунки, на которых организмы с лучевой и билатеральной симметрией. Чем отличаются двусторонне симметричные животные от животных с лучевой симметрией тела? 

Задание 5: Почему активно передвигающиеся  животные имеют двустороннюю симметрию  тела, а многие животные, ведущие  прикреплённый или малоподвижный  образ жизни – лучевую?

Задание 6: Рассмотрите рисунок белой планарии. Какой тип симметрии имеет  тело? Какой образ жизни ведёт  данное животное? Каково значение данной симметрии?

Учитель: Теперь мы подошли к тому, чтобы сформулировать общий закон ярко и повсеместно проявляющийся в природе. Всё, что растёт или движется по вертикали, т. е. вверх или вниз относительно земной поверхности подчиняется лучевой симметрией. Всё, что растёт и движется горизонтально или наклонно по отношению к земной поверхности подчиняется билатеральной симметрии.

С целью  закрепления знаний учитель предлагает вопросы: чем обусловлена эта  упорядоченность, пропорциональность, обоснуйте появление в процессе исторического развития симметрию  животных.

По данным науки первые многоклеточные животные появились в воде; они произошли от колониальных простейших – жгутиковых, похожих на вольвокс, и располагались в толще воды во взвешенном состоянии, и любое перемещение для них было бы безразлично. Поэтому можно допустить, что первые многоклеточные имели форму шара. По мере развития и усложнения организмов под действием силы тяжести они стали различать «верх» и «низ» и потеряли симметрию шара, животные, ведущие прикреплённый образ жизни, такие как гидра, приобрели симметрию, которая способствует ловле добычи и защите от врагов, появляющихся с любой стороны. Ось симметрии этих животных показывает направление силы тяжести. Те животные, которые способны передвигаться в каком-то избранном направлении приобрели двустороннюю симметрию тела. На её появление важное  влияние оказало как направление силы тяжести, так и направление движения животного. Для двустороннесимметричных видов характерно наличие двух примерно одинаковых частей тела, что помогает им сохранить равновесие, прямолинейно передвигаться, быстрее находить пищу.

10. Итог  занятия

– Сегодня  мы систематизировали знания о симметрии  и показали  значение симметрии  в жизни растений и животных, тем  самым сформировали целостное представление  о симметрии.