Приложение (для самостоятельного освоения летом)

2 задачи + тема для размышлений и анализа

Биологическая задача

Тело как запас пищи у различных животных

Известно, что многие насекомые склонны к каннибализму. Например, самки некоторых видов поедают самцов после оплодотворения. Еще факт: молодняк (новорожденные личинки) поедает друг друга (у пауков и других хищников). У рыб описаны бедные экологические системы из одних щук на средних и высших уровнях трофической пирамиды. Еще пример – мертвое тело родителя служит пищей для мальков (но нужна бедная экологическая система – чтобы пища не досталась кому-то еще).

У теплокровных использование себе подобных в качестве пищи встречается, но гораздо реже. Отметим, что поедание друг друга в принципе не характерно для любых крупных животных.

Шире, есть нечто аналогичное с жировыми отложениями как запасом пищи для себя. Яркий пример у рептилий: бедная экологическая система из перелетных птиц, питающихся рыбой, и змей, поедающих птиц. Потом змеи на жировом запасе существуют почти год до следующего прилета. Еще можно обсуждать жировые отложение в хвосте у ящериц (который одновременно страхует – как «взятка» хищнику), другие подобные факты можете вспомнить сами.

Очевидно, когда-то у ряда видов был сделан эволюционный «выбор» в пользу каннибализма в определенных ситуациях.

Подумайте, как его можно объяснить в перечисленных случаях?

Биофизическая задача

Разные виды теплокровных ныряющих животных используют разные способы ныряния: некоторые перед погружением вдыхают воздух, другие выдыхают его.

Какой способ ныряния следует выбрать перед погружением в зависимости от варианта:

1. движение по вертикали: нырнуть на большую глубину и вынырнуть;

2. нырнуть на относительно небольшую глубину и проплыть на ней в горизонтальном направлении, например, вдоль дна.

Выразите математически получаемый выигрыш (при сравнении одного способа с другим). Можно ли предположить, какие конкретные животные какой вариант ныряния выбирают (приведите 2-3 примера)?

Тема для размышлений и анализа (обозначено начало, дальше можно попробовать двигаться самостоятельно)

Переход к концентрациям: в клетке одна молекула ДНК, т.е. ее количество – 1 штука на клетку (сколько штук в действительности?). Количество молекул в клетке кишечной палочки E. coli представляет таблица из «Биофизики», с. 51

вещество	Молекулярная масса (средняя)	Число молекул	Число различных видов молекул	масса
H2O	18	1011	1	1,8 1012
Неорганические ионы	40	250000000	20	10000000000
Углеводы и их предшественники	150	200000000	200	30000000000
Аминокислоты и их предшественники	120	30000000	100	3600000000
Нуклеотиды и их предшественники	300	12000000	200	3600000000
Липиды и их предшественники	750	25000000	50	18750000000
Другие малые молекулы	150	15000000	200	2250000000
Белки	40000	1000000	2500	40000000000
ДНК	2500000000	4	1	10000000000
рРНК 16 S	500000	30000	1	15000000000
рРНК 23 S	1000000	30000	1	30000000000
тРНК	25000	40000	40	1000000000
мРНК	1000000	1000	1000	1000000000
				1,965·1012
			Объем клетки –	1/3 мкм3

Варианты использования:

1. Можно оценить вклад в массу и объем для каждой составляющей.

2. Зная скорость расхода, можно определять, на какое время есть запас. Для каких молекул это интересно делать?

3. Сколько времени могут занимать различные полимеразные процессы? Скорости были даны на занятии № 11