ЗАДАНИЯ СО СВОБОДНЫМ ОТВЕТОМ - ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Каким образом простейшие воспринимают раздражения из внешней среды?

2. Какие простейшие рефлексы могут существовать у кишечнополостных животных?

3. По каким признакам и на какие классы разделили плоских червей и членистоногих?

4. Какие особенности строения нервной системы птиц обеспечили им более разнообразное поведение по сравнению с пресмыкающимися?

5. Почему прекращение кровоснабжения мозга на 5—7 мин может привести к необратимым изменениям в нем или смерти?

6. Почему палец, туго перевязанный резинкой или жгутом, сначала багровеет, а при длительной перетяжке становится светлее?

7. Докажите, что создание эволюционного учения изменило мировоззрение людей.

8. К каким эволюционным изменениям ведут процессы, происходящие на молекулярном уровне?

Задания на работу с текстом, требующие соотнесения сведений из текста со знаниями, полученными при изучении курса

1. Прочтите текст “Прокариоты и эукариоты”.

Прокариоты (бактерии) и эукариоты

Впервые в истории биологии бактерии были описаны голландцем Антонием Ван Левенгуком в 1676 г. Подробное изучение строения бактериальной клетки началось после изобретения электронного микроскопа в 1930 г. А в 1937 г. было предложено в зависимости от типа клеточного строения, разделить организмы на две группы — прокариоты и эукариоты. К прокариотам отнесли бактерии, так как у них отсутствует клеточное ядро и ряд других органоидов клетки. В клетках прокариот различают три основные структуры: кольцевую молекулу ДНК, рибосомы и цитоплазматическую мембрану. Кроме этих структур у бактерий есть жгутики и ворсинки, клеточная стенка и цитоплазма.

Перечисленные особенности царства бактерий, а также их размеры определяют роль бактерий в природе и жизни человека. Многие из них вызывают различные заболевания, другие, например молочнокислые бактерии, используются для приготовления кисломолочных продуктов. Не менее важна роль бактерий в природе, где они выполняют функции редуцентов.

В эукариотических клетках в 1831г. Р. Броуном было обнаружено ядро. Эти клетки являются структурной и функциональной единицей всех организмов, кроме бактерий. Царства Грибы, Растения, Животные состоят из эукариотических клеток. Эти клетки содержат такие органоиды, как митохондрии, аппарат Гольджи, пластиды (у растений), эндоплазматическую сеть и ряд других структур. В отличие от бактерий эукариотические клетки делятся митозом или мейозом. Их ДНК заключена в ядре клетки и образует вместе с белками множество хромосом, число которых является важным признаком вида. Структура ДНК была установлена американскими учеными Дж. Уотсоном и Ф. Криком, которые были удостоены за эту работу Нобелевской премии.

2. Пользуясь текстом “Прокариоты и эукариоты”, привлекая собственные знания, ответьте на следующий вопрос:

Какие особенности строения прокариотических клеток позволяют им синтезировать собственные белки? Ответ докажите.

3. Прочтите текст “Сравнительная характеристика классов Земноводные и Пресмыкающиеся”.

Земноводные — полуводные, полуназемные хордовые животные. У многих из них развиты пятипалые конечности. Дышат легкими и влажной кожей. У них два круга кровообращения, сердце трехкамерное. Размножаются и развиваются в воде. Оплодотворение наружное. В оплодотворенной икринке развивается зародыш, который вскоре превращается в личинку-головастика. По своему строению головастик похож на рыбу. Сходны органы дыхания, система кровообращения. По мере развития головастика появляются черты земноводных: хорда замещается позвонками, жабры редуцируются, головастик переходит к кожно-легочному дыханию. Появляются парные конечности.

У пресмыкающихся дыхание исключительно легочное. Два круга кровообращения и трехкамерное сердце, не полностью разделенное межжелудочковой перегородкой, у ящериц, змей и черепах. У крокодилов эта перегородка полная. Тело пресмыкающихся покрыто роговыми чешуйками или щитками. Большинство пресмыкающихся — наземные животные. Оплодотворение внутреннее. Водные пресмыкающиеся (крокодилы, черепахи) для размножения выходят на сушу, где откладывают яйца, покрытые плотной оболочкой. Из яйца выводится сформировавшееся животное.

4. Пользуясь текстом “Сравнительная характеристика классов Земноводные и Пресмыкающиеся”, привлекая собственные знания, ответьте на следующий вопрос:

Какие особенности пресмыкающихся позволили им выйти на сушу?

Приведите не менее трех признаков.

5. Прочтите текст “Гомеостаз”.

Гомеостаз

Подавляющее большинство клеток организма напрямую не контактируют с внешней средой. Их жизнедеятельность обеспечивается внутренней средой организма, представленной жидкостями: межклеточной (тканевой), с которой клетки соприкасаются непосредственно, кровью и лимфой. Внутренняя среда обеспечивает клетки веществами, необходимыми для их жизнедеятельности, через нее удаляются продукты обмена веществ. Высокая активность клеток и тканей может привести к таким изменениям внутренней среды, которые окажутся несовместимыми с существованием самих клеток, так как их жизнедеятельность возможна лишь в определенных узких границах. Для характеристики состояний и процессов, создающих устойчивость в живых системах, используют понятие “гомеостаз”. В него входят:

1) состояние внутренней среды, постоянство ее свойств;

2) совокупность реакций и процессов, поддерживающих это постоянство;

3) способность организма противостоять изменениям среды;

4) условия существования и независимости организма.

Внутренняя среда имеет относительно постоянный состав и физико-химические свойства. Однако это постоянство не абсолютное, а относительное.

Механизм поддержания гомеостаза напоминает маятник или весы. Первый уровень поддержания гомеостаза обеспечивает цитоплазма. Это постоянство обеспечивается кровью, лимфой и межклеточной жидкостью, т.е. внутренней средой организма — вторым уровнем регуляции гомеостаза. На этом уровне контролируется содержание белков, углеводов и липидов. На следующем уровне постоянство внутренней среды поддерживается вегетативной нервной системой, а также пищеварительной, дыхательной, выделительной и другими системами. Этот уровень обеспечивает относительное постоянство температуры, концентраций кислорода, углекислого газа, количество поступающих и выделяемых продуктов обмена.

Биология, Человек и его здоровье В. С. Рохлов, С. Б. Трофимов

6. Приведите примеры изменений во внутренней среде организма человека, нарушающих гомеостаз.

7. Прочтите текст “Илья Мечников и Луи Пастер”.

Илья Мечников и Луи Пастер

Илья Мечников изучал процесс пищеварения у морских звезд. Он давно замечал внутри этих животных странные клетки, составлявшие часть организма звезд. Они не оставались ни на минуту в покое, перемещались с места на место. Они выпускали из себя отростки, точно так, как это делает амеба, и передвигались самопереливанием. Мечников взял несколько крошечных кусочков кармина — красной краски и поместил их в прозрачное тело личинки морской звезды. С помощью лупы он увидел, как ползающие и переливающиеся клетки со всех сторон устремились к красным кусочкам и поедали их. Это зрелище настолько поразило Мечникова, что еще одна мысль пришла ему в голову: если они так пожирают краску, то эти клетки так же должны пожирать микробов? Несомненно, подумал он, эти блуждающие клетки защищают личинку морской звезды от микробов. Но ведь и у человека есть такие же блуждающие клетки — лейкоциты. Именно они, вероятно, являются причиной иммунитета. Так Илья Ильич Мечников пришел к идее клеточного, или фагоцитарного, иммунитета.

Другой ученый Луи Пастер в 1880 г. увлекся изучением возбудителя куриной холеры. Он научился выращивать чистые культуры этих микробов на специальной среде в виде питательного бульона. Затем он брал каплю ядовитого бульона и наносил на крошки хлеба. Цыплята, склевавшие этот хлеб, через день погибали. Однажды случилось так, что цыплятам была дана старая культура бактерий. Цыплята, конечно, заболели, но наутро Пастер с удивлением увидел, что все они живы. Тогда он приказал служителю принести несколько здоровых цыплят и ввел им и тем цыплятам, которые выжили раньше, по смертельной дозе культуры. Наутро он увидел, что цыплята, уже получавшие дозу ослабленной культуры, были веселы и здоровы, а те, кто получил ее впервые, погибли. Так Пастер нашел способ спасения животных от определенных болезней, вызываемых микробами. Это была прививка вакцины, содержавшей ослабленных возбудителей болезни.

8. Используя содержание текста и имеющиеся у вас знания, ответьте на следующие вопросы:

1) Почему Мечников решил использовать краситель для своего эксперимента?

2) Какая существует связь между экспериментами Мечникова и Пастера?

3) В чем заключаются различия между полученными результатами исследований Мечникова и Пастера?

9. Прочитайте текст “ВИЧ-инфекция у детей”.

ВИЧ-инфекция у детей

Дети заражаются ВИЧ различными путями. Один из них — передача инфекции от зараженной вирусом матери. Матери, как правило, заражаются при переливании крови, инъекциях, внутривенном введении наркотиков или сексуальных контактах. Вирус иммунодефицита человека может передаваться до, во время или после родов. Очень важна ранняя диагностика В ИЧ у ребенка. Если мать не знает о том, что она заражена ВИЧ, и вскармливает родившегося ребенка грудью, то риск заражения возрастает сразу до 30 %. Поэтому в развитых странах зараженным матерям не рекомендуют кормить младенца грудью. Чаще всего заражение ребенка происходит во время родов. По этой причине инфицированной женщине предлагают кесарево сечение — операцию, при которой ребенок извлекается через живот. Это снижает риск заражения ребенка до двух процентов.

Во многих школах существуют программы, информирующие подростков о рисках заражения ВИЧ. Однако большинство подростков 14—17 лет по-прежнему убеждены, что они не подвержены заражению. Но как только эти подростки становятся сексуально активными, этот риск появляется. Высокий процент беременностей в подростковом возрасте говорит о том, что эти молодые женщины относятся к группе высокого риска заражения инфекциями, передающимися половым путем, в том числе и ВИЧ. Каждый человек должен знать об этом и принимать все меры предосторожности, позволяющие избежать заражения ВИЧ-инфекцией. В первую очередь такими мерами предосторожности являются следующие: отказ от случайных половых контактов, использование презервативов, отказ от любого предложения попробовать наркотики, при возможности убедиться, что вводимая сыворотка или вакцина проверена на ВИЧ — потребовать документальное подтверждение этого.

Понимание того, как передается ВИЧ, поможет избежать неприятия и отчуждения больных людей. Именно поэтому средства массовой информации (СМИ) должны информировать общество о путях заражения ВИЧ и мерах его профилактики.

10. Используя содержание текста “ВИЧ-инфекция у детей”, ответьте на вопрос: почему многие люди избегают общения с ВИЧ-инфицированными больными и что необходимо сделать, чтобы снизить этот страх?

11. Прочитайте текст “Происхождение живых существ”.

Происхождение живых существ

В Средние века люди охотно верили в то, что гуси произошли от пихтовых деревьев, а ягнята рождаются от плодов дынного дерева. Начало этим представлениям, получившим название теории самозарождения, положил древнегреческий ученый Аристотель. В XVII в. итальянский ученый Франческо Реди высказал предположение о том, что живое рождается только от живого и никакого самозарождения нет. Он взял четыре банки и положил в них змею, окуня, угря и кусок говядины. Закрыв эти банки марлей, чтобы сохранить доступ воздуха, он заполнил такими же кусками мяса другие такие же четыре банки и оставил их открытыми. Таким образом, Реди менял только одно условие опыта — открыта или закрыта банка. В закрытую банку мухи попасть не могли. Через некоторое время в мясе, лежавшем в открытых (контрольных) сосудах, на которое садились и улетали мухи, появились черви. В закрытых банках никаких червей не было даже через много дней после начала опыта.

Серьезный удар теории самозарождения нанес JL Пастер, предположивший, что жизнь в питательные среды заносится вместе с воздухом в виде спор. Он сконструировал колбы с горлышком в виде лебединой шеи. Затем заполнш1 их питательными бульонами. Он вытягивал над огнем кончик горлышка колбы и кипятил свои бульоны. Колбы остывали, а в это время вся пыль и микробы, находящиеся в воздухе, оседали на изгибе горлышка, не попадая в жидкость. Именно поэтому во всех колбах она долго оставалась неизменной. Однако если сломать горлышки некоторых (контрольных) колб, то через несколько часов бульоны помутнеют из-за бактерий или плесени, которые появятся там. Таким образом Пастер доказал, что жизнь не зарождается в его бульоне, а приносится извне вместе с грязным воздухом и спорами грибов или бактерий. И Реди и Пастер, ставя свои опыты, опровергли один из важнейших аргументов сторонников теории самозарождения, которые считали, что воздух является тем “активным началом”, которое обеспечивает возникновение живого из неживого.

12. Используя содержание текста, ответьте на вопрос: зачем были нужны мясо в опытах Реди и питательные бульоны в колбах Пастера?

Задания на интерпретацию статистических данных, работа с таблицами

1. Изучите таблицу и ответьте на вопросы.

1) 3 какие годы рост населения был самым быстрым?

2) Что можно сказать о сравнительных темпах исчезновения птиц и млекопитающих?

3) С какими причинами может быть связано увеличение количества истребленных видов животных к 1950 г.?

Связь между ростом численности населения Земли и вымиранием видов животных

Рост населения в мире с 1650 по1950 г. в млрд чел.		Численность вымерших видов животных за 300 лет (с 1650 по 1950г.)
Год	Количество населения	Млекопитающие	Птицы
1650	0,4
1700	0,5	2	3
1750	0,7	3	4
1800	1	5	7
1850	1,25	2	15
1900	1,7	31	34
1950	2,5	40	48

2. Болезни пшеницы вызываются различными паразитическими организмами, в том числе желтой и бурой ржавчиной. Они поражают все части растения, но особенно листья, на которых появляется белый плесневый налет. Изучите таблицу и ответьте на поставленные к ней вопросы.

Потери массы зерна с колоса при поражении пшеницы бурой листовой ржавчиной		Потери массы зерна с колоса при поражении пшеницы желтой листовой ржавчиной
Процент поражения	Потеря массы в %	Процент поражения	Потеря массы в %
25	3	25	28
50	9	50	42
75	22	75	52
100	33	100	55

1) При каком проценте поражения бурой ржавчиной потери урожая минимальны?

2) Какой из грибов приносит больший ущерб урожаю пшеницы?

Ответ аргументируйте.

Рассмотрите таблицы 1, 2 и выполните задания 3 и 4.

Таблица 1

Энергетическая и пищевая ценность продукции кафе быстрого питания

Блюда и напитки	Энергетическая ценность (ккал)	Белки (г)	Жиры (г)	Углеводы (г)
Двойной МакМаффин (булочка, майонез, салат, помидор, сыр, свинина)	425	39	33	41
Фреш МакМаффин (булочка, майонез, салат, помидор, сыр, ветчина)	380	19	18	35
Чикен фреш МакМаффин (булочка, майонез, салат, помидор, сыр, курица)	355	13	15	42
Омлет с ветчиной	350	21	14	35
Салат овощной	60	3	0	10
Салат “Цезарь” (курица, салат, майонез, гренки)	250	14	12	15
Картофель по-деревенски	315	5	16	38
Маленькая порция картофеля фри	225	3	12	29
Мороженое с шоколадным наполнителем	325	6	11	50
Вафельный рожок	135	3	4	22
Кока-кола	170	0	0	42
Апельсиновый сок	225	2	0	35
Чай без сахара	0	0	0	0
Чай с сахаром (две чайные ложки)	68	0	0	14

Таблица 2

Энергозатраты при различных видах физической активности

Виды физической активности	Энергозатраты
Прогулка — 5 км/ч; езда на велосипеде — 10 км/ч; волейбол любительский; стрельба из лука; гребля народная	4,5 ккал/мин
Прогулка — 5,5 км/ч; езда на велосипеде — 13 км/ч; настольный теннис; большой теннис (парный)	5,5 ккал/мин
Ритмическая гимнастика; прогулка — 6,5 км/ч; езда на велосипеде — 16 км/ч; каноэ — 6,5 км/ч; верховая езда — быстрая рысь	6,5 ккал/мин
Роликовые коньки — 15 км/ч; прогулка — 8 км/ч; езда на велосипеде — 17,5 км/ч; бадминтон — соревнования; большой теннис — одиночный разряд; лёгкий спуск с горы на лыжах; водные лыжи	7,5 ккал/мин
Бег трусцой; езда на велосипеде — 19 км/ч; энергичный спуск с горы на лыжах; баскетбол; хоккей с шайбой; футбол; игра с мячом на воде	9,5 ккал/мин

3. После матча по ватерполо нападающий одной из команд Николай, игравший в течение всего матча (28 минут), решил перекусить в кафе “Заря”. Предложите ему оптимальное по калорийности и максимальное по соотношению белков меню из перечня предложенных блюд и напитков, чтобы компенсировать свои затраты во время матча (перерывы между периодами не учитывайте). В ответе укажите энергозатраты спортсмена во время игры, рекомендуемые блюда, их калорийность и количество белков в них.

4. Во время обеда в кафе звучала очень громкая музыка. Объясните, каким образом это могло повлиять на процесс пищеварения у Николая? Приведите не меньше двух аргументов.