We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Peržiūrėjau šią nuotrauką slinkdamas per Facebook, ir man tai buvo šiek tiek keista.
Kiek man žinoma, obuoliai turi korimbozinį žiedyną, kuriame vienas žiedynas baigiasi vienu talamu.
Ir aš esu visiškai tikras, kad valgomoji dalis, kuri yra mėsinga obuolyje, yra talamas. Kaip atsirado šis vaisius?
Noriu gauti biologinį atsakymą į šį klausimą.
Iš esmės tai yra sujungti obuoliai, turintys bendrą kotelį. Jie yra reti, bet pasitaiko. Štai vieno kieme aptikto straipsnis.
parduotuvėje rastas sujungtas obuolys (nuoroda)
Matyt, taip nutinka dėl blogų oro sąlygų, streso ir vabzdžių žalos. Lydyti vaisiai taip pat randami vyšniose, arbūzuose, persikuose ir kt.
Nepakankamas apdulkinimas dėl karščio ir kitų nepalankių augimo sąlygų lemia, kad ta vaisiaus dalis, kurioje neišsivystė sėkla, neauga ir neužpildo. Taip pat vaisiaus pirmtakas (embrioninis augimo taškas) gali būti pažeistas ar pakeisti aplinkos veiksnių ir sukelti keistas augimo formas. Žinoma, Siamo dvyniai arba du kartu augantys vaisiai taip pat yra gana dažni (nuoroda).
Daugiau apie juos skaitykite 1 ir 2 straipsniuose.
Kaip veikia mikorizė?
Ar kada nors teko dirbti sode ar net auginti vieną augalą? Jei taip, žinote, kad tai sunkus darbas – turite atidžiai ugdyti augimą, saugodami nuo piktžolių ir aprūpindami augalą daugybe vandens ir saulės spindulių. Galų gale būsite apdovanoti gausybe sveikų maistinių medžiagų – skanių, šviežių daržovių arba nuostabių gėlių. Bet ar žinojote, kad daugelis augalų turi ir savo sodus? Tačiau skirtingai nei mūsų sodai, augalų sodai yra visiškai po žeme ir paprastai jų niekada nepamatysi, išskyrus trumpą laikotarpį kiekvienais metais. Jie vadinami mikorizės (my-coh-rise-eh), ir jie gyvena simbiotiniuose santykiuose su pačiu augalu.
Tau taip pat gali patikti
@HappyDay45: Geriems, skaniems obuoliams reikia kelių šimtų valandų šalto oro per metus. Apsilankykite vietinėje savo apskrities žemės ūkio plėtros stotyje, kad sužinotumėte, kiek vėsinimo valandų per metus yra įprasta jūsų vietovėje, tada išsirinkite įvairias obelis, kurios gali klestėti tiek daug. Padariau klaidą pirkdamas obelį, kuriai reikia šaltesnio oro, nei įprastai būna mano vietovėje, o mano obuoliai dažniausiai būna maži ir miltingi.
Neleiskite nukrypti nuo medelyno darbuotojų, kurie kalba apie šalčiui atsparius obuolius – dauguma obelų yra atsparios šalčiui. Jie mėgsta šaltą orą. Raskite išmanantį darželio žmogų, kuris suprastų, kad reikia atvėsinti. Sėkmės. jlknight65 2011 m. birželio 22 d
@HappyDay45 – jei norite sužinoti, kokie obuoliai geriausiai auga jūsų vietovėje, mano nuomone, kreipkitės į vietinį medelyną, kuriame yra parduodamų obelų. Jiems labiausiai patinka turėti geriausią informaciją. MalakAslan vakar
@HappyDay45 – Honey Crisp yra obuolys, laikomas universaliu obuoliu, kurį galite naudoti gaminant maistą ar valgant. Pink Lady pirmiausia laikoma valgančiu obuoliu. Vienas iš obuolių virimo privalumų yra tai, kad jie paprastai laikosi geriau.
Tai, ką darysite su savo obuoliais, gali priklausyti nuo asmeninių pageidavimų. Internete galite rasti vadovus, kuriuose išvardijami geriausi skirtingų obuolių veislių panaudojimo būdai, tačiau galbūt norėsite šiek tiek išbandyti skonį, kad sužinotumėte, kas jums ir jūsų šeimai labiausiai patinka.
Mūsų šeimoje aš mėgstu gaminti su Granny Smith obuoliais, bet mūsų sūnus mieliau valgo juos šviežius. HappyDay45 2011 m. birželio 17 d
Pastaruoju metu skaičiau apie obelis, nes norime savo kieme pasodinti keletą obelų. Norėčiau tokių, kurie tinka valgyti ir gaminti, pavyzdžiui, Stayman Winesap obuoliai.
Pasidomėjau, kokius dar obuolius galima naudoti ir valgyti, ir gaminti?
Mano du mėgstamiausi obuoliai yra rausvieji obuoliai ir medaus traškūs obuoliai, bet nežinau, ar jie taip pat tinkami maistui gaminti. Taip pat turiu žinoti, ar juos galima auginti 6b sodinimo zonoje.
Metabolinė veikla ameboje
Ameba yra sudaryta iš tų pačių dalių arba organelių, kaip ir normali ląstelė. Būdama viena ląstelė, ji yra uždaryta ląstelės membranoje. Jame yra branduolys (į smegenis panašus amebos organas, kuris kontroliuoja savo veiksmus), organelės (amebos organai) ir citoplazma (skysčiai ląstelės membranoje). Metodą, žinomą kaip fagocitozė, amebos naudoja judėjimui, maitinimui ir dauginimuisi. Fagocitozės metu ameba keičia savo formą ir vėl susirenka. Maitinimosi metu ameba pasisavina maistą ir suskaido jį ląstelės membranoje. Kai maistas yra apgaubtas, organelės, žinomos kaip maisto vakuolės, atlieka jo virškinimą ir saugojimą.
Naudingos maistinės medžiagos yra absorbuojamos, o viskas, kas gali būti kenksminga, lieka maisto vakuolėje, iš kurios galiausiai per ląstelės membraną išstumiama į paviršių – šis procesas vadinamas išmetimu.
Yra daug ameboidų, kurie veikia žmones ir sukelia įvairias ligas. Kai kurie iš jų pateikiami žemiau:
» Entamoeba histolytica sukelia amebinę dizenteriją arba amebiazę.
» Naegleria fowleri yra gėlame vandenyje gyvenanti rūšis, galinti atakuoti žmonių smegenis ir nervų sistemą.
» Akantamoeba gali paveikti žmonių akis arba smegenis, sukelti atitinkamai keratitą arba encefalitą.
Ar norėtumėte mums parašyti? Na, mes ieškome gerų rašytojų, kurie nori skleisti žinią. Susisiekite su mumis ir pasikalbėsime.
Amebos yra labai svarbios gyvybės formos, nes jos yra daugelio kitų gyvybės formų pagrindas. Be amebų kitų organizmų evoliucija nebūtų įmanoma. Nors yra daug skirtingų amebų, kurių gyvavimo ciklas skiriasi, dauguma jų yra jų tėvų kopijos. Kai jie pasiekia brandą, jie dalijasi mitozės būdu ir vėl pradeda dalijimosi, maitinimo ir brendimo procesą.
Susiję įrašai
Žydinčio augalo gyvavimo ciklas prasideda nuo sėklos. Iš sėklos sudygsta sodinukas, kuris subręsta į augalą. Tada šis augalas dauginasi, sudarydamas naują ir hellipą
Pupelių augalas yra ne tik mėgstamas sodininkų augalas, bet ir eksperimentinis modelis, kurį studentai gali naudoti tirdami augalų augimą ir vystymąsi.
Ameba yra paprastas vienaląstis eukariotinis organizmas, neturintis apibrėžtos formos. Būdamas vienaląsčiu organizmu, jis pasižymi unikaliu maitinimosi ir judėjimo būdu. Norėdami sužinoti daugiau apie&hellip
Visą WWDC savaitę įvairios kūrėjų organizacijos rengs renginius. Atraskite dar daugiau mokymosi, tinklų kūrimo ir pramogų galimybių, be „Apple“ konferencijos.
Žiūrėti sesijos vaizdo įrašus, peržiūrėti susijusią dokumentaciją ir kodo pavyzdį bei skelbti forumuose gali visi. Norėdami paprašyti susitikimo su laboratorija arba prisiregistruoti dalyvauti skaitmeniniuose poilsio kambariuose, turite būti dabartinis Apple Developer Program arba Apple Developer Enterprise Program narys arba WWDC21 Swift Student Challenge nugalėtojas.
1 pasėliai: iš kur tiekiamas maistas?
Padėti mokiniams suprasti, kad didžioji dalis mūsų valgomo maisto gaunama iš ūkių.
Kontekstas
Tai pirmoji dviejų dalių serijos pamoka apie tai, iš kur gaunamas maistas. Šios pamokos skirtos padėti mokiniams suprasti, kad didžioji dalis maisto, kurį jie valgo, yra iš ūkių.
1 pasėlyje: iš kur gaunamas maistas?, mokiniai sužino, kad didžioji dalis parduotuvėse perkamo maisto yra iš ūkių. Mokiniai susirenka kartu dainuoti dainą apie javų auginimą ūkyje ir iš dainų tekstų sužinoti, ką ūkininkai daro ir ko reikia, kad gerai augintų augalus. Jie sužino apie penkis mūsų maisto sistemos žingsnius ir aptaria jos aspektus pasakojimo apie pomidorų auginimą ir platinimą kontekste.
2 pasėliuose: Kokie augalai turi augti, mokiniai sutelkia dėmesį į antrąją pagrindinio etalono dalį, mokydamiesi auginti augalus ir apie augimą skatinančius dalykus (šilumą, saulės šviesą, vandenį, dirvą). Jų veikla apima mokymąsi, kaip auga sėklos ir augalai, ir dalyvauti paprastame, klasės sodininkystės projekte.
Mokydamiesi atminkite, kad daugelis žmonių niekada nemato maisto ar skaidulų, kol tie produktai patenka į mažmeninės prekybos parduotuves, ir kad pradinių klasių vaikai gali turėti tik miglotą nuomonę apie tai, iš kur gaunamas jų maistas ir audiniai. Šia pamokų serija bus siekiama išspręsti šį sąmoningumo trūkumą, supažindinant vaikus su kai kuriais žemės ūkio pagrindais, pavyzdžiui: iš kur gaunama dauguma maisto produktų, kaip auginami augalai ir kokiu būdu apdorojami ūkio produktai, kol jie patenka į parduotuves. (Mokslo raštingumo kriterijai, p. 183&ndash184.)
Studentams taip pat bus naudinga žinoti, kad daug žmonių dirba žemės ūkio pramonėje. Tai apima darbuotojus, kurie dirba žemę ir gamina ūkio įrangą, ir tuos, kurie dalyvauja perdirbant, sandėliuojant, gabenant ir paskirstant maistą. Taip pat gali būti naudinga atkreipti dėmesį į tai, kad daugelis transportavimo, šaldymo, perdirbimo ir pakavimo būdų leidžia gabenti, laikyti ir vartoti maistą tūkstančius mylių nuo tos vietos, kur jis buvo pagamintas. (Mokslas visiems amerikiečiams, p. 183&ndash184.)
Pagrindinė mokinių patirtis šiame ankstyvame lygmenyje apima augalų augimą iš jų pasodintų sėklų, valgomų subrendusių augalų dalių valgymą ir augalų bei kitų gyvūnų valgymo pastebėjimą. Galima palyginti, kas atsitiks, jei kai kurie augalai negaus vandens ar saulės spindulių. (Mokslo raštingumo kriterijai, p. 184.) Kadangi tokio ankstyvo lygio mokiniai nežino, kaip atlikti mokslinius tyrimus, sodininkystės projektą klasėje turėtų vykdyti mokytojas, stebėdamas klasę.
Šios pamokos idėjos taip pat yra susijusios su sąvokomis, esančiomis šiuose bendruosiuose pagrindiniuose valstybės standartuose:
- CCSS.ELA-Literacy.RI.2.1 Užduokite ir atsakykite į tokius klausimus kaip kas, kas, kur, kada, kodėl, irkaip parodyti, kad supranta pagrindines teksto detales.
- CCSS.ELA-Literacy.RI.2.2 Nurodykite pagrindinę kelių pastraipų teksto temą ir konkrečių pastraipų akcentus tekste.
- CCSS.ELA-Literacy.RI.2.6 Nurodykite pagrindinį teksto tikslą, įskaitant tai, ką autorius nori atsakyti, paaiškinti ar aprašyti.
- CCSS.ELA-Literacy.RI.2.7 Paaiškinkite, kaip konkretūs vaizdai (pvz., diagrama, rodanti, kaip veikia mašina) prisideda prie teksto ir jį paaiškina.
Planavimas į priekį
Šioje pamokoje naudojama daina pavadinimu Avižos, žirniai, pupelės ir miežiai. „YouTube“ yra daug vaizdo įrašų, kuriuose skamba ši daina. Galbūt norėsite pažvelgti į juos, kad susipažintumėte su muzika. Jei norite, taip pat galite juos parodyti klasei, kad jie pasiruoštų pamokai.
Motyvacija
Pradėkite pamoką išdalydami dainos „Avižos, žirniai, pupelės ir miežiai“, kuri yra iš „Agriculture in the Classroom“ svetainės, žodžių kopijas. Paaiškinkite klasei dainą ir pirmiausia perskaitykite jos žodžius, kad mokiniai suprastų šių žodžių reikšmes:
- paršavedės jo sėkla & mdash pasodina savo sėklą
- paima savo lengvumas &mdash užtrunka
- stovi stačias &mdash atsistoja tiesiai
- kapliai piktžolės ir mdash pašalina piktžoles
- derlių jo sėklos & mdash pjauna ir surenka savo derlių
Studentai taip pat turės suprasti, ką reiškia „Pakartokite pirmą eilutę“ ir ką daryti po kiekvieno choro, kaip nurodyta.
Po perskaitymo paprašykite klasės sustoti ratu ir dainuoti dainą. Kai jie pajus, kas yra daina ir ką ji reiškia, paprašykite klasės „dainuodami daryti judesius“, kaip nurodyta. Pavyzdžiui, diskutuodami ir modeliuodami mokiniai gali išmokti stovėti stačiai, trypti kojomis, ploti rankomis ir apsisukti, kad pamatytų žemę dainuojant.
Baigę dainuoti ir daryti judesius, pagal šią dainą užduokite diskusijos klausimus, kad sužinotumėte, ką mokiniai žino apie ūkininkavimą. Tai gali būti:
- Kur auginami tokie maisto produktai kaip avižos, žirniai, pupelės ir miežiai?
- Ką pirmiausia ūkininkai daro su savo sėklomis?
- Ko reikia sėkloms augti?
- Kokius dalykus ūkininkai turi padaryti, kad augintų savo pasėlius?
Diskusijos metu paprašykite mokinių atidžiau pažvelgti į keturis pagrindinius veiksmus, kuriuos ūkininkas atlieka dainoje, kad užsiaugintų savo pasėlius:
- Pirmiausia ūkininkas pasėja savo sėklą.
- Toliau ūkininkas palaisto sėklą.
- Toliau ūkininkas rauna piktžoles.
- Paskutinis ūkininkas nuima savo sėklą.
Paklauskite mokinių, ar jie žino, kokių veiksmų ūkininkai (ar net sodininkai) imasi sodindami, laistydami, kapliuodami ar nuimdami derlių. Priimkite visus atsakymus ir paskatinkite mokinius plėtoti savo idėjas. Sutelkiant dėmesį į šiuos pagrindinius ūkininkavimo proceso etapus, mokiniai bus geriau paruošti mokytis apie pagrindinius mūsų maisto sistemos žingsnius.
Galiausiai suorganizuokite minčių šturmą, kurio metu mokiniai sugalvoja ūkiuose užaugintų maisto produktų, kurie nėra paminėti dainoje.
Plėtra
Išplatinkite maisto sistemos žingsnių kopijas, kurias rasite šaltinio „Pamaitinti protus, kova su badu“ 92 puslapyje. Tegul mokiniai sutelkia dėmesį į iliustraciją. Užduokite tokius orientacinius klausimus:
- Ką matote paveikslėlyje?
- Kas vyksta? Kas yra šitie žmonės?
- Ką veikia skirtingi vyrai?
- Kokie dalykai, jūsų manymu, auginami?
- Ką vyras veikia aikštelėje nuotraukos apačioje?
Baigę skirkite laiko perskaityti ir detalizuoti penkis žingsnius, susijusius su mūsų maisto sistema, pradedant maisto gamintojo pastangomis auginti derlių ar rūpintis gyvūnais ir baigiant galutiniu parduotuvėje pirktų vaisių, daržovių, grūdų paruošimu. , pieno ar mėsos gaminius ruošiame ir vartojame namuose.
Diskusijos apie sąrašą metu paprašykite mokinių susimąstyti ir pateikti keletą žmonių, veiklos, oro sąlygų ir mašinų, kurios gali būti įtrauktos ir paveikti kiekvieną proceso nuo ūkio iki stalo etapą, pavyzdžių. Tai padės išryškinti studentų idėjas / klaidingą nuomonę apie tai, kaip maistas auginamas ir kaip jis patenka į jų namus. Klausimai gali būti:
- Ar ūkininkams svarbūs orai? Kodėl ar kodėl ne?
- Kokie dar darbuotojai, be ūkininkų, padeda atvežti maistą į mūsų namus?
- Kur maistas paprastai nukeliauja, kai iškeliauja iš ūkio?
- Kaip maistas dažniausiai patenka į gamyklas ar prekybos centrus?
Tada kartu su klase perskaitykite „Migelio pomidorų istoriją“, kurią rasite žurnalo „Pamaitinti protus, kova su badu“ 93 puslapyje. Šios istorijos tikslas – iliustruoti penkis maisto sistemos žingsnius, kuriuos Miguelio pomidorai atlieka iš ūkio į žmonių namus. Taip pat išdalinkite mokinio lapo „Nuo ūkio į namus“ kopijas ir perskaitykite nurodymus, kad mokiniai suprastų, jog jie turės nupiešti scenas iš Migelio istorijos, kuri yra penkių maisto sistemos žingsnių dalis.
Pradėkite atidžiai perskaitydami pirmąją istorijos dalį, Pomidorai auga laukuose, nes aprašoma, kaip auginami pomidorai. (Pastaba: antroje šios serijos pamokoje mokiniai tyrinės augalų augimą.) Šis skyrius taip pat svarbus, nes apima pirmuosius du maisto sistemos žingsnius, kuriuos jie turės pavaizduoti savo mokinio lapuose. Perskaitę pirmąjį skyrių, užduokite tokius diskusijos klausimus kaip žemiau, kad įvertintumėte mokinių supratimą.
1 skyrius: Pomidorai auga laukuose
- Ką Migelis turėjo padaryti, kad paruoštų laukus prieš sodindamas? (1 žingsnis)
- Kokių dalykų reikia augalams, kad jie gerai augtų? (1 žingsnis)
- Kaip Migelis žinojo, kada reikia skinti pomidorus? (2 žingsnis)
- Kaip Migelis ir jo žmona rinko, laikė ir gabeno pomidorus? (3 veiksmas)
Po diskusijos pateikite gaires, kaip mokiniai savo mokinio lapuose pieš istorijos scenas, kuriose vaizduojami 1 ir ndash3 žingsniai.
Įvertinimas
Perskaitę pirmąją dalį ir užpildę 1 ir ndash3 žingsnių iliustracijas, su mokiniais perskaitykite paskutines keturias Migelio istorijos dalis, darykite pertraukėles, kad spręstumėte tokius diskusijos klausimus kaip toliau. Mokiniai turėtų patys atlikti 4 ir ndash7 veiksmo iliustracijas.
2 skyrius: Pomidorai eina į kaimo turgų
- Ką Migelis veikė su pomidorais kaimo turguje? (4 veiksmas)
- Ką Pedro padarė su pomidorais? Kaip jis juos gabeno? (4 veiksmas)
3 skyrius: Pomidorai keliauja į didįjį miestą
- Kur mieste Pedro vežė pomidorų dėžutes? (5 veiksmas)
- Kodėl pomidorai buvo laikomi vėsioje, tamsioje prekybos centro patalpoje? (5 veiksmas)
4 skyrius: Pomidorai keliauja į maisto perdirbimo gamyklą
- Kas nutiko pomidorams maisto perdirbimo gamykloje? (6 veiksmas)
- Koks buvo rūšiuotojų darbas gamykloje? (6 veiksmas)
5 skyrius: Pomidorai grįžta namo
- Kas nutiko pomidorams po to, kai jie buvo konservuoti? (7 veiksmas)
- Ar Migelis ir Ana kada nors pirks konservuotus pomidorus parduotuvėje? (7 veiksmas)
- Kokius patiekalus jūsų šeima gamina iš konservuotų pomidorų? (7 veiksmas)
Baigę paprašykite mokinių pristatyti savo iliustracijas klasei ir paaiškinti, kaip jų nuotraukose pavaizduoti žingsniai, kuriuos Migelio pomidorai žengė nuo ūkio iki žmonių stalų.
Žemės riešutai į žemės riešutų sviestą &mdash Pasirenkama veikla
Kad mokiniai galėtų šiek tiek atsitraukti nuo to, ką jie išmoko, ir geriau suvokti maisto gaminimo į stalą procesą, paskatinkite juos pagalvoti apie kai kuriuos įprastus maisto produktus savo namuose ir aptarti, kokį apdorojimą jie atliko, kad tai pasiektų.
Mokiniai turėtų, jei įmanoma, užmegzti ryšį su javais. Pavyzdžiui, leiskite jiems apsvarstyti žemės riešutų sviesto ir želė sumuštinį. Paprašykite jų apsvarstyti ir aptarti galimą procesą, per kurį žemės riešutai virsta žemės riešutų sviestu (arba uogos virsta želė). Toks įdomus ir praktiškas apmąstymas padės sustiprinti tai, ko jie jau išmoko, ir leis jiems užmegzti ryšį su kasdieniais maisto produktais, kurie jiems yra tikri. Kiti supaprastinti pavyzdžiai gali būti:
- Avižiniai dribsniai ir avižos
- Tater Tots & mdash bulvės
- Ledai ir pienas, cukranendrės
- Karštas šokoladas ir kakavos pupelės
- Kava & mdash kavos pupelės
Plėtiniai
Vykdykite šią pamoką su antrąja pasėlių serijos pamoka: 2 pasėliai: ko reikia augalams augti.
Ši pamokų serija taip pat gali būti papildyta mokslo NetLinks pamoka „Kokios augalo dalys yra?“, kuri leidžia mokiniams stebėti ir dokumentuoti augalų dalių panašumus ir skirtumus.
Norėdami dar labiau patobulinti procesą nuo maisto iki stalo, studentai gali apsilankyti 4-H virtualiame ūkyje, kuriame yra paroda „Kviečiai: nuo ūkio iki jūsų“. Ši ekspozicija nukelia studentus į kviečių ūkį, kur jie gali stebėti, kaip auga pasėliai, kaip jie apdorojami ir kaip jie nukeliauja į didelę aukštųjų technologijų kelionę, kol tampa produktais, kuriuos perkame prekybos centruose. Skatinkite klasę tyrinėti kitus virtualius svetainės ūkius, įskaitant arklius, žuvį, pieninę, jautieną ir paukštieną.
Mokiniai gali geriau suprasti mūsų maisto sistemą ir augalų augimą apsilankę Kids Farm – spalvingame internetiniame šaltinyje, kuriame vaikai supažindinami su įvairiais ūkio gyvūnais, laukiniais gyvūnais, ūkio įranga ir kaip auga tam tikri vaisiai ir daržovės. Svetainėje yra muzikos, veiklos ir daug daugiau.
K-12 gamtos mokslų mokymo sistema: praktika, skersinės koncepcijos ir pagrindinės idėjos (2012 m.)
T gyvybės mokslai daugiausia dėmesio skiria gyvų organizmų modeliams, procesams ir ryšiams. Gyvenimas yra savarankiškas, savarankiškas, besikartojantis ir besivystantis, veikiantis pagal fizinio pasaulio dėsnius, taip pat pagal genetinį programavimą. Gyvybės mokslininkai naudoja stebėjimus, eksperimentus, hipotezes, testus, modelius, teoriją ir technologijas, kad ištirtų, kaip gyvybė veikia. Gyvybės tyrinėjimai svyruoja nuo atskirų molekulių iki organizmų ir ekosistemų iki visos biosferos, ty visos gyvybės Žemėje. Jis tiria procesus, vykstančius laikui bėgant nuo akies mirksnio iki tų, kurie vyksta per milijardus metų. Gyvos sistemos yra tarpusavyje susijusios ir sąveikauja. Nors gyvi organizmai reaguoja į fizinę aplinką ar geosferą, evoliucijos metu jie taip pat iš esmės pakeitė Žemę. Sparti gyvosios gamtos mokslų pažanga padeda rasti biologinių visuomenės problemų, susijusių su maistu, energija, sveikata ir aplinka, sprendimus.
Milijonų gyvybės formų įvairovė Žemėje stebina – nuo virusų ir bakterijų iki augalų, grybų ir gyvūnų. Be vienijančių principų būtų sunku įprasminti gyvąjį pasaulį ir tuos supratimus pritaikyti sprendžiant problemas. Pagrindinis gyvosios gamtos mokslų principas yra tas, kad visi organizmai yra susiję evoliucija ir kad evoliucijos procesai lėmė didžiulę biosferos įvairovę. Yra įvairių rūšių ir rūšių įvairovė. Tačiau tai, kas sužinota apie geno, ląstelės ar proceso funkciją viename organizme, yra aktuali kitiems organizmams dėl jų ekologinės sąveikos ir evoliucinio ryšio. Evoliucija ir jos pagrindinė genetika
paveldėjimo ir kintamumo mechanizmai yra labai svarbūs norint suprasti gyvybės Žemėje vienybę ir įvairovę.
Komitetas parengė keturias pagrindines idėjas, atspindinčias vienijančius gyvosios gamtos mokslų principus. Šios pagrindinės idėjos yra būtinos norint konceptualiai suprasti gyvosios gamtos mokslus ir leis studentams suprasti naujus tyrimų rezultatus. Pradedame nuo organizmų lygmens, gilindamiesi į daugybę procesų ir struktūrų, nuo mažų komponentų, kaip atskiri atomai, iki organų sistemų, būtinų gyvybei palaikyti. Tada mūsų dėmesys išplečiamas ir atsižvelgiama į organizmus savo aplinkoje ir kaip jie sąveikauja su aplinka ir gyvosiomis (biotinėmis) ir fizinėmis (abiotinėmis) savybėmis. Toliau skyriuje nagrinėjama, kaip organizmai dauginasi, perduodami genetinę informaciją savo palikuonims ir kaip šie mechanizmai lemia rūšių kintamumą, taigi ir įvairovę. Galiausiai, pagrindinės gyvosios gamtos mokslų idėjos baigiasi principu, kad evoliucija gali paaiškinti, kaip rūšių įvairovė lėmė gyvybės įvairovę įvairiose rūšyse, vykstant kilimo procesui su prisitaikančiomis modifikacijomis. Evoliucija taip pat lemia nepaprastą visų rūšių pagrindinių savybių panašumą.
Pirmoji pagrindinė idėja, LS1: Nuo molekulių iki organizmų: struktūros ir procesai, skirta atskirų organizmų konfigūracijai ir šių struktūrų funkcionavimui palaikyti gyvybę, augimą, elgesį ir dauginimąsi. Pirmoji pagrindinė idėja remiasi vienijančiu principu, kad ląstelės yra pagrindinis gyvybės vienetas.
Antroji pagrindinė idėja, LS2: Ekosistemos: sąveika, energija ir dinamika, tiria organizmų ir jų sąveiką tarpusavyje ir jų fizinę aplinką. Tai apima tai, kaip organizmai gauna išteklių, kaip jie keičia savo aplinką, kaip besikeičiantys aplinkos veiksniai veikia organizmus ir ekosistemas, kaip vyksta socialinė sąveika ir grupių elgesys rūšių viduje ir tarp jų, ir kaip visi šie veiksniai lemia ekosistemos funkcionavimą.
Trečioji pagrindinė idėja – LS3: paveldimumas: bruožų paveldėjimas ir kitimas tarp kartų – daugiausia dėmesio skiriama genetinės informacijos srautui tarp kartų. Ši idėja paaiškina genetinio paveldėjimo mechanizmus ir apibūdina genų mutacijos bei genų ekspresijos pasikeitimo aplinkos ir genetines priežastis.
Ketvirtoji pagrindinė idėja, LS4: Biologinė evoliucija: vienybė ir įvairovė, tiria organizmų populiacijų bruožų pokyčius laikui bėgant [1] ir veiksnius, lemiančius rūšių ir gyvūnų vienybę ir įvairovę. Skyrius
Evoliucija ir jos pagrindiniai genetiniai paveldėjimo ir kintamumo mechanizmai yra labai svarbūs norint suprasti gyvybės Žemėje vienybę ir įvairovę.
prasideda diskusijomis apie suartėjančius bendrų protėvių įrodymus, kurie atsirado iš įvairių šaltinių (pvz., lyginamosios anatomijos ir embriologijos, molekulinės biologijos ir genetikos). Jame aprašoma, kaip genetiškai nulemtų bruožų kitimas populiacijoje gali suteikti kai kuriems nariams reprodukcinį pranašumą tam tikroje aplinkoje. Ši natūrali atranka gali paskatinti prisitaikymą, tai yra, bruožų pasiskirstymą populiacijoje, kuris atitinka aplinkos sąlygas ir gali keistis. Tokie prisitaikymai ilgainiui gali paskatinti atskirų rūšių vystymąsi atskirose populiacijose. Galiausiai, idėja apibūdina veiksnius, įskaitant žmogaus veiklą, turinčius įtakos biologinei įvairovei ekosistemoje, ir biologinės įvairovės vertę ekosistemos atsparumui. Šių keturių pagrindinių idėjų ir jų komponentų santrauką žr. 6-1 langelyje.
Šios keturios pagrindinės idėjos, atspindinčios pagrindines gyvybės mokslų tyrimų sritis, organizmų struktūras ir procesus, ekologiją, paveldimumą ir evoliuciją, turi ilgą istoriją ir tvirtą pagrindą, pagrįstą daugelio mokslininkų, dirbančių įvairiose srityse, tyrimų įrodymais. Apibrėžiamas vienijančių principų vaidmuo tobulinant šiuolaikinius gyvybės mokslus Teorijos vaidmuo tobulinant 21-ojo amžiaus biologiją ir Nauja XXI amžiaus biologija [2, 3]. Plėtodamas šias pagrindines idėjas, komitetas taip pat rėmėsi nusistovėjusia K-12 gamtos mokslų mokymo literatūra, įskaitant Nacionaliniai gamtos mokslų išsilavinimo standartai ir Mokslo raštingumo kriterijai [4, 5]. Idėjos taip pat apima šiuolaikinius dokumentus, tokius kaip Mokslo kolegijos tarybos standartai kolegijos sėkmei [6], o idėjos atitinka nacionalinių ir tarptautinių vertinimų sistemas, tokias kaip Nacionalinis švietimo pažangos vertinimas (NAEP), Tarptautinio studentų vertinimo programa (PISA) ir Tarptautinės matematikos ir gamtos mokslų studijų tendencijos (TIMSS) [7-9]. Be to, idėjos dera su pagrindinėmis studentų biologinio raštingumo koncepcijomis, kuriomis galima remtis, kaip aprašyta Amerikos mokslo pažangos asociacijos (AAAS) ataskaitoje. Biologijos bakalauro studijų vizija ir pokyčiai [10].
PAGRINDINĖS IR SUDĖTINĖS IDĖJOS GYVENIMO MOKSLUOSE
Pagrindinė idėja LS1: nuo molekulių iki organizmų: struktūros ir procesai
LS1.A: Struktūra ir funkcija
LS1.B: organizmų augimas ir vystymasis
LS1.C: Organizmų medžiagų ir energijos srautų organizavimas
LS1.D: informacijos apdorojimas
Pagrindinė LS2 idėja: ekosistemos: sąveika, energija ir dinamika
LS2.A: Tarpusavio priklausomi ryšiai ekosistemose
LS2.B: Medžiagų ir energijos perdavimo ciklai ekosistemose
LS2.C: ekosistemos dinamika, veikimas ir atsparumas
LS2.D: Socialinės sąveikos ir grupės elgesys
Pagrindinė idėja LS3: paveldimumas: paveldimumas ir bruožų kitimas
LS3.A: Požymių paveldėjimas
Pagrindinė idėja LS4: Biologinė evoliucija: vienybė ir įvairovė
LS4.A: Bendrų protėvių ir įvairovės įrodymai
LS4.D: Biologinė įvairovė ir žmonės
Nuo molekulių iki organizmų: struktūros ir procesai
Kaip organizmai gyvena, auga, reaguoja į aplinką ir dauginasi?
Visi gyvi organizmai sudaryti iš ląstelių. Gyvybė yra ta savybė, kuri išskiria gyvus daiktus, sudarytus iš gyvų ląstelių, ir nuo negyvų objektų arba tų, kurie mirė. Nors paprastą gyvybės apibrėžimą gali būti sunku užfiksuoti, visi gyvi daiktai, ty visi organizmai, gali būti apibūdinti bendrais jų struktūros ir veikimo aspektais. Organizmai yra sudėtingi, organizuoti ir sukurti remiantis hierarchine struktūra, kurių kiekvienas lygis sudaro pagrindą kitam, pradedant cheminiu elementų ir atomų pagrindu, baigiant atskirų organizmų ląstelėmis ir sistemomis, rūšimis ir populiacijomis, gyvenančiomis ir sąveikaujančiomis sudėtingoje formoje. ekosistemoms. Organizmai gali būti sudaryti iš vienos ląstelės arba milijonų ląstelių, veikiančių kartu, įskaitant gyvūnus, augalus, dumblius, grybus, bakterijas ir visus kitus mikroorganizmus.
Organizmai reaguoja į dirgiklius iš savo aplinkos ir aktyviai palaiko savo vidinę aplinką per homeostazę. Jie auga ir dauginasi, perduodami savo genetinę informaciją savo palikuonims. Nors atskiri organizmai per savo gyvenimą neša tą pačią genetinę informaciją, mutacijos ir perdavimas iš tėvų palikuonims sukuria naujus genų derinius. Per kelias kartas natūrali atranka gali lemti rūšies pokyčius apskritai, todėl rūšys laikui bėgant vystosi. Kad išlaikytų visus šiuos procesus ir funkcijas, organizmai iš savo aplinkos reikalauja medžiagų ir energijos, beveik visa energija, kuri palaiko gyvybę, galiausiai gaunama iš saulės.
LS1.A: STRUKTŪRA IR FUNKCIJA
Kaip organizmų struktūros įgalina gyvybės ir rsquos funkcijas?
Pagrindinis gyvenimo bruožas yra tai, kad organizmai auga, dauginasi ir miršta. Jie pasižymi būdingomis struktūromis (anatomija ir morfologija), funkcijomis (molekulinio masto procesai iki organizmo lygio fiziologijos) ir elgsenos (neurobiologija ir, kai kurių gyvūnų rūšių atveju, psichologija). Organizmai ir jų dalys yra sudaryti iš ląstelių, kurios yra gyvybės struktūriniai vienetai ir pačios turi molekulines struktūras, kurios palaiko jų funkcionavimą. Organizmų sudėtis svyruoja nuo vienos ląstelės (vienaląsčių mikroorganizmų) iki daugialąsčių organizmų, kuriuose skirtingos daugybės ląstelių grupės kartu sudaro sistemas.
audinių ir organų (pvz., kraujotakos, kvėpavimo, nervų, raumenų ir kaulų), kurie yra specializuoti tam tikroms funkcijoms.
Specialios konstrukcijos viduje ląstelės taip pat yra atsakingos už specifines ląstelių funkcijas. Pagrindinės ląstelės funkcijos apima chemines reakcijas tarp daugelio tipų molekulių, įskaitant vandenį, baltymus, angliavandenius, lipidus ir nukleino rūgštis. Visose ląstelėse yra genetinės informacijos DNR pavidalu. Genai yra specifinės sritys itin didelėse DNR molekulėse, kurios sudaro chromosomas. Genuose yra instrukcijos, koduojančios molekulių, vadinamų baltymais, susidarymą, kurios atlieka didžiąją dalį ląstelių darbo, kad atliktų esmines gyvybės funkcijas. Tai reiškia, kad baltymai suteikia struktūrinius komponentus, tarnauja kaip signalizacijos prietaisai, reguliuoja ląstelių veiklą ir nustato ląstelių veikimą per jų fermentinius veiksmus.
LS1.A klasės juostos galiniai taškai
Iki 2 klasės pabaigos. Visi organizmai turi išorines dalis. Skirtingi gyvūnai skirtingai naudoja savo kūno dalis, norėdami pamatyti, girdėti, sugriebti daiktus, apsisaugoti, judėti iš vienos vietos į kitą, ieškoti, rasti ir paimti maistą, vandenį ir orą. Augalai taip pat turi skirtingas dalis (šaknis, stiebus, lapus, žiedus, vaisius), kurios padeda išgyventi, augti ir užauginti daugiau augalų.
Iki 5 klasės pabaigos. Augalai ir gyvūnai turi vidines ir išorines struktūras, kurios atlieka įvairias augimo, išlikimo, elgesio ir dauginimosi funkcijas. (Riba: šio lygio stresas yra susijęs su makroskalių sistemų ir jų funkcijų supratimu, o ne mikroskopiniais procesais.)
Iki 8 klasės pabaigos. Visi gyvi daiktai susideda iš ląstelių, o tai yra mažiausias vienetas, apie kurį galima sakyti, kad jis gyvas. Organizmą gali sudaryti viena ląstelė (vienaląstė) arba daugybė skirtingų ląstelių skaičiaus ir tipų (daugialąsčių). Vienaląsčiams organizmams (mikroorganizmams), kaip ir daugialąsčiams organizmams, reikia maisto, vandens, atliekų šalinimo būdo ir aplinkos, kurioje jie galėtų gyventi.
Ląstelėse specialios struktūros yra atsakingos už tam tikras funkcijas, o ląstelės membrana sudaro ribą, kuri kontroliuoja, kas patenka į ląstelę ir išeina iš jos. Daugialąsčiuose organizmuose kūnas yra kelių tarpusavyje sąveikaujančių posistemių sistema. Šios posistemės yra ląstelių grupės, kurios kartu sudaro audinius ar organus, kurie yra specializuoti tam tikroms kūno funkcijoms. (Riba: šiame lygyje turėtų būti įvestos tik kelios pagrindinės ląstelių struktūros.)
Iki 12 klasės pabaigos. Specializuotų organizmų ląstelių sistemos padeda jiems atlikti esmines gyvenimo funkcijas, kurios apima chemines reakcijas, vykstančias tarp skirtingų tipų molekulių, tokių kaip vanduo, baltymai, angliavandeniai, lipidai ir nukleino rūgštys. Visose ląstelėse yra genetinės informacijos DNR molekulių pavidalu. Genai yra DNR sritys, kuriose yra instrukcijos, koduojančios baltymų susidarymą, kurie atlieka didžiąją dalį ląstelių darbo.
Daugialąsčiai organizmai turi hierarchinę struktūrinę organizaciją, kurioje bet kuri sistema susideda iš daugybės dalių ir pati yra kito lygio komponentas. Feedback mechanisms maintain a living system&rsquos internal conditions within certain limits and mediate behaviors, allowing it to remain alive and functional even as external conditions change within some range. Outside that range (e.g., at a too high or too low external temperature, with too little food or water available), the organism cannot survive. Feedback mechanisms can encourage (through positive feedback) or discourage (negative feedback) what is going on inside the living system.
LS1.B: GROWTH AND DEVELOPMENT OF ORGANISMS
How do organisms grow and develop?
Būdingos organizmų struktūros, funkcijos ir elgesys keičiasi nuspėjamai, jiems progresuojant nuo gimimo iki senatvės. Pavyzdžiui, sulaukę pilnametystės organizmai gali daugintis ir perduoti savo genetinę informaciją savo palikuonims. Gyvūnai elgiasi taip, kad padidintų jų galimybes daugintis, o augalai gali sukurti specializuotas struktūras ir (arba) priklausyti nuo gyvūnų elgesio, kad galėtų daugintis.
Understanding how a single cell can give rise to a complex, multicellular organism builds on the concepts of cell division and gene expression. Daugialąsteliuose organizmuose ląstelių dalijimasis yra esminis augimo, vystymosi ir taisymosi komponentas. Ląstelių dalijimasis vyksta per procesą, vadinamą mitoze: kai ląstelė dalijasi į dvi dalis, ji perduoda identišką genetinę medžiagą dviem dukterinėms ląstelėms. Iš eilės dalijimasis gamina daug ląstelių. Nors genetinė medžiaga kiekvienoje iš ląstelių yra identiška, nedideli skirtumai artimiausioje aplinkoje suaktyvina arba inaktyvuoja skirtingus genus, todėl ląstelės gali vystytis kiek kitaip. Šis diferenciacijos procesas leidžia kūnui formuoti specializuotas ląsteles, atliekančias įvairias funkcijas, nors jos visos yra kilusios iš vienos ląstelės – apvaisinto kiaušinėlio. Ląstelių augimas ir diferenciacija yra mechanizmai, kuriais apvaisintas kiaušinėlis virsta sudėtingu organizmu. In sexual reproduction, a specialized type of cell division
called meiosis occurs and results in the production of sex cells, such as gametes (sperm and eggs) or spores, which contain only one member from each chromosome pair in the parent cell.
Grade Band Endpoints for LS1.B
By the end of grade 2. Plants and animals have predictable characteristics at different stages of development. Plants and animals grow and change. Adult plants and animals can have young. In many kinds of animals, parents and the offspring themselves engage in behaviors that help the offspring to survive.
By the end of grade 5. Reproduction is essential to the continued existence of every kind of organism. Plants and animals have unique and diverse life cycles that include being born (sprouting in plants), growing, developing into adults, reproducing, and eventually dying.
By the end of grade 8. Organisms reproduce, either sexually or asexually, and transfer their genetic information to their offspring. Animals engage in characteristic behaviors that increase the odds of reproduction. Plants reproduce in a variety of ways, sometimes depending on animal behavior and specialized features (such as attractively colored flowers) for reproduction. Plant growth can continue throughout the plant&rsquos life through production of plant matter in photosynthesis. Genetic factors as well as local conditions affect the size of the adult plant. The growth of an animal is controlled by genetic factors, food intake, and interactions with other organisms, and each species has a typical adult size range. (Boundary: Reproduction is not treated in any detail here for more specifics about grade level, see LS3.A.)
By the end of grade 12. In multicellular organisms individual cells grow and then divide via a process called mitosis, thereby allowing the organism to grow. The organism begins as a single cell (fertilized egg) that divides successively to produce many cells, with each parent cell passing identical genetic material (two variants
of each chromosome pair) to both daughter cells. As successive subdivisions of an embryo&rsquos cells occur, programmed genetic instructions and small differences in their immediate environments activate or inactivate different genes, which cause the cells to develop differently&mdasha process called differentiation. Cellular division and differentiation produce and maintain a complex organism, composed of systems of tissues and organs that work together to meet the needs of the whole organism. In sexual reproduction, a specialized type of cell division called meiosis occurs that results in the production of sex cells, such as gametes in animals (sperm and eggs), which contain only one member from each chromosome pair in the parent cell.
LS1.C: ORGANIZATION FOR MATTER AND ENERGY FLOW IN ORGANISMS
How do organisms obtain and use the matter and energy they need to live and grow?
Sustaining life requires substantial energy and matter inputs. The complex structural organization of organisms accommodates the capture, transformation, transport, release, and elimination of the matter and energy needed to sustain them. As matter and energy flow through different organizational levels&mdashcells, tissues, organs, organisms, populations, communities, and ecosystems&mdashof living systems, chemical elements are recombined in different ways to form different products. The result of these chemical reactions is that energy is transferred from one system of interacting molecules to another.
In most cases, the energy needed for life is ultimately derived from the sun through photosynthesis (although in some ecologically important cases, energy is derived from reactions involving inorganic chemicals in the absence of sunlight&mdashe.g., chemosynthesis). Plants, algae (including phytoplankton), and other energy-fixing microorganisms use sunlight, water, and carbon dioxide to facilitate photosynthesis, which stores energy, forms plant matter, releases oxygen, and maintains plants&rsquo activities. Plants and algae&mdashbeing the resource base for animals, the animals that feed on animals, and the decomposers&mdashare energy-fixing organisms that sustain the rest of the food web.
Grade Band Endpoints for LS1.C
By the end of grade 2. All animals need food in order to live and grow. They obtain their food from plants or from other animals. Plants need water and light to live and grow.
By the end of grade 5. Animals and plants alike generally need to take in air and water, animals must take in food, and plants need light and minerals anaerobic life, such as bacteria in the gut, functions without air. Food provides animals with the materials they need for body repair and growth and is digested to release the energy they need to maintain body warmth and for motion. Plants acquire their material for growth chiefly from air and water and process matter they have formed to maintain their internal conditions (e.g., at night).
By the end of grade 8. Plants, algae (including phytoplankton), and many microorganisms use the energy from light to make sugars (food) from carbon dioxide from the atmosphere and water through the process of photosynthesis, which also releases oxygen. These sugars can be used immediately or stored for growth or later use. Animals obtain food from eating plants or eating other animals. Within individual organisms, food moves through a series of chemical reactions in which it is broken down and rearranged to form new molecules, to support growth, or to release energy. In most animals and plants, oxygen reacts with carbon-containing molecules (sugars) to provide energy and produce carbon dioxide anaerobic bacteria achieve their energy needs in other chemical processes that do not require oxygen.
By the end of grade 12. The process of photosynthesis converts light energy to stored chemical energy by converting carbon dioxide plus water into sugars plus released oxygen. The sugar molecules thus formed contain carbon, hydrogen, and oxygen their hydrocarbon backbones are used to make amino acids and other carbon-based molecules that can be assembled into larger molecules (such as proteins or DNA), used for example to form new cells. As matter and energy flow through different organizational levels of living systems, chemical elements are recombined in different ways to form different products. As a result of these chemical reactions, energy is transferred from one system of interacting molecules to another. For example, aerobic (in the presence of oxygen) cellular respiration is a chemical process in which the bonds of food molecules and oxygen molecules are broken and new compounds are formed that can transport energy to muscles. Anaerobic (without oxygen) cellular respiration follows a different and less efficient chemical pathway to provide energy in cells. Cellular respiration also releases the energy needed to maintain body temperature despite ongoing energy loss to the surrounding environment. Matter and energy are conserved in each change. This is true of all biological systems, from individual cells to ecosystems.
LS1.D: INFORMATION PROCESSING
How do organisms detect, process, and use information about the environment?
An organism&rsquos ability to sense and respond to its environment enhances its chance of surviving and reproducing. Animals have external and internal sensory receptors that detect different kinds of information, and they use internal mechanisms for processing and storing it. Each receptor can respond to different inputs (electromagnetic, mechanical, chemical), some receptors respond by transmitting impulses that travel along nerve cells. In complex organisms, most such inputs travel to the brain, which is divided into several distinct regions and circuits that serve primary roles, in particular functions such as visual perception, auditory perception, interpretation of perceptual information, guidance of motor movement, and decision making. In addition, some of the brain&rsquos circuits give rise to emotions and store memories. Brain function also involves multiple interactions between the various regions to form an integrated sense of self and the surrounding world.
Grade Band Endpoints for LS1.D
By the end of grade 2. Animals have body parts that capture and convey different kinds of information needed for growth and survival&mdashfor example, eyes for light, ears for sounds, and skin for temperature or touch. Animals respond to these inputs with behaviors that help them survive (e.g., find food, run from a predator). Plants also respond to some external inputs (e.g., turn leaves toward the sun).
By the end of grade 5. Different sense receptors are specialized for particular kinds of information, which may then be processed and integrated by an animal&rsquos brain, with some information stored as memories. Animals are able to use their perceptions and memories to guide their actions. Some responses to information are instinctive&mdashthat is, animals&rsquo brains are organized so that they do not have to think about how to respond to certain stimuli.
By the end of grade 8. Each sense receptor responds to different inputs (electromagnetic, mechanical, chemical), transmitting them as signals that travel along nerve cells to the brain. The signals are then processed in the brain, resulting in immediate behaviors or memories. Changes in the structure and functioning of many millions of interconnected nerve cells allow combined inputs to be stored as memories for long periods of time.
By the end of grade 12. In complex animals, the brain is divided into several distinct regions and circuits, each of which primarily serves dedicated functions, such as visual perception, auditory perception, interpretation of perceptual information, guidance of motor movement, and decision making about actions to take in the event of certain inputs. In addition, some circuits give rise to emotions and memories that motivate organisms to seek rewards, avoid punishments, develop fears, or form attachments to members of their own species and, in some cases, to individuals of other species (e.g., mixed herds of mammals, mixed flocks of birds). The integrated functioning of all parts of the brain is important for successful interpretation of inputs and generation of behaviors in response to them.
Ecosystems: Interactions, Energy, and Dynamics
How and why do organisms interact with their environment and what are the effects of these interactions?
Ecosystems are complex, interactive systems that include both biological communities (biotic) and physical (abiotic) components of the environment. As with individual organisms, a hierarchal structure exists groups of the same organisms (species) form populations, different populations interact to form communities, communities live within an ecosystem, and all of the ecosystems on Earth make up the biosphere. Organisms grow, reproduce, and perpetuate their species by obtaining necessary resources through interdependent relationships with other organisms and the physical environment. These same interactions can facilitate or restrain growth and enhance or limit the size of populations, maintaining the balance between available resources and those who consume them. These interactions can also change both biotic and abiotic characteristics of the environment. Like individual organisms, ecosystems are sustained by the continuous flow of energy, originating primarily from the sun, and the recycling of matter and nutrients within the system. Ecosystems are dynamic, experiencing shifts in population composition and abundance and changes in the physical environment over time, which ultimately affects the stability and resilience of the entire system.
LS2.A: INTERDEPENDENT RELATIONSHIPS IN ECOSYSTEMS
How do organisms interact with the living and nonliving environments to obtain matter and energy?
Ecosystems are ever changing because of the interdependence of organisms of the same or different species and the nonliving (physical) elements of the environment. Seeking matter and energy resources to sustain life, organisms in an ecosystem interact with one another in complex feeding hierarchies of producers, consumers, and decomposers, which together represent a food web. Interactions between organisms may be predatory, competitive, or mutually beneficial. Ecosystems have carrying capacities that limit the number of organisms (within populations) they can support. Individual survival and population sizes depend on such factors as predation, disease, availability of resources, and parameters of the physical environment. Organisms rely on physical factors, such as light, temperature, water, soil, and space for shelter and reproduction. Earth&rsquos varied combinations of these factors provide the physical environments in which its ecosystems (e.g., deserts, grasslands, rain forests, and coral reefs) develop and in which the diverse species of the planet live. Within any one ecosystem, the biotic interactions between organisms (e.g., competition, predation, and various types of facilitation, such as pollination) further influence their growth, survival, and reproduction, both individually and in terms of their populations.
Grade Band Endpoints for LS2.A
By the end of grade 2. Animals depend on their surroundings to get what they need, including food, water, shelter, and a favorable temperature. Animals depend on plants or other animals for food. They use their senses to find food and water, and they use their body parts to gather, catch, eat, and chew the food. Plants depend on air, water, minerals (in the soil), and light to grow. Animals can move around, but plants cannot, and they often depend on animals for pollination or to move their seeds around. Different plants survive better in different settings because they have varied needs for water, minerals, and sunlight.
By the end of grade 5. The food of almost any kind of animal can be traced back to plants. Organisms are related in food webs in which some animals eat plants
for food and other animals eat the animals that eat plants. Either way, they are &ldquoconsumers.&rdquo Some organisms, such as fungi and bacteria, break down dead organisms (both plants or plants parts and animals) and therefore operate as &ldquodecomposers.&rdquo Decomposition eventually restores (recycles) some materials back to the soil for plants to use. Organisms can survive only in environments in which their particular needs are met. A healthy ecosystem is one in which multiple species of different types are each able to meet their needs in a relatively stable web of life. Newly introduced species can damage the balance of an ecosystem.
By the end of grade 8. Organisms and populations of organisms are dependent on their environmental interactions both with other living things and with nonliving factors. Growth of organisms and population increases are limited by access to resources. In any ecosystem, organisms and populations with similar requirements for food, water, oxygen, or other resources may compete with each other for limited resources, access to which consequently constrains their growth and reproduction. Similarly, predatory interactions may reduce the number of organisms or eliminate whole populations of organisms. Mutually beneficial interactions, in contrast, may become so interdependent that each organism requires the other for survival. Although the species involved in these competitive, predatory, and mutually beneficial interactions vary across ecosystems, the patterns of interactions of organisms with their environments, both living and nonliving, are shared.
By the end of grade 12. Ecosystems have carrying capacities, which are limits to the numbers of organisms and populations they can support. These limits result from such factors as the availability of living and nonliving resources and from such challenges as predation, competition, and disease. Organisms would have the capacity to produce populations of great size were it not for the fact that environments and resources are finite. This fundamental tension affects the abundance (number of individuals) of species in any given ecosystem.
LS2.B: CYCLES OF MATTER AND ENERGY TRANSFER IN ECOSYSTEMS
How do matter and energy move through an ecosystem?
The cycling of matter and the flow of energy within ecosystems occur through interactions among different organisms and between organisms and the physical environment. All living systems need matter and energy. Matter fuels the energy-releasing chemical reactions that provide energy for life functions and provides the
material for growth and repair of tissue. Energy from light is needed for plants because the chemical reaction that produces plant matter from air and water requires an energy input to occur. Animals acquire matter from food, that is, from plants or other animals. The chemical elements that make up the molecules of organisms pass through food webs and the environment and are combined and recombined in different ways. At each level in a food web, some matter provides energy for life functions, some is stored in newly made structures, and much is discarded to the surrounding environment. Only a small fraction of the matter consumed at one level is captured by the next level up. As matter cycles and energy flows through living systems and between living systems and the physical environment, matter and energy are conserved in each change.
The carbon cycle provides an example of matter cycling and energy flow in ecosystems. Photosynthesis, digestion of plant matter, respiration, and decomposition are important components of the carbon cycle, in which carbon is exchanged between the biosphere, atmosphere, oceans, and geosphere through chemical, physical, geological, and biological processes.
Grade Band Endpoints for LS2.B
By the end of grade 2. Organisms obtain the materials they need to grow and survive from the environment. Many of these materials come from organisms and are used again by other organisms.
By the end of grade 5. Matter cycles between the air and soil and among plants, animals, and microbes as these organisms live and die. Organisms obtain gases, water, and minerals from the environment and release waste matter (gas, liquid, or solid) back into the environment.
By the end of grade 8. Food webs are models that demonstrate how matter and energy is transferred between producers (generally plants and other organisms that engage in photosynthesis), consumers, and decomposers as the three groups interact&mdashprimarily for food&mdashwithin an ecosystem. Transfers of matter into and out of the physical environment occur at every level&mdashfor example, when molecules from food react with oxygen captured from the environment, the carbon dioxide and water thus produced are transferred back to the environment, and ultimately so are waste products, such as fecal material. Decomposers recycle nutrients from dead plant or animal matter back to the soil in terrestrial environments or to the water in aquatic environments. The atoms that make up the
Ecosystems are sustained by the continuous flow of energy, originating primarily from the sun, and the recycling of matter and nutrients within the system.
organisms in an ecosystem are cycled repeatedly between the living and nonliving parts of the ecosystem.
By the end of grade 12. Photosynthesis and cellular respiration (including anaerobic processes) provide most of the energy for life processes. Plants or algae form the lowest level of the food web. At each link upward in a food web, only a small fraction of the matter consumed at the lower level is transferred upward, to produce growth and release energy in cellular respiration at the higher level. Given this inefficiency, there are generally fewer organisms at higher levels of a food web, and there is a limit to the number of organisms that an ecosystem can sustain.
The chemical elements that make up the molecules of organisms pass through food webs and into and out of the atmosphere and soil and are combined and recombined in different ways. At each link in an ecosystem, matter and energy are conserved some matter reacts to release energy for life functions, some matter is stored in newly made structures, and much is discarded. Competition among species is ultimately competition for the matter and energy needed for life.
Photosynthesis and cellular respiration are important components of the carbon cycle, in which carbon is exchanged between the biosphere, atmosphere, oceans, and geosphere through chemical, physical, geological, and biological processes.
LS2.C: ECOSYSTEM DYNAMICS, FUNCTIONING, AND RESILIENCE
What happens to ecosystems when the environment changes?
Ecosystems are dynamic in nature their characteristics fluctuate over time, depending on changes in the environment and in the populations of various species. Disruptions in the physical and biological components of an ecosystem&mdashwhich can lead to shifts in the types and numbers of the ecosystem&rsquos organisms, to the maintenance or the extinction of species, to the migration of species into or out of the region, or to the formation of new species (speciation)&mdashoccur for a
variety of natural reasons. Changes may derive from the fall of canopy trees in a forest, for example, or from cataclysmic events, such as volcanic eruptions. But many changes are induced by human activity, such as resource extraction, adverse land use patterns, pollution, introduction of nonnative species, and global climate change. Extinction of species or evolution of new species may occur in response to significant ecosystem disruptions.
Species in an environment develop behavioral and physiological patterns that facilitate their survival under the prevailing conditions, but these patterns may be maladapted when conditions change or new species are introduced. Ecosystems with a wide variety of species&mdashthat is, greater biodiversity&mdashtend to be more resilient to change than those with few species.
Grade Band Endpoints for LS2.C
By the end of grade 2. The places where plants and animals live often change, sometimes slowly and sometimes rapidly. When animals and plants get too hot or too cold, they may die. If they cannot find enough food, water, or air, they may die.
By the end of grade 5. When the environment changes in ways that affect a place&rsquos physical characteristics, temperature, or availability of resources, some organisms survive and reproduce, others move to new locations, yet others move into the transformed environment, and some die.
By the end of grade 8. Ecosystems are dynamic in nature their characteristics can vary over time. Disruptions to any physical or biological component of an ecosystem can lead to shifts in all of its populations.
Biodiversity describes the variety of species found in Earth&rsquos terrestrial and oceanic ecosystems. The completeness or integrity of an ecosystem&rsquos biodiversity is often used as a measure of its health.
Jazz TM apple
There is a widely-held view that only the old heritage apples have real flavor, and that new mass-market varieties aimed at filling supermarket shelves are tasteless. There is perhaps some truth in this, but as consumers increasingly look for flavor in their shopping baskets, growers have begun to respond by developing varieties where it is more prominent than it used to be in the previous generation of supermarket apples.
Jazz provides the best evidence yet that modern apple development is pulling ahead of the traditional heirloom varieties. Jazz is a crisp hard apple with an excellent strong sweet-sharp flavor, and a pronounced fruity pear-drop note. The flavor undoubtedly puts it in the first rank of apples, and it is hard to think of a traditional variety that can compete with it.
The butter-yellow flesh is juicy, crisp and dense. Indeed perhaps the one drawback of Jazz is that it is a very solid apple, and may be a bit difficult to bite into if you do not have strong teeth - the solution is to cut it into slices first.
We have been advised by Steve T of New Zealand that the red colour is key to the unique Jazz flavour - poorly-coloured apples will taste like Braeburns. From our own tests we would tend to agree with this.
Jazz is actually a trademark, and the true cultivar name is Scifresh.
It is worth comparing Jazz with its sibling - Kanzi - see our review of Kanzi apple, including comparative photo.
Jazz tends to become available towards the end of the season - so in northern Europe and North America locally grown fruit comes into shops in November/December whilst southern hemisphere apples will be available in May. A more deeply-colored sport called Southfield has been found, which ripens a bit earlier.
The appearance and keeping qualities are very good, and in our opinion it has by far the best flavour of all the mainstream apple varieties - indeed it is the only supermarket apple variety which makes it into our Top 10 Apple Varieties.
Why Do Apple Slices Turn Brown?
Apples and other produce (e.g., pears, bananas, peaches) contain an enzyme called polyphenol oxidase or tyrosinase. When you slice open or bite into a piece of fruit, this enzyme reacts with oxygen in the air and iron-containing phenols that are also found in the fruit. This oxidation reaction causes a sort of rust to develop on the surface of the fruit. You will notice browning whenever a fruit is cut or bruised because these actions damage the cells in the fruit, allowing oxygen in the air to react with the enzyme and other chemicals inside.
The reaction can be slowed or prevented by inactivating the enzyme with heat (cooking), reducing the pH on the surface of the fruit (by adding lemon juice or another acid), reducing the amount of available oxygen (by putting cut fruit under water or vacuum packing it), or by adding certain preservative chemicals (like sulfur dioxide). On the other hand, using cutlery that has some corrosion (common with lower quality steel knives) can increase the rate and amount of the browning by making more iron salts available for the reaction.
Energy Processing
5 pav The California condor (Gymnogyps californianus) uses chemical energy derived from food to power flight. California condors are an endangered species this bird has a wing tag that helps biologists identify the individual. (credit: Pacific Southwest Region U.S. Fish and Wildlife Service)All organisms use a source of energy for their metabolic activities. Some organisms capture energy from the sun and convert it into chemical energy in food (such as grass and bacteria that can perform photosynthesis) others use chemical energy in molecules they take in as food (such as the condor seen in Figure 5).