Содержание: 1. Введение…………………………….стр.2 2. Теоретическая часть………………стр.2-6 3. Практическая часть……………….стр.7-8

Содержание:
1. Введение…………………………….стр.2
2. Теоретическая часть………………стр.2-6
3. Практическая часть……………….стр.7-8
4. Заключение…………………………стр. 9
5. Список литературы………………..стр. 10
6. Приложения………………………...стр.11-14
1
Крепость куриного яйца: правда или вымысел?
Проблемный вопрос:
Можно ли назвать яйцо «крепостью» для будущих птенцов?
Цель:
1.Выяснить, какой вес выдерживает куриное яйцо.
2.Изучив строение куриного яйца, выяснить, что придаёт крепость скорлупе
куриного яйца.
Задачи:
1.Определить практически какой вес выдерживает куриное яйцо.
2.Определить практически разницу выдерживаемого веса сырого и варёного
яйца.
3.Рассмотреть строение куриного яйца, выяснить, что влияет на его крепость.
4.Провести анализ скорлупы куриного яйца.
Временные рамки: декабрь-февраль.
Введение.
Меня заинтересовал вопрос, какой вес сможет выдержать куриное яйцо. Те,
кто отмечает праздник Пасхи, наверняка знает такую традицию, что в этот
день все красят яйца, а затем за праздничным столом устраиваются
своеобразные яичные бои, в любом случае из них кто-то выходит
победителем, а кто-то проигравшим. Когда я помогала маме на праздник
Святой Пасхи красить яйца, часто и мы сталкивались с братом и друзьями в
определении крепости того яйца, которое мы выбирали. Поэтому я решила
ответить на свой вопрос, проведя практическое исследование. Так почему же
одно яйцо при ударе разбивается, а другое остается целым? Стоит подумать
насколько же прочное куриное яйцо? Если учесть тот факт, что курица
высиживает яйца около трех недель, при этом все время сидит на них, а вес
курицы около 2-3 килограмм! Так вот становится интересным, какой же вес
сможет выдержать обычное яйцо, а также интересно в каком именно месте
яйцо самое прочное?
2
Теоретическая часть.
Самки всех видов птиц откладывают яйца. Разные виды птиц несут яйца
различной формы, это зависит от места, куда обычно данный вид птицы
откладывает свои яйца. Птицы, устраивающие гнёзда в ямках или лунках,
имеют круглую форму яиц. Птицы, гнездящиеся на выступах скал, имеют
яйца продолговатой формы. Как правило, чем крупнее птица, тем более
крупные яйца она откладывает, однако из этого правила есть исключения.
Яйца выводковых видов, птенцы которых сразу же способны самостоятельно
кормиться, крупнее по отношению к телу матери, чем у птенцовых видов, чьё
потомство появляется на свет беспомощным. Отношение массы яйца к массе
тела у мелких видов часто больше, чем у крупных. Самым крупным яйцом
считается яйцо африканского страуса. Однако если сравнивать
относительный вес по сравнению с размерами самой птицы, то вес
страусиного яйца составляет 1 % от веса страуса. Яйцо колибри составляет 6
% от веса самой птички. Яйца некоторых птиц, живущих в горных
местностях, имеют «ребро» (подобно ребру жёсткости). Это ребро
необходимо для того, чтобы не разбить яйца, когда птица приземляется на
гнездо, которое имеет малую площадь. Было установлено, что «ребро» может
выдержать давление около 40 кг/см², в то время как на стороне без ребра до 2
кг/см². Поверхность яйца может быть шероховатой или гладкой, матовой или
блестящей и почти любого цвета от тёмно-лилового и зелёного до чисто
белого. У некоторых видов она покрыта крапинами, иногда образующими
венчик вокруг тупого конца. Окрас птичьих яиц зависит от места и образа
гнездования. Яйца многих скрытно гнездящихся птиц, а также многих
домашних куриц белые, а у тех, кто откладывает их на земле, окраска
скорлупы часто сливается с фоном из камешков или растительной ветоши,
которыми выстлано гнездо. Яйца птиц получают окрас за счёт пигментов ещё
в половых путях самки. Например, пигмент биливердин в хелатном
соединении с цинком придаёт яйцу зелёный или голубой окрас, а
протопорфирин даёт красный, коричневый окрас, или пятна таких цветов.
Польза куриных яиц.
Куриные яйца содержат: кальций, железо, марганец, цинк, витамины группы
A, E, В, белки. Яйца полезны для кроветворения. Содержащиеся в яйцах
вещества препятствуют образованию катаракты, защищают глазной нерв,
нейтрализуют вредное воздействие окружающей среды. Яйца укрепляют
кости и суставы, стимулируют иммунную систему. Повышают умственную
работоспособность. Белки яйца имеют самую высокую пищевую ценность из
всех белков животного происхождения. Яйца - единственный продукт,
который усваивается организмом на 97-98%, практически не оставляя
шлаков в кишечнике. Но, употребление яиц понижает полезный уровень
холестерина, увеличивая "плохой" холестерин, что увеличивает вероятность
3
возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Это можно легко
предотвратить, просто путем употребления антиоксидантов. Продукты,
содержащие наибольшее количество антиоксидантов: чернослив, изюм,
финики, ежевика, земляника, малина, слива, апельсины, вишня, клюква,
красный виноград, капуста, шпинат, брюссельская капуста, ростки люцерны,
брокколи (цветки), свёкла, красный перец, лук зеленый чай, сухое красное
вино, бобовые культуры. Обыкновенная яичная скорлупа содержит больше
микроэлементов, чем любая упаковка дорогих мультивитаминов: фтор, медь,
железо, марганец, молибден, фосфор, серу, цинк, кремний и другие - всего 27
элементов! Скорлупа 1 яйца содержит 2 г кальция (наиболее полное
усвоение кальция организмом происходит при сочетании его с лимонной
кислотой). Скорлупа яиц, сваренных вкрутую чуть менее активна, но зато
готова к использованию.
Состав 100 гр. продукта:
вода, г
74
белки, г
12.7
жиры, г
11.5
углеводы, г 0.7
зола, г
1
калий, мг 140
кальций, мг55
магний, мг 12
натрий, мг 134
фосфор, мг 192
железо, мкг 2500
йод, мкг 20
кобальт, мкг
10
марганец, мкг
29
медь, мкг 83
молибден, мкг 6
фтор, мкг 55
цинк, мкг 1110
витамин А(ретинол), мг
0.25
витамин B-каротин, мг 0.06
витамин Е(токоферол), мг 2
витамин В1 (тиамин), мг
0.07
витамин В2 (рибофлавин), мг
0.44
витамин В9 (фолиевая кислота), мкг
7
витамин РР (ниацин), мг
0.19
калорийность, ккал
157
Строение яйца.
4
Строение яйца птиц соответствует его назначению — оно содержит всё
необходимое для развития нового организма. Снаружи яйцо покрыто
известковой скорлупой, состоящей главным образом из карбоната кальция.
Её функции: механическая защита зародыша, газообмен, противомикробная
защита, источник минеральных веществ на образование скелета зародыша.
Снаружи скорлупа покрыта надскорлуповой оболочкой, защищающей яйцо
от проникновения микробов. Разобьем скорлупу куриного яйца - мы делаем
это так часто! Под скорлупой обнаруживаем плотную, как пергамент, белую
пленку, состоящую из двух слоев. Это подскорлуповая оболочка. У тупого
конца яйца она отходит, образуя воздушную камеру. В воздушной камере
находится запас воздуха для первого вздоха зародыша. По размерам камеры
обычно можно судить о свежести яйца: если поместить свежее яйцо в слабый
солевой раствор, то оно опустится на дно, так как воздушная камера мала, а
несвежее яйцо всплывает, так как эта камера увеличилась в объеме. Под
подскорлуповой оболочкой находится студенистая масса белка, сквозь
которую просвечивает желток. Белок в яйце – главный амортизатор при
поворотах и сотрясениях, кроме этого он – источник воды для зародыша. В
середине яйца на белковых канатиках – халазах подвешен желток в
желточной оболочке. С желтка, собственно, и начинается яйцо. В составе
желтка – питательные вещества и вода. В верхней части желтка находится
светлое пятнышко – зародышевый диск – делящиеся клетки ядра и активной
части цитоплазмы. Зародыш обеспечен всем необходимым. Бывают случаи,
когда созревают сразу две или три яйцеклетки. Проходя одновременно по
яйцеводу, они могут покрыться белком и скорлупой вместе, так что
получится яйцо, содержащее два или три желтка. Впервые изучил строение
яйца талантливый английский врач Уильям Гарвей. «Все - из яйца!» утверждал он. Гарвей покрывал яйца лаком и зародыши гибли. Значит, в
скорлупе есть поры, через которые и осуществляется газообмен. Кислород
поступает в яйцо, а пары воды и углекислый газ выводятся наружу. Если
яйцо отпустить в сосуд с водой, под давлением сжатого воздуха из скорлупы
через поры выходят в воду пузырьки воздуха. Первые 5 суток зародыш
дышит за счет диффузии воздуха через поры в скорлупе. Скорлупа сама газы
не пропускает, но она пронизана порами, через которые и осуществляется
газообмен. Кислород поступает в яйцо, а пары воды и углекислый газ
выводятся наружу. Если пор много и поровый канал широкий, то газообмен
проходит быстро. Если поровый канал длинный, то есть скорлупа толстая,
газообмен идет медленно: чем толще скорлупа, тем медленнее, поскольку
обмен затруднен вязкостью воздуха. Поэтому в толстой скорлупе поры
должны быть широкие, а в тонкой - узкие. В тупой части скорлупы они
размещены гуще, чем в острой. В скорлупе среднего куриного яйца имеется
10000 пор. Чем больше яйцо, тем быстрее должен поступать в него кислород.
Это связано с закономерностью: объем яйца (и масса эмбриона, и его
потребность в кислороде) растет в кубе, а площадь поверхности яйца - только
в квадрате. Величина же яйца меняется у птиц от одного грамма у колибри до
5
килограмма у африканского страуса - объем такого яйца около полутора
литров. А у вымерших в пятнадцатом веке мадагаскарских эпиорнисов,
родственников страусов, объем яйца достигал восьми - десяти литров! Как
справляется со всеми этими сложностями скорлупа? Этот вопрос впервые
поставил тридцать лет назад американский профессор Герман Ран. Позднее
исследования специалистов из различных лабораторий мира подтвердили,
что скорость газообмена через скорлупу (или газовая проводимость
скорлупы) действительно возрастает при увеличении размеров яйца. Однако
зависимость оказалась не прямо пропорциональной. При десятикратном
увеличении массы яйца проницаемость скорлупы для кислорода возрастает
только в 6,5 раза. При этом длина поровых каналов, то есть толщина
скорлупы, не уменьшается (это снижало бы прочность скорлупы), а тоже
увеличивается, хотя и медленнее. Зато число пор в шестисотграммовом яйце
страуса-нанду в 18 раз больше, чем в курином яйце, весящем шестьдесят
граммов.
1. Скорлупа
2, 3. Подскорлуповая оболочка
4, 13. Канатик (халазы)
5, 6, 12. Белок (разный по консистенции)
7. Желточная оболочка
8, 10, 11. Желток
9. Зародышевый диск
14. Воздушная камера (пуга)
15. Кутикула
Обыкновенная яичная скорлупа содержит больше микроэлементов, чем
любая упаковка дорогих мультивитаминов: фтор, медь, железо, марганец,
молибден, фосфор, серу, цинк, кремний и другие - всего 27 элементов!
Скорлупа 1 яйца содержит 2 г кальция. Прочностью куриного яйца уже давно
заинтересовались ученые, и не раз проверяли прочность птичьих яиц. По
форме яиц было создано множество архитектурных памятников во всем
мире: Купол собора Санта-Мария во Флоренции, Большой национальный
театр в Пекине, небоскрёб в Бомбее, Украинский музей «Писанка» и многие
другие. Это в очередной раз доказывает прочность яйца в вертикальном
положении, ведь все эти здания стоят именно в вертикальном положении.
Было бы интересно увидеть строение в форме горизонтального яйца, но
видимо архитекторы знают, что в лежачем положении здания не будут
такими же прочными и не могут дать гарантию долговечности этих построек.
Также прочность вертикального яйца могут подтвердить два следующих
6
факта: в гнездах птиц яйца тоже лежат вертикально, также как и в
контейнерах продуктовых магазинов! Но, не смотря на это, все же не удалось
ответить на второй вопрос, почему же одно яйцо разбивается, а другое нет.
Практическая часть.
1. Если учесть тот факт, что курица высиживает яйца около трех недель, при
этом все время сидит на них, а вес курицы около 2-3 килограмм! Так вот
становится интересным, какой же вес сможет выдержать обычное яйцо, а
также интересно в каком именно месте яйцо самое прочное?
Чтобы ответить на эти все вопросы я решила провести следующий
эксперимент. Для его проведения я купила куриные яйца, часть сварила
вкрутую, а часть оставила сырыми. Для точности опыта я изготовила
специальную установку: взяла два квадрата фанеры, в их углах сделала
отверстия и вставила в них гвозди. Затем я положила яйцо по центру одного
квадрата и накрыла вторым квадратом. Сверху сооружения я постепенно
укладывала грузы и ждала, пока треснет скорлупа. Таким образом, я хотела
рассчитать, какую же массу выдержит яйцо. Опыты проводила двумя
путями, одни яйца я укладывала вертикально, а другие горизонтально.
Получила я следующие данные, итак: в горизонтальном положение яйцо
может выдержать 4100 грамм, а в вертикальном намного больше –
8040грамм. А эти цифры указывают на большую прочность яйца. Кроме
того, я определила практически, какое яйцо (варёное или сырое)
выдерживает больший вес. Оказалось, что сырое яйцо более прочное. Сырое
яйцо выдерживает вес 4100 граммов, а варёное яйцо 3500 гр. (в
горизонтальном положении). Приложения № 1- 7.
2. Практически рассмотрела строение куриного яйца, провела визуальный и
химический анализ скорлупы.
Опустив яйцо в стакан с водой, заметила, как поднимаются вверх пузырьки
газа, следовательно, именно через скорлупу осуществляется газообмен,
увидеть поры можно и невооруженным глазом, но лучше они заметны под
лупой. В тупой части скорлупы они размещены гуще, чем в острой.
Приложения № 10, 11.
Выяснила, что скорлупа состоит из карбоната кальция, что показала
качественная реакция на карбонаты. Я предположила, что крепость скорлупы
варёного яйца уменьшается потому, что при варке яиц, карбонат кальция
частично вымывается в воду. Подтвердила свою гипотезу, проведя
качественную реакцию на карбонаты, используя воду, в которой варились
яйца. Приложения № 8, 9,12-15
Выводы:
7
• В горизонтальном положение яйцо может выдержать 4100 грамм, а в
вертикальном намного больше – 8040грамм.
• Оказалось, что сырое яйцо более прочное. Сырое яйцо выдерживает
вес 4100 граммов, а варёное яйцо 3500 гр. (в горизонтальном
положении).
• На скорлупе яиц имеются поры, через которые осуществляется
газообмен. Увидеть поры можно и невооруженным глазом, но лучше
они заметны под лупой. В тупой части скорлупы поры размещены
гуще, чем в острой.
• Тупая сторона яйца менее прочная, так как там находится воздушная
камера.
• Скорлупа состоит из карбоната кальция, это доказала качественная
реакция на карбонаты.
• Крепость скорлупы варёного яйца уменьшается потому, что при варке
яиц, карбонат кальция частично вымывается в воду.
• Подтвердить эту гипотезу удалось, проведя качественную реакцию на
карбонаты, используя воду, в которой варились яйца.
8
Заключение.
Процессы, которые протекают при развитии зародыша, можно сравнить со
строительством дома или, еще лучше, крепости, поскольку от внешнего мира
зародыш отгорожен крепкой стеной - скорлупой. При постройке дома
необходимы строительный материал и энергия. Строительным материалом
зародышу служат высокомолекулярные органические соединения - белки,
углеводы и жиры. Это своего рода "руда", из которой растущий организм
черпает строительные кирпичики, прежде всего аминокислоты и сахара,
чтобы построить из них собственные белки и углеводы. Топливом являются
те же углеводы и жиры. Для их сжигания необходим кислород, который
поступает к зародышу через поры в скорлупе. Но и это еще не все. В
процессе построения тела эмбриона образуются "строительные шлаки" и
отходы от сжигания топлива - ядовитые для организма азотистые вещества и
углекислый газ. Их необходимо удалять из растущего организма и его
непосредственного окружения.
Как же
решаются эти проблемы?
Питательные вещества заблаговременно запасаются в яйце: желток, по
существу, - кладовая с пищевыми запасами. Итак, проблема энергии и
стройматериалов решена. А вот куда девать токсичные вещества? Птицы
захоранивают отходы прямо в яйце, в особом "мусорном" мешочке,
называемом аллантоисом. Аллантоис связан с кровеносной системой
зародыша и вместе со "шлаками" остается в яйце после того, как птенец уже
вылупится и покинет яйцо. Продукты распада выделяются в сухой, плохо
растворимой форме (иначе они могли бы отравить зародыш) - это не
мочевина и не аммиак, а "сухая" мочевая кислота. А как решается вопрос с
"топливом"? Как проникает в яйцо кислород? И как выводится из него
углекислый газ? Проведя свои эксперименты, я могу утверждать, что за эти
процессы отвечает скорлупа и поры, которыми она пронизана. Поры в
скорлупе позволяют зародышу получать кислород. Но через поры же
испаряется драгоценная вода. Поэтому вода хранится в белке с "запасом", а
испарение используется для особых нужд. Благодаря такому частичному
испарению воды на широком полюсе яйца постепенно образуется свободное
пространство, которое называют воздушной камерой. К этому времени
птенец переходит на активное дыхание легкими. В "камере" же
накапливается воздух, которым птенец наполняет легкие после того, как
прорвет клювом подскорлуповую оболочку. Кислород здесь еще сильно
перемешан с углекислым газом, так, что собирающийся начать
самостоятельную жизнь птенец как бы постепенно привыкает к дыханию
атмосферным воздухом. Но остается еще одна проблема: как доставить
зародышу воду? Да и где в птичьем гнезде взять воду? Остается одно:
запасти ее заранее, пока яйцо еще находится в яйцеводе. Для этого и служит
белок яйца. Таким образом, можно считать, что куриное яйцо является
настоящей крепостью для будущего птенца, а скорлупа играет роль мощной
крепостной стены.
9
Литература:
1. Нога Г.С. Наблюдения и опыты по зоологии. – М.: Просвещение, 1979.
2. Феномен жизни (раздел тома «Биология» серии «Энциклопедия для
детей») / Главный редактор М.Д.Аксенова – М.: Аванта + , 2000.
3. Журнал "Наука и жизнь" № 11, 1997 г
4. Журнал "Наука и жизнь" № 3, 1998 г
10
Приложения.
Приложение № 1
Приложение № 2
Приложение № 3
Приложение № 4
Приложение № 5
11
Приложение № 6
Приложение № 7
Приложение № 8
Приложение № 9
12
Приложение № 10
Приложение № 11
Приложение № 12
Приложение № 13
13
Приложение № 14
Приложение № 15
14