close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Составитель: Е.В. Атаева
УДК 808.2 (072)
Методические указания по работе с научным текстом для
иностранных студентов старших курсов и аспирантов / Сост. Е.В. Атаева;
Ивановский государственный химико-технологический университет. –
Иваново, 2002. – 32 с.
Методические указания состоят из 12 заданий, включающих тексты
для аудиторной и самостоятельной работы учащихся. Тексты составлены
автором данных указаний на основе материалов из энциклопедических
изданий и научно-популярных журналов.
Основная цель работы состоит в обучении учащихся письменной
научной речи, что предполагает развитие навыков аналитикосинтетической переработки информации, структурно-смыслового
анализа научного текста и его самостоятельного продуцирования.
Предлагаемая система практических заданий будет способствовать
формированию у учащихся концептуального представления о
типологической природе научного текста, его лингвистических и
жанровых особенностях.
Указания предназначены для иностранных студентов 3 – 5 курсов и
аспирантов. Могут быть использованы в работе с русскими студентами и
аспирантами, изучающими курсы «Русский язык и культура речи»,
«Практическая стилистика современного русского языка», «Научный
стиль речи», «Язык научной работы».
Рецензент кандидат филологических наук, доцент кафедры общего
и славянского языкознания Е.А. Сакулина (Ивановский государственный
университет).
Лицензия ЛР № 020459 от 10.04.97. Подписано в печать 18.12.02.
Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская.
Усл. п. л. 1,86. Уч.-изд. л. 2,06. Тираж 100 экз. Заказ
Ивановский государственный химико-технологический университет
153460, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7
Задание 1. Прочитайте текст. Определите смысловое
содержание микротем, отразите его в форме назывного и тезисного
плана.
Коррозия
В окружающем нас мире мы часто сталкиваемся с явлением
коррозии. Слово «коррозия» в переводе с латинского означает
«разъедание». В технике коррозией называют самопроизвольное
разрушение
металлов,
вызываемое
химическими
или
электрохимическими процессами. Коррозия ежегодно уничтожает
миллионы тонн металла и изделий из него. Около 10 % добытого
металла теряется безвозвратно, но примерно 2/3 металлолома
возвращается в производство после переплавки в мартеновских печах
и конверторах.
Коррозионные разрушения бывают сплошными (если они
захватывают всю поверхность металла) и местными, равномерными и
неравномерными. Особенно опасна межкристаллитная коррозия,
которая, не разрушая металл с поверхности, распространяется вглубь
по границам составляющих металл частиц-кристаллитов. Известны
случаи избирательной коррозии, например обесцинкование латуней,
когда под действием внешних факторов сплав обедняется одним из
важных компонентов, в данном случае цинком.
Коррозия может быть химической и электрохимической. Она
является химической, если после разрыва металлической связи атомы
металла вступают в непосредственное взаимодействие с окислителем,
и электрохимической, если атомы металла вступают в связь не с
окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды.
Больше всего страдают от коррозии сплавы на основе железа –
главные материалы современной техники. Любой стальной предмет
под действием атмосферного воздуха или воды постепенно ржавеет и
разрушается. Это объясняется образованием гидроксидов железа в
результате взаимодействия атомов железа с кислородом и водой.
Ржавление вначале происходит медленно, но с появлением ржавчины
(ее состав Fe2O3 · n H2O) процесс идет значительно быстрее. Еще
быстрее идет коррозия, если воздух или вода загрязнены выхлопными
газами автомобилей и промышленными отходами. Выброс в воздух
оксидов серы и азота, соединений хлора приводит к образованию
«кислых» дождей, в результате которых разрушаются мосты, здания,
скульптуры.
Помимо атмосферной коррозии большой ущерб наносит
коррозия, с которой приходится сталкиваться в промышленности,
особенно в химическом производстве, где в аппаратах находятся
3
кислоты, щелочи и другие агрессивные вещества, создаются высокие
давления и температуры. В таких условиях реакции, ведущие к
разрушению металлов, значительно ускоряются, и если не принять
специальных мер, то стальной аппарат долго не прослужит.
Существует много способов борьбы с коррозией. Самый
надежный способ защиты металла – это использование материалов, не
подвергающихся коррозии. Например, добавление к стали легирующих
добавок – титана, хрома, никеля – значительно увеличивает ее
антикоррозийные свойства. Так получают нержавеющую сталь.
Другой способ борьбы с коррозией – изоляция, защита металла от
окружающей среды. Для этого поверхность металлов покрывают
лаками, красками, эмалями, а нередко и слоем другого металла
(обычно электрохимическим методом) – хрома, олова, цинка, никеля.
Покрытие особенно часто применяют для защиты металлических
конструкций от атмосферной коррозии. Однако покрытие надо
периодически обновлять, и такой способ защиты металла оказывается
довольно дорогим. Так, на покрытие Эйфелевой башни в Париже было
израсходовано столько краски, что ее стоимость уже превышает
стоимость самой башни. В качестве покрытия можно применять и
полиэтиленовую пленку. Сейчас этот материал используется все чаще.
А трубопроводы иногда покрывают особой пастой, которую наносят
на металлическую поверхность.
Можно защищать металл от разрушения, уменьшая
агрессивность среды, в частности введением в эту среду ингибиторов
– замедлителей коррозионных процессов. Химиками разработаны
также препараты, называющиеся преобразователями ржавчины. Под
действием этих веществ рыхлая ржавчина преобразуется в твердый,
устойчивый к механическим и химическим воздействиям грунтовый
слой, на который можно наносить краску или эмаль.
Материалы, способные противостоять разрушительному
действию среды, называются коррозионностойкими. Под стойкостью
металла понимают его способность сопротивляться коррозии в
конкретной среде или группе сред. Металл, стойкий в одной среде,
может интенсивно разрушаться в другой. При подборе материалов,
стойких к воздействию различных агрессивных сред в тех или иных
условиях, пользуются справочными таблицами коррозионной и
химической стойкости материалов. Для изготовления аппаратов и
трубопроводов, используемых в промышленности, а также
сооружений и машин, работающих на открытом воздухе, все шире
применяют неметаллические материалы – пластмассы, стекло,
керамику.
4
Задание 2. Прочитайте текст. Выделите в нем основные
композиционные части (введение, основную часть, заключение).
Укажите информативные центры (ключевые слова и предложения)
фрагментов.
Найдите
предложения,
иллюстрирующие
или
развивающие основные положения текста. Выпишите слова и
словосочетания, которые используются как средства связи
предложений в тексте, определите их речевую функцию.
Биосфера и человек
Стремительный рост численности человеческой популяции
(демографический взрыв) сопровождается заметным снижением
видового разнообразия биосферы. В настоящее время население
планеты увеличивается быстрее, чем бьется сердце человека, т.е.
ежегодно возрастает на 50 млн. человек. Если предположить, что
первые представители человеческого рода появились 1,7 млн. лет
назад, то можно оценить, что за прошедшее время на планете жило от
60 до 100 млрд. человек. За этот период были безвозвратно
уничтожены многие виды животных, огромные массивы лесов.
Разрушительное наступление человека на окружающую среду
началось, вероятно, с использования огня. До этого человеческая
популяция являлась составной частью экосистемы, т.е. человек жил в
гармонии с природой. Использование огня для загона и ловли дичи
сотни тысяч лет назад вызвало разрушение растительных сообществ в
различных районах планеты. С помощью огня, комбинируя различные
способы охоты, охотники истребляли многие виды животных. В
результате исчезли мамонты, древние бизоны, многие виды верблюдов
и лошадей, пещерные медведи, гигантские олени и бобры, волосатые
носороги и многие другие.
Серьезнейшее антропогенное потрясение биосферы далее
вызвало возникновение и развитие сельского хозяйства. При этом
происходила смена природных экосистем по следующему типу: леса
сменялись пастбищами, а затем полями сельскохозяйственных
культур. Развитие сельского хозяйства сопровождалось полным
искоренением первоначального растительного покрова на больших
площадях, вымиранием ряда видов животных, катастрофическим
изменением плодородия почвы. В результате колыбель цивилизации
(юг Палестины, северные районы Сирии и Месопотамии, другие
районы плодородного юга) превращались в песчаную пустыню.
Однако в большинстве случаев аграрная цивилизация не
изменила необратимо круговорот веществ и приток энергии в
биосферу. Экосистема человека при этой общественной формации
стала составной частью системы естественных биосферных процессов.
5
Подобная экосистема имела своих первичных производителей
(растения), которыми человек питался непосредственно или через
травоядных животных. Продукция, потребляемая человеком,
трансформировалась в пищевые отбросы, эти вещества затем снова
использовались растениями в процессе фотосинтеза. Таким образом, в
такой экосистеме полностью осуществлялось самоочищение и не
нарушался круговорот вещества.
Принципиально иная ситуация стала складываться в условиях
промышленно развитого общества. Кроме уменьшения видового
разнообразия биоценозов, в этот период наблюдается резкий дисбаланс
круговоротов вещества и потоков энергии.
В системе «Биосфера и человек» действуют следующие
факторы чрезмерной опасности, приводящие к экологическому
кризису.
Во-первых, человек использует в своей хозяйственной
деятельности преимущественно внутренние по отношению к биосфере
источники энергии (органическое топливо). Это приводит к
истощению топливных ресурсов, росту энтропии биосферы,
нарушению экологических циклов двуокиси углерода, оксидов серы и
азота, тепловому загрязнению и т.д.
Во-вторых, хозяйственные циклы в значительной мере
разомкнуты, что приводит к большому числу отходов, загрязняющих
окружающую среду (главным образом атмосферный воздух и
водоемы). Использование наряду с естественными веществами
множества искусственно синтезированных веществ вызывает
многочисленные нарушения экологического равновесия, приводит к
возрастанию токсичности окружающей среды.
В-третьих,
происходит
уничтожение
структурного
многообразия биосферы, гибель многих видов. Отмечается чрезмерное
увеличение давления на биосферу со стороны человека (диктатура
одного вида), что ведет к серьезным нарушениям экологической
стабильности.
В целом, в историческом плане можно выделить следующие
этапы изменения биосферы человеком:
1) воздействие людей на биосферу как обычных
биологических видов;
2) сверхинтенсивная охота без резкого изменения экосистем;
3) создание аграрных экосистем с коренным преобразованием
части природных экосистем, но без существенного нарушения
вещественно-энергетического баланса биосферы;
6
4) глобальные изменения всех компонентов биосферы,
нарушения круговоротов вещества и энергетики биосферы в связи с
интенсивной промышленной деятельностью человека.
Таким
образом,
экологический
кризис
вызван
естественнонаучными причинами, нарушением человеком законов
развития биосферы, что привело к потере ее устойчивости.
Дальнейшее углубление экологического кризиса может привести к
переходу биосферы в качественно новое состояние. В этом плане
загрязнение окружающей среды, возрастание ее токсичности,
распространение новых болезней, например СПИДа, могут
рассматриваться как реакция биосферы на чрезмерное давление со
стороны человека. Очевидно, что необходима разработка и реализация
новых способов ведения хозяйства человеком, не противоречащих
законам биосферы, т.е. экологически обоснованная переориентация
научно-технического развития. Глобальный характер экологической
проблемы определяет необходимость международного сотрудничества
неравномерно развитых стран и народов.
Задание 3. Прочитайте тексты. Сформулируйте в одном
предложении основную мысль каждого текста.
1. С давних времен люди страдали от многочисленных
тяжелых болезней, причины которых были неизвестны. Одна из таких
болезней – цинга, ею обычно болеют люди на Крайнем Севере. Берибери – бич южных стран, где население питается почти одним рисом.
Пеллагра поражает людей, питающихся преимущественно одной
кукурузой. Дети, родившиеся нормальными, нередко заболевают
рахитом. Общую причину всех таких заболеваний открыл в 1880 г.
русский ученый Н.И. Лунин. Он доказал, что в естественных пищевых
продуктах кроме белков, жиров, углеводов и минеральных веществ
содержатся еще и другие вещества, необходимые для нормальной
жизнедеятельности животных и человека. Впоследствии такие
вещества были названы витаминами (от латинского слова vita –
жизнь). Это биологически активные органические соединения
разнообразной химической природы. Они способствуют обмену
веществ в организме. Витамины действуют в очень незначительных
количествах, измеряемых милиграммами и долями милиграмма. Но
если они в пище отсутствуют или их недостаточно, тогда и возникают
тяжелые заболевания, называемые авитаминозами.
7
2. Электрические явления в атмосфере чаще всего
проявляются в виде гроз с молниями и громом. Молнии – это сильные
электрические разряды между грозовыми (кучево-дождевыми)
облаками или между облаками и Землей. Сопровождающий молнию
грохот (гром) возникает от мгновенного расширения воздуха под
действием высокой температуры при разряде (25000 – 30000ºС) и его
сжатия при охлаждении. Продолжительность молнии – десятые доли
секунды. В различных частях Земли одновременно происходит
множество гроз, и в каждую секунду в среднем возникает около 100
молний. Они причиняют хозяйству огромный ущерб, выводят из строя
линии связи и электропередачи, создают радиопомехи и т.д. Из-за
молний возникает более половины лесных пожаров. Но молнии имеют
и полезное действие. Несмотря на кратковременность молний, за год
они образуют в атмосферном воздухе около 100 миллионов тонн
связанного азота. Вместе с дождем азот попадает на Землю и
проникает в почву. Для растений он является ценнейшим удобрением.
Грозовые разряды обладают еще одним удивительным свойством: они
озонируют воздух, очищая и освежая его.
3. Как самостоятельная наука радиационная химия начала
складываться в 40-х годах ХХ в. в связи с бурным развитием атомной
энергетики. Ученые установили, что ионизирующее излучение
вызывает в различных веществах и материалах химические
превращения. В 60-е годы методы радиационной химии стали
завоевывать текстильную промышленность. Один из таких методов –
радиационно-прививочная полимеризация, которая меняет структуру
ткани,
делая
ее
грязеотталкивающей,
антистатической,
кислотоупорной, огнестойкой. С помощью этого метода были
получены ткани с необычными узорчатыми и объемными эффектами.
Синтетическим материалам типа полипропилена, капрона, лавсана
новые методы придали повышенные гигиенические свойства, сделали
их гигроскопичными, научили «дышать». Радиационно-привитые
волокна способны сорбировать многие агрессивные вещества, а
следовательно, защищать человека от пагубных воздействий
окружающей среды. Текстильные материалы со столь поразительными
характеристиками предназначены для фильтров санитарной очистки
воздуха и спецодежды рабочих вредных производств. С помощью
радиационно-прививочной
полимеризации
ткани
наделяют
антимикробными свойствами, соединяя с материей бактерицидные
препараты. В таких замечательных тканях особенно нуждаются
больницы, родильные дома, предприятия пищевой и мясо-молочной
промышленности
8
Задание 4. Расположите предложения в логической
последовательности. Прочитайте текст, который у вас получился.
Составьте его логическую схему.
Факторы, влияющие на климат
1. Антропогенное воздействие на климат может быть
преднамеренным,
т.е.
сознательно
совершаемым,
и
непреднамеренным, т.е. непроизвольным, связанным с разнообразной
человеческой деятельностью.
2. Вполне возможно, что глобальные изменения климата
нашей планеты в далеком прошлом были связаны с изменением
параметров земной орбиты и наклона земной оси.
3. Влияние геофизических факторов на значительном отрезке
времени, в течение которого поверхность нашей планеты оставалась
неизменной, можно считать стабильным.
4. Достаточно указать на подвижность материков, изменения в
распределении участков суши и морей, конфигурации и высоте горных
хребтов и т.п.
5. Факторы, вызывающие изменения климата, делятся на
антропогенные и природные.
6. Содержание в атмосфере термодинамически активных
примесей, таких, как вода и углекислый газ, а также аэрозолей имеет
решающее значение для формирования земного климата как в
прошлом, так и в будущем.
7. Астрономические факторы включают светимость
(радиацию) Солнца, положение и движение Земли в Солнечной
системе, наклон ее оси вращения к плоскости орбиты и скорость
вращения.
8. Геофизические факторы связаны со свойствами Земли как
планеты: ее размерами и массой, внутренними источниками тепла,
магнитными и гравитационными полями, особенностями земной
поверхности и ее взаимодействием с атмосферой.
9. Природные факторы воздействия на климат можно разбить
на
несколько
групп:
астрономические,
геофизические,
метеорологические.
10. Наконец, группа метеорологических факторов охватывает
основные характеристики атмосферы и гидросферы, их химический
состав.
11. Однако в более отдаленном прошлом эти факторы могли
существенно изменять земной климат.
9
Задание 5. Расположите абзацы текста в логической
последовательности. Выпишите информативные центры (ключевые
слова) каждого абзаца.
Бионика
1. Один из самых интересных и самых сложных разделов
бионики – нейробионика. Ученые изучают нейронные сети в организме
для совершенствования вычислительной техники и различных
автоматических устройств. Есть много общего между ЭВМ и нервной
системой: одни элементы у них отдают различные команды-сигналы,
другие – передают их, третьи – воспринимают и исполняют эти
команды, четвертые – запоминают и хранят информацию. Только
нервная система делает все это гораздо более успешно, надежно и
гибко. Поэтому для создания таких же совершенных технических
систем управления неоходимо узнать, как устроены ячейки «живой
ЭВМ» – нервные клетки (нейроны), и понять, как работает мозг.
2. Человек издавна не только восхищается поразительной
приспосабливаемостью животных и растений к условиям окружающей
среды, но и учится у природы, сознательно или бессознательно
подражает ей. Глядя на птиц, человек мечтал о полете. И полетел –
быстрее птицы, но все-таки еще не так совершенно, экономно,
виртуозно, как летают птицы. Поплыл в глубинах вод, но рыбы пока
плавают лучше. Гремучая змея ощущает изменение температуры на
две десятых градуса, что доступно не каждому термометру.
Природный «эхолокатор» летучей мыши гораздо чувствительнее и
точнее созданного человеком эхолокатора и при этом во много раз
миниатюрнее. Подобных примеров – сотни. Поэтому человек
продолжает учиться у природы, чтобы глубже познать ее законы и
использовать их в своих творениях.
3. Одни ученые изучают принципы и способы движения
животных, чтобы создать машины и механизмы, способные двигаться
подобно им. Еще в эпоху Возрождения Леонардо да Винчи, наблюдая
за полетом птиц, пытался сконструировать орнитоптер – летательный
аппарат с машушими крыльями. А в наши дни конструкторы создали
снегоходную машину «Пингвин», заимствовав у полярных птиц
оригинальный способ передвижения. Лежа широким днищем на
поверхности снега, машина отталкивается от него колесами с
лопастями, словно пингвин – ластами, и движется по глубокому
рыхлому снегу со скоростью 50 км/ч при массе свыше 1 т. По типу
строения кожи дельфинов создана гладкая обшивка для подводных
судов, позволяющая увеличить их скорость под водой на 15 – 20 % без
10
увеличения мощности двигателя. В шагающих роботах используются
принципы сочленения ног насекомых.
4. Запас бионических идей у природы практически
неисчерпаем. Нередко оказывается, что человек не в состоянии пока
подобрать нужные материалы для прямого моделирования того или
иного технического решения, осуществленного в живой природе.
Например,
усатые
киты
способны
издавать
инфразвуки,
распространяющиеся в океане на сотни километров. Чтобы издать
звуки такой мощности, человеку нужны системы размером с
четырехэтажный дом, а у китов для этого существует орган
(гортанный мешок) объемом 1,5 – 2 м3. Несомненно, бионика – наука
будущего, у нее замечательные перспективы практически во всех
отраслях современной техники.
5. Помогает ему в этом бионика – наука, которая применяет
знания о живой природе для решения инженерных и технических
задач. Свое название бионика получила от греческого слова bion –
«ячейка жизни». Круг проблем и объектов, которые она изучает, очень
широк, и это требует объединенных усилий ученых самых разных
специальностей – биологов и химиков, медиков и инженеров, физиков
и математиков.
6. Другие ученые изучают органы чувств животных, чтобы
создать приборы, способные видеть в темноте, слышать под водой,
улавливать тонкие запахи или самые незначительные колебания
температуры. Например, было замечено, что обыкновенный голубь
может не мигая и не щурясь смотреть на солнце. Исследовав строение
глаза голубя, ученые обнаружили в нем специальный микроорган,
похожий на гребешок. Он рассеивает яркий свет и защищает от него
глаз птицы. По этому принципу была сконструирована удобная маска
для сварщиков. Устройство по принципу слухового аппарата медузы
помогает предсказывать бури, а аппарата кузнечика – регистрировать
вибрацию почвы.
7. Существует так называемая архитектурная бионика –
новое направление в архитектуре, в основе которого лежит анализ
структуры кости, строения соломины злаков, формы листьев растений
и других подобных биологический объектов. Архитектурная бионика
предлагает строителям совершенно новые формы экономичных и
устойчивых сооружений, например дома-раковины или дома,
построенные по типу пчелиных сот.
11
Задание 6. Прочитайте текст. Разделите его на абзацы,
основываясь на выделении ключевых слов и предложений. Помните,
что ключевые слова начинают новую микротему и показывают, как
развивается тема текста. Поставьте к каждому абзацу
обобщающие вопросы, выявляющие проблематику текста. Запишите
их.
Метеориты
Метеориты – космические тела, падающие на Землю из
межпланетного пространства. При падении крупных метеоритов
происходят мощные световые, звуковые и механические явления. По
небу стремительно проносится огненный шар, так называемый болид,
сопровождаемый ярким хвостом и разлетающимися искрами. По пути
движения болида на небе остается след, состоящий из ионизированных
газов и пыли. Этот след в виде дымной полосы под влиянием
воздушных течений постепенно принимает зигзагообразную форму.
Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. После
его исчезновения раздаются сильные громовые удары, треск и
постепенно затихающий гул. Ударные волны могут вызывать
значительные сотрясения грунта и зданий. Метеориты могут выпадать
в тех случаях, когда скорость вторгшегося в земную атмосферу
метеорного тела не превосходит 22 км/с. Вследствие сопротивления
воздуха метеорное тело тормозится, разогревается до нескольких
тысяч градусов и раскалывается на части, которые падают на Землю в
виде метеоритного дождя. При достижении грунта обломки
метеорного тела (метеориты) оказываются еще теплыми и бывают
покрыты затвердевшей корой плавления. В местах падения метеоритов
образуются воронки, размеры которых зависят от массы метеоритов и
скорости их падения. Как правило, массы метеоритов составляют
сотни граммов или несколько килограммов. Однако бывают и очень
крупные метеориты массой до многих десятков тонн. К крупнейшим
метеоритам относится железный Сихотэ-Алинский, упавший 12
февраля 1947 г. Он раскололся на тысячи частей и выпал на Землю
«железным дождем» на площади около 3 км2. Было обнаружено около
200 кратеров и воронок диаметром от 20 см до 26 м. Общая масса
Сихотэ-Алинского метеорита оценивается приблизительно в 70 – 100
т, собрано более 23 т. До сих пор не затухают споры ученых по поводу
Тунгусского метеорита, который упал 30 июня 1908 г. в глухой
сибирской тайге (Красноярский край). Полет этого небесного тела
сопровождался
звуками,
напоминавшими
раскаты
грома.
Последовавший вслед за тем взрыв вызвал сотрясение почвы, которое
ощущалось на площади свыше миллиона квадратных километров.
12
Вокруг места падения метеорита лес был повален ветром от центра
(около 2200 км2). Интересно также, что на территории от Енисея до
Атлантики ночное небо после падения метеорита было исключительно
светлым. Взрыв произошел в воздухе на высоте 5 – 10 км, поэтому
никакого метеоритного кратера обнаружено не было. Возможно, это
была комета массой около 1 млн. т. Метеориты состоят из тех же
химических элементов, которые имеются на Земле. Это в основном
железо,никель, магний, кремний, сера, алюминий, кальций и кислород.
Остальные элементы встречаются в метеоритах в очень малых
количествах. Соединяясь между собой, эти элементы образуют в
метеоритах различные минералы, большинство которых встречается
на Земле. В некоторых метеоритах содержатся наизвестные или очень
редкие на Земле минералы. Различают железные, железокаменные и
каменные метеориты. Железные метеориты почти целиком состоят из
железа в соединении с никелем и незначительным количеством
кобальта. В каменных метеоритах находятся силикаты – соединения
кремния с кислородом и примесью других элементов (магния,
алюминия и др.). Встречаются в них и никелистое железо в виде
зернышек, рассеянных по всей массе метеорита. Железокаменные
метеориты состоят почти из равных количеств каменистого вещества и
никелистого железа. Совокупность имеющихся данных указывает на
то, что метеориты являютя обломками малых планет – астероидов.
Сталкиваясь между собой, они дробятся на более мелкие осколки,
падающие на Землю в виде метеоритов. Падение метеоритов
происходит всегда неожиданно. Большинство падает в океаны и в
пустынных местностях. Лишь малая доля метеоритов попадает в руки
исследователей. Изучение метеоритов имеет важное значение, так как
оно дает представление о составе, структуре и физических свойствах
космических небесных тел.
Задание 7. Включите в текст «Вулканы» приведенные ниже
фрагменты. Прочитайте полученный связный текст.
Вулканы
В Тирренском море, в группе Липарских островов есть
небольшой остров Вулькано. Еще в незапамятные времена люди
наблюдали, как из вершины громадной горы на острове вырывались
огонь и облака черного дыма и на большую высоту выбрасывались
раскаленные камни. Древние римляне считали остров владением бога
огня Вулкана. По имени этого бога огнедышащие горы впоследствии
стали называть вулканами.
13
С тех пор как образовалась твердая земная кора, на океанском
дне и на материках действуют вулканы. Самые могучие вулканические
вершины – Ключевская Сопка (4750 м) на Камчатке, Фудзияма в
Японии (3776 м), Этна (3340 м) на острове Сицилия. На Земле
насчитывается несколько тысяч вулканов. Из них 500 очень активны:
дымятся, грохочут, извергаются. Молодые вулканы возникают время
от времени на глазах людей, а старые насчитывают тысячи, а то и
миллионы лет.
Вулканы – это «окна» в глубь Земли, единственные доступные
прямому наблюдению проявления магматизма. Ведь лава – это и есть
магма, излившаяся из мантии Земли на поверхность. Магма
поднимается вверх по каналам и трещинкам в земной коре,
образующимся в результате сейсмической активности. Знаменитая
«огненная дуга» Тихого океана, включающая вулканы Камчатки,
Курил, Японии и Филиппин, – результат идущих современных
процессов горообразования. На Камчатке, например, расположены 29
действующих и более 300 потухших вулканов. Активная
вулканическая деятельность – признак геологической молодости
полуострова.
Раньше считалось, что корни вулканов уходят на большие
глубины, туда, где находятся расплавленные, огнедышащие недра
планеты. Теперь установлено, что вулканические очаги, подземные
резервуары магмы (расплавленных горных пород) располагаются не
очень глубоко, чаще всего на несколько десятков километров от
земной поверхности. На месте выхода магмы и подземных газов
возникает гора (холм). Отверстие, из которого выходит вулканический
материал, называется жерлом. На вершине вулкана обычно имеется
впадина, воронка – кратер. Если диаметр кратера велик (более 1 – 2
км), его называют кальдерой (в переводе с португальского – «котел»).
О вулканах написано много книг, составлены подробные
описи всех действующих вулканов нашей планеты, создана и бурно
развивается наука вулканология. Исследуются вулканы прежде всего
потому, что они грозное, опасное явление природы. В результате их
взрывов, раскаленных лавовых и грязевых потоков, удушающих
облаков пепла погибли миллионы людей, разрушены сотни городов и
сел, опустошены плодородные поля. В опасной близости от вулканов
живет много людей. Но ученые, наблюдая за поведением
действующих вулканов, научились вовремя предупреждать о
надвигающейся катастрофе. В арсенале вулканологов аэровизуальные,
сейсмические и геодезические методы, которые помогают изучению
важнейших событий в «жизни» вулканов.
14
И все-таки нам еще многое неизвестно о вулканах.
Продолжаются дискуссии ученых о движущих силах вулканических
извержений, о природе подземного жара.
Фрагмент 1.
Ученые выделяют от 6 до 10 главных типов извержений,
которым дают имя по названию вулкана или местности, где находится
вулкан. Извержения исландского типа происходят по трещинам.
Жидкая лава течет очень быстро и способна затоплять обширные
территории. В извержениях гавайского типа подобные потоки
изливаются из жерл вулканов. Более вязкие массы дают
стромболианские, везувианские и пелейские извержения. Во время
везувианских извержений газы скапливаются в жерле и, взрываясь,
выбрасывают на несколько километров вверх огромные массы пепла и
вулканических бомб в виде гигантского черного «дерева».
Фрагмент 2.
Познание
вулканов,
сложнейших
физико-химических
процессов, происходящих в земных недрах, – задача очень важная.
Ведь вулканизм в широком смысле сейчас рассматривается как
проявление единого космического, геологического, биологического и
антропогенного процесса, сформировавшего нашу планету. Изучая
вулканические извержения и их продукты, исследуя, как они
преобразуются в составные части земной коры, гидросферы и
атмосферы, специалисты приходят к выводу, что в течение многих
миллионов лет современный портрет земного шара в значительной
мере создавался вулканами. Вулканы играют важную роль в так
называемом газовом дыхании Земли, в биосферных круговоротах
многих химических элементов и соединений, в первую очередь
углекислого газа и воды. Некоторые ученые связывают с активизацией
вулканической деятельности глобальные изменения климата на Земле,
наступление ледниковых эпох и угасание или расцвет растений и
животных в геологическом прошлом.
Фрагмент 3.
Вулканизм – явление космическое. Вулканы существуют на
разных небесных телах – на Земле, Луне, Марсе, Меркурии и др. С
помощью хорошего бинокля или подзорной трубы в ясную ночь на
Луне можно увидеть вулканические цирки, кальдеры. На снимках
поверхности Марса с космических аппаратов видны типичные
вулканические конусы с кратерами на вершине. На Марсе обнаружен
15
самый большой из всех известных вулканов. Это гора Олимп. Ее
поперечник в основании превышает 500 км, а высота – 23 км. Вершина
гигантского конуса увенчана кальдерой диаметром 65 км. Фотографии
поверхности Меркурия свидетельствуют о том, что планета пережила
одну или несколько эпох интенсивного вулканизма. Полученные
научные данные вызывают немало вопросов. Чем похожи и чем
различаются вулканы на разных небесных телах? Как связаны вулканы
с собенностями атмосфер и каменных оболоческ планет? Космическая
вулканология помогает нам лучше узнать наши земные вулканы,
чтобы разобраться в сущности геотермальной энергии.
Задание 8. Прочитайте текст. Замените выделенные
конструкции краткими синонимичными.
Землетрясения
Не многие стихийные бедствия могут сравниться по
разрушительной силе и опасности с такими природными явлениями,
как землетрясения. Летопись землетрясений насчитывает миллионы
жертв, сотни разрушенных городов и поселков. Причем опасность
представляют не только сами колебания земли, но и огромные
морские волны (цунами), грязе-каменные потоки (сели), крупные
оползни, провалы земной поверхности, которые вызываются
землетрясениями.
Землетрясения стали изучать давно. Было высказано много
разных предложений о том, почему происходят подземные толчки.
Но, несмотря на все усилия, они оставались загадкой.
Когда для наблюдений за колебаниями земли ученые стали
применять сейсмические приборы, они выяснили, что волны
землетрясений бывают двух видов: продольные и поперечные.
Продольные волны являются особенно опасными. Эти волны
раскалывают строения, встряхивая их настолько сильно, что рушатся
даже самые прочные стены. Поперечные волны, которые расходятся
от очага землетрясения, действуют по принципу пружины. Это
значит, что чередуются волны растяжения и сжатия. Бывает, что они
подбрасывают сооружения. К счастью, очень мощные удары
поперечных волн случаются довольно редко.
Землетрясения длятся обычно несколько секунд или минут.
Очень слабые землетрясения человек не ощущает, они могут быть
зафиксированы только чувствительными сейсмографами. Отзвуки
сильных землетрясений прокатываются по всему земному шару и
регистрируется многими сейсмическими станциями мира. Когда
16
ученые сопоставляют показатели станций и характеристики волн,
они могут судить о строении земных недр, обнаруживают слои разной
плотности, очаги расплавленной магмы и т.д.
Районы, которые подвержены землетрясениям, распределены
на земном шаре неравномерно. Подземные толчки особенно часто
наблюдаются в прибрежных частях Тихого океана (Тихоокеанское
кольцо), азиатских горных массивах, на островах Индонезии, Камчатке
и Курильских островах, на Кавказе, Карпатах. Землетрясения,
имеющие незначительную силу, происходят и во многих других
районах.
Вопрос о том, каковы причины землетрясений, до сих пор
окончательно не решён. Безусловно одно: они связаны с движениями
земной коры. Сейсмическая активность велика на тех участках, где
наблюдаются растяжения литосферы (например, в СрединноАтлантическом хребте). Часты землетрясения и там, где отдельные
участки коры перемещаются вертикально.
Вызывают землетрясения тектонические силы, которые
разряжают свою энергию сравнительно неглубоко. Прочные горные
породы оказывают сопротивление этим силам. В тот момент, когда
достигается
предел
прочности
пород,
они
трескаются,
раскалываются, разрушаются. Отзвуки этих могучих процессов
доходят до земной поверхности в виде землетрясений.
В ХХ в. появился новый фактор, который вызывает
землетрясения, - геологическая деятельность человека. В тех случаях,
когда человек перемещает огромные массы грунтов при разработке
полезных ископаемых, производит подземные ядерные взрывы,
создаёт крупные водохранилища, которые своей массой давят на
отдельные участки земной коры, закачивает в недра Земли или
извлекает из них большое количество воды, нефти или газа, он, сам
того не желая, может вызвать подземные толчки. Подобные случаи
говорят о том, что имеется возможность не только искусственно
вызывать землетрясения, но, что самое главное, использовать их для
того, чтобы бороться с катастрофическими подземными толчками,
снимая напряжения с отдельных участков земной коры. Возможно,
когда-нибудь человек научится использовать сейсмическую энергию.
17
Задание 9. Сократите тексты за счет исключения
предложений или их частей, не несущих основной информации.
Запишите сокращенные варианты текстов.
Фотосинтез
Зеленый лист – уникальная лаборатория природы, где
происходят удивительные превращения веществ. Только растения
способны поглощать энергию солнечного света и преобразовывать ее в
химическую энергию. Этот процесс называется фотосинтезом. При
фотосинтезе под действием света с обязательным участием зеленого
пигмента хлорофилла из углекислого газа и воды образуются
органические вещества – глюкоза и крахмал. Так осуществляется
углеродное питание растений. При этом в атмосферу выделяется
кислород. Явление фотосинтеза открыл в 1772 г. английский ученый
Джозеф Пристли. Опытным путем он установил, что зеленые растения,
освещенные солнцем, «дают воздух, пригодный для дыхания».
Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз. Различают
световую и темновую фазы фотосинтеза. Во время световой фазы
осуществляются фотохимические процессы с использованием энергии
света. При темновой фазе происходит синтез углеводов (глюкозы).
Создаваемые вещества расходуются на рост и накопление биомассы
растения, а также служат пищей для других организмов.
Первыми осуществили реакцию фотосинтеза одноклеточные
синезеленые водоросли. Они обитали в водоемах пустынной планеты,
окутанной атмосферой из углекислого газа, аммиака и метана.
Медленно, но непрерывно выделяя в атмосферу свободный кислород,
растения совершенно изменими ее состав, а затем и весь облик Земли:
на нашей планете появился разнообразный растительный и животный
мир. В результате фотосинтеза растений в прошлые геологические
эпохи на Земле накопились огромные запасы углерода и органических
продуктов в виде каменного угля и торфа. Общая продуктивность
фотосинтеза огромна: ежегодно растительность Земли поставляет в
окружающую среду 145 млрд. т кислорода, накапливает более 100
млрд. т органических веществ и запасает около 3·10 21Дж энергии.
Значение фотосинтеза чрезвычайно велико. Оно определяется
тем, что фотосинтез – это основной (почти единственный) процесс
образования органических веществ на Земле. Ученые стремятся
проникнуть в тайны этого сложного многостадийного процесса для
того, чтобы научиться получать органические вещества из
неорганических искусственно, в лаборатории. Пока воспроизвести эту
реакцию искусственным путем не удалось. Однако растениеводы
могут направленно влиять на ход фотосинтеза, изменяя условия среды,
18
минеральное питание, освещение, водный режим (орошение),
температурный режим и т.д. Чем интенсивнее фотосинтез, тем больше
урожай зерна, плодов, зеленой растительной массы.
Черные дыры
Черные дыры – одни из самых интересных и загадочных
объектов во Вселенной. По мнению ученых, черные дыры возникают в
результате очень сильного сжатия какой-либо массы. При этом
гравитационное поле возрастает настолько, что не выпускает ни свет ,
ни любое другое излучение, ни тела. Для того, чтобы преодолеть
тяготение и вырваться из черной дыры, потребовалась бы скорость
больше скорости света. Однако такую скорость не может развить ни
одно тело. Поэтому из черной дыры ничто не может вылететь, не
может поступить никакой информации. После того как тело или какоелибо вещество попадет в черную дыру, наблюдатель никогда не
узнает, что произошло с ним в дальнейшем.
Существует гипотеза, что черные дыры возникают на
последней ступени эволюции достаточно массивных звезд. После
исчерпания запасов термоядерного топлива звезда теряет устойчивость
и под действием собственной гравитации начинает быстро сжиматься.
Происходит так называемый гравитационный коллапс, во время
которого возможны различные катастрофические явления. Они
приводят к сбросу части внешних оболочек звезды. А центральное
ядро звезды сжимается до размеров гравитационного радиуса и
превращается в черную дыру. Размер гравитационного радиуса
зависит от массы небесного тела. Так, для Земли такой радиус равен
приблизительно 1 см, для Солнца – 3 км.
Гравитационный коллапс в черную дыру представляет собой
явление, при котором законы общей теории относительности
становятся определяющими. Сам коллапс происходит как свободное
падение вещества к центру образующейся черной дыры, но в
соответствии с теорией А. Эйнштейна удаленный наблюдатель будет
видеть это падение как при все более замедленной киносъемке. В
стремительно нарастающем гравитационном поле происходит очень
сильное искривление пространства и изменяется течение времени.
Гравитационное поле служит источником своеобразных процессов в
окрестностях черной дыры, приводящих к мощным выбросам энергии.
Дело в том, что сюда стекается межзвездный газ, приносящий с собой
магнитные поля. Струи газа закручиваются вокруг черной дыры
наподобие диска и в конце концов втягиваются в нее. При этом газ
разогревается трением до температуры в миллионы градусов и дает
19
интенсивное излучение в рентгеновском диапазоне. По этому
рентгеновскому излучению астрономы пытаются обнаружить черные
дыры во Вселенной.
Некоторые ученые считают, что сверхмассивные черные дыры
возникают в центрах галактик. Именно они являются источниками
колоссального энерговыделения активных галактических ядер.
Однако с полной достоверностью черные дыры пока не обнаружены.
Их поиски во Вселенной продолжаются.
Задание 10. Прочитайте тексты «Биосфера» и «Владимир
Иванович Вернадский». Запишите сжатый вариант 1-го текста,
дополняя его информацией из 2-го текста, а также текста
«Биосфера и человек» (с. 5).
Биосфера
Люди издавна интересовались взаимоотношениями растений и
животных со средой, в которой они живут, а также границами
распространения жизни на нашей планете. Подмечали непрерывную
связь живых организмов с «неживой» природой. Такие знания
необходимы как основа правильного использования природных
ресурсов. Поэтому начиная с XVII в. передовые ученые Б. Варениус,
Ж.Б. Ламарк, А. Гумбольдт и др. пытались показать, что всё живое на
Земле и его окружение – единое целое, все части которого тесно
взаимосвязаны. Изменения в какой-либо из них всегда приводят к
нарушению взаимоотношений между всеми частями.
В 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс впервые назвал
«биосферой» (от греч. bios – жизнь, sphaira – шар) геологическую
оболочку Земли, где обитают живые организмы. Но только с 1926 г.,
когда вышла в свет замечательная книга В.И. Вернадского
«Биосфера», это слово получило широкое распространение в науке.
Учение В.И. Вернадского о биосфере заставило научный мир поновому взглянуть на нашу Землю.
Биосфера – это область распространения жизни на Земле.
Живые организмы населяют всю гидросферу – до дна самых глубоких
океанических впадин (более 11 км), нижние слои атмосферы до
высоты 25 км, т.е. до озонового экрана, и верхние слои литосферы. В
литосфере организмы с подземными водами могут опускаться на очень
большие глубины – до 2 и более км.
Биосфера с точки зрения физических процессов – открытая
энергетическая система, со входом и выходом. Энергетический вход –
это главным образом солнечная энергия. Она поглощается
20
первичными продуцентами – автотрофами (зелеными растениями),
которые производят органическое вещество. Это вещество (биомасса
растительных организмов) – основа для существования всех основных
групп организмов – гетеротрофов. Все живые организмы образуют
гигантский биологический круговорот биосферы, который не вполне
замкнут. На выходе из этого круговорота находятся минеральные
соединения (CO2, H2O и др.), остающиеся после деятельности
микроорганизмов-минерализаторов (деструкторов, или редуцентов,
которые разлагают остатки живых организмов), а также не до конца
разложенные остатки организмов, образующие за геологические
периоды залежи каменного угля, ила, торфа и т.п.
Биосфера, хотя и является единой, взаимосвязанной системой,
в свою очередь состоит из биогеоценозов – небольших участков
пространства с населяющими их живыми организмами, со своими
энергетическими входами и выходами. На суше границы биогеоценоза
обычно выделяют по характеру растительного покрова: изменение
растительности маркирует почвенные, геохимические и другие
границы. Размеры биогеоценозов различны: по горизонтали – от
нескольких сотен квадратных метров до нескольких квадратных
километров, а по вертикали – от нескольких сантиметров (на скальных
породах) до нескольких сотен метров (в лесах). Между соседними
биогеоценозами осуществляется обмен веществ в виде обмена газами,
водными растворами, твердыми веществами (перенос частиц грунта
ветром или водой), а также в своеобразной форме обмена «живого
вещества», посредством миграции животных.
Возникновение биосферы – результат сложного процесса
эволюции всей планеты, развития живого вещества как планетарного
явления. Биосфера возникла на Земле не менее 4,5 млрд. лет назад. На
первых этапах эволюции атмосфера планеты содержала мало
кислорода, но после возникновения и развития растений постепенно
обогащалась кислородом, что послужило одним из условий для
развития большинства групп животных. От одной геологической
эпохи
к
другой
структуры
организмов
усложнялись
и
совершенствовались. За «веком рыб» наступил «век земноводных»,
потом «век пресмыкающихся», в основном динозавров, и, наконец,
«век
млекопитающих
и
птиц».
Последние
тысячелетия
главенствующее место в биосфере стал завоевывать человек.
Человечество все более и более вторгается в жизнь биосферы, изменяя
течение процессов биологического круговорота.
21
Владимир Иванович Вернадский
С именем Владимира Ивановича Вернадского (1863 – 1945)
связана целая эпоха в развитии естествознания и современного
научного мировоззрения. Выдвигаемые им проблемы давали начало
новым направлениям в науке, а его идеи становились теоретической
базой разных отраслей знания.
Исследователь широчайшего профиля, В.И. Вернадский был
также одним из крупнейших организаторов науки. По его инициативе
была
организована
Комиссия
по
изучению
естественных
производительных сил России, на основе которой впоследствии
образовались самостоятельные научно-исследовательские учреждения.
Он также являлся одним из инициаторов создания Комиссии по
изучению вечной мерзлоты, организатором Международной комиссии
по определению возраста пород радиоактивным методом и Комиссии
по изотопам. Он был директором основанного им Государственного
радиевого института, создателем и первым ректором Крымского
университета.
В творчестве Вернадского сплелись в один узел химия,
геология и биология. Он стал основоположником биогеохимии,
радиогеологии и учения о биосфере. Его исследования начались с
минералогии. Ученый разработал методику научного поиска полезных
ископаемых, определения абсолютного возраста горных пород.
Величайшее значение имели его работы о строении силикатов и
алюмосиликатов, составляющих большую часть земной коры.
Вернадский также занимался изучением редких и рассеянных
элементов, вел поиски месторождений радиоактивных минералов и
проводил химические исследования радия и урана. Первым в России
он стал применять спектральный метод в геохимических
исследованиях.
Однако ученого больше интересовали не столько предметы,
сколько процессы. «Мне суждено сказать новое в учении о живом
веществе. Это учение может оказать такое же влияние, как книга
Дарвина», – писал Вернадский. До него понятие «биосфера»
отождествлялось с пленкой жизни, ничтожно малой по сравнению с
атмосферой, гидросферой или литосферой. В своей книге «Биосфера»
Вернадский впервые показал, что живые организмы в биосфере не
случайные гости, а часть закономерной организованности, результат
эволюции нашей планеты. По учению В.И. Вернадского, биосфера –
оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены
прошлой и современной деятельностью живых организмов.
Совокупность живых организмов в биосфере ученый назвал живым
22
веществом. Трансформируя солнечное излучение, живое вещество
вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот.
В последние годы жизни Вернадский пришел к выдающемуся
философскому открытию – идее перехода биосферы в ноосферу (от
греч. noos – разум). Ученый писал, что под влиянием научных
достижений и человеческого труда биосфера постепенно переходит в
новое состояние – сферу разума. Вернадский предсказывал, что вторая
половина ХХ века явится периодом иного, высшего понимания
структуры природы и использования ее богатств на благо человека.
Элементы ноосферы прослеживаются сегодня в совместном
использовании
человечеством
околоземного
космического
пространства в мирных, научных целях, осуществлении крупных,
глобальных проектов, направленных, например, на регулирование
транснациональных переносов загрязняющих веществ, принятии
различными государствами коллективных мер по предотвращению
загрязнения Мирового океана и т.п. Учение В.И. Вернадского о
биосфере и ноосфере в наше время стало основой экологической
стратегии человечества, от которой зависит его будущее.
Задание 11. Прочитайте план и 3 текста о ферментах.
Объедините материалы по плану и запишите сжатый вариант
текста. Озаглавьте его.
План
1. Определение ферментов.
2. Значение ферментов.
3. Свойства ферментов.
4. Структура ферментов.
5. Сущность ферментативной реакции.
6. Использование ферментов в промышленности.
7. Иммобилизованные ферменты.
Носители жизни
Ферменты (от латинского слова fermentum – закваска) – это
белковые вещества, ускоряющие жизненно важные химические
реакции в клетках организмов. Являясь катализаторами, они
образуют с исходными веществами неустойчивые промежуточные
соединения. Эти соединения, распадаясь, дают конечный продукт
данной реакции и освобождают ферменты.
23
Все процессы в живом организме – дыхание, пищеварение,
мышечное сокращение, фотосинтез и другие – осуществляются с
помощью ферментов. Они во много миллионов раз ускоряют самые
разнообразные химические превращения, из которых складывается
обмен веществ. Под действием различных ферментов составные
компоненты пищи: белки, жиры и углеводы – расщепляются до более
простых соединений, из которых затем в организме синтезируются
новые макромолекулы, свойственные данному виду. Вот почему
великий русский физиолог И.П. Павлов назвал ферменты «носителями
жизни». Нарушение деятельности ферментов ведет к возникновению
тяжелых болезней или смерти. Так, наследственная аномалия
умственного развития детей связана с отсутствием в их организме
одного из ферментов обмена углеводов, вследствие чего больные дети
не могут усваивать молочный сахар.
Важнейшей особенностью ферментов является высокая
специфичность (избирательность) их действия. Каждый фермент
ускоряет только одну какую-либо реакцию или группу однотипных
реакций. Направленность действия ферментов позволяет организму
быстро и точно выполнять сложную химическую работу по
перестройке молекул пищевых веществ в нужные ему соединения.
Уже во рту во время пережевывания пищи под влиянием фермента
амилазы сложный растительный углевод – крахмал – расщепляется до
простых сахаров. Реакции разложения продолжаются в кишечнике и
желудке. Например, жиры разлагаются на глицерин и карбоновые
кислоты (или их соли) под влиянием ферментов, называемых
липазами.
Ферменты значительно эффективнее (в 104 – 109раз)
небиологических катализаторов. Так, единственная молекула
фермента каталазы может расщепить за секунду до 10 тыс. токсичной
для клетки перекиси водорода, которая возникает при окислении в
организме различных соединений. Каталаза содержится почти во всех
клетках животных и растительных организмов.
Сейчас известно около 2 тыс. ферментов, но список этот не
закончен.
Одни
ферменты
катализируют
окислительновосстановительные реакции, другие осуществляют гидролиз
химических связей. Существуют ферменты, соединяющие молекулы
друг с другом; ферменты, переносящие большие и сложные группы
атомов от одной молекулы к другой, и т.д.
24
Как «работают» ферменты
Ферменты имеют довольно замысловатую пространственную
структуру. Длинная цепочка остатков аминокислот, образующих
молекулу белка, свернута в сложный клубок. При этом аминокислоты,
расположенные в цепи далеко друг друга, могут оказаться соседями.
Некоторые из возникших таким путем группировок аминокислотных
остатков проявляют каталитическими свойства и образуют активный
центр фермента. Высокая специфичность действия ферментов связана
с особенностями структуры их активных центров – она идеально
соответствует строению субстрата (вещества, на которое действует
фермент).
Каталитический
процесс
происходит
благодаря
согласованному действию всех функциональных групп активного
центра. В ходе ферментативной реакции происходит образование
фермент-субстратного комплекса. Под влиянием фермента субстрат
таким образом ориентируется в пространтсве и изменяет своего
конфигурацию, что катализируемая реакция происходит с меньшей
начальной затратой энергии, а следовательно, с намного большей
скоростью. После химической реакции комплекс распадается с
образованием продуктов реакции и свободного фермента. Важно
знать, что фермент только ускоряет реакции, а собственную энергию в
них не вносит. В тех же случаях, когда катализируется реакция,
требующая энергетических затрат (таких реакций очень много), в
процесс всегда вовлекается какой-нибудь источник энергии, например
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Скорость ферментативной
реакции зависит от многих факторов – природы и концентрации
фермента и субстрата, температуры, рН среды (показатель
концентрации ионов водорода в среде).
Некоторые ферменты для проявления активности нуждаются в
веществах небелковой природы – так называемых коферментах.
Белковая часть и небелковый компонент в отдельности лишены
ферментативной активности, но, соединившись вместе, они
приобретают характерные свойства фермента. Некоторые коферменты
– это вещества, близкие по строению молекулы к витаминам.
Витамины,
таким
образом,
являются
предшественниками
коферментов. Например, из витамина В12 образуются коферменты,
необходимые в процессе кроветворения.
25
Долговечные ферменты
К услугам ферментов – природных катализаторов химических
реакций – человек прибегал с незапамятных времен. Правда,
неосознанно. Наслаждаясь ароматным хлебом, вкуснейшими винами
или сырами, он не задумывался над тонкими механизмами,
лежавшими в основе их приготовления. Когда же в 1814 г. академик
Петербургской АН Кирхгоф (1764 – 1833) открыл, что «заводят» эти
механизмы именно ферменты, человечество отнеслось к ним с
большей симпатией и стало осмысленно использовать их.
В наши дни ферменты – одни из главных участников многих
биотехнологических
процессов.
Производство
новых
видов
энергетических ресурсов, получение некоторых пищевых продуктов и
напитков, улучшение сортов культурных растений, создание
фармацевтических препаратов и множество других областей
немыслимы сегодня без биологических катализаторов.
Облегчив многие задачи в разных отраслях промышленности,
ферменты породили и дополнительные хлопоты. Прежде всего
экономического характера. Если, ускоряя химические реакции в
организме, они не подвергаются никаким изменениям, то в заводских
условиях все оказалось иначе. Хрупкое сырье не удавалось перенести
из одной реакционной среды в другую или просто выделить из среды
для иных нужд. Поэтому «добыча» ферментов – дело весьма
дорогостоящее: повторно использовать их в биотехнологических
процессах было невозможно.
Сделать
ферменты
«долгоживущими»
позволила
иммобилизация – закрепление на поверхности твердого носителя,
превращение их в нерастворимые катализаторы. В качестве носителей
используют пористое стекло, целлюлозу, полимерные материалы и др.
Продукт, возникающий в результате каталитического действия
нерастворимого фермента, отделяют простым фильтрованием.
Иммобилизированные ферменты (их уже около 200) устойчивы и
пригодны для многократного использования в промышленных
установках.
Трудно сказать, что больше привлекало ученых в работах по
иммобилизации
ферментов:
возможность
открыть
новые
биохимические законы или конкретные практические задачи. Во
всяком случае, предложенные ими способы иммобилизации
ферментов стали достоянием биотехнологии и медицины.
Особенно удачным оказался способ фиксации ферментов на
электроде. Благодаря ему ученые открыли удивительное свойство
ферментов катализировать электрохимические реакции. Эта их
26
способность
пригодилась
при
разработке
всевозможных
аналитических приборов – биосенсоров, позволяющих с максимальной
достоверностью определить состав веществ в сложных биологических
жидкостях, например крови. Подаваемая на электрод жидкость
содержит миллионы разных молекул. Безошибочно различая среди
них только «знакомые», фермент вступает с ними в контакт.
Возникающий химический сигнал он преобразует в электрический,
величина которого пропорциональна количеству интересующего
вещества в крови.
Задание 12. Раскройте тему «Мировой океан», опираясь на
информативный материал приведенных ниже текстов. Составьте
план суммарного текста.
Мировой океан
Все океаны и моря, имеющие связь между собой, составляют
Мировой океан Земли. Океан занимает большую часть (70,8 %) земной
поверхности. Мировой океан условно делится материками и
меридианами их крайних точек на 4 части: Тихий, или Великий,
Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Площадь
их в % соответственно 50, 25, 21 и 4.
Основной особенностью Океана является соленость его воды
и постоянство соленого состава. Поваренная соль (NaCl) придает воде
соленый вкус, магниевая (MgCl2) – горький. В каждом килограмме
морской воды в среднем содержится 35 г соли. Соленость вод зависит
от соотношения между испарением, осадками и материковым стоком,
а также от процессов льдообразования и таяния. Наибольшая
соленость в зонах сухих пассатных ветров.
Морская вода – это раствор 44 химических элеменов. В
морской воде растворены газы; преобладают кислород, азот, а также
углекислый газ, сероводород, аммиак и метан. Плотность воды
повышается с увеличением солености, понижением температуры и
глубиной. Давление повышается на 1 ат на каждые 10 м глубины. Цвет
морской воды (видимая окраска моря) зависит от присутствия в ней
органических примесей и условий отражения лучей от поверхности
моря (облачности, волнения, высоты наблюдателя и др.). Он
изменяется от интенсивно-синего до желтовато-коричневого,
серовато-зеленого (во внутренних морях). Прозрачность воды
измеряется с помощью белого диска Секки. Ее величина соответствует
глубине в метрах, на которой белый диск перестает быть видимым.
Наибольшая прозрачность в Саргассовом море – до 66 м.
27
Температура морской воды зависит от широты места, климата
окружающих территорий, течений и др. Особенно высокая
температура в морях, окруженных жаркими пустынями, например в
Красном море – до 34º С, в Персидском заливе – до 35,6º С. В
умеренном климате температура изменяется в зависимости от времени
года и немного от времени суток. Среднегодовая температура
поверхности вод Океана равна 17,5ºС. По мере приближения к
полюсам температура понижается до –1,9º С. В высоких и умеренных
широтах Океана встречается лед, который бывает материкового и
морского происхождения. Существенное препятствие для свободного
плавания судов представляют айсберги – ледяные горы, которые
оторвались от ледников Антарктиды, Гренландии и др. Высота
айсбергов достигает 300 – 500 м, а длина – десятков километров. Вода
айсбергов очень чиста, она приближается к дистиллированной воде.
Морские течения уносят от экватора теплую воду в умеренные
широты, а из глубины на ее место поднимается холодная вода.
Нагреваясь на поверхности, она уходит в направлении полюсов, где
остывает, становится более плотной и опускается вниз. Подобные
перемещения вод Мирового океана способствуют более равномерному
распределению температур в водной массе, а также в тропосфере и на
земной поверхности. Мировой океан активно участвует в
формировании климатов Земли и погоды; его взаимодействия с
атмосферой сложны и привлекают пристальное внимание ученых.
В наше время изучение Мирового океана тесно связано с
использованием его минеральных и биологических ресурсов, а также
охраной от загрязнения (главным образом, нефтью).
Рельеф дна Океана
Дно океанов и морей имеет сложный рельеф, напоминающий
рельеф суши. Он изучается путем промеров отдельных точек и
вычерчивания соответствующих профилей. Можно выделить крупные
формы рельефа. Материковая отмель, или шельф, – мелководная
часть, окаймляющая материк, т.е. затопленная часть материка.
Глубина шельфа может достигать 550 м и более, обычно она
составляет около 200 м. Шельф характеризуется общностью
геологического строения с тем берегом, к которому он прилегает. Это
область накопления отложений, сносимых с суши (галечников, песков,
илов) с участием ракушечников, коралловых грунтов. В пределах
шельфа разрабатываются крупные месторождения нефти и газа,
например в Северном море.
28
Глубже следует часть океанического дна с более крутыми
уклонами и значительной расчлененностью в виде ступеней и
поперечных ложбин (подводных каньонов). Она называется
материковым склоном. Под действием силы тяжести осадочный
материал перемещается вниз по склону нередко в виде громадных
оползней и скапливается у его основания. Склон простирается от края
шельфа до глубины 3 – 5 км. Затем начинается ложе окана (абиссаль).
Это не идеальная равнина. Наряду с плоскими участками встречаются
подводные
хребты,
обширные
плато,
впадины.
Широко
распространены подводные вулканы. Подводные хребты могут
достигать высоты нескольких километров, наиболее высокие из них:
Центральный Атлантический, Центральный Индийский, горный
хребет Ломоносова в Северном Ледовитом океане и др. Подводные
хребты нередко выступают над поверхностью воды в виде островов
или гряды островов. Глубочайшая впадина Мирового океана –
Марианская (11022 м) – расположена в Тихом океане.
Жизнь в Мировом океане
Огромен и разнообразен живой мир Океана: более 150 тыс.
видов животных и более 10 тыс. видов водорослей обитают в нем.
Даже теперь, когда развились наземные животные и растения, в
водной среде их обитает значительно больше, чем на суше. Здесь
живут самые крупные животные, например кит, который в 25 раз
тяжелее слона – самого большого животного суши, а крупнейшие
растения – водоросли – имеют протяженность несколько десятков
метров. Условия существования в воде всего живого гораздо
благоприятнее, чем на суше: здесь нет резких колебаний температуры,
окружающая вода хорошо поддерживает в пространстве тело
организма и ему не нужен столь мощный скелет или корни, как
обитателям суши.
В органическом мире морей и океанов принято выделять
планктон, нектон и бентос. Организмы планктона не способны
активно передвигаться, а лишь пассивно переносятся течениями. Это
водоросли, обитающие в верхнем, освещенном слое воды
(фитопланктон), а также ракообразные, многочисленные простейшие,
медузы, гребневики, крылогие молюски и др. (зоопланктон). Планктон
служит пищей для рыб и многих водных животных. Планктонные
водоросли моут существовать в виде обширных скоплений, например
в знаменитом Саргассовом море в Антлантическом океане.
Организмы, способные активно плавать, – нектон. Они
противостоят течениям и перемещаются на значительные расстояния.
29
К нектону относятся рыбы, китообразные, ластоногие, черепахи,
пингвины, кальмары, водные змеи.
Бентос – это совокупность организмов, обитающих на дне и в
грунте морей и океанов. Зообентос образуют молюски, ракообразные,
рыбы, иглокожие и пр. Основную массу фитобентоса составляют
бактерии и водоросли. Самые крупные водоросли – ламинарии,
фукусы и др. Они прикрепляются ко дну и образуют густые подводные
леса. Самые глубоководные – красные водоросли; они растут
небольшими кустиками, иногда сплошным ковром устилая дно моря.
Условия существования для организмов на разных глубинах
неодинаковы. На прибрежных мелководьях, где постоянны волнения и
прибой, а также приливы и отливы, организмы имеют приспособления
к смене пребывания на воздухе и в воде, резким изменениям
температуры, воздействию солнца. Крабы снабжены цепкими
клешнями, а рыбы зоны прибоя имеют плавники-присоски. Обитатели
илистых и песчаных мелководий – креветки, двухстворчатые молюски,
морские звезды и др. – зарываются в грунт. Своеобразен
глубоководный животный мир. Тело животных снабжено тонкими
длинными придатками для обеспечения плавания. У некоторых нет
глаз, тогда как у других – очень большие глаза. На дне Марианской
впадины жизнь протекает в полной темноте и при давлении в 1000 ат,
но и там были обнаружены живые существа, похожие на плоских рыб.
Морские течения
В океанах и морях на расстояния в тысячи километров
перемещаются в определенных направлениях огромные потоки воды.
Такие потоки – «реки в океанах» – называют морскими течениями.
Движутся они со скоростью 1 – 3 км/ч, иногда до 9 км/ч. Система
морских течений обусловлена ветрами, расположением материков,
рельефом дна, физико-химическими различиями вод, отклоняющей
силой вращения Земли и др. Пассаты, непрерывно дующие по обеим
стороная экватора со скоростью 30 – 40 км/ч, образуют Северное
пассатное течение и Южное пассатное течение. Между ними –
компенсационное Межпассатное противотечение. Если бы не было
суши, эти течения так бы и огибали весь земной шар. Но материки
усложняют картину, заставляя течения раздваиваться.
Одним из наиболее мощных течений является Гольфстрим в
Атлантическом океане. Это течение несет воды в 20 раз больше, чем
все реки Земли, вместе взятые. Средний расход воды Гольфстрима
(объем воды, протекающей через живое сечение потока в единицу
времени) составляет 25 млн. м3/с.
30
В зависимости от температуры воды течения бывают теплыми
и холодными. Есть еще нейтральные течения, температура которых
одинакова с окружающими водами. Принося с собой тепло или холод,
течения влияют на климат. Например, Гольфстрим и его продолжение
– Северо-Атлантическое течение – выполняют в северном полушарии
роль «центрального отопления». Теплое Северо-Атлантическое
течение смягчает климат Скандинавского полуострова и вообще
северной половины Европы.
Вызванное ветром движение воды передается в глубину; при
этом каждый нижележащий слой из-за вращения Земли отклоняется в
северном полушарии вправо, а в южном – влево. На некоторой
глубине течение становится противоположным (поворачивает на 180º),
что практически означает его прекращение. Это происходит на
глубинах, не превышающих 300 м.
Интересны течения в проливах. В одних – проточные, когда
течение направлено в одну сторону (во Флоридском проливе), в
других – обменные, когда вода движется в противоположных
направлениях, как бы в два этажа (в Босфоре и в Гибралтарском), или
когда течения располагаются рядом друг с другом (проливы Лаперуза
и Дэвиса). В узких и мелких проливах направление меняется на
противоположное в зависимости от ветра (Керченский пролив).
Изучение морских течений ведется как в прибрежных зонах
морей и океанов, так и в открытом море на научных кораблях.
Своеобразную картину течений Мирового океана можно рассмотреть
по специальной карте.
Ресурсы Мирового океана
Океан обладает крупными пищевыми, минеральными и
энергетическими ресурсами.
Океан – кормилец человечества. Издавна человек в его водах
ловит рыбу, добывает морского зверя. Люди создают морские угодья
путем искусственного разведения водных организмов. Запасы
биомассы морей и океанов используются примерно на 70 %. Рыбы,
киты, тюлени, ракообразные, моллюски – всё это пица, богатая
жирами, витаминами и белками. Белки и жиры можно добывать из
водорослей, особенно из хлореллы: с 1 га собирают до 40 т ее сухого
вещества, из которого получают 20 т полноценного белка и 6 т жира. В
хлорелле содержится 15 витаминов, она гораздо питательнее пшеницы
и обладает рядом лечебных свойств.
Под толщей вод Океана скрыты большие запасы полезных
ископаемых. Они залегают на самом дне или глубоко в недрах. На
31
океанском шельфе добывается много нефти и газа. Во многих случаях
нефть залегает в море вблизи мест ее добычи на суше. Например, в
Мексиканском и Персидском заливах. В Мировом океане геологи
выделили более 180 нефтегазоносных бассейнов.
Из-под морского дна вблизи побережий добывается каменный
уголь в Великобритании, Японии, Канаде, Чили и других странах.
Железная руда добывается из морских недр в Канаде, во Франции,
Финляндии, Швеции. На границе между сушей и морем выносимый
реками обломочный материал образует прибрежные россыпные
месторождения. Из россыпей извлекают такие редкие элементы, как
титан, цирконий, торий и некоторые другие.
В открытом океане на поверхности дна котловин огромные
площади
занимают
залежи
железо-марганцевых
конкреций,
дополнительно содержащие ценные металлы – медь, никель и кобальт.
Сейчас созданы крупные международные организации по
использованию ископаемых океанического дна.
Мировой океан – крупный источник энергии. Он накапливает
тепло солнечного излучения, а потому можно использовать разность
температур морской воды, а также энергию приливов, волн,
берегового прибоя и течений. На приливных электростанциях
(например, на Баренцевом море) энергия морских приливов
превращается в электрическую.
32
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа