Лабораторная работа № 2. Исследование свойств и значения воды для живых организмов
Биология, 7 класс. Учебник: Очкур Г.А. и др. (Мектеп, 2025). Глава 3: Клеточная биология. Вода и органические вещества. Страницы 72–74.
Чему научишься
- Проверять опытом, что лёд легче воды, что вода медленно нагревается и остывает, что она расширяется при нагревании.
- Объяснять, чем эти свойства полезны живым организмам: от рыб в озере до пустынных животных.
- Устанавливать, какую роль вода играет в клетке.
- Называть приспособления растений и животных к нехватке воды.
Разминка
- Почему зимой водоём не промерзает до дна? Лёд легче воды, он остаётся сверху и, как «одеяло», защищает воду под собой. Рыбы зимуют в жидкой воде под льдом.
- Какую часть массы тела человека составляет вода? Больше половины. Потеря воды свыше 10% массы тела для человека смертельна.
🌟 Рябки в казахстанских пустынях пролетают много километров к водопою, пропитывают водой перья на груди и приносят воду птенцам. Птенцы отжимают её клювами из перьев.
Разбираемся
Цель работы
Исследовать свойства воды опытом и понять, зачем эти свойства нужны живым организмам.
Оборудование и материалы
| Что взять | Зачем |
|---|---|
| вода, кусочки льда | сравнить лёгкость воды и льда |
| плоскодонная колба (подойдёт прозрачная банка) | налить воду, смотреть опыт 1 и 3 |
| щипцы | класть и доставать лёд |
| пробирка, спиртовка | нагреть воду до кипения (опыт 2) |
| водяной термометр | измерять температуру |
| лист бумаги и монета в 5 тенге | опыт 3 |
| колба с пробкой и стеклянной трубочкой, цветной маркер | опыт 4 |
⚠️ Безопасность. Спиртовку зажигай и гаси только вместе с учителем или взрослым. Пробирку держи за верхний край, отверстием от себя и от соседей. Горячую воду и стекло не хватай голыми руками. Колбу с пробкой нельзя нагревать наглухо: трубочка должна быть открыта, иначе пробку вышибет. Дома без взрослых опыты с огнём не повторяй: роль нагревателя может сыграть горячая вода из чайника, а вместо колбы подойдёт маленькая стеклянная бутылочка.
Ход работы
Что увидишь и что это значит
Опыт 1. Лёд плавает на поверхности. Значит, лёд легче воды. Лёд у воды необычный: при замерзании молекулы выстраиваются так, что между ними остаются «пустоты», и вещество становится менее плотным. Поэтому озёра и водохранилища (например, Капшагайское) покрываются льдом сверху, а на дне вода остаётся жидкой, и рыбы, раки, лягушки переживают зиму.
Опыт 2. Вода закипает не сразу: нужно несколько минут стабильного нагрева. Остывает она тоже медленно. Это свойство называют большой теплоёмкостью. В клетках и теле вода сглаживает перепады температуры, а испаряясь с поверхности (пот у человека, влажные листья у растений), охлаждает организм. Так вода участвует в теплорегуляции.
Опыт 3. Лист бумаги некоторое время держится на воде, потом намокает и тонет. Лёгкая монета может остаться на поверхности: молекулы воды сильно притягиваются друг к другу, и на поверхности образуется упругая «плёнка». Это поверхностное натяжение. Благодаря ему по воде бегают водомерки, а по тонким стеблям вода поднимается вверх к листьям.
Опыт 4. При нагревании уровень воды в трубочке поднимается. Когда нагрев убираешь, вода остывает и уровень опускается. Вывод: вода расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. (В самом начале уровень может на мгновение чуть опуститься: сначала нагревается и расширяется стекло.)
Вывод
Вода обладает особыми свойствами: лёд легче воды, у воды большая теплоёмкость, есть поверхностное натяжение, а при нагревании она расширяется. Эти свойства защищают живые организмы от резких перепадов температуры, дают возможность жить подо льдом и обеспечивают движение воды по стеблям растений.
👨👩👧 Родителю. Предложите ребёнку сначала предположить результат каждого опыта, а потом проверить. Огонь и горячую воду берите на себя: ребёнок наблюдает и записывает.
Как связать свойства воды с жизнью
Проверь себя
- Какими свойствами обладает вода? Растворяет многие вещества, медленно нагревается и остывает (большая теплоёмкость), лёд легче воды, обладает поверхностным натяжением, расширяется при нагревании, хорошо испаряется.
- Какое значение имеет вода в жизни растений? Растворяет питательные вещества и переносит их по растению, держит клетки упругими (тургор), участвует в фотосинтезе, охлаждает лист при испарении.
- Как регулируется водный баланс наземных животных? Животные пьют воду, получают её с пищей, образуют метаболическую воду при расщеплении жиров, экономят её (сухой кал, концентрированная моча), прячутся в норы с влажным воздухом и переносят частичное обезвоживание. У насекомых вода возвращается из задней кишки обратно в организм.
🌟 Верблюд переносит потерю воды до 27% массы тела, овца до 23%, собака до 17%. Человеку потеря свыше 10% смертельна.
Решаем упражнения
№ 1
Установи соответствие между ролью воды в клетке (1-4) и тем, как это проявляется (а-г). 1. Упругость клетки и последствия потери воды. 2. Ускорение химических реакций. 3. Участие в теплорегуляции. 4. Перемещение веществ.
Как думать. Вода и растворитель, и теплоаккумулятор, и «каркас» клеток. Каждой роли подбери проявление.
Решение.
| Роль воды | Проявление |
|---|---|
| 1. Упругость клетки | б) без воды листья вянут, плоды сохнут |
| 2. Ускорение химических реакций | в) вещества растворены, и реакции идут быстро |
| 3. Теплорегуляция | а) вода медленно нагревается и остывает |
| 4. Перемещение веществ | г) вещества входят в клетку и выходят из неё в виде растворов |
Ответ: 1 - б; 2 - в; 3 - а; 4 - г.
№ 2
Назови приспособления к нехватке воды у растений и животных, живущих там, где бывает засуха. Заполни схему.
Как думать. Подумай о растениях и животных степей, полупустынь и пустынь Казахстана: как они добывают, запасают и берегут воду?
Пример ответа.
| Растения (саксаул, верблюжья колючка, тюльпан Грейга) | Животные (верблюд, малый суслик, заяц-русак, рябки, жуки-чернотелки) |
|---|---|
| длинные корни уходят глубоко к грунтовым водам | рытьё нор: там воздух влажный, меньше потеря воды |
| мелкие листья, колючки, редукция листьев (саксаул) | образование метаболической воды при расщеплении жира (горб верблюда) |
| плотная кожица, восковой налёт против испарения | сухой кал, концентрированная моча: экономия воды |
| запас воды в мясистых стеблях и листьях | переносят потерю воды (верблюд до 27% массы) |
| короткая вегетация весной, пока влажно (эфемеры, тюльпан Грейга) | ночной образ жизни, перелёты к воде, перенос воды в перьях (рябки) |
Ответ: растения: глубокие корни, мелкие листья или колючки, восковой налёт, запас воды, быстрый цикл весной. Животные: норы, метаболическая вода, экономия воды при выделении, выносливость к обезвоживанию.
💡 Самоанализ. Закончи фразы: «Было интересно, что лёд легче воды. Теперь я знаю, что вода медленно остывает. Мне захотелось узнать, как верблюд обходится без воды».
Шпаргалка
- Лабораторная работа показала четыре свойства воды опытным путём.
- Вода нужна для упругости клеток, реакций, теплорегуляции и переноса веществ.
- Потеря воды свыше 10% массы тела смертельна для человека.
- Животные и растения пустынь экономят воду и добывают её разными способами.