Муниципальноебюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняяобщеобразовательная школа №29»
Научно-исследовательскаяработа
Тема«Исследование физико-химических свойств паутины»
Автор работы:
Решетников Михаил Сергеевич
3 «Д» класс
МБОУ «СОШ №29»
Научный руководитель:
Баранова Ольга Валерьевна
Учитель начальных классов
МБОУ «СОШ №29»
г. Новокузнецк
2023 г.
2. Кто такие пауки и где ониживут 5
3. Что такоепаутина и для чего она нужна пауку? 7
1. Цель: определитьэластичность паутины 8
2. Цель: определитьлипкость паутины. 8
3. Цель: определить тонетли паутина в воде. 8
4. Цель: определитьнатурального ли происхождения паутина. 9
5. Цель: определитьрастворяется ли паутина в 70%-й уксусной кислоте. 9
6. Цель: определить влияетли на качество и внешний вид паутины перепад температуры. 9
7. Цель: определениелечебных свойств паутины. 9
1. Введение
Пауки всюду вокруг насделовито прядут свою изумительную паутину – необщительные, незаметные, тихие и,на взгляд многих, несимпатичные. О пауках и паутине написано так много, чтовроде бы и добавить нечего. Ученые давно заинтересовались удивительнымисвойствами паутины. Этот природный материал сочетает в себе два свойства -прочность и эластичность. Копилка удивительных фактов об удивительных свойствахпаутины, созданных самой природой, постоянно пополняется.
Человечество разгадало многиезагадки природы, но такой сложный процесс, как прядение паутины, воспроизвести,пока не удается. Эту непростую задачу ученые сейчас пытаются решить с помощьюсовременных достижений науки и техники.
Наблюдение за поведениемпауков – процессом плетения паутины, изучение видов паутины и ее свойствпозволит лучше раскрыть ее удивительные особенности и найти новые направленияее применения в жизнедеятельности человека.
Цель исследования – изучение физико-химическихсвойств паутины.
Задачи работы:
1. Узнать,кто такие пауки и где они живут.
2. Выяснитьчто такое паутина и для чего она нужна пауку.
3. Провести практическуюработу, направленную на изучение физико-химических свойств путины.
Объектом исследования являются физико-химическиесвойства паутины.
Предметом исследования является изучение свойствпаутины и возможностей ее использования людьми.
Гипотеза исследования: пауки – одно из чудес живойприроды, а их «продукт» – паутину можно использовать для практических целей вжизнедеятельности людей.
В работе использовались такиеметоды исследования, как: анализ литературы, наблюдение, эксперимент,сравнительный анализ.
Наблюдения за действиямипаука – плетением паутины и ловлей добычи показали, что паук никогда не сидит всамом центре своей ловчей сети, он прячется в каком-то укрытии поблизости. И отсети к укрытию обязательно тянется паутинка — сигнальная нить.
Физико-химические свойствапаутины исследовали с помощью проведения шести экспериментов: изучениеэластичности паутины, влияние температуры окружающей среды на паутину, изучениеособенностей взаимодействия паутины с водой, горение паутины, проверкапрочности паутины, химический состав паутины.
В ходеработы узналось много нового о жизни пауков. Изучены свойства паутины. Опыты показали, что паутина является натуральной,эластичной, тягучей, липкой, хорошо горит, плавает в воде, сохраняет тепло,устойчива к высокой и низкой температуре, отталкивает воду и является прочной.Значит, из паутины можно получать прочные и легкие материалы. Вещество, из которого образована паутина, не окисляется навоздухе, не разлагается без доступа воздуха.
2. Кто такие пауки и где они живут
Пауки– одно из чудес живой природы. Их разнообразие поражает воображение.Оказывается, паук — это не насекомое. Паук – это животное. Одно из самыхдревних животных в мире! Предположительно пауки появились в Палеозойскую Эру вКаменноугольный период — это было примерно 2-2,5 млрд. лет назад [1].
Пауки— это беспозвоночные живые существа. Пауки входят в самый многочисленный типгруппы беспозвоночных — тип членистоногих. Пауки очень прожорливые хищники,питаются главным образом насекомыми, которых они высасывают.
Паукиотносятся к классу паукообразных, отряд Арахнид. Название класса «Арахнида»происходит от греческого «арахна» – паук. В древнегреческой мифологииАрахной звали девушку, которая была настолько искусной ткачихой, что, вызвав насостязание саму покровительницу этого ремесла богиню Афину, выткала лучшую, чемона, ткань. Раздосадованная богиня превратила соперницу в паука, объявив, чтоотныне Арахна и весь ее род будут прясть и ткать до скончания века [2].
Пауки- многочисленная и разнообразная группа хищных членистоногих. На данный моментнасчитывается более 38000; видов пауков. И число их ежегодно пополняется 200 -250 видами [3].
В природесуществуют ядовитые пауки, пауки-птицееды, водоплавающие пауки и многие другие.
Паукииспользуют яд для убийства своих жертв. Ядовитые же пауки имеют более серьезныйяд, направленный на обездвиживание и убийство крупных жертв, и используемый имине только для пропитания, но и для человека. Вероятность смерти или получениясерьезного ранения от укуса очень мала [4].
Пауки-птицееды— это тропические жители, сейчас получившие популярность и в нашей стране, вкачестве домашних любимцев. Пауки-птицееды — крупные существа; их способ охотыможно назвать активным, поскольку они не ждут, пока животное запутается впаутине, а нападают на него из засады [4].
Несколькоразновидностей пауков часто встречаются в домашнем хозяйстве. Паук домовыйзаселил почти все уголки Земли. Он живет в различных человеческих постройках: вдомах, сараях, хижинах, предпочитая в них темные углы. Этот паук ведетмалоподвижный образ жизни. Однако, как все пауки, он — хищник: кормитсянасекомыми — мухами, комарами, жуками и другими насекомыми [4].
Всесветноераспространение и большая численность представителей данного отряда указываетна их значимость в природе. Пауки истребляют огромное количество насекомых иограничивают численность вредных видов, это позволяет использовать их для борьбыс вредителями растений.
Паукиобитают по всему земному шару, но в тёплых краях насчитывается больше всеговидов. Почти все пауки – наземные животные. Исключение составляет водяной паук,который живёт в воде. Ряд видов пауков охотятся на поверхности воды. Частьпауков строит гнёзда, убежища и норы, другие же не имеют постоянного местаобитания. В большинстве своём пауки являются ночными животными [5].
Наиболеебогаты пауками области с обильным растительным покровом, но встречаются они вовсех ландшафтных и климатических зонах, от полярных областей и высоких гор досухих степей и раскаленных пустынь. Пауки найдены в Гренландии близ ледников ина антарктических островах, многие виды обычны в горах на высоте 2 – 3 тыс. м,а один вид скакунов найден на Эвересте на высоте 7 тысяч метров [5].
Местаобитания пауков чрезвычайно разнообразны. Они живут в почве и на ееповерхности, в лесной подстилке, во мху, на травянистой и древеснойрастительности, под корой, в дуплах, под камнями, в трещинах скал, в пещерах, внорах и гнездах других животных, в жилище человека.
Большинствопауков живет оседло в своих постройках – логовищах и тенетах, но немало ибродячих, не имеющих постоянных убежищ.
Многие люди путают пауков снасекомыми. Паука можно легко отличить от насекомого: для этого достаточноподсчитать количество ног: у паука четыре пары ног (у насекомого три пары).Также одно из основных различий то, что у насекомых составные глаза, а у паукасингулярные глаза с линзами. К тому же, в отличие от насекомых, у пауков нет усиков[6].
Тело паука состоит из двухчастей [7].
Первая часть — этоголовогрудь. Вторая часть — мягкое брюшко.
На головогруди обычнорасположены восемь глаз.
Самая интересная особенность пауков – способностьплести паутину.
3. Что такое паутина и для чего она нужна пауку?
Паутина – это тоненькиетягучие и пластичные ниточки. Паук плетет паутину с помощью желез. Онивыделяют жидкость, которая при соприкосновении с воздухом превращается вшелковистую нить. Пауки вытягивают паутинную нить ногами из паутинныхбородавок, расположенных снизу на брюшке. Вытягивая нить, паук поддерживает ееодной ногой. Паук делает сначала большой квадрат из нити. Затем, двигаясь отцентра к краю квадрата, он делает около тридцати стежков, напоминающих лучи. Чем больше вытягивается нить, тем прочнее она становится.
Разные виды пауков плетутразную паутину. Самая обыкновенная — и, пожалуй, самая красивая — круглаяпаутина. По форме она близка к кругу, в котором из центра во все стороныразбегаются спицы радиальных нитей, соединенных тончайшими липкими спиралями. Вэти силки и попадают зазевавшиеся насекомые [Харитонов Д.Е., 2009: 206].
Воронковые пауки придаютсвоей ловчей сети форму конуса. Сплетя большую воронку в стеблях высокой травы,между камней или бревен, паук прячется на ее дне. Стоит жертве оказатьсяслишком близко, как он выбегает из убежища, хватает ее и затаскивает внутрь.
Другие пауки сплетаютогромные бесформенные полотнища. Нитей-липучек в них нет, но есть«нити-подножки», заставляющие насекомое потерять равновесие. Едва беспечнаябукашка споткнется и запутается в паутине, ее хозяин тут как тут со своимсмертоносным уколом. Именно такую сеть плетут домовые пауки [10].
Все пауки прядут паутину,играющую очень важную роль в их жизни, и находят ей самые разные применения.Это и паутинные коконы, где в тепле и безопасности из яиц развиваются крохотныедетеныши; и спасательные тросы вроде альпинистских, которые крепятся крастениям и не дают пауку упасть на землю. Из паутины пауки свивают гнезда назиму и, наконец, плетут ловчие сети [8].
Убольшинства плетущих паутину пауков плохое зрение, и добывать пропитание онимогут только с помощью ловчих сетей. Одни пауки устраивают засаду в центресети, другие прячутся где-нибудь в уголке, держа лапку на сигнальной нити,прикрепленной к одной из «спиц» паутины. Попав в липкие тенета, насекомоепытается из них вырваться. От его движений вся сеть начинает вибрировать, ипаук получает сигнал «есть улов». Он тотчас выбегает из засады, наносит жертвесмертельный укол и опутывает ее паутиной [8].
Некоторые пауки используютсвою паутину по-другому. К примеру, североамериканский паук выпускает ниточкудлиной около 5 см. К ее кончику прикреплена бусинка клея, которой паук наноситжертве хлесткий удар. Этот клей содержит особые химические вещества,привлекающие самцов мотыльков. Паук размахивает ловчей нитью, привлекая добычузапахом. Едва жертва приблизится, он наносит ей удар этим своеобразнымкистенем, намертво приклеивая к шарику, и подтягивает к себе [9].
Паутинана ощупь липкая. Паук делает ее такой, чтобы к ней прилипали разные насекомые.Чтобы не попасть в собственную ловчую сеть, паук постоянно вырабатывает немногосухой нити. Он хорошо знает, где находятся безопасные участки, и, притаившисьна одном из них, терпеливо ждет, пока жертва не попадет в тенета. К тому же,лапки паука выделяют маслянистое вещество, благодаря которому они неприклеиваются к паутине [9].
Паук узнает, что в его сетьпопала добыча с помощью сигнальной нити [9].
Он никогда не сидит в самомцентре своей ловчей сети, он прячется в каком-то укрытии поблизости. И от сетик укрытию обязательно тянется паутинка — это и есть сигнальная нить. Паутинареагирует на вибрации, паук выскакивает из укрытия и бежит к центру паутины.
4. Изучениесвойств паутины
1. Цель: определить эластичность паутины
2. Цель: определить липкость паутины.
3. Цель: определить тонет ли паутина в воде.
Приборы и материалы:емкость с водой, паутина.
Ход опыта: небольшойкусочек паутины поместили в воду. Паутина не растворилась. Паутина намокла, ноне утонула, она как будто сжалась.
Вывод: паутина очень легкая,даже при намокании не тонет в воде.
4. Цель: определить натурального ли происхождения паутина.
Приборы и материалы:спички, щипцы, паутина.
Ходопыта: берем паутину щипчиками, поджигаем ее. Она горит.
Вывод:паутина горит, а не плавится. Значит это полностью натурального происхожденияпродукт. При горении паутина издает неприятный запах, похожий на запах горелоговолоса.
5. Цель: определить растворяется ли паутина в 70%-й уксусной кислоте.
Приборы и материалы:стеклянная чашка, 70%-я уксусная кислота, паутина.
Ход опыта: паутинуположили в стеклянную чашку, капнули 70% уксусной кислоты. Паутина нерастворилась. Прошло 15 минут, паутина не растворилась, через 30 минут паутинатоже не растворилась. После 6 часов опыта паутина не растворилась. Прошло еще18 часов – паутина не растворилась.
Вывод: паутина в 70%-йуксусной кислоте не растворяется, но свернулась в клубок.
6. Цель: определить влияет ли на качество и внешний вид паутины перепадтемпературы.
Приборы и материалы:герметичный полиэтиленовый пакет, морозильная камера, градусник, паутина.
Ход опыта: поместили вполиэтиленовый герметичный пакет паутину и положили в морозильную камеру, гдетемпература воздуха минус 10 С, на 24 часа. По внешнему виду и качеству(осталась клейкой) паутина не изменилась.
Повесили этот же пакет кбатарее, где температура воздуха плюс 20 С, внешний вид паутины не изменился,остался прежним. По качеству паутина не изменилась-осталась клейкой.
Вывод: на внешний видпаутины и ее качество (клейкость) не влияет резкий перепад температуры воздуха.
7. Цель: определение лечебных свойств паутины.
В сети «Интернет» естьвидео с данным экспериментом. В нем участвовала женщина, которая обожгла себеруки кипятком. На одну из рук она накладывала бинт с паутиной, а на вторую-обычную медицинскую повязку с заживляющей мазью, используемую в традиционноймедицине. В течении недели она вела дневник наблюдений и провела сравнение:рука, которая обрабатывалась бинтом с паутиной зажила быстрее и была менееболезненна.
Вывод: паутина обладаетлечебными свойствами.
Опыты показали, что паутина является натуральной,эластичной, тягучей, липкой, хорошо горит, плавает в воде, сохраняет тепло,устойчива к высокой и низкой температуре, отталкивает воду и является прочной.Значит, из паутины можно получать прочные материалы. Вещество, из которогообразована паутина, не окисляется на воздухе, не разлагается без доступавоздуха.
5. Заключение
Паутина считается одним из самых прочных иэластичных волокон в мире, а также она обладает антисептическими свойствами.Уже много лет ученые различных стран пытаются наладить массовое производстводанного материала, чтобы изготавливать из него бронежилеты, одежду, бинты идругие необходимые вещи. Тончайшие, переливающиеся на солнце нити,переплетенные в сложные узоры, давно привлекали внимание ученых. Главная ихзагадка — необыкновенная прочность. Они легко выдерживают удар насекомого,врезающегося в них с большой скоростью. А удар этот можно сравнить с ударомснаряда, если в паутину влетает, скажем, большой жук. Да и сам паук раскачиваетсяна своей паутине, не разрывая ее. А в природе встречаются весьма крупные пауки.
Человек подсмотрел в природе и скопировал многополезного для себя. Но повторить такой сложный процесс, как прядение паутины,пока не удается. Российские ученые работают над созданием суперматериала –искусственного аналога паутины.
Наблюдения за действиями паука – плетением паутины иловлей добычи показали, что паук никогда не сидит в самом центре своей ловчейсети, он прячется в каком-то укрытии поблизости. И от сети к укрытиюобязательно тянется паутинка — сигнальная нить.
В ходе работы я узналмного нового о жизни пауков. Изучены свойства паутины. Благодаря полезнымсвойствам паутины, человек может ее использовать в своей жизнедеятельности.Паутина обладает кровоостанавливающим действием и способствует заживлениютканей. Эти свойства паутины нужны современной медицине. Врачи могутиспользовать ее для наложения швов. Паутина — отличный материал дляизготовления прочных и легких тканей. Например, если создать паутинную нитьтолщиной с карандаш, то сетка из таких канатиков сможет остановить летящийсамолет.
Опыты показали, что паутина является натуральной, эластичной, тягучей,липкой, хорошо горит, плавает в воде, сохраняет тепло, устойчива к высокой инизкой температуре, отталкивает воду и является прочной. Значит, из паутиныможно получать прочные и легкие материалы. Из паутиныпауки свивают гнезда на зиму и, наконец, плетут ловчие сети. Паутина – этоочень интересный и полезный натуральный материал. Этот материал обладает всеминужными свойствами, он прочный, эластичный и легкий, кроме того нетоксичен дляклеток человека.
Итак, паутина – необычный и очень перспективныйматериал, абсолютно экологически чистый, и ее применение является весьмаполезным.
6. Список литературы
1. СеменовИлья. Изучение свойств паутины и возможностей её использования людьми. Сборникматериалов второй Всероссийской конференции «Первые шаги в науку», 15 декабря2015 года, г. Таганрог – [б.м.]: Издательские решения, 2015. — С. 98-107. – ISBN 978-5-4474-4338-2.
2. АкимушкинИ.В. Мир животных. Насекомые. Пауки. Домашние животные. – М.: Мысль, 2016. –489 с.
3. Большойэнциклопедический словарь «Биология» // под ред. М. С. Гилярова. – М.: Большаяроссийская энциклопедия, 2016. – 325.
4. Большаядетская иллюстрированная энциклопедия / пер. с итал. Л.В.Золоевой. – М.: АСТ:Астрель, 2008. – 325.
5. Детскаяэнциклопедия // под ред. Ю.В..Шокарева. — М.: «Росмэн», 2016. – 200 с.
6. ЛангеА.Б. Отряд пауки // Жизнь животных. 2-е изд. М.: Просвещение, 2010 – 470 с.
7. Насекомыеи пауки. Полная энциклопедия / Перевод с англ. М. Авдониной. – М.: Эксмо, 2007.– 256 с.
8. Пауки(Материал из Википедии – свободной энциклопедии) // http://ru.wikipedia.org/wiki. – Дата обращения:декабрь 2021 г.
9. Пауки ипаутины // http://rndnet.ru/part-photop/pauki-i-pautiny. – Дата обращения: декабрь2021 г.
10. ХаритоновД.Е. Каталог русских пауков. – М.: Эксмо, 2009. – 206 с.
11. Энциклопедия.Открой мир вокруг себя / Перевод с англ.
М. Авдониной. – М.: Эксмо, 2016. – 256 с.
12. Справочникхимика 21 // http://chem21.info/info/915751/ – Дата обращения: декабрь 2021 г.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
