Билет № 22

1. Экология - наука о взаимосвязях организмов и окружающей среды. Значение экологических знаний на современном этапе.

2. Грибы-паразиты, вызывающие болезни растений (трутовик, головня, спорынья и др.). В чем проявляется их вред для растений? Какие меры необходимо предпринять для предупреждения грибковых заболеваний растений?

3. Используя знания о мочевыделительной системе, ее строении и функциях, раскройте меры предупреждения мочеполовых инфекций для сохранения здоровья. Какое действие на почки оказывает употребление алкоголя и бесконтрольное применение лекарственных препаратов? Ответ поясните.

Билет № 23

1. Обмен веществ и превращение энергии - главный признак живых организмов. Энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь.

Любая живая клетка, осуществляя многообразные процес­сы синтеза и распада веществ, подобна сложнейшему химиче­скому комбинату. Для нормального протекания этих химиче­ских процессов необходим постоянный обмен веществ между клеткой и окружающей средой, а также постоянное превращение энергии в клетке. Получаемые извне белки, жиры, углево­ды, витамины, микроэлементы расходуются клетками на син­тез необходимых им соединений, построение клеточных структур. Однако для синтеза веществ необходима энергия. Главный источник энергии для живых организмов — Солнце.

Из поступающих в клетку компонентов пищи под действи­ем биологических катализаторов — ферментов синтезируются новые молекулы для замены израсходованных веществ, для построения органоидов. Весь набор реакций биологического синтеза веществ в клетке (биосинтеза) получил название ас­симиляции, или пластического обмена.

Очевидно, что синтез каких-либо веществ невозможен без затрат энергии. Особенно интенсивно реакции ассимиляции происходят в растущей, развивающейся клетке. Важнейшими из таких реакций являются синтез белка и фотосинтез. Как же клетка получает энергию для реакций биосинтеза? Наряду с процессами синтеза новых веществ в клетках происходит постоянный распад запасенных при ассимиляции сложных ор­ганических веществ. При участии ферментов эти молекулы распадаются до более простых соединений; при этом высво­бождается энергия. Чаще всего эта энергия запасается в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Далее энергия АТФ используется для различных нужд клетки, в том числе и для реакций биосинтеза. Совокупность реакций распада веществ клетки, сопровождающихся выделением энергии, получила название диссимиляции.

Энергетический обмен - совокупность реакций окисления органических веществ в клетке, синтеза молекул АТФ за счет освобождаемой энергии. Значение энергетического обмена - снабжение клетки энергией, которая необходима для жизнедеятельности.

Ассимиляция и диссимиляция — противоположные процес­сы: в первом случае вещества образуются, во втором — раз­рушаются. Но они тесно взаимосвязаны и друг без друга не­возможны. Ведь если в клетке не будут синтезироваться и запасаться сложные вещества, то нечему будет распадаться, когда потребуется энергия. А если вещества не будут распа­даться, то где взять энергию для синтеза необходимых ве­ществ?

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция — это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии, полу­чившего название метаболизма (гр. metabole — превращение).

Энергетический обмен в клетке подразделяют на три этапа. Первый этап — подготовительный. Во время него крупные пищевые полимерные молекулы распадаются на более мелкие фрагменты. Полисахариды распадаются на ди- и моносахари­ды, белки — до аминокислот, жиры — до глицерина и жир­ных кислот. В ходе этих превращений энергии выделяется ма­ло, она рассеивается в виде тепла, и АТФ не образуется.

Второй этап — неполное бескислородное расщепление ве­ществ. На этом этапе вещества, образовавшиеся во время под­готовительного этапа, разлагаются при помощи ферментов в отсутствии кислорода. Разберем этот этап на примере глико­лиза — ферментативного расщепления глюкозы. Гликолиз происходит в животных клетках и у некоторых микроорга­низмов. Суммарно этот процесс можно представить в виде следующего уравнения:

С₆Н₁₂О₆ + 2Н₃РО₄ + 2АДФ  2С₃Н₆О₃ + 2АТФ + 2Н₂О

Таким образом, при гликолизе из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы трехуглеродной пировиноградной кислоты (С₃Н₄О₃), которая во многих клетках, например, в мышечных, превращается в молочную кислоту (С₃Н₆О₃), при­чем высвободившейся при этом энергии достаточно для пре­вращения двух молекул АДФ в две молекулы АТФ. Несмотря на кажущуюся простоту, гликолиз — процесс многоступенча­тый, насчитывающий более десяти стадий, катализируемых разными ферментами. Только 40% выделившейся энергии за­пасается в виде АТФ, а остальные 60% — рассеиваются в виде тепла.

У большинства растительных клеток и некоторых грибов второй этап энергетического обмена представлен спиртовым брожением:

С₆Н₁₂О₆ + 2Н₃РО₄ + 2АДФ  2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 2АТФ + 2Н₂О

Исходные продукты спиртового брожения те же, что и у гликолиза, но в результате образуется этиловый спирт, угле­кислый газ, вода и две молекулы АТФ. Есть такие микроорга­низмы, которые разлагают глюкозу до ацетона, уксусной ки­слоты и других веществ, но в любом случае «энергетическая прибыль» клетки составляет две молекулы АТФ.

Третий этап энергетического обмена — полное кислород­ное расщепление, или клеточное дыхание. При этом вещества, образовавшиеся на втором этапе, разрушается до конечных продуктов — СО₂ и Н₂О. Этот этап можно представить в сле­дующем виде:

2С₆Н₁₂О_б + 6О₂ + 36Н₃Р0₄ + 36АДФ  6СО₂ + 42Н₂О + 36АТФ

Таким образом, окисление двух молекул трехуглеродной кислоты, образовавшихся при ферментативном расщеплении глюкозы до СО₂ и Н₂О, приводит к выделению большого ко­личества энергии, достаточного для образования 36 молекул АТФ. Клеточное дыхание происходит на кристах митохонд­рий. Коэффициент полезного действия этого процесса выше, чем у гликолиза, и составляет приблизительно 55%. В резуль­тате полного расщепления одной молекулы глюкозы образу­ется 38 молекул АТФ.

Для получения энергии в клетках кроме глюкозы могут быть использованы и другие вещества: липиды, белки. Однако ведущая роль в энергетическом обмене у большинства орга­низмов принадлежит сахарам.

Пластический обмен - совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке с использованием энергии. Синтез белков из аминокислот, жиров из глицерина и жирных кислот - примеры биосинтеза в клетке.

1) Значение пластического обмена: обеспечение клетки строительным материалом для создания клеточных структур; органическими веществами, которые используются в энергетическом обмене.

2) Фотосинтез и биосинтез белков - примеры пластического обмена. Роль ядра, рибосом, эндоплазматической сети в биосинтезе белка. Ферментативный характер реакций биосинтеза, участие в нем разнообразных ферментов. Молекулы АГФ - источник энергии для биосинтеза.

Обмен веществ - главный признак живого. Постоянный обмен каждого живого организма с окружающей средой веществами: поглощение одних веществ и выделение других. Поглощение растениями и некоторыми бактериями из окружающей среды неорганических веществ и использование энергии солнечного света на создание из них органических веществ. Получение из окружающей среды животными, грибами, значительной группой бактерий, а также человеком органических веществ и запасенной в них энергии Солнца.

Сущность обмена. Главное в обмене веществ и превращении энергии - процессы, происходящие в клетке: поступление в клетку из окружающей среды веществ, с помощью энергии их преобразование и создание из них (синтез) определенных веществ клетки, затем окисление органических веществ до неорганических с освобождением энергии. Это пластический обмен - процесс усвоения организмом получаемых из окружающей среды веществ и накопления энергии. Энергетический обмен - окисление (кислородом) у большинства организмов органических веществ и расщепление их до неорганических - углекислого газа и воды с освобождением энергии. Значение энергетического обмена - обеспечение организма энергией всех процессов жизнедеятельности. Взаимосвязь пластического и энергетического обменов. Выделение конечных продуктов обмена (воды, углекислого газа и других соединений) в окружающую среду. В результате обмена веществ обеспечение организма необходимыми ему для построения своего тела веществами и энергией и в то же время освобождение его от вредных продуктов жизнедеятельности. Сходство пластического и энергетического обменов у животных и человека.

Высокая скорость реакций биосинтеза белка в клетке. Согласованность процессов в ядре, цитоплазме, рибосомах - доказательство целостности клетки. Сходство процесса биосинтеза белка в клетках растений, животных и др. - доказательство их родства, единства органического мира.

Метаболизм - совокупность химических реакций, протекающих в клетке. Значение метаболизма - обеспечение клетки строительным материалом и энергией.

Реакции метаболизма. Пластический обмен - совокупность реакций синтеза, идущих с затратами энергии. Энергетический обмен - совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся освобождением энергии, запасаемой в молекулах АТФ.

Взаимосвязь энергетического и пластического обмена: пластический обмен поставляет для энергетического обмена органические вещества и ферменты, а энергетический обмен поставляет для пластического – энергию, без которой не могут идти реакции синтеза. Нарушение одного из видов клеточного обмена ведет к нарушению всех процессов жизнедеятельности, к гибели организмов.

2. Многообразие животных - результат эволюции. Одноклеточные и многоклеточные животные. Почему одноклеточные организмы существуют в природе наряду с многоклеточными? Среди готовых микропрепаратов простейших найдите инфузорию-туфельку. По каким признакам вы ее определите?

Многообразие животного мира. В воде и на суше, в почве, воздухе и даже в органах растений, животных и человека, всюду на Земле живут самые различные животные. Среди них более 1 млн. видов насекомых (мух, бабочек, стрекоз, жуков, комаров), около 130 тыс. видов моллюсков (прудовиков, слизней, жемчужниц), множество видов червей, рыб, птиц, зверей. В настоящее время насчитывают около 2 млн. видов животных. Животные нашей планеты разнообразны по величине и форме тела. Например, у гигантского синего кита масса тела достигает 150 т, а многие мелкие существа можно обнаружить лишь с помощью микроскопа. Форма тела животных может быть зонтикообразной (медузы), звездообразной (морские звезды), продолговатой с конечностями (большинство животных) Различны по строению у животных отделы тела, покровы, конечности, органы чувств. У дождевого червя, например, кожа голая, лишенная покровных образований; у майского жука жесткий покров тела пропитан особым органическим веществом — хитином; кожа щуки покрыта костной чешуей, а кожа ужа — роговой чешуей; на теле тела птиц имеются перья, а на теле зверей — шерсть.

Животные различны не только по внешнему облику, но и и по внутреннему строению. Многообразно и их поведение. Все это результат эволюции, приспособленности животных к определенной среде обитания.

По своему строению животных подразделяют на два подцарства: Одноклеточные и многоклеточные

Одноклеточные или простейшие животные, тело которых состоит из одной клетки. эта клетка является сложным организмом с присущими ему физиологическими процессами: дыханием, пищеварением. Форма клеток разнообразна и может быть постоянной (жгутиковые, инфузории) и непостоянной (амеба). Инфузория-туфелька относится к одноклеточным с постоянной формой тела. Отличить от других одноклеточных ее можно по форме тела. Форма ее тела напоминает туфельку, отсюда и ее название. Органоиды передвижения – реснички, есть постоянные органоиды: клеточный рот, клеточная глотка, большое и малое ядро, порошица и есть органоиды присущие всем одноклеточным – пищеварительные вакуоли, сократительные вакуоли.

3. Используя знания о строении и функциях кожи, дайте обоснование гигиенических требований, предъявляемых к одежде. Какова доврачебная помощь пострадавшим от теплового и солнечного удара, при обморожении? Почему очень вредно ходить в холодное время года без головного убора?

Защитная	Эпидермис защищает организм от проникновения болезнетворных бактерий, дерма — от механичес­ких повреждений, подкожная жировая клетчат­ка — от холода
Выдели­тельная	Потовые железы выделяют излишек воды и солей, сальные — кожное сало
Термо­регуляция	Изменение просвета кровеносных сосудов кожи меняет теплоотдачу человека: на холоде сосуды кожи сжимаются, сохраняя тепло для организма, а при высокой температуре — расширяются, уда­ляя излишки тепла, при сильной жаре тепло отво­дится из организма путем потоотделения и испаре­ния воды
Орган чувств	В коже находятся 5 видов рецепторов, которые обеспечивают восприятие человеком температуры (холодовые и тепловые), тактильного чувства (рецепторы прикосновения и давления) и боли (свободные нервные окончания)

Гигиена одежды и обуви. Одежда должна быть легкой, удобной, не стеснять движений и не нарушать кровообращение и дыхание. Со­держание белья и одежды в чистоте является одним из важнейших условий личной гигиены. Смену нательного белья рекомендуется проводить: в прохладное время — не реже одного раза в неделю, а летом — 3 раза в неделю.

Обувь также должна соответствовать установленным гигиеничес­ким требованиям. Она не должна стеснять ногу, препятствовать ес­тественному движению стопы, но соответствовать сезону и климати­ческим условиям региона проживания.

В период полового созревания девочкам необходимо более тща­тельно соблюдать правила гигиены половых органов. Белье целесообразно менять ежедневно.

При раздражении слизистой оболочки половых органов полез­но при подмывании использовать некрепкие настои ромашки, че­реды, чая.