Роль биологии в будущем. Космос

Слайд 1

Чтобы понять какова роль биологии в космических исследованиях мы должны обратиться к космической биологии.Космическая биология-это комплекс преимущественно биологических наук, изучающих: 1) особенности жизнедеятельности земных организмов в условиях космического пространства и при полётах на космических летательных аппаратах 2) принципы построения биологических систем обеспечения жизнедеятельности членов экипажей космических кораблей и станций 3) внеземные формы жизни.

Слайд 2

Космическая биология - синтетическая наука, собравшая в единое целое достижения различных разделов биологии, авиационной медицины, астрономии, геофизики, радиоэлектроники и многих др. наук и создавшая на их основе собственные методы исследования. Работы по космической биологии ведутся на различных видах живых организмов, начиная с вирусов и заканчивая млекопитающими.

Слайд 3

Первоочередная задача космической биологии - изучение влияния факторов космического полёта (ускорение, вибрация, невесомость, измененная газовая среда, ограниченная подвижность и полная изоляция в замкнутых герметичных объёмах и др.) и космического пространства (вакуум, радиация, уменьшенная напряжённость магнитного поля и др.). Исследования по космической биологии ведутся в лабораторных экспериментах, в той или иной мере воспроизводящих влияние отдельных факторов космического полёта и космического пространства. Однако наиболее существенное значение имеют лётные биологические эксперименты, в ходе которых можно изучить влияние на живой организм комплекса необычных факторов внешней среды.

Слайд 4

На искусственных спутниках Земли и космических кораблях в полет отправлялись морские свинки, мыши, собаки, высшие растения и водоросли (хлорелла), различные микроорганизмы, семена растений, изолированные культуры тканей человека и кролика и другие биологические объекты.

Слайд 5

На участках выхода на орбиту у животных обнаруживалось ускорение учащения пульса и дыхания, которые постепенно исчезали после перехода корабля на орбитальный полёт. Наиболее важный непосредственный эффект действия ускорений - изменения лёгочной вентиляции и перераспределение крови в сосудистой системе, в том числе в малом круге, а также изменения в рефлекторной регуляции кровообращения. Нормализация пульса после воздействия ускорений в невесомости происходит значительно медленнее, чем после испытаний на центрифуге в условиях Земли. Как средние, так и абсолютные значения частоты пульса в невесомости были ниже, чем в соответствующих моделирующих опытах на Земле, и характеризовались выраженными колебаниями. Анализ двигательной активности собак показал довольно быструю адаптацию к необычным условиям невесомости и восстановление способности к координированным движениям. Такие же результаты были получены и в экспериментах на обезьянах. Исследованиями условных рефлексов у крыс и морских свинок после возвращения их из космического полёта установлено отсутствие изменений по сравнению с предполётными опытами.

Слайд 6

Важными для дальнейшего развития экофизиологического направления исследований явились эксперименты на советском биоспутнике "Космос-110" с двумя собаками на борту и на американском биоспутнике "Биос-3", на борту которого находилась обезьяна.Во время 22-суточного полёта собаки впервые подвергались не только влиянию неизбежно присущих факторов, но и ряду специальных воздействий (раздражение синусного нерва электрическим током, пережатие сонных артерий и т. д.), имевших целью выяснить особенности нервной регуляции кровообращения в условиях невесомости. Кровяное давление у животных регистрировалось прямым путём. Во время полёта обезьяны на биоспутнике " Биос-3", продолжавшегося 8,5 суток, были обнаружены серьёзные изменения циклов сна и бодрствования (фрагментация состояний сознания, быстрые переходы от сонливости к бодрствованию, заметное сокращение фаз сна, связанных со сновидениями и глубокой дремотой), а также нарушение суточной ритмики некоторых физиологических процессов. Последовавшая вскоре после досрочного окончания полёта смерть животного была, по мнению ряда специалистов, обусловлена влиянием невесомости, которая привела к перераспределению крови в организме, потере жидкости и нарушению обмена калия и натрия.

Слайд 7

Генетические исследования, проведённые в орбитальных космических полётах, показали, что пребывание в космическом пространстве оказывает стимулирующий эффект на сухие семена лука и нигеллы. Ускорение деления клеток было обнаружено на проростках гороха, кукурузы, пшеницы. В культуре устойчивой к радиации расы актиномицетов (бактерии) оказалось в 6 раз больше выживших спор и развивавшихся колоний, тогда как в чувствительном к радиации штамме (чистая культура вирусов, бактерий, других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое время и в определённом месте) произошло снижение соответствующих показателей в 12 раз. Послеполётные исследования и анализ полученной информации показали, что длительный космический полёт сопровождается у высокоорганизованных млекопитающих развитием детренированности сердечнососудистой системы, нарушением водно-солевого обмена, в частности значительным уменьшением содержания кальция в костях.

Слайд 8

В результате проведённых биологических исследований на высотных и баллистических ракетах, ИСЗ, ККС и др. космических летательных аппаратах установлено, что человек может жить и работать в условиях космического полёта сравнительно продолжительное время. Показано, что невесомость снижает переносимость организмом физических нагрузок и затрудняет реадаптацию к условиям нормальной (земной) гравитации. Важный результат биологических исследований в космосе - установление того факта, что невесомость не обладает мутагенной активностью, по крайней мере в отношении генных и хромосомных мутаций. При подготовке и проведении дальнейших экофизиологических и экобиологических исследований в космических полётах основное внимание будет уделено изучению влияния невесомости на внутриклеточные процессы, биологическим эффектам тяжёлых частиц с большим зарядом, суточной ритмике физиологических и биологических процессов, комбинированным воздействиям ряда факторов космического полёта.

Слайд 9

Исследования по космической биологии позволили разработать ряд защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и американских кораблей с людьми на борту.Значение космической биологии этим не исчерпывается. Исследования в этой области будут и впредь особенно нужны для решения ряда вопросов, в частности для биологической разведки новых космических трасс. Это потребует разработки новых методов биотелеметрии (способ дистанционного исследования биологических явлений и измерения биологических показателей), создания вживляемых устройств для малой телеметрии (совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю), превращения различных видов возникающей в организме энергии в необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых методов "сжатия" информации и др. Чрезвычайно важную роль космическая биология сыграет и в разработке необходимых для длительных полётов биокомплексов, или замкнутых экологических систем с автотрофными и гетеротрофными организмами.

Посмотреть все слайды

Слайд 1

Описание слайда:

Слайд 2

Описание слайда:

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Важными для дальнейшего развития экофизиологического направления исследований явились эксперименты на советском биоспутнике "Космос-110" с двумя собаками на борту и на американском биоспутнике "Биос-3", на борту которого находилась обезьяна. Во время 22-суточного полёта собаки впервые подвергались не только влиянию неизбежно присущих факторов, но и ряду специальных воздействий (раздражение синусного нерва электрическим током, пережатие сонных артерий и т. д.), имевших целью выяснить особенности нервной регуляции кровообращения в условиях невесомости. Кровяное давление у животных регистрировалось прямым путём. Во время полёта обезьяны на биоспутнике " Биос-3", продолжавшегося 8,5 суток, были обнаружены серьёзные изменения циклов сна и бодрствования (фрагментация состояний сознания, быстрые переходы от сонливости к бодрствованию, заметное сокращение фаз сна, связанных со сновидениями и глубокой дремотой), а также нарушение суточной ритмики некоторых физиологических процессов. Последовавшая вскоре после досрочного окончания полёта смерть животного была, по мнению ряда специалистов, обусловлена влиянием невесомости, которая привела к перераспределению крови в организме, потере жидкости и нарушению обмена калия и натрия.

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Исследования по космической биологии позволили разработать ряд защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и американских кораблей с людьми на борту. Значение космической биологии этим не исчерпывается. Исследования в этой области будут и впредь особенно нужны для решения ряда вопросов, в частности для биологической разведки новых космических трасс. Это потребует разработки новых методов биотелеметрии (способ дистанционного исследования биологических явлений и измерения биологических показателей), создания вживляемых устройств для малой телеметрии (совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю), превращения различных видов возникающей в организме энергии в необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых методов "сжатия" информации и др. Чрезвычайно важную роль космическая биология сыграет и в разработке необходимых для длительных полётов биокомплексов, или замкнутых экологических систем с автотрофными и гетеротрофными организмами.

Космическая биология - это отрасль биологии, изучающая особенности существования живых организмов во внеземных условиях, воздействие на них космических факторов, а также возможность существования жизни на других планетах.

Возникновение и развитие космической биологии связано с успехами современной науки и ракетной техники, позволившими осуществить полеты за пределы земной атмосферы.

Космическая биология разрабатывает методы исследования и средства обеспечения жизнедеятельности человека и животных в условиях космического полета, когда на живой организм могут одновременно воздействовать различные факторы. В первую очередь это ионизирующая радиация (см. Космическое излучение), ускорения и невесомость, а также длительная изоляция в условиях ограничения двигательной активности, искусственная атмосфера, некоторые особенности питания и др. Действие этих факторов на человека, животных и растения изучается в лабораторных условиях, имитирующих отдельные факторы космического полета, или в полетах на искусственных спутниках Земли и космических кораблях, управляемых непосредственно человеком.

При решении проблемы существования жизни на других планетах проводится изучение природных условий этих планет, анализ состава метеоритов в сопоставлении с формами проявления жизни на Земле в различных климатических условиях (Арктика, Антарктика, горы, пустыни и др.).

В качестве объектов исследования используют животных (обезьян, собак, мышей, морских свинок), насекомых (мух дрозофил и др.), растения (одноклеточные водоросли - ; семена пшеницы, гороха, лука и др.).

Исследования животных, совершивших полеты на различных летательных аппаратах (в том числе и на ракетах), дали научные доказательства возможности полетов людей в космическое пространство.

В процессе медико-биологических исследований изучают функциональные системы организма (сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную и др.), характеризующие его общее состояние, пределы переносимости воздействия вредных факторов; проводят изучение защитных функций организма, биохимические исследования крови, мочи, состояние кроветворных функций цитологическими и гистологическими методами. На растениях и дрозофилах проводят генетические исследования процессов передачи наследственных признаков, и роста при воздействии факторов космического полета.

В исследованиях по космической биологии широко применяются современные методы и аппаратура. Так, для изучения и контроля за состоянием различных функциональных систем используется электрофизиологическая аппаратура (электроэнцефалографы, электрокардиографы, миографы и др.); для измерения физических и физиологических параметров, характеризующих состояние объекта исследования и условий его обитания непосредственно в полете,- телеметрические методы, телевидение, позволяющее наблюдать за объектом на расстоянии, счетно-решающие машины, дающие возможность своевременно и точно обрабатывать информацию, необходимую для контроля за состоянием живого объекта, находящегося в кабине космического корабля.

Полученные данные о действии отдельных факторов космического полета на живые организмы дали возможность разработать защитные мероприятия по безопасности полетов человека в космосе - герметические кабины, средства защиты от ионизирующей радиации и др. (см. Космическая медицина).

Большой и очень сложной проблемой космической биологии является разработка средств обеспечения нормальной жизнедеятельности человека при полете в космос. Выбор соответствующей системы жизнеобеспечения космонавта определяется продолжительностью космического полета. Так, для полета продолжительностью только в несколько суток применяется система жизнеобеспечения, основанная на использовании взятых с Земли запасов пищи, воды и кислорода или высокоэффективных химических соединений, поглощающих и выделяющих кислород.

В длительных космических полетах к другим планетам солнечной системы, когда запасы, взятые с Земли, не смогут обеспечить космонавтов, будут применяться более сложные системы жизнеобеспечения, основанные на биологическом круговороте веществ в кабине корабля. В связи с этим проводят экспериментальные работы по обоснованию принципов и методов обеспечения необходимых условий для жизнедеятельности человека в кабине космического корабля.

Для обеспечения космонавтов воздухом используют физические или физико-химические способы газовой среды кабин, то есть превращения использованного воздуха в воздух, пригодный для дыхания, с незначительной добавкой свежего, нерегенерированного воздуха из запасов, взятых с Земли.

Система обеспечения водой предусматривает восстановление воды из отходов жизнедеятельности человека (выдыхаемый воздух, моча). С помощью перегонки, электроосмоса, очистки ионообменными смолами и т. д. можно получать воду, пригодную для питья.

Для обеспечения космонавтов необходимыми пищевыми веществами создают биологические сообщества: растение - животное - человек. Для этого на корабле могут быть использованы водоросли (например, хлорелла), огородные культуры, зоо- и фитопланктон, домашняя птица, кролики и т. п. Создание подобных систем является необходимым условием обеспечения полета человека на другие планеты солнечной системы.

В целом научные достижения космической биологии оказали большое влияние на развитие общей биологии, способствовали успехам космической медицины в решении задач по обеспечению космических полетов человека.

Суздальцева Мария

Чтобы понять какова роль биологии в космических исследованиях мы должны обратиться к космической биологии.

Цель работы: изучить влияние на живой организм комплекса необычных факторов внешней среды.

1.Изучить особенность космической биологии.

2.На примере живых организмов, определить значение лабораторных и лётных экспериментов.

3.Установить степень гуманности экспериментов.

4.Установить значение космической биологии.
Гипотеза: Возможно ли с помощью космической биологии разведать новые космические трассы и организовать космический туризм.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Исследовательская работа Значение биологии в космических исследованиях Выполнила: Суздальцева Мария Ученица МАОУ «Гимназия имени Н.В.Пушкова » Руководитель: Учитель биологии Омельченко Ю.Е

Обоснование те мы: Чтобы понять какова роль биологии в космических исследованиях мы должны обратиться к космической биологии. Цель работы: изучить влияние на живой организм комплекса необычных факторов внешней среды. Задачи: 1.Изучить особенность космической биологии. 2.На примере живых организмов, определить значение лабораторных и лётных экспериментов. 3.Установить степень гуманности экспериментов. 4.Установить значение космической биологии. Гипотеза: Возможно ли с помощью космической биологии разведать новые космические трассы и организовать космический туризм.

Введение. Космическая биология-это комплекс преимущественно биологических наук, изучающих: 1) особенности жизнедеятельности земных организмов в условиях космического пространства и при полётах на космических летательных аппаратах 2) принципы построения биологических систем обеспечения жизнедеятельности членов экипажей космических кораблей и станций 3) внеземные формы жизни.

Основная часть. Первоочередная задача космической биологии - изучение влияния факторов космического полёта (ускорение, вибрация, невесомость, измененная газовая среда, ограниченная подвижность и полная изоляция в замкнутых герметичных объёмах и др.) и космического пространства (вакуум, радиация, уменьшенная напряжённость магнитного поля и др.).

Основная часть. Исследования по космической биологии ведутся в лабораторных экспериментах, в той или иной мере воспроизводящих влияние отдельных факторов космического полёта и космического пространства. Однако наиболее существенное значение имеют лётные биологические эксперименты, в ходе которых можно изучить влияние на живой организм комплекса необычных факторов внешней среды.

На участках выхода на орбиту у животных обнаруживалось ускорение учащения пульса и дыхания, которые постепенно исчезали после перехода корабля на орбитальный полёт.

Нормализация пульса после воздействия ускорений в невесомости происходит значительно медленнее, чем после испытаний на центрифуге в условиях Земли.

Анализ двигательной активности собак показал довольно быструю адаптацию к необычным условиям невесомости и восстановление способности к координированным движениям. Такие же результаты были получены и в экспериментах на обезьянах. Исследованиями условных рефлексов у крыс и морских свинок после возвращения их из космического полёта установлено отсутствие изменений по сравнению с предполётными опытами.

Выводы: 1.В ходе работы я выяснила,что исследования по космической биологии позволили разработать ряд защитных мероприятий и подготовили возможность безопасного полёта в космос человека, что и было осуществлено полётами советских, а затем и американских кораблей с людьми на борту. 2.Убедилась,что и сследования в этой области будут и впредь особенно нужны для биологической разведки новых космических трасс. Это потребует разработки новых методов биотелеметрии (способ дистанционного исследования биологических явлений и измерения биологических показателей), создания вживляемых устройств для малой телеметрии (совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю), превращения различных видов возникающей в организме энергии в необходимую для питания таких устройств электрическую энергию, новых методов "сжатия" информации и др. 3. Я изучаю, и буду продолжать изучать научную литературу по данной проблеме; Я собираюсь продолжить работу по данной теме. Потому, что убеждена,что космическая биология сыграет важную роль и в разработке необходимых для длительных полётов бикомплексов.

Список литературы: Литература 1 . Авиакосмическая и экологическая медицина. - 2000. – T. 34, N 2. 2. Копаладзе Р.А. // Регламентация экспериментов на животных - этика, законодательства, альтернативы: Обзор / Под ред. Н.А. Горбуновой. - M., 1998. 3 . Лукьянов А.С., Лукьянова Л.Л., Чернавская H.M., Гилязов С.Ф. Биоэтика. Альтернативы экспериментам на животных. - M., 1996. 4 . Павлова Т.Н. Биоэтика в высшей школе. - M., 1997. 5 . Приемы работы с экспериментальными животными: Методические рекомендации. - M., 1989. 6 . Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев). - M., 1973. 7 . Фоссе P. // Лаб. животные. - 1991. - T. 1, N 1. - С. 39-45. 8 . Ховард -Джонс H. // Хроника ВОЗ. - 1985. - T. 39. - С. 3-8. 9 . Швейцер А. Упадок и возрождение культуры. - M., 1993. 10 . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. - Washington: National Academy Press, 1996. 11 . Regan T. The Case for Animal Rights. - London; N.-Y., 1984.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Общая характеристика науки биологии. Этапы развития биологии. Открытие фундаментальных законов наследственности. Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии. Вопрос о функциях живого вещества.

контрольная работа , добавлен 25.02.2012

Методология современной биологии. Философско-методологические проблемы биологии. Этапы трансформации представлений о месте и роли биологии в системе научного познания. Понятие биологической реальности. Роль философской рефлексии в развитии наук о жизни.

реферат , добавлен 30.01.2010

Зарождение биологии как науки. Идеи, принципы и понятия биологии XVIII в. Утверждение теории эволюции Ч. Дарвина и становление учения о наследственности. Эволюционные воззрения Ламарка, Дарвина, Менделя. Эволюция полигенных систем и генетический дрейф.

курсовая работа , добавлен 07.01.2011

Влияние наглядности на качество усвоения знаний учащихся по биологии на всех этапах урока. История возникновения понятия "наглядности", как дидактического принципа обучения. Классификация наглядных пособий по биологии и методика их применения на уроках.

курсовая работа , добавлен 03.05.2009

Теоретические основы, предмет, объект и закономерности биологии. Сущность, анализ и доказательство аксиом теоретической биологии, обобщенных Б.М. Медниковым и характеризующих жизнь и отличающуюся от нее нежизнь. Особенности генетической теории развития.

реферат , добавлен 28.05.2010

Понятие увеличительных приборов (лупа, микроскоп), их назначение и устройство. Основные функциональные и конструктивно-технологические части современного микроскопа, используемого на уроках биологии. Проведение лабораторных работ на уроках биологии.

курсовая работа , добавлен 18.02.2011

Исследование биографии и научной деятельности Чарльза Дарвина, основоположника эволюционной биологии. Обоснование гипотезы происхождения человека от обезьяноподобного предка. Основные положения эволюционного учения. Сфера действия естественного отбора.

презентация , добавлен 26.11.2016

Использование водорослей в космосе. Отрицательные стороны. Наука, которая занимается проблемами биологии в космосе - называется - космическая биология. Одна из проблем, которых применение водорослей на блага человечества в покорении космоса.