Билет № 24

1. Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные. Ткани, органы, системы органов, их взаимосвязь как основа целостности многоклеточного организма (на примере растительного или животного организма).

Многоклеточный организм представляет собой совокупность самых различных органов, дея­тельность которых тесно взаимосвязана. Нару­шение работы одного из них сейчас же отражает­ся на деятельности других и всего организма в целом.

Пищеварительная система животных обеспе­чивает организм питательными веществами. Лю­бое нарушение процессов переваривания или вса­сывания сказывается на работе всех органов: не получая достаточного количества питатель­ных веществ (а вы знаете — это строительный материал и энергия), организмы замедляют рост, у них нарушается возобновление старых или ут­раченных клеток, снижается активность. А бо­лезнь почек может привести к отравлению и даже к гибели организма.

У зеленых растений образование питательных веществ в листьях не может происходить без по­ступления в них воды и минеральных веществ, которые поглощаются из почвы корнем и подаются в листья через стебель. Любое повреждение корня или стебля нарушает этот процесс. В то ж< время без питательных веществ, которые образуются в листьях, невозможен рост тканей ни корня, ни стебля, а значит — рост всего растения.

Все части организма — клетки, ткани, органы, системы органов — взаимосвязаны между собор дополняют друг друга, работают согласованно и ее вставляют единое целое. Растения и животные -это целостные организмы.

2. Питание растений (минеральное, воздушное). Передвижение веществ в растении, его причины. Предложите опыт, с помощью которого можно доказать значение корневого давления в передвижении воды в растении.

Передвижение воды и минеральных веществ в растении.

Проводящая система растений состоит из двух час­тей. Одна часть (ксилема, или древесина) обеспечивает восходящий ток воды и минеральных солей, другая, располагающаяся кнаружи от древесины (флоэма), слу­жит для проведения (нисходящий ток) продуктов фото­синтеза к местам их использования или отложения в запас (подземные органы, созревающие плоды и семе­на и др.) и входит в состав луба.

Дальний, или осевой, восходящий ток осуществля­ется по трахеидам и сосудам. Трахеиды — мертвые вы­тянутые клетки, лишенные цитоплазмы, имеющие од­ревесневшие стенки, в которых находятся поры — уг­лубления, затянутые поровой мембраной. Через поровую мембрану происходит фильтрация растворов. Ток жидкости по трахеидам медленный, так как поровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды встре­чаются у всех высших растений, а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных они служат единственными проводящими элементами кси­лемы.

Из трахеид возникла более современная проводящая система — сосудистая, наибольшего развития достиг­шая у покрытосеменных. Сосуды представляют собой полые трубки, состоящие из отдельных члеников, рас­положенных друг над другом. В члениках имеются сквозные отверстия — перфорации, благодаря которым быстрота тока растворов многократно увеличивается. Наиболее совершенный тип членика сосуда тот, у кото­рого поперечные стенки клеток разрушены. Оболочки сосудов пропитываются лигнином и придают стеблю дополнительную прочность.

Нисходящий ток органических веществ осуществля­ется по ситовидным трубкам, входящим в состав про­водящей ткани — флоэмы (луба). Помимо ситовидных трубок, флоэма содержит элементы механической тка­ни, паренхимные клетки и др. Ситовидные трубки со­стоят из члеников, поперечные перегородки которых пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат живую цитоплазму, посредством выростов со­ставляющую единое целое с цитоплазмой соседних клеток. Скорость движения по ситовидным трубкам меньше, чем скорость движения по сосудам. Ситовид­ные трубки функционируют 3—4 года; затем отмирают и замещаются новыми живыми клетками — производ­ными камбия.

Элементы проводящей системы вместе с волокнами механической ткани образуют пучки. Сосудисто-волок­нистые пучки хорошо видны в листьях в виде жилок они распространены в стебле, корнях, плодах и объеди­няют растение в единое целое.

Корневое давление – сила, благодаря которой вода и минеральные вещества передвигаются по стеблю в листья. Роль корневого давления в перемещении воды и минеральных веществ их сосудов корня в жилки, а затем в клетки листа. Жилки – сосудисто-волокнистые пучки листа. Испарение воды листьями за счет непрерывного движения воды из корней вверх к листьям. Устьица – щели, ограниченные двумя замыкающими клетками, их роль в испарении воды: периодическое открытие и закрывание в зависимости от условий среды.

Сосущая сила, возникающая в результате испарения воды, корневое давление – причина передвижения минеральных веществ в растении. Путь воды из корня в листья – восходящий ток. Короткий восходящий ток у травянистых растений, длинный – у деревьев. Передвижение воды и минеральных веществ у ели на высоту 30 м, у эвкалипта – до 100 м. Опыт со срезанной веткой, помещенной в подкрашенную воду, доказательство передвижения воды по сосудам древесины.

Фотосинтез - вид пластического обмена, который происходит в клетках растений и некоторых автотрофных бактерий. Фотосинтез - процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды, идущий в хлоропластах с использованием солнечной энергии. Суммарное уравнение фотосинтеза:

энергия света

6 СО2 + 6Н2О С6Н12О6 + 6О2

2. Значение фотосинтеза - образование органических веществ и запасание солнечной энергии, необходимой всем организмам, обогащение атмосферы кислородом. Зависимость жизни всех организмов от фотосинтеза.

3. Хлоропласты - расположенные в цитоплазме органоиды, в которых происходит фотосинтез. Их отделение от цитоплазмы двумя мембранами. Образование гран - многочисленных выростов на внутренней мембране, в которые встроены молекулы хлорофилла и ферментов.

4. Хлорофилл - высокоактивное вещество, зеленый пигмент, способный поглощать и использовать энергию солнечного света на синтез органических веществ из неорганических. Зависимость активности хлорофилла от включения его в структуры хлоропласта.

5. Фотосинтез - сложный процесс, в котором выделяют световую и темновую фазы. Световая фаза фотосинтеза:

1) поглощение на свету хлорофиллом энергии солнечного света и ее преобразование в энергию химических связей (синтез молекул АТФ);

2) расщепление молекул воды на протоны и атомы кислорода;

3) образование из атомов молекулярного кислорода и выделение его в атмосферу;

4) восстановление протонов электронами и превращение их в атомы водорода.

Темновая фаза фотосинтеза - ряд последовательных реакций синтеза углеводов: восстановление углекислого газа водородом, который образовался в световую фазу при расщеплении молекул воды. Использование запасенной в световую фазу энергии молекул АТФ на синтез углеводов.

Фотосинтез очень продуктивен, но хлоропласты листа за­хватывают для участия в этом процессе всего 1 квант света из 10000. Тем не менее этого достаточно для того, чтобы зеленое растение могло синтезировать 1г глюкозы в час с поверхно­сти листьев площадью 1 м².

Роль растений в биосфере. Способность использования солнечной энергии для создания органических веществ, в процессе фотосинтеза и выделения при этом кислорода, необходимого для дыхания всех живых организмов. Растения - производители органического вещества, обеспечивающие пищей и энергией самих себя, а также животных, грибы, большинство бактерий и человека. Они являются первым звеном в любой пищевой цепи, и характер растительных сообществ определяющим образом сказывается на фауне любого биоценоза. Растения служат источником кислорода на Земле и оказывают значительное влияние на климат. Жизнь современного человека зависит от использования культурных растений, которых в настоящее время насчитывается около 1500 видов. Человек широко использует природные и культивируемые растения для изготовления лекарственных препаратов или в декоративных целях.

3. Раскройте механизм вдоха и выдоха, значение чистоты атмосферного воздуха как фактора здоровья. Почему отравление угарным газом опасно для здоровья? Как оказать первую помощь при отравлении угарным газом и спасении утопающего?

Воздух в легких постоянно обновляется, благодаря чему в них поддерживается постоянство газового состава. Это происходит благодаря тельным движениям — вдоху и выдоху. Объем легких то увеличивается, то уменьшается. В легких нет мышечной ткани, поэтому дыхательные движения осуществляются с помощью межреберных мышц и диафрагмы (рис. 55).

Диафрагма — это мышечная перегородка, которая разделяет груд­ную и брюшную полости. При вдохе сокращаются межреберные мышцы. Реб­ра приподнимаются. Диафрагма опускается и становит­ся более плоской. Все это приводит к увеличению объема грудной полости. Легкие при этом расширяются, происхо­дит вдох. Воздух через дыхательные пути устремляется в легкие и попадает и легочные альвеолы.

При расслаблении межреберных мышц ребра опус­каются. Диафрагма занимает свое прежнее положение, становится выпуклой — объем грудной полости уменьша­ется, легкие сжимаются, и воздух по дыхательным путям выталкивается наружу. Происходит выдох.

В более глубоком дыхании участвуют и некоторые другие мышцы, например мышцы живота — брюшного пресса. Дыхательные движения происходят автомати­чески. Но при желании человек может на некоторое время задержать дыхание или изменить глубину вдоха и выдоха. Обычно в спокойном состоянии взрослый че­ловек совершает 16-20 дыхательных движений в минуту. Поступление воздуха в легкие и удаление его из них про­исходит по физическим законам, но глубина и частота дыхания определяются биологическими потребностями организма.

Рис. Дыхатель­ные движения

(положение грудной клетки и диафраг­мы при вдохе пока­зано красным цве­том, при выдохе — черным)

Билет № 25

1. Дыхание - один из признаков живых организмов. Роль кислорода в энергетическом обмене. Образование конечных продуктов в результате жизнедеятельности, их удаление из организма. Перечислите основные, правила гигиены дыхания.

Всем живым организмам на Земле, необходим кислород. Без кислорода они гибнут через несколько минут.

Работа клеток и органов организма (сокращение мышц, выде­ление пота, слюны, передача возбуждения) связана с потреблением энергии. Энергия освобождается при окислении и распаде сложных молекул органи­ческих веществ в клетках. На эти процессы постоянно расходуется кислород. В организме его запасов нет. Организм получает кислород при дыхании, а кровь приносит его клеткам и уносит продукты распада. В процессе дыха­ния эти продукты — углекислый газ и пары воды — удаляются из организма.

Дыхательная система тесно связана с кровеносной. Органы дыхания обеспечивают газообмен между наружным воздухом и воздухом легких (легоч­ное дыхание). Кровеносная система доставляет кислород воздуха к тканям и уносит газообразные продукты распада, обеспечивая тканевое дыхание. Орга­ны дыхания и кровеносная система осуществляют обмен газов между организ­мом и окружающей средой.

Мы дышим атмосферным воздухом. Он содержит примерно 21% кисло­рода, 0,03% углекислого газа, почти 79% азота, пары воды. Воздух, который мы выдыхаем, отличается по составу от атмосферного. В нем уже 16% кисло­рода, около 4% углекислого газа, больше становится и паров воды. Количест­во азота не изменяется.

Газообмен в легких. В легких кровь освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом.

По артериям малого круга кровообращения в легкие поступает венозная кровь. В воздухе, который вдыхает человек, кислорода содержится значи­тельно больше, чем в венозной крови. Поэтому он в результате диффузии сво­бодно проходит через стенки альвеол и капилляров в кровь. Здесь кислород соединяется с гемоглобином— красным пигментом эритроцитов. Кровь насы­щается кислородом и становится артериальной. Одновременно углекислый газ проникает в альвеолы. Благодаря легочному дыханию соотношение кис­лорода и углекислого газа в воздухе альвеол поддерживается на постоянном уровне, и газообмен между кровью и альвеолярным, воздухом идет непрерывно, независимо от того, вдыхаем мы воздух в данный момент или на некоторое время задерживаем дыхание.

ИЗМЕНЕНИЕ ФУНКЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В НЕПРОВЕТРИВАЕМОМ ПОМЕЩЕНИИ И В ПРИРОДЕ

Каждый хорошо знает, как тяжело длительное время нахо­диться в непроветриваемом помещении: от духоты начинает бо­леть голова, появляются вялость, разбитость, сонливость... Многие объясняют это недостатком кислорода. И ошибаются |6б|. Винов­ником является целый комплекс факторов, и, по мнению многих ученых, в первую очередь углекислый газ. Опыты показывают, что в непроветриваемой комнате, где находятся люди, содержа­ние углекислого газа (СО2) с 0,03% {что можно считать нормой) может повышаться до 0,3—0,5%, а иногда даже до 0,8%, т. е. более чем в 20 раз! В этом нет ничего удивительного, так как углекислый газ выделяется с выдыхаемым воздухом, причем в нем концентрация углекислого газа достигает 3—4%.

Углекислый газ — мощный регулятор функции дыхания и кро­вообращения. В незначительном количестве он постоянно циркулирует в крови и оказывает стимулирующее действие на расположенные в головном мозге дыхательный и сосудодвигатель-ный центры. Рефлскторно возбуждая сосудодвигательные центры, углекислый газ повышает артериальное давление. Непосредствен­но влияя на сосуды мозга, он расширяет их, причем тем активнее, чем больше концентрация углекислого газа в крови. А это, в свою очередь, может вызвать чувство тяжести в голове и головную боль, состояние дискомфорта, быструю утомляемость.

Кроме углекислого газа, мы вдыхаем и так называемые вред­ные примеси, например оксид углерода, или угарный газ (СО). В течение суток человек может выделять в окружающую его атмосферу до 10-—15 мм СО, А если в помещении много людей и оно длительно не проветривается, содержание в воздухе угарно­го газа увеличивается и он может начать оказывать токсическое действие на организм. Попадая через легкие в кровь, молекулы углерода внедряются в эритроциты, вытесняют кислород из его

соединений с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин. При этом нарушается транспорт кислорода к тканям, что ведет к развитию кислородной недостаточности — гипоксии.

Кроме того, оксид углерода нарушает и процесс биологическо­го окисления в тканях, вызывая кислородное голодание в организ­ме, от чего страдают все его системы и нарушаются многие функции.

В воздухе непроветриваемых помещений содержатся и дру­гие вредные примеси: метан, аммиак, альдегиды. Они поступают в окружающий нас воздух из легких при дыхании (всего с выдыхаемым воздухом выделяется 149 веществ), а также с по­верхности кожи, с испарением пота (271 вещество).

Вывод из всего сказанного ясен: помещения, в которых мы живем, работаем, отдыхаем, надо тщательно и систематически проветривать. И обязательным для всех должно стать правило: как можно чаще бывать на свежем воздухе, за городом. И не только потому, что в воздухе лесов, полей мало углекислого газа, вредных для организма примесей и больше отрицательных ионов. В атмосфере, особенно пос­ле грозы, присутствуют молекулы озона, или трехатомного кислорода (О_з), который особенно активно стимулирует функцию центральной нервной системы и процессы биологического окисления.

Кроме того, когда мы бываем в саду, в парке, в лесу, мы вдыхаем биологически активные вещества, выделяемые растениями – фитонциды. Они обладают тонизирующим и дезинфицирующим действием. Попадая в дыхательные пути, фитонциды не только очищают бронхи, легкие от болезнетворных микроорганизмов, но и повышают тонус всего организма.

Регулярные занятия спортом, способствуют поддержанию дыхательной системы в здоровом состоянии.