Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №14/2001

УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ

КАМЕНСКИЙ А.А., СОКОЛОВА Н.А., ДУБЫНИН В.А.

Продолжение. См. No 11, 12, 13/2001

Устный экзамен по биологии в 9-м классе

Билет № 11

1. Взаимосвязь дыхания и кровообращения. Первая доврачебная помощь при нарушении деятельности органов дыхания и кровообращения

Подробнее о строении и работе органов кровообращения и дыхания см. ответы на вопросы билетов №3, 7, 8, 10.

Взаимосвязь дыхания и кровообращения у человека заключается в том, что часть кислорода, содержащегося во вдыхаемом воздухе, проходит через тончайшие стенки легочных пузырьков (альвеол) и попадает в капилляры малого круга кровообращения, где и связывается с гемоглобином, превращая его в оксигемоглобин. По венам малого круга кровь, богатая кислородом, попадает в левое предсердие, оттуда – в левый желудочек, где и начинается большой круг кровообращения. По сосудам большого круга эта кровь попадает во все органы и ткани организма человека. Там через стенки капилляров кислород проходит в ткани, где используется для окисления органических соединений, то есть для получения энергии.

Таким образом, дыхательная и кровеносная системы неразрывно связаны и совместно обеспечивают получение кислорода из воздуха и доставку его ко всем клеткам организма.

В некоторых случаях может наступить остановка дыхания, которая уже через 4–5 мин приводит к гибели человека. Причиной остановки дыхания могут быть закупорка воздухоносных путей инородными телами, сдавливание гортани или грудной клетки, отеки слизистой оболочки воздухоносных путей, ранения грудной клетки. В любом из этих случаев пострадавшему необходима срочная помощь.

Инородные тела из полости рта или глотки можно извлечь самостоятельно, а вот предметы из гортани или трахеи удаляют с помощью специальных медицинских инструментов.

При сдавливании горла или грудной клетки необходимо быстро ликвидировать причины этого сдавливания.

При утоплении необходимо очистить полость рта и носа от песка и т.п., положить пострадавшего лицом вниз на колено спасателя так, чтобы голова и туловище свешивались вниз, а затем надавливать на спину до тех пор, пока вода из легких не вытечет через рот.

При ранениях грудной клетки необходимо, насколько это возможно, восстановить герметичность плевральной полости. Для этого рану обрабатывают, накладывают на нее марлевый тампон, поверх него прорезиненную ткань, клеенку или полиэтиленовый пакет, а затем туго забинтовывают. Раненого необходимо срочно доставить в лечебное учреждение.

Если у пострадавшего остановилось и самостоятельно не восстанавливается дыхание, то необходимо проводить искусственное дыхание. Проще и эффективнее всего осуществлять искусственное дыхание способом «рот в рот». Для этого пострадавшего кладут на спину, откинув ему голову назад. Затем спасатель делает глубокий вдох и, поддерживая голову и шею пострадавшего снизу, сильно выдыхает воздух ему в рот. При этом необходимо предотвратить утечку воздуха через нос пострадавшего. Иногда эту же процедуру осуществляют через нос, зажимая рот пострадавшего. Такие действия необходимо осуществлять 15–20 раз в минуту в течение 1–2 ч без перерывов, до восстановления дыхания у пострадавшего.

Быструю доврачебную помощь необходимо оказывать и при кровопотере. У взрослого человека объем крови, циркулирующий по сосудам, составляет 4,5–5 л. Потеря 1,5–2 л крови опасна для жизни. Особенно опасна стремительная кровопотеря, когда давление быстро падает и мозг, сердце и другие органы не получают достаточно кислорода.

Точки пальцевого прижатия артерий

Точки пальцевого прижатия артерий

Различают три основных вида кровотечений: капиллярные, венозные и артериальные. При капиллярном – слабо кровоточит вся поверхность раны, кровопотеря не бывает большой и относительно легко останавливается. При венозном кровотечении кровь вытекает из раны непрерывной равномерной струей. Цвет крови темный. Повреждение крупных вен опасно для жизни, так как кровопотеря может быть большой и, кроме того, в сосуды могут попасть пузырьки воздуха и закупорить их.

Самым опасным для жизни является артериальное кровотечение, когда алая кровь вытекает из раны стремительно, пульсирующей струей и человек может быстро погибнуть.

Первая доврачебная помощь при наружных капиллярных и венозных кровотечениях заключается в санитарной обработке поверхности вокруг раны, закрытии ее салфеткой или тампоном из марли и наложении тугой повязки. После этого пострадавшего необходимо доставить в лечебное учреждение.

Для остановки артериального кровотечения накладывают давящую повязку, максимально сгибают раненую конечность и закрепляют ее в таком положении повязкой; раненую поверхность приподнимают. Одним из приемов остановки артериального кровотечения является передавливание сосуда выше места его повреждения. Артерию необходимо прижимать к костям в тех местах, где можно нащупать пульс. После уменьшения кровотечения необходимо наложить жгут. Жгут можно сделать из ремня, резиновой трубки, полосы материи. Жгут накладывают выше места ранения и затягивают до такой степени, чтобы сдавить стенки сосуда. При этом кровотечение останавливается, а конечность ниже жгута бледнеет. Так как прекращение кровообращения приводит к гибели тканей, жгут накладывают на срок не более 2 ч и прикрепляют к нему записку с указанием точного времени его наложения. После наложения жгута пострадавшего необходимо доставить в больницу.

2. Среда обитания организмов, ее компоненты, приспособленность к ней растений и животных (на одном–двух примерах)

Любое живое существо всецело зависит от среды обитания, получая от нее необходимые для жизнедеятельности вещества и энергию. Среда обитания слагается из многих компонентов, воздействующих на организм. Каждый такой компонент называется экологическим фактором. Все экологические факторы можно подразделить на следующие три группы.

1. Факторы неживой природы, или абиотические факторы (свет, влажность, температура, соленость среды и др.).

2. Факторы живой природы, или биотические факторы (симбионты, паразиты, хищники и др.).

3. Факторы, созданные деятельностью человека, или антропогенные факторы (отходы производства, удобрения, яды для борьбы с вредителями сельского хозяйства и др.).

Все компоненты среды обитания важны для живущих в этих условиях растений и животных, но наиболее сильно на них воздействуют колебания освещенности, температуры и влажности.

Свет является источником энергии для зеленых растений, создающих в процессе фотосинтеза органические вещества для своего питания. Кроме того, свет является и важным регулирующим фактором. Например, увеличение светового дня весной служит птицам сигналом для начала устройства гнезд, а укорочение светового дня осенью заставляет перелетных птиц сбиваться в стаи, готовиться к перелету на юг.

Несмотря на то, что свет жизненно необходим всем зеленым растениям, многие из них хорошо приспособились к жизни в тенистых местах. Например, лесные папоротники, вороний глаз, кислица, мятлик лесной не растут на открытых освещенных местах. Они имеют темно-зеленые листья, клетки которых содержат много хлоропластов и, следовательно, много хлорофилла.

Вода необходима всем живым существам. Живая клетка состоит из воды приблизительно на 60%, хотя это значение для разных клеток может колебаться в широких пределах. Вода является прекрасным растворителем, и все химические реакции в клетке проходят в водных растворах. Транспорт и выделение веществ в организме также невозможны без воды. Вода участвует во многих процессах обмена веществ в клетке, например она необходима для фотосинтеза. Испарение воды позволяет поддерживать тепловое равновесие в живых организмах, и они не перегреваются. В сутки одному растению кукурузы требуется около 1 л воды, а одной березе – 60–100 л.

В засушливых местах обитания растения и животные стараются удержать воду. Листья у таких растений узкие или игольчатые, их поверхность имеет специальное опушение или восковый налет для уменьшения испарения. Многие растения способны удерживать воду в стеблях (кактусы) или листьях (алоэ). Животные засушливых мест обитания также имеют особые приспособления. Так, запасы жира в горбах верблюда, распадаясь, дают большое количество воды, благодаря чему верблюд может долгое время не пить. Водным растениям не нужно экономить воду. Поэтому они часто имеют большие листья с устьицами на верхней стороне (кувшинка).

Тепло – также необходимое условие для всех живых организмов. Так как температура воды и воздуха колеблется в очень широких пределах (вода в океане имеет температуру от –3° С до +30° С, а воздух в атмосфере от –70° С до +80° С), живые организмы выработали целый ряд приспособлений для выживания в разных температурных условиях. Например, многие животные и растения не размножаются зимой.

Клетки растений, готовясь к холодам, теряют некоторое количество воды, чтобы, замерзая, эта вода не разорвала их. В наших широтах растения зимой не могут всасывать корнями воду. Чтобы предотвратить большие потери воды при испарении через устьица, они на зиму сбрасывают листья.

Благодаря изменению структуры нуклеиновых кислот и белков некоторые микроорганизмы могут жить в горячих источниках при температуре + 70...+85° С.

Таким образом, в процессе длительной эволюции живые организмы выработали самые различные приспособления для выживания практически во всех средах обитания, которые встречаются на Земле.

Билет № 12

1. Выделение из организма продуктов обмена веществ. Роль почек и кожи в этом процессе

Совокупность процессов распада веществ в организме называется диссимиляцией. Конечными продуктами распада жиров и углеводов являются углекислый газ и вода, а конечными продуктами распада белков – углекислый газ, вода и мочевина. Продукты распада необходимо постоянно выводить из организма через органы выделения.

Строение почки

Строение почки:
1 – корковый слой; 2 – мозговой слой; 3 – почечная лоханка; 4 – мочеточник

Схема строения нефрона

Схема строения нефрона:
1 – клубочек капилляров; 2 – капсула; 3 – эпителий извитого почечного канальца; 4 – собирательная трубочка; 5 – приносящая артериола; 6 – выносящая артериола; 7 – венула; 8 – извитой почечный каналец; 9 – фильтрация крови; 10 – реабсорбция

Через почки с мочой удаляются: вода, мочевина, мочевая кислота, некоторые соли. Через кожу с потом выделяются в меньших количествах те же вещества, что и через почки. Наконец, через легкие выводятся углекислый газ и пары воды.

Процессы выделения являются необходимой составной частью обмена веществ.

Мочевыделительная система человека состоит из двух почек, мочеточников, соединяющих почки с мочевым пузырем, мочеиспускательного канала, выводящего мочу из организма наружу. Почки – парные органы бобовидной формы, расположенные у задней стенки брюшной полости на уровне поясничных позвонков. Почка состоит из двух слоев: коркового и мозгового. В корковом слое расположены клубочки нефронов. Нефрон – это функциональная единица почки. В каждой почке содержится приблизительно по 1 млн нефронов. Канальцы и собирательные трубочки нефронов расположены в мозговом слое почек, они собраны в почечные пирамиды, которые открываются в почечную лоханку, где берет начало мочеточник.

Кровь в почки попадает по почечным артериям, отходящим от аорты. За 4–5 мин через почки проходит вся кровь организма человека. Почечные артерии, многократно разветвляясь, образуют клубочки капилляров, заходящие в капсулы Шумлянского–Боумена, которыми начинается нефрон. Пройдя через капсулы, кровь собирается в выносящую артерию. Диаметр приносящих артерий больше диаметра выносящих, поэтому давление крови в клубочках капилляров относительно велико.

Стенка капсулы Шумлянского–Боумена образована одним слоем клеток, через который и происходит фильтрация крови. При этом в просвет капсулы неизбирательно выходят многие низкомолекулярные вещества. В просвете капсул образуется так называемая первичная моча, в состав которой входят вода, глюкоза, соли, мочевина, аминокислоты, пептиды, витамины и т.п. Однако крупных белковых молекул и форменных элементов крови в первичной моче здорового человека быть не должно. Общий объем первичной мочи, образующийся за сутки, составляет около 200 л.

Из просвета капсулы первичная моча двигается по извитому канальцу, стенки которого способны к обратному всасыванию (реабсорбции) большинства веществ, содержащихся в ней. Таким образом, обратно в кровь всасывается вода, многие соли, витамины, аминокислоты, глюкоза. После этого моча делается концентрированной, в ней резко повышается содержание мочевины. Такая моча называется вторичной, она через собирательные трубочки попадает в мочеточник, а затем в мочевой пузырь. У человека в сутки образуется 1,5–2 л вторичной мочи. Во вторичной моче около 98% воды и 2% мочевины, мочевой кислоты, солей натрия, калия, магния.

Процесс образования мочи требует больших затрат энергии, достигающих 10–12% от общих затрат энергии организмом человека. Присутствие в моче белков или клеток крови свидетельствует о том, что эпителий капсул поврежден.

2. Природное сообщество, его основные звенья, цепи питания

Природное сообщество – это совокупность различных живых организмов, совместно обитающих на каком-либо участке суши или водоема. Обычно природное сообщество называют биоценозом. Природное сообщество является одним из уровней организации живой материи.

Цепи питания в природных экосистемах

Цепи питания в природных экосистемах

Количество видов живых существ, входящих в природное сообщество, зависит от условий существования в данной области Земли. Так, природное сообщество в суровых условиях полярной тундры состоит всего из 250–280 видов живых организмов, а сообщество тропического леса в Южной Америке включает 5–7 тыс. видов!

Любое природное сообщество можно представить себе в виде пищевой цепи. Основу большинства сообществ составляют зеленые растения. В процессе фотосинтеза за счет энергии солнечного света они синтезируют (или продуцируют) органические вещества, почему и получили название продуцентов. Следующими последовательными звеньями пищевой цепи являются растительноядные животные и питающиеся этими животными хищники. Органические вещества, которые образуются в результате жизнедеятельности растений и животных или после их гибели, перерабатываются бактериями-сапрофитами почвы (например, бактериями гниения). В процессе разрушения органических веществ образуются минеральные соли, которые могут всасываться корнями растений продуцентов.

Все сказанное можно изобразить в виде схемы цепи питания в природном сообществе.

На самом деле в природе такие цепи гораздо сложнее. Например, для луга можно привести такую цепь:

клевер --> кузнечики, саранча --> лягушка --> уж --> ястреб.

А для морского сообщества цепь питания будет еще длиннее. Например, для северных морей можно написать следующую цепь:

водоросли --> мелкие ракообразные (креветки) --> несколько видов мелких рыб --> несколько видов крупных рыб --> тюлень --> белый медведь --> черви, паразитирующие в кишечнике медведя.

Взаимоотношения в природных сообществах очень сложны, и обычно в них наблюдают множество параллельных и переплетающихся цепей питания.

Билет № 13

1. Кожа и ее роль в организме. Роль закаливания в укреплении здоровья человека

Наружный покров тела человека – кожа. Общая площадь кожных покровов человека составляет приблизительно 2 м2. Кожа выполняет ряд важнейших функций: защитную, чувствительную, выделительную, запасающую и терморегуляционную.

Строение кожи (схема)

Строение кожи (схема)

Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса, дермы (или собственно кожи), подкожной жировой клетчатки.

Эпидермис cостоит из нескольких десятков слоев эпителиальных клеток. Наиболее толстый эпидермис на подошвах и ладонях, а самый тонкий – на веках глаз. Верхние слои эпидермиса – мертвые. Они постоянно слущиваются, особенно во время мытья. При этом они заменяются ороговевающими клетками нижних слоев, образованных живыми клетками. В среднем за год человек теряет 600–700 г кожных частичек. В клетках эпидермиса вырабатывается пигмент меланин, от количества которого зависит цвет кожи. Меланин поглощает ультрафиолетовые лучи и особенно интенсивно вырабатывается при значительном освещении кожи солнцем.

Дерма – это соединительная ткань, богатая переплетающимися эластичными волокнами, придающими коже упругость. В дерме расположено большое число разнообразных рецепторов: температурных, механических, болевых. Больше всего в коже болевых окончаний – около 1 млн, а температурных гораздо меньше: 250 тыс. тепловых, 30 тыс. холодовых.

Волосы человека также имеют эпидермальное происхождение – это кожные ороговевшие образования. Волос состоит из луковицы, корня и стержня. У корня каждого волоса находится рудимент мышцы. Рядом с волосяными луковицами расположены сальные железы. Пузырьки сальных желез, в которых вырабатывается кожное сало, открываются в волосяные сумки.

Кожное сало необходимо для смазывания волос и кожи. Потовые железы образованы железистыми клетками, выделяющими пот – жидкость, содержащую мочевину, соли и др. Выводные протоки потовых желез расположены по всей поверхности кожи. Больше всего их в подмышках, на ладонях, подошвах, а общее их количество составляет 2–3 млн. Количество выделяемого пота сильно колеблется. Особенно много пота выделяется в жаркие дни – до 3 л. Кожное сало и пот содержат вещества, препятствующие проникновению в кожу подавляющего большинства болезнетворных микроорганизмов.

В дерме находится большое число кровеносных сосудов и нервных волокон.

Под дермой находится третий слой кожи – подкожная жировая клетчатка, образованная рыхлой соединительной тканью. Накапливающийся в этой ткани жир защищает организм от переохлаждения, служит резервом на случай больших энергетических затрат.

Одна из важнейших функций кожи – терморегуляционная. Терморегуляция – это ряд физиологических процессов, позволяющих поддерживать температуру тела человека на постоянном уровне. Около 80% тепла, образующегося в организме, теряется через кожу. При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи рефлекторно расширяются и теплоотдача возрастает. Кроме того, увеличивается выделение и испарение пота, что требует больших затрат энергии.

При низкой температуре окружающей среды сосуды кожи сужаются, выделение пота уменьшается.

Для повышения устойчивости организма к понижению или повышению температуры необходимо постоянно его закаливать. В результате закаливания вырабатывается комплекс рефлексов, обеспечивающих повышение защитных сил человека. Основные способы закаливания – водные и воздушные процедуры, спортивные упражнения и т.п.

Грязная кожа не может нормально выполнять защитную и терморегуляционную функции. Грязь приводит к закупорке сальных и потовых желез, увеличивает время жизни болезнетворных бактерий, попавших на кожу, поэтому следует регулярно мыться. Для нормального состояния кожных покровов нужна удобная одежда. Она должна быть чистой, хорошо пропускать влагу и воздух, не препятствовать теплообмену.

2. Эволюция органического мира, ее причины и результаты

Эволюция – это процесс исторического изменения живых организмов. Хотя первые эволюционные взгляды высказывались еще древними греками, многие столетия эволюция живого отрицалась, и считалось, что все живые существа были изначально созданы такими, какими они и выглядят сейчас.

Любая эволюционная теория должна давать ответы на следующие два основные вопроса.

1. Каково направление эволюционного процесса: от простых форм к сложным или, наоборот, от сложных к простым?

2. Каковы причины эволюции, то есть что же заставляет живые существа изменяться?

В настоящее время эволюционная теория базируется на учении Чарлза Дарвина (1809–1882). По Ч.Дарвину, развитие идет от простых живых существ к сложным. Причинами эволюции являются наследственная изменчивость и естественный отбор.

Изменчивость – это общее свойство живых организмов, заключающееся в приобретении различий между особями в пределах вида. При наследственной, или, как сейчас ее называют, мутационной, изменчивости возникают изменения в хромосомах или генах, т.е. затрагивается наследственный материал, в котором закодированы все признаки и свойства живого существа. Отдельное изменение в наследственном материале называется мутацией.

Возникшее в результате мутации изменение проверяется на полезность для данного вида. Такую проверку осуществляет естественный отбор – процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство те особи, которые лучше других приспособлены к выживанию в данных условиях. Таким образом, если возникшее наследственное изменение позволяет имеющим его особям побеждать в борьбе за существование (с другими особями данного вида; с особями других видов, например хищниками; с неблагоприятными природными явлениями например с засухой), то это изменение – благоприятное. Если же мутация привела к появлению неблагоприятного признака, то имеющие его особи быстро погибнут.

Таким образом, естественный отбор – движущая сила эволюции. Эволюционный процесс приводит к появлению новых видов, а в дальнейшем – и более крупных систематических групп живых существ. Возникающие виды, обладая новыми полезными признаками, могут заселять те участки земной поверхности, где их предки жить не могли. Так, например, низкорослые предки жирафов, питавшиеся травой и кустарниками, в случае засухи могли погибнуть от голода. Благодаря своему росту жираф может питаться листьями из крон высоких деревьев, которые остаются зелеными даже в сильную засуху, и, таким образом, голод ему не грозит.

В результате эволюции происходит постоянное постепенное усложнение живущих на Земле организмов; повышается приспособленность живых существ к условиям их существования; увеличивается число и разнообразие видов живых существ.

Билет № 14

1. Температура тела человека, причины ее постоянства и способы регуляции. Значение повышения температуры тела при заболеваниях

Независимо от температуры внешней среды у человека поддерживается практически постоянная температура тела – 36–37° С. Температура тела немного меняется в течение суток, причем самые низкие ее значения наблюдаются ночью и ранним утром. Постоянство температуры тела достигается за счет баланса двух процессов: теплообразования и теплоотдачи.

Тепло образуется во всех тканях организма в результате окисления органических соединений. Больше всего тепла образуется в скелетных мышцах – до 70%, в печени образуется около 20% тепла, а в остальных органах – около 10%.

Выведение тепла из организма, или теплоотдача, происходит в основном через поверхность тела, то есть через кожу (см. ответ на билет №13). Поверхность тела обменивается теплом с более холодными предметами, к которым прикасается человек, окружающим воздухом или водой.

Такие способы теплоотдачи эффективны только тогда, когда температура окружающей среды не превышает +20° С. При более высокой температуре окружающей среды теплоотдача происходит главным образом за счет испарения пота с поверхности тела. При испарении 1 г пота организм теряет 2,4 кДж (0,58 ккал) тепла. Даже в состоянии покоя человек выделяет не менее 500 г пота в сутки, что соответствует потере около 1200 ккал в виде тепла. При интенсивной работе потери пота возрастают во много раз, и человек теряет за сутки до 12 л пота. Во влажном жарком воздухе выделение пота затруднено, поэтому может произойти перегрев организма и тепловой удар. Небольшая часть тепла, выделяемого организмом (около 10%), выделяется из легких с выдыхаемым воздухом.

Центры регуляции температуры тела находятся в гипоталамусе. В переднем его отделе находится центр регуляции теплоотдачи. Он регулирует просвет кожных сосудов, потоотделение, вентиляцию легких. Центры, расположенные в заднем отделе гипоталамуса, регулируют теплопродукцию. Например, при снижении температуры воздуха уменьшается потоотделение, суживаются кожные сосуды, и теплоотдача уменьшается. Одновременно увеличивается образование тепла – возникает дрожь в мышцах и т.п.

При большинстве инфекционных заболеваний температура тела человека значительно возрастает – иногда до 40° С. При такой температуре большинство болезнетворных бактерий и вирусов перестают размножаться. Таким образом, подъем температуры при инфекционных болезнях является защитной реакцией. Однако подъем температуры тела до 42 – 43° С может вызвать быструю смерть больного.

2. Питание, его значение в жизни организма. Особенности питания растений

Питанием называется обеспечение организма поступающими извне веществами, которые используются им во всех процессах жизнедеятельности. Питание является составной частью обмена веществ. Питательные вещества используются для роста, образования новых клеток, т.е. для пластического обмена. С другой стороны, распад питательных веществ дает необходимую организму энергию, т.е. пища используется для энергетического обмена.

По способу питания все организмы делятся на гетеротрофы и автотрофы.

Автотрофы (зеленые растения, некоторые бактерии) получают извне неорганические вещества, из которых за счет энергии химических связей или света синтезируют сложные органические соединения. Автотрофы могут быть фотосинтетиками или хемосинтетиками.

1. Фотосинтетики получают энергию за счет солнечного света и используют ее для синтеза органических соединений, главным образом сахаров (зеленые растения и некоторые бактерии).

2. Хемосинтетики получают энергию за счет реакций окисления неорганических соединений, используя ее для синтеза органических веществ (азотобактерии, серобактерии и др.).

Зеленые растения по способу питания являются автотрофами-фотосинтетиками. Они поглощают минеральные соли и воду из почвы. Из углекислого газа и воды в хлоропластах листьев синтезируются сахара. Энергию для этого синтеза растения получают за счет солнечного света, кванты которого захватываются молекулами хлорофилла. Процесс образования органических веществ за счет энергии солнечного света называется фотосинтезом.

Гетеротрофы (животные, грибы, многие бактерии) для питания могут использовать только готовые органические вещества, поступающие извне.

У гетеротрофных организмов возможны следующие три способа питания.

1. Сапрофитные организмы (бактерии гниения, многие грибы) используют для питания органические соединения, содержащиеся в телах погибших организмов.

2. Паразитические организмы (болезнетворные бактерии, многие простейшие и грибы) используют для питания вещества организма-хозяина, нанося ему этим вред.

3. Голозойные организмы (подавляющее число животных)поедают пищу, затем она переваривается и всасывается.

Билет №15

1. Витамины, их роль в обмене веществ. Способы сохранения витаминов в продуктах питания

Витамины – органические вещества, необходимые для жизнедеятельности организма человека. Витамины или совсем не вырабатываются в человеческом организме, или вырабатываются в недостаточных количествах. Так как чаще всего витамины являются небелковой частью молекул ферментов (коферментами) и определяют интенсивность множества физиологических процессов в организме человека, то необходимо, чтобы они постоянно поступали в организм. Исключения до некоторой степени составляют витамины B12 и А, способные в небольших количествах накапливаться в печени. Кроме того, некоторые витамины (B1, B2, К, Е) синтезируются бактериями, обитающими в толстом кишечнике, откуда и всасываются в кровь человека.

При недостатке витаминов в пище или заболеваниях желудочно-кишечного тракта поступление витаминов в кровь уменьшается, и возникают заболевания, имеющие общее название гиповитаминозов. При полном отсутствии какого-либо витамина возникает более тяжелое расстройство, получившее название авитаминоза.

Витамины подразделяются на водорастворимые и жирорастворимые. Водорастворимые витамины усваиваются из водного раствора, а при избытке легко выводятся с мочой. Жирорастворимые витамины усваиваются вместе с жирами, поэтому нарушение переваривания и всасывания жиров сопровождается нехваткой ряда витаминов (А, D, К). Значительное увеличение содержания жирорастворимых витаминов в пище может вызвать ряд нарушений обмена веществ, так как эти витамины плохо выводятся из организма.

В настоящее время насчитывается не менее двух десятков веществ, относящихся к витаминам.

Таблица 1. Водорастворимые витамины

 Таблицы 1 и 2

Сведения о потребности в основных витаминах, содержании в пище, а также о проявлениях авитаминозов приведены в таблицах 1 и 2.

Витамины не всегда хорошо сохраняются в пищевых продуктах. Например, витамин А разрушается при длительном хранении и высыхании моркови. Кроме того, следует учитывать, что большинство водорастворимых витаминов разрушаются при нагревании: около 60% витаминов из группы В, около 50% витамина С. Поэтому для сохранения витаминов овощи следует чистить и резать непосредственно перед приготовлением, варить их надо недолго и в закрытой кастрюле. Очень важно часто употреблять в пищу салаты из сырых овощей: капусты, моркови и т.п. Сохранять на зиму ягоды лучше в протертом с сахаром виде, так как в них сохраняется больше витаминов.

2. Характеристика царства животных. Роль животных в биосфере

Животные – это самое крупное по количеству видов царство живых существ. Оно насчитывает более 1,5 млн видов.

Животные живут во всех средах обитания: на суше, в воде, воздухе, почве. Животные очень сильно различаются по размерам и массе. Так, синий кит имеет длину тела более 30 м, а массу свыше 30 т – один только его язык весит 2 т. Размер же многих простейших составляет сотые доли миллиметра. Тела животных сильно различаются по форме, покровам, внутреннему строению и т.п.

Вместе с тем почти всем животным свойственны общие признаки. Наиболее характерными являются следующие особенности животных.

1. Гетеротрофное питание: животные питаются готовыми органическими соединениями (хотя эвглена зеленая может питаться и автотрофно).

2. Подавляющее большинство животных ведет активный, подвижный образ жизни. (Исключение: например, коралловые полипы, некоторые низшие ракообразные и т.п.)

3. Тело большинства животных растет до определенных пределов, а не все время, как у растений.

4. Клетки животных обычно не имеют плотной оболочки и способны изменять свою форму. Как правило и все тело животного также может изменять свою форму.

5. Клетки животных по своему строению довольно сильно отличаются от клеток растений и тем более клеток бактерий.

6. У животных хорошо развита нервная система и органы чувств, поэтому они хорошо чувствуют внешние воздействия и очень быстро на них реагируют. У животных хорошая память. Даже у простейших, у которых еще нет нервной системы, существует свойство раздражимости, благодаря которому они могут активно искать пищу, избегать опасности и т.п.

Животные играют важную роль в каждом биогеоценозе и в биосфере в целом. Они участвуют в пищевых цепях биогеоценозов, выполняя роль консументов, т.е. потребителей органических веществ. Например, в пищевой цепи: трава --> заяц --> волк --> бактерии, заяц является консументом первого порядка (травоядным животным), а волк – консументом второго порядка (плотоядным животным).

Многие животные являются распространителями плодов и семян растений (дрозд-рябинник, белка, клест, бурундук и т.п.), опылителями (шмели, комары, пчелы, бабочки).

Многие животные являются пищевой базой для других видов (простейшие – для ракообразных; ракообразные, черви, моллюски – для рыб; насекомые – для амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и т.п.).

Животные являются средой обитания для внешних (грибы, блохи, клопы) и внутренних (простейшие, круглые и плоские черви) паразитов.

Многие животные приносят большую пользу человеку, являясь естественными врагами вредителей сельского хозяйства (наездники, хищные клопы, хищные жуки, амфибии, птицы).

Животные являются для человека источником пищи, а также меха, шерсти, шелка, пуха, воска и т.п.

Не стоит забывать, что некоторые животные могут быть возбудителями опасных заболеваний человека (малярийный плазмодий, аскариды, свиной и бычий цепни и др.). Многие животные являются переносчиками возбудителей болезней человека. Например, некоторые комары переносят возбудителя малярии, вши – возбудителя тифа, блохи – возбудителя чумы, мухи переносят яйца паразитических червей.

Билет № 16

1. Сходство скелетов человека и млекопитающих животных как доказательство их родства. Особенности скелета человека, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью

Человек относится к классу млекопитающих, отряду приматов. Ближайшими эволюционными родственниками человека являются шимпанзе, гориллы и орангутаны. Это обусловливает очень большое сходство скелета человека со скелетами других млекопитающих, и особенно приматов.

Скелет человека, так же как скелеты других млекопитающих, состоит из позвоночника, черепа, грудной клетки, поясов конечностей и скелета собственно конечностей. Однако у человека лучше, чем у других млекопитающих, развит мозг, человек отличается способностью к труду и прямохождением. Эти особенности наложили отпечаток на строение скелета человека.

Сравнительный ряд скелетов, свидетельствующий о различии и сходстве в их строении

Сравнительный ряд скелетов, свидетельствующий о различии и сходстве в их строении:
1 – горилла; 2 – неандерталец; 3 – современный человек

Так, объем черепной полости человека больше, чем у любого животного с такими же размерами тела. Размеры лицевой части черепа у человека меньше, чем мозговой, а у животных – наоборот. Это связано с тем, что животные питаются сырой пищей, которую трудно измельчать, и поэтому они имеют большие челюсти и зубы, которые являются еще и органами защиты. Объем же мозга у животных относительно размеров тела гораздо меньше, чем у человека. Позвоночник у животных не имеет значительных изгибов, а у человека имеет 4 изгиба: шейный, грудной, поясничный и крестцовый. Эти изгибы появились в связи с прямохождением и обеспечивают позвоночнику упругость при ходьбе, беге, прыжках.

Грудная клетка у животных сжата спереди назад. У животных масса тела распределена между всеми четырьмя конечностями и таз не очень массивен. У человека вся масса тела опирается на нижние конечности, таз – широкий и прочный.

Скелет передних и задних конечностей у животных не очень сильно различается между собой. У человека кости нижних конечностей толще и прочнее, чем верхних. Имеются также сильные различия в строении стопы и кисти человека. Строение пальцев рук дает возможность человеку выполнять сложные виды работ.

Человек так же, как и другие млекопитающие, имеет зубы трех видов: клыки, резцы и коренные, однако число и форма этих зубов у человека и представителей других отрядов млекопитающих очень сильно различаются.

Сходство скелета человека и человекообразных обезьян является одним из доказательств того, что у человека имеются общие с этими обезьянами предки.

2. Причины господства покрытосеменных на Земле

Покрытосеменные (цветковые) растения являются самой многочисленной и распространенной группой растений на Земле, насчитывающей более 250 тыс. видов. Покрытосеменные растения растут по всему земному шару и господствуют везде, кроме океана и высокоширотных областей. Среди покрытосеменных имеются и травы, и кустарники, и деревья. У покрытосеменных появился целый ряд новых по сравнению с предками признаков, которые и помогли им широко распространиться по всей суше.

У покрытосеменных растений появился особый орган размножения – цветок. В нем формируются половые клетки – гаметы и происходит процесс оплодотворения. В результате семена образуются внутри плода, что обеспечивает их защиту и распространение.

Особенностью покрытосеменных растений является также двойное оплодотворение, в результате которого образуется диплоидная зигота, из которой развивается зародыш и триплоидная клетка, дающая начало особой питательной ткани – эндосперму. Это обеспечивает большую жизнеспособность семян.

По сравнению с другими растениями у покрытосеменных лучше развита проводящая система, которая обеспечивает хорошее проведение веществ по древесине и лубу.

Указанные прогрессивные признаки позволили покрытосеменным быстро занять господствующее положение в растительном царстве.

Билет № 17

1. Строение, состав, функции, возрастные особенности костей, типы их соединений

Опорно-двигательная система образована скелетом и мышцами. Кроме того, скелет и мышцы выполняют функцию защиты внутренних органов от внешних механических воздействий.

Масса скелета человека составляет приблизительно 15% от массы тела. Различные исследователи насчитывают в скелете от 206 до 250 костей (считая и зубы). Число костей в скелете непостоянно, зависит от наследственных факторов, а также меняется с возрастом. Каждая кость соединена с другими, образуя единый скелет. Исключение составляют лишь несколько мелких костей черепа.

Основа скелета – позвоночник, состоящий из 33–34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, сросшихся в крестец, и 4–5 копчиковых. Позвоночник человека имеет S-образный прогиб. Позвонки соединены между собой полуподвижно: между ними располагаются хрящевые диски, что дает возможность сильно изгибать позвоночник в различных плоскостях.

Позвонок образован телом и отростками, которые, замыкаясь, образуют позвоночный канал, внутри которого проходит спинной мозг. Чем ниже лежит позвонок, тем массивней его тело. Это связано с тем, что нагрузка на шейные позвонки гораздо меньше, чем, например, на поясничные.

Грудная клетка образована 12 парами ребер, отходящими от 12 грудных позвонков и соединенными, кроме 11-й и 12-й пар, с грудиной спереди. Кости, образующие грудную клетку, между собой соединены полуподвижно, что позволяет совершать дыхательные движения.

Пояс верхних конечностей у человека образован парными ключицами и лопатками. Каждая ключица одним концом полуподвижно соединена с грудной костью, а другим с лопаткой.

Скелет верхней конечности образован следующими костями: плечо – плечевая кость, предплечье – локтевая и лучевая кости, кисть – 8 (а у взрослого человека – 7) костей запястья, 5 пястных костей и по 3 фаланги в каждом пальце, кроме большого, в котором только 2 фаланги.

Пояс нижних конечностей у человека представлен тремя парами костей (подвздошными, седалищными и лобковыми), сросшимися между собой и образовавшими таз. Таз неподвижно соединен с крестцом.

Скелет нижних конечностей образован следующими костями. Бедро – бедренная кость – самая длинная кость нашего скелета, (27,5% от длины тела). Голень – большая и малая берцовые кости. Сустав между бедром и голенью прикрыт надколенной чашечкой. Стопа – 7 костей предплюсны (самая крупная из них – пяточная), 5 костей плюсны и по 3 фаланги в пальцах, кроме большого, в котором 2 фаланги.

Скелет головы – череп – включает в себя приблизительно 25 костей. Череп делится на лицевой и мозговой отделы. Лицевой отдел образован многими неподвижно соединенными костями и одной подвижной – нижней челюстью. Мозговой отдел состоит из неподвижно соединенных костей: лобной, двух теменных, двух височных, затылочной, клиновидной и решетчатой. В затылочной кости имеется крупное отверстие, через которое соединяются спинной и головной мозг.

Кости скелета могут быть соединены между собой различными способами. При неподвижном соединении кости срастаются, причем небольшие выступы одной кости заходят в выемки другой. Такой шов обычно даже прочнее образовавших его костей. Пример – соединение костей черепа, таза.

При полуподвижном соединении между костями образуется хрящевая прослойка, допускающая небольшие движения. Пример – соединение ребер и грудной кости, позвонков в позвоночнике.

В подвижных соединениях – суставах – на одной кости имеется выемка, а на другой – головка, покрытые очень прочным и гладким хрящом. Сустав заключен в герметичную суставную сумку, в которой находится небольшое количество жидкости, служащей для уменьшения трения в суставе. Суставы подразделяются на несколько видов в зависимости от числа костей, участвующих в их работе, формы суставной поверхности, количества осей в нем. Примеры суставов: тазобедренный, локтевой, коленный и т.д.

В зависимости от формы кости подразделяются на трубчатые (плечевая, бедренная, фаланги пальцев и др.), губчатые (грудина, ключица, позвонки), плоские (теменные, лопатки, тазовые), пневматизированные (верхняя челюсть, лобная). В длинных трубчатых костях имеются полости, в которых расположен желтый костный мозг, а головки трубчатых костей и губчатые кости заполнены красным костным мозгом.

Кости, за исключением суставных поверхностей, покрыты соединительнотканной оболочкой – надкостницей. За счет деления клеток внутреннего слоя надкостницы происходит рост костей в толщину, а также срастание сломанных костей.

Кости эмбриона содержат большое количество хрящевой ткани. После рождения происходит постепенное окостенение, после чего рост человека прекращается. Обычно это происходит к 16–20 годам жизни.

Главным функциональным элементом кости являются костные клетки – остеобласты, которые способны вырабатывать белковые вещества, придающие костям упругость, а также откладывать минеральные соли (фосфат кальция, сульфат магния и др.), обеспечивающие твердость костей.

2. Причины господства птиц и млекопитающих на Земле

Птицы и млекопитающие появились в меловом периоде мезозойской эры. Произошли они от различных групп пресмыкающихся. Несмотря на то, что по своему строению и образу жизни представители класса птиц и класса млекопитающих совсем не похожи друг на друга, можно назвать несколько крупных сходных эволюционных изменений (ароморфозов), которые и привели к относительному процветанию птиц и млекопитающих в настоящее время.

1. У птиц и млекопитающих хорошо развита центральная нервная система, в частности, большие полушария мозга и мозжечок. У птиц появляется кора больших полушарий, которая у млекопитающих достигает развития в наибольшей степени. Развитие центральной нервной системы позволяет этим животным усложнить поведение, обеспечивает им хорошую память.

2. У птиц и млекопитающих появляется четырехкамерное сердце, и венозная кровь в сердце не смешивается с артериальной. Это позволяет доставлять в ткани больше кислорода, усилить обмен веществ и сделать его более стабильным.

3. У птиц и млекопитающих постоянная относительно высокая температура тела (обычно от 36° С до 42° С), что позволяет обеспечить стабильный обмен веществ в различных условиях существования.

Помимо этих общих ароморфозов у птиц и млекопитающих появился целый ряд признаков, позволяющих птицам освоить воздушную среду, а млекопитающим – сушу. У птиц – это появление крыльев, перьевого покрова, легких трубчатых костей, двойного дыхания в полете и др. У млекопитающих – это органы для вынашивания и вскармливания потомства (матка, молочные железы), волосяной покров, разделение полости на грудную и брюшную и др.

Кроме того, целый ряд млекопитающих (ластоногие, китообразные) успешно конкурирует с рыбами и головоногими моллюсками в океане.

Продолжение следует

 

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru