1. РАЗМНОЖЕНИЕ В ОРГАНИЧЕСКОМ МИРЕ Любой группе особей для поддержания своей численности необходимо заботиться о её увеличении. Даже вирусы, пусть и не самостоятельно, но тоже размножаются. В ходе эволюции возникло несколько основных способов размножения. Бесполый способ характерен для многих одноклеточных организмов и некоторых водорослей. При бесполом способе клетки организмов делятся пополам. Так как для такого размножения достаточно одного организма, то этот способ и назван бесполым. Многие многоклеточные организмы также размножаются бесполым путём. Земляника размножается усами, тополь – черенками, картофель – глазками. Это примеры вегетативного размножения. Во всех случаях родителем является один организм. Все потомки этого родителя сохраняют наследственные признаки своего родителя и являются его точной копией. В половом размножении участвуют, как правило, два организма, каждый из которых образует специальные половые клетки – гаметы. Сливаясь друг с другом, они создают новую клетку – зиготу. Из неё и развивается новый организм. В этом случае увеличение численности организмов происходит не всегда. У двух родителей может быть один потомок. При бесполом размножении продолжение рода происходит без затрат энергии на поиски партнёра противоположного пола. Но это преимущество относительное, так как рождающиеся особи абсолютно одинаковы, им сложнее приспособиться к разнообразным условиям среды. При половом размножении потомок каждой пары сочетает в себе признаки двух родителей, а значит, увеличивается степень разнообразия потомства. Организмы, размножающиеся только бесполым путём, достаточно редки. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Размножение в органическом мире» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какие способы бесполого размножения приведены в тексте? 2) Почему половое размножение более прогрессивно, чем бесполое? 3) Где размножаются вирусы? 2. ОСОБЕННОСТИ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ Вегетативная нервная система, являясь частью единой нервной системы, регулирует кровообращение, дыхание, пищеварение, обмен веществ, а также согласует деятельность всех внутренних органов, приспосабливая их к общим нуждам организма. В ней выделяют симпатический и парасимпатический отделы, а в каждом из них – центральную и периферическую части. Центральные симпатические нейроны компактно расположены в боковых рогах грудного сегмента спинного мозга. Отходящие от них короткие нервные волокна заканчиваются за его пределами в симпатических узлах, расположенных по обе стороны позвоночника. От узлов берут начало длинные нервные волокна, подходящие ко всем внутренним органам организма человека. Симпатический отдел включается в работу тогда, когда организм нуждается в активной деятельности. Под его влиянием учащаются сокращения сердца, повышается кровяное давление, увеличивается содержание сахара в крови, сужаются кожные сосуды, расширяются зрачки. В то же время тормозится деятельность пищеварительной системы. Центры парасимпатической нервной системы представлены ядрами, находящимися в разных отделах головного и спинного мозга. От них отходят длинные парные нервы, волокна которых ответвляются к органам грудной, брюшной, тазовой полостей. В отличие от симпатического отдела, нервные узлы парасимпатической системы располагаются непосредственно в органах или возле них. От каждого узла отходят короткие и ветвящиеся нервы, заканчивающиеся в различных частях внутренних органов. Парасимпатическая система возвращает нормальный ритм деятельности сердца, уменьшает давление крови, снижает интенсивность обмена веществ и содержание сахара в крови. Под её влиянием дыхание становится более редким, одновременно повышается активность пищеварительной системы. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Особенности вегетативной нервной системы» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Где расположены нейроны центрального отдела симпатической нервной системы? 2) Где расположены нервные узлы парасимпатической нервной системы? 3) Какое влияние оказывает нерв, отходящий от грудного отдела спинного мозга, на уровень артериального давления? Прочитайте текст и выполните задания. 3. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ В Средние века люди охотно верили в то, что гуси произошли от пихтовых деревьев, а ягнята рождаются из плодов дынного дерева. Начало этим представлениям, получившим название «Теория самозарождения», положил древнегреческий философ Аристотель. В XVII в. Ф. Реди высказал предположение о том, что живое рождается только от живого и никакого самозарождения нет. Он положил в четыре банки змею, рыбу, угря и кусок говядины и закрыл их марлей, чтобы сохранить доступ воздуха. Четыре другие аналогичные банки он заполнил такими же кусками мяса, но оставил их открытыми. В эксперименте Реди менял только одно условие: открыта или закрыта банка. В закрытую банку мухи попасть не могли. Через некоторое время в мясе, лежавшем в открытых (контрольных) сосудах появились черви. В закрытых банках никаких червей обнаружено не было. В XIX в. серьёзный удар по теории самозарождения нанёс Л. Пастер, предположивший, что жизнь в питательные среды заносится вместе с воздухом в виде спор. Учёный сконструировал колбу с горлышком, похожим на лебединую шею, заполнил её мясным бульоном и прокипятил на спиртовке. После кипячения колба была оставлена на столе, и вся комнатная пыль и микробы, находящиеся в воздухе, легко проникая через отверстие горлышка внутрь, оседали на изгибе, не попадая в бульон. Содержимое колбы долго оставалось неизменным. Однако если сломать горлышко (учёный использовал контрольные колбы), то бульон быстро мутнел. Таким образом, Пастер доказал, что жизнь не зарождается в бульоне, а приносится извне вместе с воздухом, содержащим споры грибов и бактерий. Следовательно, учёные, 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. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Происхождение живых существ» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какое оборудование использовал в своём эксперименте Ф. Реди? 2) Что было объектом исследования в опытах Л. Пастера? 3) Как на мясе в открытых банках могли появиться черви? 4. МУХОМОР Красный мухомор – крупный гриб высотой до 10–25 см. Шляпка гриба до 20 см в диаметре, сначала шаровидная, позже плоская ярко-красного или оранжево-красного цвета, обычно с белыми или желтоватыми «пятнами» – остатками покрывала. Ножка довольно тонкая, белая, с белым кольцом и вздутием у основания. Белая мякоть почти без запаха и вкуса, ядовитая. Мухомор можно встретить с июля до заморозков по всем хвойным и лиственным лесам, особенно под берёзой, елью и сосной. По характеру питания грибы приближаются к животным, но способ питания (не заглатывание, а всасывание) и неограниченный рост делают их похожими на растения. Гриб живёт за счёт разлагающихся растительных остатков, поэтому самая главная часть гриба и не попадает вам в руки, а остаётся в земле в виде разветвлённых белых нитей. А то, что вы держите в руках, есть только часть гриба, его орган размножения, называемый плодовым телом. Под микроскопом видно, что всё плодовое тело гриба тоже состоит из бесконечного количества белых нитей гиф, спутанных в одну сплошную массу – грибницу, или мицелий. Красный мухомор относится к группе грибов, которые вступают в сложное взаимодействие (симбиоз) с корнями деревьев, образуя микоризу. При этом в непосредственный контакт с корнями деревьев вступает грибница, находящаяся в почве. Здесь гриб получает от дерева органические вещества. Наружные свободные гифы гриба широко расходятся в почве от корня дерева, заменяя его корневые волоски. Эти свободные гифы получают из почвы воду, минеральные соли, а также растворимые органические вещества. Часть этих веществ поступает в корень дерева, а часть используется самим грибом на построение грибницы и плодовых тел. Шляпка мухомора – место, где закладываются и созревают споры, которые нужно защищать от непогоды и других неприятностей. Спорами называют мелкие пылинки, которые высыпаются из-под шляпки грибов. Созрев, споры должны распространиться как можно дальше от родителя. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Мухомор» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Каким образом могут распространяться споры мухомора и других грибов? Укажите все возможные способы. 2) Как взаимосвязаны организмы, образующие микоризу? 3) Почему грибы выделяют в отдельное царство? 5. ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА? Все живые и неживые тела (мебель, посуда, приборы, растения, животные), с которыми Вы встречаетесь каждый день, и все вещества (вода, сахар, соль, сода, уксусная кислота и многие другие), из чего-то состоят: предметы – из определённых деталей, эти детали состоят из веществ, а вещества, в свою очередь, состоят из мельчайших частиц – молекул и атомов. Атомы и молекулы, взаимодействуя друг с другом, образуют новые, более сложные вещества. Мельчайшие частицы, взаимодействуя между собой, образуют систему. Взаимодействующие между собой части системы называют элементами этой системы. Чем больше взаимодействующих элементов составляют систему, тем она сложнее. Вспомните хотя бы разные конструкторы. Чем больше в них деталей, тем сложнее и длительней будет их сборка. Детали различных приборов и механизмов, части организмов взаимодействуют между собой. В результате такого взаимодействия приборы нормально работают, а в организме идут процессы жизнедеятельности. И прибор, и организм – это системы, работающие благодаря взаимодействию деталей или органов. Но прибор – это неживая система, а организм – живая. Так как мы изучаем биологию, то нас будут интересовать живые системы, т.е. организмы. Примером не самой сложной системы в организме может служить рука человека. Она состоит из костей, мышц, связок. Лишённая хотя бы одного из составляющих элементов, рука работать не сможет. Рука является подсистемой (элементом) более сложной системы «человеческий организм». Глаза и уши, мозг и сердце, кости и мышцы – это элементы системы «человек». Все вместе они удивительно слаженно работают, образуя организм, хотя каждый из органов имеет свои особенности строения. Только взаимодействуя, отдельные органы образуют полноценный организм и обеспечивают его долгую и слаженную работу. Важно понять ещё одну мысль: свойства любой системы отличаются от свойств тех элементов, которые составляют систему. Так, например, лист, отделённый от растения, не способен создавать органические вещества, так как в него не поступает вода из корней. Клетка, лишённая ядра, не способна к размножению. Можно назвать много подобных примеров, чтобы доказать, что система приобретает новые свойства, которых не было у элементов, составляющих данную систему. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Что такое система?» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы и выполните задание. 1) Что является главным условием возникновения системы? 2) Чем с позиции анатомии характеризуется система «рука»? 3) На примере строения цветка докажите, что это система. 6. ОСНОВНЫЕ СРЕДЫ ЖИЗНИ Условия обитания различных видов организмов удивительно разнообразны. В зависимости от того, где живут представители разных видов, на них действуют разные комплексы экологических факторов. На нашей планете можно выделить несколько основных сред жизни, сильно различающихся по условиям существования: водную, наземно-воздушную, почвенную. Средой обитания служат также сами организмы, в которых живут другие. Однако самыми густонаселёнными являются водная и наземновоздушная среды. Вода характеризуется большой плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы. Высокой плотностью обусловлена её значительная выталкивающая сила. Это значит, что в воде уменьшается вес, и у организмов есть возможность жить в водной толще, не опускаясь на дно. Однако высокая плотность воды затрудняет активное передвижение, поэтому водные животные имеют сильную мускулатуру и обтекаемую форму тела. Так как вода обладает высокой теплопроводностью, температурный режим в водоёмах мягкий. Свет проникает в воду на небольшую глубину, поэтому растительные организмы могут существовать только в её верхних горизонтах. Наземно-воздушная среда более сложна и разнообразна, чем водная. В ней много кислорода и света, но более резкие изменения температуры, значительно слабее перепады давления, и часто возникает дефицит влаги. Плотность воздуха гораздо меньше, чем плотность воды, и это облегчает передвижение организмов. Активное и пассивное передвижение освоило большинство обитателей суши. Теплопроводность воздуха меньше, чем у воды. Это облегчает сохранение тепла и поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных. Развитие теплокровности стало возможным лишь в наземной среде. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Основные среды жизни» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В какой среде обитает большинство паразитов? 2) Какие экологические факторы часто являются ограничивающими для организмов, обитающих в наземно-воздушной среде? 3) Какие приспособления к активному передвижению сформировались у животных в процессе эволюции в связи с особенностями водной среды обитания? Укажите не менее трёх приспособлений. Прочитайте текст и выполните задания. 7. ЯБЛОНЯ Яблоня – многолетнее растение. Дикая яблоня может жить до двухсот лет. Культурные яблони живут и развиваются до пятидесяти лет. Продолжительность их жизни, так же как и урожайность, и качество плодов, зависит от ухода и почвенно-климатических особенностей тех районов, где выращиваются яблони. Корневая система яблони хорошо развита, и корни активно извлекают необходимые минеральные вещества и воду из почвы. Кроме толстых, или, как их называют, скелетных корней, имеются ещё многочисленные мелкие корни. Основные корни уходят в почву на пять метров и глубже. От скелетных корней отходят вширь ответвления боковых корней, которые нередко достигают десяти и более метров. Отходящие от боковых корней белые корешки покрыты невидимыми для невооружённого глаза корневыми волосками, при помощи которых происходит всасывание из почвы воды и растворённых в ней минеральных веществ. Корни яблони растут главным образом весной, летом их рост ослабевает и возобновляется вновь только осенью. Яблони выращивают из семян, которые предварительно стратифицируют – пересыпают сырым песком и держат при температуре +5 ºС до посева. Из семени вырастает молодая яблоня-сеянец. После двух-трёх лет выращивания сеянцы яблони пересаживают на постоянное место произрастания. В этом случае молодое растение называют саженцем. Для передачи сортовых свойств саженцу делают прививку – пересаживают почку с сортовой яблони на ствол саженца. Существуют разнообразные способы прививок. При прививках ткани пересаженной почки и ствола саженца должны срастись, образовав единый организм. Таким образом, сортовые качества передадутся новому растению яблони. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Яблоня» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что понимается в тексте под сеянцем яблони? 2) Почему саженцы высаживают либо весной, либо осенью? 3) Для получения высокого урожая яблок производят обрезку яблонь, удаляя весной верхние части её побегов. Каким образом обрезка позволяет увеличить урожайность? Прочитайте текст и выполните задания. 8 ПАРАЗИТИЗМ, КООПЕРАЦИЯ И СИМБИОЗ Между организмами разных видов, составляющими ту или иную экосистему, складываются взаимовредные, взаимовыгодные, выгодные для одной и невыгодные или безразличные для другой стороны и другие, более тонкие, взаимоотношения. Одной из форм полезно-вредных биотических взаимоотношений между организмами является паразитизм, когда один вид – паразит – использует другой – хозяина – в качестве среды обитания и источника пищи, нанося ему вред. Организмы-паразиты в процессе эволюции выработали приспособления к паразитическому образу жизни. Например, многие виды обладают органами прикрепления – присосками, крючочками, шипиками – и имеют высокую плодовитость. В процессе паразитического образа жизни некоторые паразиты утратили ряд органов или приобрели более простое их строение. Например, у паразитических плоских червей, живущих во внутренних органах позвоночных животных, плохо развиты органы чувств и нервная система, а у некоторых червей-паразитов отсутствуют органы пищеварения. В природных сообществах встречается и взаимовыгодное сожительство. Оно построено, как правило, на пищевых и пространственных связях, когда два или более видов организмов совместно используют для своей жизнедеятельности различные ресурсы среды. Взаимовыгодные связи возникают в процессе эволюции на основе предшествующего паразитизма или других форм биотических взаимоотношений. Степень взаимовыгодного сожительства между организмами бывает различной – от врéменных контактов (кооперация) до такого состояния, когда присутствие партнёра становится обязательным условием жизни каждого из них (симбиоз). Кооперация наблюдается между раком-отшельником и актинией, прикрепившейся к его убежищу – раковине, оставшейся от моллюска. Рак переносит актинию и подкармливает её остатками пищи, а она защищает его стрекательными клетками, которыми вооружены её щупальца. Пример симбиоза – взаимоотношения между деревьями леса и шляпочными грибами – подберезовиками, белыми и др. Шляпочные грибы оплетают нитями грибницы корни деревьев и благодаря образующейся при этом микоризе получают из растений органические вещества. Микориза усиливает способность корневых систем деревьев к всасыванию воды из почвы. Кроме того, деревья получают при помощи микоризы от шляпочных грибов необходимые минеральные вещества. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Паразитизм, кооперация и симбиоз» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Какие изменения в строении тела возникли в процессе эволюции у паразитических животных? 2) Что партнёры извлекают (получают) из отношений в симбиозе? 3) Какие организмы вступают в симбиотические отношения в составе лишайника? 9 МОНГОЛЬСКИЙ ДЗЕРЕН – ГОРДОСТЬ ЗАБАЙКАЛЬЯ Дзерен (монгольский дзерен), или зобастая антилопа, – некрупная степная антилопа со стройными ногами и лировидно изогнутыми рогами у самцов. У самок рогов нет. Второе название антилопа получила за то, что у самцов сильно развита гортань, которая делает низ шеи выпуклым. Подобно другим антилопам этого отряда животные отряда парнокопытных держатся большими стадами. Они каждый день пробегают большие расстояния в поисках новых пастбищ. В сухих степях мало воды, и они могут подолгу не пить. Скорость движения и выносливость взрослого при массе тела самца до 40 кг невероятна. При виде опасности животное может скакать со скоростью 75–80 км в час, взлетая при 4–6-метровых прыжках до 2 м в высоту. Когда-то в прошлом дзерены вольготно паслись на бескрайних степных просторах Центральной Азии. До появления человека у этих антилоп был только один враг – волк. Когда первые люди пришли в степь, они стали не только охотиться на этих антилоп, но и осваивать степные экосистемы под пастбища для домашних животных. В результате антилоп становилось всё меньше и меньше. В настоящее время вид встречается в степях и полупустынях Монголии, в Китае и в России. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Монгольский дзерен – гордость Забайкалья» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1. В связи с чем антилопа получила название зобастая? 2. Какова длина прыжка дзерена при виде опасности? 3. Как называются экологические отношения между дзереном и волком? Прочитайте текст и выполните задания. 10 ОСОБЕННОСТИ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ В растительной клетке есть все органоиды, свойственные и животной клетке: ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Вместе с тем она имеет существенные особенности строения. В первую очередь это прочная клеточная стенка значительной толщины. Растительная клетка, как и животная, окружена плазматической мембраной, но кроме неё ограничена толстой клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, которой нет у животных. Клеточная стенка имеет поры, через которые каналы эндоплазматической сети соседних клеток сообщаются друг с другом. Другой особенностью растительной клетки является наличие особых органоидов – пластид, где происходит первичный синтез углеводов из неорганических веществ, а также перевод углеводных мономеров в крахмал. Это особые двумембранные органоиды, имеющие собственный наследственный аппарат и самостоятельно размножающиеся. Различают три вида пластид в зависимости от цвета. В зелёных пластидах – хлоропластах – происходит процесс фотосинтеза. В бесцветных пластидах – лейкопластах – происходит синтез крахмала из глюкозы, а также запасаются жиры и белки. В пластидах жёлтого, оранжевого и красного цветов – хромопластах – накапливаются продукты обмена веществ. Благодаря пластидам в обмене веществ растительной клетки синтетические процессы преобладают над процессами освобождения энергии. Третьим отличием растительной клетки можно считать развитую сеть вакуолей, развивающихся из цистерн эндоплазматической сети. Вакуоли представляют собой полости, окружённые мембраной и заполненные клеточным соком. В нём содержатся в растворённом виде белки, углеводы, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое в вакуолях растворёнными веществами, приводит к тому, что в клетку поступает вода и создаётся напряжение клеточной стенки – тургор. Тургор и толстые упругие оболочки клеток обусловливают прочность растений. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Особенности растительной клетки» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что собой представляет клеточная стенка растительной клетки? 2) Какую роль играют пластиды в клетке? 3) Почему растительную клетку относят к эукариотной? Прочитайте текст и выполните задания. 11 ОСОБЕННОСТИ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ В растительной клетке есть все органоиды, свойственные и животной клетке: ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Вместе с тем она имеет существенные особенности строения. В первую очередь это прочная клеточная стенка значительной толщины. Растительная клетка, как и животная, окружена плазматической мембраной, но кроме неё ограничена толстой клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, которой нет у животных. Клеточная стенка имеет поры, через которые каналы эндоплазматической сети соседних клеток сообщаются друг с другом. Другой особенностью растительной клетки является наличие особых органоидов – пластид, где происходит первичный синтез углеводов из неорганических веществ, а также перевод углеводных мономеров в крахмал. Это особые двумембранные органоиды, имеющие собственный наследственный аппарат и самостоятельно размножающиеся. Различают три вида пластид в зависимости от цвета. В зелёных пластидах – хлоропластах – происходит процесс фотосинтеза. В бесцветных пластидах – лейкопластах – происходит синтез крахмала из глюкозы, а также запасаются жиры и белки. В пластидах жёлтого, оранжевого и красного цветов – хромопластах – накапливаются продукты обмена веществ. Благодаря пластидам в обмене веществ растительной клетки синтетические процессы преобладают над процессами освобождения энергии. Третьим отличием растительной клетки можно считать развитую сеть вакуолей, развивающихся из цистерн эндоплазматической сети. Вакуоли представляют собой полости, окружённые мембраной и заполненные клеточным соком. В нём содержатся в растворённом виде белки, углеводы, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое в вакуолях растворёнными веществами, приводит к тому, что в клетку поступает вода и создаётся напряжение клеточной стенки – тургор. Тургор и толстые упругие оболочки клеток обусловливают прочность растений. Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Особенности растительной клетки» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что собой представляют пластиды? 2) Какую роль выполняют вакуоли? 3) С какими органоидами растительной клетки связаны реакции пластического обмена? Прочитайте текст и выполните задания. 12 ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЕ СОКИ И ИХ ИЗУЧЕНИЕ В стенках пищеварительного канала человека содержится огромное количество железистых клеток, вырабатывающих пищеварительные соки. Поступая в полость, они смешиваются с пережёванной пищей, вступая с ней в сложные химические взаимодействия. К типичным пищеварительным сокам относят слюну и желудочный сок. Будучи прозрачной слабощелочной жидкостью, слюна содержит в своём составе минеральные соли, белки: амилазу, мальтазу, муцин, лизоцим. Первые два белка участвуют в расщеплении крахмала. Причём амилаза расщепляет крахмал до мальтозы (отдельные фрагменты), а потом мальтаза расщепляет её до глюкозы. Муцин придаёт слюне вязкость, склеивая пищевой комок, а лизоцим обладает бактерицидным действием. Слизистая оболочка желудка каждые сутки выделяет около 2,5 л желудочного сока, представляющего собой кислую, за счёт соляной кислоты, бесцветную жидкость, содержащую фермент пепсин, отвечающий за расщепление белка до отдельных фрагментов и аминокислот. Выработка желудочного сока осуществляется с помощью нейрогуморальных механизмов. Соляная кислота не только активизирует пепсин. Белки настолько сложны, что их переваривание является длительным процессом. Кислота разрушает водородные связи, которые удерживают вторичную структуру белка, а также прочные стенки клеток растений, не говоря уже о разрушении соединительной ткани в мясе; её количество зависит от характера пищи. Соляная кислота убивает бактерии. Однако некоторые бактерии могут преодолевать защитную систему желудка, они могут стать причиной язвы. У учёных интерес к функционированию пищеварительной системы возник в ХIX в. Так, в 1842 г. русский учёный В.А. Басов произвёл следующую операцию на собаке: вскрыл брюшную полость, в стенке желудка сделал отверстие, в которое вставил металлическую трубку (фистулу) так, что один её конец находился в полости желудка, а другой – снаружи, что позволяло экспериментаторам собирать желудочный сок. Рану вокруг трубки аккуратно зашили. Операцию животное перенесло легко, что позволило В.А. Басову провести серию экспериментов, в течение которых животное кормили разнообразной пищей. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Пищеварительные соки и их изучение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какую роль играют ферменты слюны в пищеварении? 2) Какая среда в желудке здорового человека? 3) Что, по Вашему мнению, смог выяснить с помощью фистульной методики учёный В.А. Басов? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Пищеварительные соки и их изучение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Какое вещество способствует склеиванию пищевого комка? 2) Какова роль соляной кислоты в пищеварении? 3) Какие железы пищеварительной системы были изучены учёными-физиологами конца ХIX – начала ХХ в.? Укажите три любые железы. Задание №3. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Пищеварительные соки и их изучение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы и выполните задание. 1) Какова роль белка лизоцима? 2) Какой фермент содержится в желудочном соке? 3) Объясните, почему при поступлении пищи в ротовую полость в желудке начинает выделяться желудочный сок. Прочитайте текст и выполните задания. 13 ПРИМАТЫ И ДРУГИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ Древние приматы вели древесный образ жизни. Их конечности стали крепко схватывать предметы. В связи с этим их пальцы стали более подвижны и независимы друг от друга. В первую очередь это касается больших пальцев стопы и кисти, которые противопоставляются остальным. Ещё одна особенность приматов – сросшиеся подушечки на пальцах. У первобытных и многих современных млекопитающих подушечки на лапах чётко разделены. Это хорошо видно по следам кошек и собак, волков и медведей. Передние конечности приматов служат им не только органами передвижения, но и органами исследования незнакомых предметов. Они также нужны для собирания плодов и поднесения пищи ко рту. Приматам становится ненужной удлинённая челюсть, которая характерна для других животных. В связи с жизнью на деревьях у приматов, в отличие от других млекопитающих, можно заметить постепенное снижение остроты обоняния. Зато животным, живущим на высоте, необходимо иметь острое зрение, и естественный отбор благоприятствовал развитию этого органа чувств. Постепенно глазницы стали перемещаться с боковой поверхности на переднюю. В результате такого перемещения и соответственного расположения глаз у высших приматов поля зрения перекрываются, и возникает стереоскопическое зрение, столь необходимое для жизни на деревьях. Живущим на деревьях приматам необходима всесторонняя информация об окружающей среде. Вместе с развитием цветового зрения, осязания и других органов чувств совершенствовались области головного мозга, связанные с анализом поступающих в него сигналов. Также развивались и двигательные центры коры головного мозга, совершенствовалась их связь с мозжечком. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Приматы и другие млекопитающие» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Каковы особенности строения передних конечностей у приматов? 2) В связи с каким образом жизни у приматов развивалось стереоскопическое зрение? 3) Назовите признак, по которому приматов относят к классу млекопитающих. Прочитайте текст и выполните задания. 14 КРОВООБРАЩЕНИЕ У ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ У позвоночных животных транспорт питательных веществ и газов осуществляется в результате кровообращения – непрерывной циркуляции крови по кровеносной системе. Кровеносная система рыб образована двухкамерным сердцем и одним кругом кровообращения. Недостаток такой кровеносной системы в том, что проходящая через капилляры кровь резко уменьшает своё давление. Это не даёт ей быстро циркулировать и, тем самым, снижает уровень обмена веществ в организме. У остальных позвоночных животных проблема низкого кровяного давления устраняется благодаря двум кругам кровообращения: малому и большому. В такой кровеносной системе каждая порция крови, выбрасываемая сердцем за одно сокращение, проходит через него дважды. Сначала кровь выталкивается сердцем в малый круг кровообращения, который проходит через лёгкие. Затем кровь возвращается в сердце, и прежде чем она попадает в большой круг кровообращения, её давление повышается за счёт нового сокращения. Земноводные и пресмыкающиеся имеют трёхкамерное сердце, состоящее из правого и левого предсердия и одного желудочка. В предсердиях артериальная и венозная кровь не смешиваются, но оба предсердия выталкивают кровь в желудочек, в котором она становится смешанной. У пресмыкающихся в желудочке сердца имеется неполная перегородка, частично препятствующая смешению артериальной и венозной крови. Птицы и млекопитающие имеют четырёхкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и двух желудочков. Сплошная перегородка в сердце полностью разделяет артериальную и венозную кровь. В правой половине сердца кровь венозная, а в левой половине сердца – артериальная. Кровь в такой кровеносной системе не смешивается, циркулирует под высоким давлением, что увеличивает скорость кровообращения и повышает уровень обмена веществ в организме. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Кровообращение у позвоночных животных» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какая кровь в сердце у рыб? 2) В каком направлении в ходе исторического развития животного мира от рыб к птицам и млекопитающим происходило усложнение органов кровообращения? 3) Что это дало высокоорганизованным животным? Прочитайте текст и выполните задания. 15 БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ Под названием борьбы за существование Ч. Дарвин ввёл в биологию сборное понятие, объединяющее различные формы взаимодействия организма со средой, которые ведут к естественному отбору организмов. Основная причина борьбы за существование – это недостаточная приспособленность отдельных особей к использованию ресурсов среды, например пищи, воды и света. Учёный выделял три формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с физическими условиями среды. Внутривидовая борьба за существование – борьба между особями одного вида. Эта борьба наиболее ожесточённая и особенно упорная. Она сопровождается угнетением и вытеснением менее приспособленных особей данного вида. Например, так происходит конкуренция между соснами в сосновом лесу за свет или самцами в борьбе за самку. В процессе борьбы организмы одного вида постоянно конкурируют за жизненное пространство, пищу, убежища, место для размножения. Внутривидовая борьба за существование усиливается с увеличением численности популяции и усилением специализации вида. Каждый вид растений, животных, грибов, бактерий в экосистеме вступает в определённые отношения с другими членами биоценоза. Межвидовая борьба за существование – борьба между особями различных видов. Её можно наблюдать во взаимоотношениях между хищниками и их жертвами, паразитами и хозяевами. Особенно упорная борьба за существование существует между организмами, которые принадлежат к близким видам: серая крыса вытесняет чёрную, дрозд деряба вызывает уменьшение численности певчего дрозда, а таракан пруссак (рыжий таракан) – чёрного таракана. Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды проявляется в различных отрицательных воздействиях неживой природы на организмы. Так, на произрастающие в пустынях растения влияет недостаток влаги, питательных веществ в почве и высокая температура воздуха. Для эволюции значение различных форм борьбы за существование неравноценно. Межвидовая борьба за существование ведёт к совершенствованию одних видов по сравнению с другими. В результате такой борьбы победившие виды сохраняются, а проигравшие вымирают. Внутривидовая борьба за существование вызывает увеличение разнообразия у особей внутривидовых признаков, снижает напряжённость конкуренции за одинаковые ресурсы среды. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Борьба за существование» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) В чём особенность межвидовой борьбы за существование? 2) Что является результатом внутривидовой борьбы за существование? 3) Какой пример иллюстрирует межвидовую борьбу за существование? Прочитайте текст и выполните задания. 16 ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ У ОРГАНИЗМОВ В процессе индивидуального развития некоторые признаки изменяются в течение жизни. При одном и том же хромосомном наборе организмы могут отличаться по внешним признакам. Изменчивость определяется способностью организма изменяться под воздействием различных условий среды. Различают ненаследственную, или модификационную, изменчивость, затрагивающую внешние признаки, и наследственную, или генотипическую, изменчивость. Примером ненаследственных изменений может служить выработка тёмного пигмента у зайца-беляка весной и отсутствие пигмента зимой. Такая изменчивость имеет приспособительный характер и определяется условиями среды. Другими примерами ненаследственной изменчивости могут служить масса тела, различия в размерах цветков, выросших на удобренной и неплодородной почвах. Ненаследственная изменчивость групповая и характерна для всех особей вида. Наследственная изменчивость передаётся от родителей потомству. Она бывает мутационной и комбинативной. Мутационная изменчивость имеет скачкообразный характер. Мутации – это случайно возникшие стойкие изменения целых хромосом, их частей или отдельных генов. Они индивидуальны и возникают у единичных особей. Воздействие одинаковых внешних условий может вызывать у организмов разные мутации. Мутационная изменчивость непредсказуема. Так, например, облучение перед посевом семян пшеницы может привести и к высокой урожайности благодаря развитию крупных колосьев, и к отсутствию урожая. Комбинативная изменчивость отличается от мутационной рядом признаков. В первую очередь она связана с процессом полового размножения, при котором случайно встречаются гаметы, и поведением хромосом в мейозе. Именно комбинативной изменчивостью объясняются отличия детей от своих родителей. Используя содержание текста «Изменчивость признаков у организмов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Каково биологическое значение ненаследственной изменчивости? 2) Что такое мутация? 3) С каким процессом связана комбинативная изменчивость? Прочитайте текст и выполните задания. 17 ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ Большинство растений питается за счёт фотосинтеза. Продукты фотосинтеза запасаются в органах растения, а также используются для роста, размножения, синтеза других органических веществ: жиров, белков, витаминов и гормонов. Поступление необходимых для фотосинтеза воды и минеральных веществ у большинства наземных растений связано с корнем. В зоне всасывания он имеет корневые волоски – клетки покровной ткани с выростами, значительно увеличивающими площадь, через которую в растение может поступать вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Вместе с водой через мембрану корневых волосков поступают ионы солей, то есть происходит минеральное питание растения. Вода и растворённые в ней минеральные вещества далее поступают через молодые клетки коры корня в сосуды центрального цилиндра. А затем по сосудам древесины стебля вода поднимается к остальным органам растения, где используется для фотосинтеза, транспорта веществ и испарения через устьица листьев, предохраняющего растение от перегрева. Необходимый для фотосинтеза свет и углекислый газ улавливают листья. Благодаря уплощённой форме, листовой мозаике и особому порядку размещения на стеблях – листорасположению, листья растений приспособлены к эффективному использованию света. Внутреннее строение листа также отражает выполняемую им функцию. Так, кожица образована прозрачными клетками, свободно пропускающими свет к столбчатой ткани мякоти листа, в которой и происходит фотосинтез. Углекислый газ поступает внутрь листа через устьица, а вода и минеральные вещества – по сосудам жилок – проводящих пучков, состоящих из луба, древесины и волокон. Органические вещества, образовавшиеся в процессе фотосинтеза, затем транспортируются по ситовидным трубкам луба к другим органам растения. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Питание растений» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какие приспособления внешнего строения органов растения способствуют протеканию фотосинтеза? 2) Какие клетки корня обеспечивают транспорт воды? 3) Какие вещества необходимы для обеспечения фотосинтеза? Прочитайте текст и выполните задания. 18 ПРЯМОЕ И НЕПРЯМОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ В природе существует два типа развития организмов: прямое и непрямое (метаморфоз). Прямое развитие происходит без превращений. В этом случае вновь появившийся на свет организм отличается от взрослой особи только размерами, пропорциями и недоразвитием некоторых органов. Такое развитие наблюдается у ряда насекомых, рыб, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Так, из вороньего яйца вылупляется на свет беспомощный, слепой и голый птенец, а человек рождает маленького ребёнка, не умеющего ходить, говорить и т.д. При развитии с превращением из яйца появляется личинка, не похожая на взрослый организм. Такое развитие называется непрямым, или развитием с метаморфозом, т.е. постепенным превращением организма во взрослую особь. Личинки растут, питаются, однако в большинстве случаев они не способны к размножению. Развитие с неполным превращением характерно для ряда насекомых и земноводных. У насекомых, таких как кузнечики, саранча, тля, из яйца выходит личинка, похожая на взрослую особь, которая растёт, линяет и превращается во взрослое насекомое или имаго. У насекомых при развитии с полным превращением особь проходит несколько последовательных стадий, отличающихся друг от друга образом жизни и характером питания. Например, у майского жука из яйца выходит личинка, которая имеет червеобразную форму тела. Затем, после нескольких линек она превращается в куколку (неподвижная стадия). Куколка не питается, а развивается через некоторое время во взрослое насекомое. Способы добывания пищи у личинки и взрослого жука различны. Личинка питается подземными частями растений, а жук – листьями. Среди позвоночных животных развитие с метаморфозом происходит у земноводных. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Прямое и непрямое развитие организмов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какие стадии развития проходят насекомые с полным превращением? 2) Каковы различия между родителями и детёнышами при прямом развитии? 3) В чём заключается преимущество развития с метаморфозом? Прочитайте текст и выполните задания. 19 ОПЫЛЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ После созревания пыльцы происходит перенос пыльцевого зерна на рыльце пестика. Этот процесс носит название опыления. У некоторых растений созревшая пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка, что приводит к самоопылению. Однако у большинства растений пыльца с одного цветка с помощью ветра, воды, животных, человека переносится на рыльце пестика другого цветка. Такое опыление называется перекрёстным. Наиболее распространённым в природе является перекрёстное опыление с помощью животных (насекомых). Для привлечения насекомых в цветке развиваются особые железы – нектарники, выделяющие сахаристую жидкость (нектар). Перелетая с цветка на цветок и питаясь нектаром, насекомые опыляют цветущие растения. После попадания на рыльце пестика пыльцевого зерна происходит его прорастание. Образуется длинная тонкая пыльцевая трубка, растущая в сторону семязачатка завязи. В пыльцевой трубке имеются две мужские половые клетки – спермии. Семязачаток завязи имеет зародышевый мешок, состоящий из нескольких клеток. Главными из них является яйцеклетка (женская половая клетка) и центральная клетка. Пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка, и происходит оплодотворение – слияние мужской и женской половых клеток (гамет). Оплодотворение у цветковых растений двойное, поскольку происходит слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого – с центральной клеткой. Из оплодотворённой яйцеклетки (зиготы) развивается зародыш семени, а в оплодотворённой центральной клетке образуется запас питательных веществ семени. Таким образом из семязачатка в целом развивается семя, а из завязи пестика – плод. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Опыление цветковых растений» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что в тексте понимается под опылением? 2) В чём различие перекрёстного опыления и самоопыления? 3) Когда в Австралию завезли семена клевера и посеяли их, то клевер вырос, хорошо цвёл, но плодов и семян у него не было. Как можно объяснить такое явление? Прочитайте текст и выполните задания. 20 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Организмы существуют в среде обитания. К ней относят все условия живой и неживой природы, с которыми организмы взаимосвязаны и находятся в прямых или косвенных взаимоотношениях. Отдельные условия среды обитания, оказывающие влияние на организмы, называются экологическими факторами. По компонентам среды обитания различают абиотические и биотические экологические факторы. Абиотические факторы – все условия неживой природы: климатические (свет, температура, влажность, давление, солёность воды), почвенные (механическая структура почвы, её минеральный состав), орографические (рельеф местности). Биотические факторы – всё многообразие форм взаимодействия организмов друг с другом (влияние животных на растения, растений на животных, микроорганизмов на растения и животных). Среди биотических факторов учёные в последнее время выделяют антропогенные факторы – разнообразные виды человеческой деятельности, приводящие к изменениям природы как среды обитания других видов организмов и непосредственно сказывающиеся на их жизни (загрязнение среды обитания отходами, вырубка лесов, распашка степей, осушение болот). Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено масштабностью воздействия человека на окружающую среду. Так, в ходе промышленной деятельности человека в среду поступают тысячи разных химических соединений, со многими из которых природа ранее не сталкивалась. Это воздействие можно приравнять к абиотическим факторам. Для нужд сельскохозяйственного производства человек уничтожает на больших территориях природные сообщества и создаёт агроценозы, состоящие из одного или немногих видов сельскохозяйственных растений и сопутствующих им сорняков и вредителей. Среди используемых растений и животных человек ведёт искусственный отбор, который по последствиям отличается от естественного. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя текст «Экологические факторы» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что из себя представляют биотические факторы? 2) Какая группа экологических факторов выделена в последнее время учёными как отдельная? 3) Что такое агроценоз? Прочитайте текст и выполните задания. 21 ЛИСТОПАД В условиях умеренного климата осенью многим растениям не хватает воды. Интенсивность поглощения воды из почвы корнями существенно снижается, в то время как испарение с поверхности листьев практически не изменяется. Следовательно, потеря воды растением превышает поступление воды в него. Если бы деревья и кустарники не сбрасывали листву, они бы засыхали. Другой причиной сбрасывания листьев является защита от механических повреждений. Вероятность поломок ветвей в зимний период возрастает из-за массы налипающего на ветви снега. Установлено, что листопад очищает растения от вредных веществ. Листья осенью содержат минеральных веществ намного больше, чем весной и летом. То есть при подготовке к листопаду ненужные растению вещества перемещаются в листья, а нужные вещества перемещаются из них в другие органы (стебли и корни). Опавшая листва, находясь на земле, приносит пользу растению: защищает корни и семена от промерзания, питает грунт органическими и минеральными веществами. Сроки сезонного листопада в разных широтах разные. На широте средней полосы России процесс активного сбрасывания листьев растениями начинается во второй половине сентября и завершается в основном к середине октября. Интересно, что у растений, произрастающих вблизи фонарей, освещающих улицы, листопад начинается несколько позже. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Листопад» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1. Как изменяется баланс поступающей в растение и испаряющейся через листья воды с наступлением осени? 2. Какую пользу приносят опавшие листья растению? Приведите один пример. 3. Почему смена листьев у тропических деревьев происходит постепенно и у них нет безлистного периода? Прочитайте текст и выполните задания. 22 ЛИСТОПАД В условиях умеренного климата осенью многим растениям не хватает воды. Интенсивность поглощения воды из почвы корнями существенно снижается, в то время как испарение с поверхности листьев практически не изменяется. Следовательно, потеря воды растением превышает поступление воды в него. Если бы деревья и кустарники не сбрасывали листву, они бы засыхали. Другой причиной сбрасывания листьев является защита от механических повреждений. Вероятность поломок ветвей в зимний период возрастает из-за массы налипающего на ветви снега. Установлено, что листопад очищает растения от вредных веществ. Листья осенью содержат минеральных веществ намного больше, чем весной и летом. То есть при подготовке к листопаду ненужные растению вещества перемещаются в листья, а нужные вещества перемещаются из них в другие органы (стебли и корни). Опавшая листва, находясь на земле, приносит пользу растению: защищает корни и семена от промерзания, питает грунт органическими и минеральными веществами. Сроки сезонного листопада у разных деревьев разные. Раньше других листья опадают у тополя и дуба, затем наступает время рябины. Многие деревья, например осина и клён, сохраняют листву до самых морозов. Последними осыпаются листья яблонь, а некоторые их листья остаются зимовать на ветвях. Не все растения листопадны, но смена кроны происходит у всех кустарников и деревьев. У листопадных растений листья опадают осенью, а новые образуются весной. У нелистопадных (вечнозелёных) растений листья обновляются постепенно, каждые тричетыре года. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Листопад» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1. Как влияет на количество испаряющейся воды листопад? 2. С какой целью обновляются листья у нелистопадных растений? Приведите один пример. 3. Какие деревья и кустарники являются нелистопадными? Приведите три примера. Прочитайте текст и выполните задания. 23 ПОЛЕЗНЫЕ БАКТЕРИИ Термин «анаэробы» ввёл в науку французский учёный Л. Пастер, открывший в 1861 г. бактерии маслянокислого брожения. У анаэробов расщепление органических веществ идёт без участия кислорода. Бескислородное окисление происходит в клетках молочнокислых и многих других бактерий. Именно так они получают энергию для своих жизненных процессов. Такие бактерии очень распространены в природе. Каждый день, съедая творог или сметану, выпивая кефир или йогурт, мы сталкиваемся с молочнокислыми бактериями, – они участвуют в образовании молочнокислых продуктов. В 1 см3 парного молока находится больше 3 миллиардов бактерий. При скисании молока коров получается йогурт. В нём можно найти бактерию под названием «болгарская палочка», которая и совершила превращение молока в кислый молочный продукт. Болгарская палочка – вид молочнокислой бактерии, известный во всём мире; она превращает молоко во вкусный и полезный йогурт. Всемирную славу этой бактерии принёс русский учёный И.И. Мечников. Он заинтересовался причиной необычного долголетия в некоторых деревнях Болгарии. Мечников выяснил, что основным продуктом питания долгожителей был йогурт. Учёному удалось выделить из продукта молочнокислую бактерию, а затем он использовал её для создания особой простокваши. Он показал, что достаточно добавить в свежее молоко немного этих бактерий, и через несколько часов в тёплом помещении из молока получится простокваша. Болгарская палочка сбраживает лактозу молока, т.е. расщепляет молекулу молочного сахара на молекулы молочной кислоты. Молочнокислые бактерии для своей работы могут использовать не только сахар молока, но и многие другие сахара, содержащиеся в овощах и фруктах. Бактерии свежую капусту превращают в квашеную, яблоки – в мочёные, а огурцы – в солёные. В любом случае из сахара образуется молочная кислота, а энергия распада молекул сахара обеспечивает жизнедеятельность бактерий. Процесс расщепления сахара без участия кислорода относят к реакциям брожения. Расщепление веществ при участии кислорода более эффективно, так как выделяется гораздо больше энергии, чем при брожении. Поскольку энергия реакций бескислородного окисления заметно меньше, чем кислородного, бактериям приходится перерабатывать бóльшие количества веществ и выделять много продуктов обмена веществ. Болгарскую палочку относят к факультативным (необязательным) анаэробам. Это означает, что они могут использовать и кислород для окисления углеводов. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Полезные бактерии» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Какие условия необходимы для получения простокваши? 2) Откуда берётся энергия для жизнедеятельности молочнокислых бактерий? 3) Почему молочнокислой бактерии для получения такого же количества энергии необходимо переработать больше веществ, чем обыкновенной амёбе? Прочитайте текст и выполните задания. 24 ПРИМАТЫ Отряд приматов назван так потому, что в него входят наиболее высокоорганизованные животные – обезьяны (в переводе «приматы» означают «первые»). Приматы – обитатели тропиков. Большинство из них живёт в густых зарослях тропических лесов. Обезьяны активны днём. Живут они стадами, во главе стада стоит сильный самец, а остальные самцы, самки и подрастающие детёныши занимают подчинённое положение. В отличие от других древесных животных, цепляющихся за ветви острыми когтями, приматы обхватывают ветку длинными, хорошо развитыми пальцами. На передних и задних конечностях приматов первый (большой) палец может противопоставляться остальным. Это позволяет животному прочно удерживаться на ветвях, брать пальцами самые мелкие предметы. Вместо когтей на пальцах обезьян развиты плоские ногти. Подушечки пальцев служат органом осязания, так же как и оголённые ладони и подошвы стопы. У обезьян прекрасный слух и острое зрение. Их глаза расположены не по бокам головы, как у большинства других животных, а направлены вперёд. Они видят один и тот же предмет обоими глазами одновременно, благодаря чему точно определяют расстояние до него. Такая особенность зрения имеет большое значение при прыжках с ветки на ветку. Обезьяны хорошо различают форму и цвет, уже издали они обнаруживают зрелые плоды, съедобных насекомых. Питаются они как растительной, так и животной пищей, но предпочитают всё же сочные плоды. Крупные ушные раковины расположены по бокам головы и позволяют обезьянам безошибочно определять источник звука, воспринимать разнообразные звуки, издаваемые различными животными. Слух играет большую роль в жизни обезьян, которые с помощью разнообразных криков общаются друг с другом, предупреждая об опасности или сообщая о своём местонахождении. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Приматы» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Каковы особенности строения пальцев конечностей? 2) Как расположены глаза у обезьян? 3) Назовите признак, по которому приматов относят к классу млекопитающих. Прочитайте текст и выполните задания. 26 РАЗМНОЖЕНИЕ Размножение – это воспроизведение генетически сходных особей данного вида, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Бесполое размножение осуществляется следующими способами: непрямым делением ядер материнской и каждой из последующих клеток надвое; вегетативно – отдельными органами или частями тела (растения, кишечнополостные); почкованием (например, дрожжи и гидра); спорообразованием. В результате бесполого размножения возникает генетически однородное потомство. Только в тех случаях, когда споры образуются в результате мейоза, потомство, выросшее из этих спор, будет генетически разным. При половом размножении объединяется генетическая информация от двух особей. Особи растений или животных разного пола образуют гаметы – яйцеклетки и сперматозоиды (или спермии), содержащие по одинарному (гаплоидному) набору хромосом. При слиянии гамет происходит оплодотворение и образование диплоидной зиготы. Зигота развивается в новую особь, все соматические клетки которой содержат диплоидный (двойной) набор хромосом. Всё вышеперечисленное справедливо только для эукариотических клеток. Таким образом, при половом размножении происходит смешивание геномов двух разных особей одного вида, что приводит к появлению генетически неоднородного потомства. Существуют организмы-гермафродиты, у которых развитие женских и мужских половых клеток происходит в теле одной особи Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Размножение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) О каких способах размножения упоминается в тексте? 2) Приведите примеры двух организмов, у которых размножение происходит вегетативным способом. 3) Каким преимуществом обладают организмы, размножающиеся половым путём? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Размножение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) О каких двух способах размножения организмов идёт речь в тексте? 2) Что происходит в процессе полового размножения? 3) Какой недостаток характерен для полового размножения? Прочитайте текст и выполните задания. 26 БИОЦЕНОЗ И БИОГЕОЦЕНОЗ Совокупность популяций организмов разных видов растений, животных, грибов, бактерий, совместно населяющих однородный участок суши или водоёма, связанных между собой различными взаимоотношениями, называют природным сообществом, или биоценозом. Биоценоз формируется из имеющихся в природе организмов разных видов. Он может существовать даже при замене организмов одних видов на другие со сходными потребностями к условиям обитания. К биоценозам относят как сообщества организмов моховой кочки болота, лужи, так и сообщества леса, озера и даже такие крупные, как степь и коралловый риф. Мелкие биоценозы являются частями более крупных. Так, все обитатели лесных полян, стволов упавших деревьев входят в состав биоценоза леса. Однородный участок земной поверхности с определённым составом организмов (биоценоз) и комплексом неживых компонентов среды, к которым относят приземный слой атмосферы, солнечную энергию, почву и другие условия неживой природы называют биогеоценозом. Главная роль в образовании наземного биогеоценоза принадлежит растениям. Поэтому его границы определены растительным сообществом, например, дубравой, ельником или лугом. Отдельные биогеоценозы связаны между собой круговоротом веществ и потоком энергии, осуществляемыми в процессе фотосинтеза, стоков воды с растворёнными в ней веществами, миграциями животных, расселением растений, разложением органических веществ, благодаря деятельности бактерий и грибов. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Биоценоз и биогеоценоз» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что входит в состав биоценоза? 2) Что из объектов природы служит примером биоценоза? 3) Какое преимущество для растений имеет их распределение в пространстве? Прочитайте текст и выполните задания. 27 ВИТАМИНЫ Помимо питательных веществ, воды и минеральных солей организм человека нуждается в витаминах. Витамины – биологически активные органические соединения разной химической природы, жизненно необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Витамин А, или ретинол, входит в состав зрительного пигмента палочек сетчатки глаза. Его много в томатах, моркови, тыкве, хурме, животных продуктах, особенно в печени морских млекопитающих и рыб. Он растворяется только в жирах, поэтому овощи, содержащие витамин А, следует употреблять с растительным маслом. Суточная потребность в этом витамине – 1,5–2 мг. При недостатке витамина нарушается темновая адаптация – нормальное зрение днём и плохое в сумерках («куриная слепота»), снижается иммунитет, возникает сухость кожи и помутнение роговицы. У взрослых ретинол способен накапливаться в печени в количествах, обеспечивающих потребности организма в течение 2 лет. Водорастворимый витамин С, или аскорбиновая кислота, будучи сильным восстановителем, в живом организме участвует во многих процессах: в транспорте электронов, синтезе норадреналина, проницаемости стенок капилляров. Витамин содержится в свежих овощах и фруктах. Много витамина в ягодах чёрной смородины, плодах цитрусовых и шиповника. В сутки человеку необходимо 60 мг аскорбиновой кислоты. При её недостатке появляются: общая слабость, нервозность, признаки цинги – подкожные кровоизлияния в коже, кровоточивость дёсен, выпадение зубов. Избыток витамина С не приводит к серьёзным нарушениям в жизнедеятельности организма. Он легко выводится с мочой. Аскорбиновая кислота малоустойчивая, быстро окисляется и теряет биологическую активность. Поэтому она обычно частично разрушается в долго хранящихся продуктах и особенно при кулинарной обработке. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Витамины» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какова особенность поступления витамина А в организм человека? 2) Почему, в отличие от витамина А, поступление витамина С в организм человека должно быть регулярным? 3) Как нужно варить овощной суп, чтобы максимально сохранить в нём витамин С? Прочитайте текст и выполните задания. 28 УДОБРЕНИЯ Почва – верхний слой земли, обладающий плодородием. От него зависит урожайность возделываемых культур. Однако каждый год вместе с урожаем человек выносит из почвы какое-то количество минеральных веществ. Чтобы восполнить их содержание, в почву вносят органические и минеральные удобрения. Органические удобрения не только обогащают почву необходимыми веществами, но и улучшают её структуру, удерживают в почве влагу. По своему составу органические удобрения комплексные, так как содержат все необходимые растению химические элементы, но в виде органических соединений. Эти соединения переходят в доступные для растений растворённые в воде минеральные вещества благодаря деятельности почвенных бактерий. Например, достаточно один раз внести в почву перегной, чтобы на несколько лет обеспечить её плодородие. Минеральные удобрения, в отличие от органических, обладают кратковременным действием, поэтому их вносят перед посевом семян или одновременно с ними, а также в период роста растений в виде подкормки. Калийные (зола) и азотные (селитра) удобрения быстро растворяются в воде, проникают в почву и поглощаются корнями растений. Их вносят в почву весной. Фосфорные удобрения, например суперфосфат, обладают плохой растворимостью, поэтому их вносят в почву осенью. Минеральные удобрения оказывают разное влияние на рост и развитие растений. Калийные удобрения усиливают отток органических веществ от листьев к корнеплодам и корням. Азотные удобрения стимулируют рост побегов с листьями и почками. Внесение фосфорных удобрений влияет на цветение, повышает вероятность оплодотворения, ускоряет созревание плодов и семян. При внесении удобрений необходимы осторожность и точные знания о потребностях растений и запасе питательных веществ в почве. «Перекорм» растений так же вреден, как и недостаток каких-либо питательных веществ. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Удобрения» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что понимается в тексте под плодородием? 2) Чем отличается действие органических удобрений от минеральных? 3) Фермер хочет получить максимальный урожай моркови и поэтому решил внести в почву удобрения. Он приобрёл золу и перегной. Какое из этих удобрений необходимо внести в почву осенью, а какое – весной, перед посадкой семян моркови? Прочитайте текст и выполните задания. 29 МОНГОЛЬСКИЙ ДЗЕРЕН – ГОРДОСТЬ ЗАБАЙКАЛЬЯ Дзерен (монгольский дзерен), или зобастая антилопа, – некрупная степная антилопа отряда парнокопытных со стройными ногами и лировидно изогнутыми рогами у самцов. У самок рогов нет. Второе название антилопа получила за то, что у самцов сильно развита гортань, которая делает низ шеи выпуклым. Подобно другим антилопам, популяции этого вида держатся большими стадами. Они каждый день пробегают большие расстояния в поисках новых пастбищ. В сухих степях мало воды, и они могут подолгу не пить. Когда-то в прошлом дзерены вольготно паслись на бескрайних степных просторах Центральной Азии. До появления человека у этих антилоп был только один враг – волк. Когда первые люди пришли в степь, они стали не только охотиться на этих антилоп, но и осваивать степные экосистемы под пастбища для домашних животных. В результате антилоп становилось всё меньше и меньше. В настоящее время вид встречается в степях и полупустынях Монголии, в Китае. До конца 1930-х годов в нашей стране дзерены были многочисленны в Туве, но позже популяция резко сократилась. В настоящее время дзерен в России постоянно обитает лишь в Даурском заповеднике и его окрестностях на юге Забайкальского края. Монгольский дзерен включён в Красную книгу РФ и региональную Красную книгу. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Монгольский дзерен – гордость Забайкалья» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1. К какому отряду млекопитающих относят монгольского дзерена? 2. Какой образ жизни характерен для популяции дзеренов? 3. Что такое заповедник? Прочитайте текст и выполните задания. 30 СВЕТ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР Свет – важный экологический фактор. Он служит основным источником энергии для фотосинтеза, обеспечивает поддержание теплового и водного баланса в организме, создаёт условия для ориентирования в пространстве. Основным источником света на Земле является Солнце. Солнечная радиация различается по интенсивности и длине световой волны: ультрафиолетовые лучи, видимые лучи, инфракрасные лучи. Коротковолновые ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого и задерживаются озоновым экраном. Часть ультрафиолетовых лучей достигает поверхности Земли и оказывает бактерицидное действие. Другая часть ультрафиолетовых лучей используется некоторыми животными и человеком для выработки антирахитичного витамина D. Видимая часть солнечного спектра активно используется фотосинтезирующими организмами. В пределах этой части спектра выделяют область фотосинтетически активной радиации, которая поглощается хлорофиллом и вовлекается в фотосинтез. Поэтому видимая часть солнечного спектра важна для фототрофных организмов – основных производителей первичного органического вещества на планете. Инфракрасные лучи (самые длинноволновые) – основной источник тепловой энергии. Они вызывают нагревание тел организмов, повышают в них уровень теплообмена и увеличивают испарение через покровы тела воды. Инфракрасные лучи необходимы также и растениям: создают наиболее благоприятные условия для поглощения углекислого газа через устьица. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Свет как экологический фактор» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Каково значение инфракрасных лучей в жизни животных? 2) Каково значение видимых лучей в жизни растений? 3) Для чего в медицинских кабинетах устанавливают УФ-лампы? Прочитайте текст и выполните задания. 31ТЕМПЕРАМЕНТЫ Почему одни люди часто раздражаются, других почти невозможно вывести из себя? Почему одни легко переносят неудачи, а другие расстраиваются из-за каждой мелочи? Гиппократ объяснял эти особенности поведения преобладанием в организме одного из «жизненных соков». По Гиппократу, преобладание жёлтой желчи («холе») делает человека импульсивным, «горячим». Спокойным и медлительным человек становится изза наличия большого количества лимфы («флегмы»). Если преобладает кровь (погречески «сангвис»), человек подвижен и весел. Грусть и страх порождает чёрная желчь («мелайна холе»). По названиям четырёх «жизненных соков» впоследствии были названы четыре типа темперамента – холерик, флегматик, меланхолик и сангвиник, а сама теория получила название жидкостной теории темпераментов. Принципиально новый взгляд на темперамент высказал И.П. Павлов. Он заявил, что тип темперамента зависит от особенностей функционирования нервной системы: скорости, силы, уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения. Согласно теории Павлова, у холерика сильный тип нервной системы, но основные нервные процессы неуравновешенны – возбуждение преобладает над торможением. У флегматика сильные, уравновешенные, но малоподвижные нервные процессы. Сангвиник сильный, уравновешенный, но, в отличие от флегматика, подвижный тип. Слабый тип нервной системы со слабыми процессами возбуждения и торможения соответствует меланхолику. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Темпераменты» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какой тип нервной системы характерен для меланхолика? 2) Какие «жизненные соки» преобладают в организме флегматика (по Гиппократу)? 3) Если ваш товарищ быстр, порывист, часто меняет настроение, то каким темпераментом он обладает? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Темпераменты» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какой тип нервной системы характерен для флегматика? 2) Какие «жизненные соки» преобладают в организме меланхолика (по мнению Гиппократа)? 3) Какие два нервных процесса лежат в основе теории И.П. Павлова? Прочитайте текст и выполните задания. 32 КРУГОВОРОТ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора, серы и других химических элементов. Растения получают азот в основном из разлагающегося мёртвого органического вещества посредством деятельности бактерий, которые превращают азот белков в усвояемую растениями форму. Другой источник – свободный азот атмосферы – растениям непосредственно недоступен. Но его связывают, т.е. переводят в другие химические формы, некоторые группы бактерий, они обогащают им почву. Естественная фиксация азота успешно используется в сельском хозяйстве, например, при внесении определённых видов цианобактерий на рисовые поля. Многие растения находятся в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, образующими клубеньки на корнях. Перерабатывая отмершие растения или трупы животных, бактерии превращают азот органических соединений в газообразный и вновь возвращают его в атмосферу. Углекислый газ поглощается растениями в процессе фотосинтеза, он преобразуется в углеводы и далее – в другие органические соединения. В их составе углерод затем поступает в цепи питания и возвращается в атмосферу снова в форме углекислого газа в результате дыхания, брожения или сгорания топлива. Часть углерода накапливается в почве в виде органических соединений. В морской воде углерод содержится в виде угольной кислоты и её растворимых солей. В процессе круговорота углерода в биосфере образовались энергетические ресурсы: нефть, каменный уголь, горючие газы, которые широко используются человеком. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Круговорот химических элементов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В виде какого класса соединений азот содержится в теле живого организма? 2) Какие процессы, происходящие в организмах, влияют на повышение концентрации углекислого газа в атмосфере? 3) Какой из способов повышения плодородия почвы и увеличения урожайности культурных растений, основанный на круговороте химических элементов, Вы можете назвать, опираясь на текст? Прочитайте текст и выполните задания. 33 ГРИБЫ И ЛИШАЙНИКИ Царство Грибы объединяет одноклеточные и многоклеточные организмы, обладающие одновременно признаками растений и животных. Например, как и растения, грибы относительно неподвижны, обладают неограниченным ростом, способны к синтезу витаминов и имеют клеточные стенки. На животных грибы похожи тем, что питаются готовыми органическими веществами, т.е. гетеротрофно, запасают в качестве питательного вещества гликоген, синтезируют мочевину, а в состав их клеточных стенок входит хитин. Тело многоклеточных грибов представлено грибницей, состоящей из отдельных нитей – гифов. Размножаются грибы вегетативно, с помощью грибницы, спорами, образующимися в плодовых телах, или посредством половых клеток, формирующихся на концах гифов. Грибы могут вступать в симбиотические отношения с высшими растениями (микориза), снабжая их при этом минеральными солями, водой и получая взамен от растений необходимые органические вещества. Особый отдел составляют лишайники – комплексные организмы, образованные грибницей гриба, клетками одноклеточных зелёных водорослей, а иногда ещё и клетками азотфиксирующих цианобактерий. Гриб в лишайнике поглощает из окружающей среды воду и минеральные вещества, клетки водорослей снабжают лишайник органическими веществами, образованными в результате фотосинтеза, а цианобактерии фиксируют атмосферный азот. Размножаются лишайники как целостные организмы – кусочками слоевища или группами клеток, оплетенных гифами. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Грибы и лишайники» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какие организмы образуют лишайник? 2) Какие сходные особенности строения можно наблюдать у растений и у грибов? 3) Какую роль в жизнедеятельности лишайника играет входящий в его состав гриб? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Грибы и Лишайники» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Почему лишайники называют комплексными организмами? 2) Какие сходные особенности жизнедеятельности можно наблюдать у животных и у грибов? 3) Покровы каких животных образованы хитином? Прочитайте текст и выполните задания. 34 ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ Благодаря электронному микроскопу удалось выявить основные различия между клетками прокариотических организмов, к которым относятся бактерии и синезелёные водоросли, и эукариотических, к которым относятся представители остальных царств органического мира – растений, грибов, животных. Учёные полагают, что эукариотические организмы возникли позже прокариотических. Бактериям и синезелёным водорослям присущи все свойства живых существ. Однако в строении этих клеток существуют существенные различия. Главным из них является отсутствие ядра в прокариотических клетках. Их единственная молекула ДНК замкнута в кольцо и находится в нуклеарной (ядерной) области. Хромосомы эукариотических клеток находятся в ядре клетки. Их совокупность образует кариотип организма. Кроме того, в цитоплазме эукариотических клеток находятся органоиды: эндоплазматическая сеть и митохондрии, лизосомы и аппарат Гольджи. В растительных клетках помимо этого есть пластиды и вакуоли, заполненные клеточным соком. Прокариотические клетки окружены клеточной стенкой, в состав которой входит вещество муреин, под ней имеется клеточная мембрана. В цитоплазме этих клеток присутствуют мелкие рибосомы. Остальных органоидов у них нет. Есть и ещё одно различие между этими типами клеток – это способ их размножения. Бактериальные клетки просто делятся пополам. Перед делением бактериальная ДНК удваивается, и клеточная мембрана врастает между двумя молекулами. Эукариотические клетки делятся путём митоза. После равномерного распределения хромосом происходит образование новых ядер и деление цитоплазмы. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Прокариоты и эукариоты» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какое вещество входит в состав клеточной стенки прокариотической клетки? 2) Предложите синоним для термина «эукариотическая клетка». 3) Каково биологическое значение деления клеток? Прочитайте текст и выполните задания. 35 ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ ЧЕРВИ Плоские черви – древняя группа животных. Среди них встречаются как свободноживущие, так и паразитические формы. К свободноживущим относятся планария, а к паразитическим – сосальщики и цепни. У свободноживущих червей есть органы чувств – светочувствительные глазки, органы равновесия и осязания. У паразитических специализированные органы чувств отсутствуют. Однако они имеют характерные приспособления для своего образа жизни: крючки, присоски, развитие со сменой хозяев. Среди паразитических червей наиболее распространены печёночный сосальщик и бычий цепень. Печёночный сосальщик относится к классу Сосальщики. В своём развитии он проходит несколько стадий. Из яиц, попавших в воду, развиваются личинки с ресничками. Они попадают в организм улитки – малого прудовика, которая является промежуточным хозяином червя. Там происходит их превращение в хвостатые личинки. Хвостатые личинки прикрепляются к растениям и превращаются в цисты. Овцы, козы, коровы проглатывают цисты сосальщика и становятся окончательными хозяевами паразита, в организме которых развиваются и размножаются взрослые черви. Бычий цепень относится к классу Ленточные черви. Паразитирует цепень в кишечнике человека, который является его окончательным хозяином. Червь состоит из множества члеников, заполненных яйцами с развивающимися зародышами. Яйца попадают во внешнюю среду, а оттуда в организмы коров, пасущихся на лугах. Корова – промежуточный хозяин бычьего цепня. В её организме из яиц развиваются шестикрючные личинки, которые с током крови проникают в мышцы, где превращаются в финны. Употребляя в пищу плохо прожаренное (проваренное) мясо, человек заражается бычьим цепнем. В его кишечнике из финны развивается червь, через некоторое время вырастающий в длину до 4–10 метров и способный к размножению. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Паразитические черви» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) К какому классу животных относят печёночного сосальщика? 2) Кто является окончательным хозяином бычьего цепня? 3) Какая система органов отсутствует у ленточных червей по сравнению с сосальщиками? Почему? Прочитайте текст и выполните задания. 36 СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ ДРЕВЕСНОГО РАСТЕНИЯ Стебель древесного растения снаружи защищён покровными тканями. У молодых стеблей весной клетки покровной ткани покрыты тонкой кожицей. У многолетних растений к концу первого года жизни кожица замещается многослойной пробкой, состоящей из мёртвых клеток, заполненных воздухом. Для дыхания в кожице у молодых побегов имеются устьица, а позже образуются чечевички – крупные, рыхло расположенные клетки с большими межклетниками. К покровной ткани прилегает кора, образованная разными тканями. Наружная часть коры представлена слоями клеток механической ткани с утолщёнными оболочками и тонкостенных клеток основной ткани. Внутренняя часть коры образована клетками механической и проводящей ткани и называется лубом. В состав луба входят ситовидные трубки, по которым идёт нисходящий ток: органические вещества передвигаются от листьев. Ситовидные трубки состоят из клеток, соединённых концами в длинную трубку. Между соседними клетками имеются мелкие отверстия. Через них, как через сито, передвигаются органические вещества. Кроме ситовидных трубок в состав луба входят лубяные волокна и клетки основной ткани. К центру от луба в стебле расположен другой слой – древесина. Он состоит из сосудов и древесных волокон. По сосудам идёт восходящий ток: вода с растворёнными в ней веществами передвигается от корней к листьям и цветкам. Между древесиной и лубом находится тонкий слой клеток образовательной ткани – камбий. В результате деления клеток камбия стебель растёт в толщину. Клетки камбия делятся вдоль своей оси. Одна из дочерних клеток отходит к древесине, другая – к лубу. В центре стебля лежит толстый слой рыхлых клеток основной ткани, в которых откладываются запасы питательных веществ, – это сердцевина. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Строение стебля древесного растения» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что такое луб? 2) В чём различие в функционировании ситовидных трубок и сосудов? 3) Что такое годичное кольцо? Прочитайте текст и выполните задания. 37 ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ Биологический метод заключается в использовании для уничтожения вредителей сада и огорода их естественных врагов, например, хищных и паразитических насекомых. Естественные враги вредителей существенно ограничивают их размножение и распространение. Для привлечения насекомых вдоль границ сада, огорода и других мест высаживают нектароносы – фацелию, гречиху, горчицу белую, редьку масличную и другие растения. Хищные насекомые охотно питаются нектаром цветков растений и в дальнейшем расселяются по участку, уничтожая значительное количество вредных насекомых и клещей. Например, божьи коровки уничтожают тлей, щитовок, ложнощитовок и других вредителей плодово-ягодных культур. Так, за сутки одна семиточечная божья коровка поедает до 200 тлей. Божьих коровок легко отличить по яркой окраске и тёмным точкам на крыльях. А быстро бегающие по поверхности почвы чёрные жуки называются жужелицы. Они есть в каждом саду и огороде. Жужелицы – хищники. Они уничтожают личинок жуков, гусениц вредных бабочек, клещей. Широко распространены и крупные мухи – тахины. Это мохнатые мухи, именуемые ещё «ёжемухами», из-за торчащих на теле щетинок. Личинки тахин паразитируют в гусеницах и куколках бабочек. Эти мухи откладывают яйца непосредственно на тело гусениц (или внутрь). Есть и живородящие мухи тахины, их личинки прикрепляются к проползающим рядом гусеницам. Некоторые тахины откладывают яйца на листья, а вредные гусеницы, поедающие листья, заражаются паразитом. Мухи тахины очень плодовиты, могут откладывать несколько тысяч яиц. Основным достоинством использования естественных врагов для борьбы с вредителями является то, что не происходит полного уничтожения живых организмов. Напротив, возникает определённый баланс между численностью вредных и хищных насекомых, что позволяет и получать урожаи, и сохранять устойчивость агроэкосистемы. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя текст «Защита растений биологическими методами» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Как отличить божьих коровок от других насекомых? 2) Как жужелицы защищают растения? 3) В чём главная причина неустойчивости агроценозов? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Защита растений биологическими методами» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Как отличить мух тахин от других насекомых? 2) Как божьи коровки защищают растения от вредителей? 3) Почему биологический метод борьбы более экологичен, чем химический? Прочитайте текст и выполните задания. 38 ВОЗБУЖДЕНИЕ И ТОРМОЖЕНИЕ НЕРВНЫХ ПРОЦЕССОВ Между центральной нервной системой и рабочими органами существуют прямые и обратные связи, лежащие в основе саморегуляции таких функций организма, как дыхание, кровообращение, выделение и т.д. В осуществлении любого рефлекса участвуют два процесса: процесс возбуждения, вызывающий или усиливающий определённую деятельность, и процесс торможения, выключающий те нервные центры, которые могли бы мешать осуществлению этой деятельности организма. Процесс торможения противоположен процессу возбуждения: он прекращает, ослабляет или препятствует возникновению рефлекторной деятельности. Возбуждение, возникающее в одних центрах нервной системы, сопровождается торможением в других: нервные импульсы, поступающие в ЦНС, могут задерживать (тормозить) те или иные рефлексы. Взаимодействие процессов возбуждения и торможения лежит в основе нервной деятельности, регуляции и координации функций в организме. Например, во время ходьбы чередуется сокращение мышц сгибателей и разгибателей. При возбуждении центра сгибания суставов тормозится центр их разгибания. В этот момент разгибатели расслабляются. При возбуждении центра разгибания расслабляются сгибатели. Так обеспечивается согласованное движение мышц. Торможение может быть безусловным и условным. Примером безусловного торможения может быть агрессия собаки при попытке отнять у неё еду. Раздражитель – в данном случае человек или другая собака – немедленно тормозит пищевой рефлекс и вызывает агрессию. Торможение условных рефлексов может быть, по И.П. Павлову, внешним и внутренним. Внешнее торможение возникает при действии более сильного раздражителя, чем пищевой. Условный слюноотделительный рефлекс у собаки, выработанный на свет, тормозится сильным звуком звонка. Внутреннее торможение возникает при отсутствии безусловного раздражителя. Если не подкреплять условные рефлексы собаки лакомством, то они затормозятся. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Возбуждение и торможение нервных процессов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Что происходит при торможении? 2) Какие нервные центры обеспечивают согласованную работу мышц? 3) Приведите пример внешнего торможения у человека. Прочитайте текст и выполните задания. 39 ГИПОТЕЗА СПОНТАННОГО ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ Возникновение жизни на Земле – процесс превращения неживой природы в живую. Гипотеза спонтанного самозарождения жизни была широко распространена в Древнем Китае, Древнем Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала в то время. Среди тех, кто придерживался этой точки зрения, был Аристотель – один из знаменитых мыслителей Древней Греции, самый выдающийся исследователь природы тех времён, «отец современного природоведения». Согласно его взглядам определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворённом яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе. В Средние века теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести: её признали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе, но эта идея всё продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков. Известный голландский учёный эпохи Возрождения В. Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели эксперимента якобы создал мышей. Для этого ему нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши В. Гельмонт считал человеческий пот. Во второй половине XIX века проблемой происхождения жизни занялся французский химик Л. Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. В результате учёный окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения жизни. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Теория спонтанного зарождения жизни» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В чём суть гипотезы спонтанного зарождения жизни? 2) Как пришёл к своим взглядам Аристотель? 3) Что являлось активным началом зарождения жизни по Ван Гельмонту? Прочитайте текст и выполните задания. 40 ИССЛЕДОВАНИЯ УЧЁНЫХ Илья Мечников изучал процесс пищеварения у прозрачных личинок морских звёзд. Он заметил внутри животных странные клетки. Они всё время перемещались с места на место, выпуская отростки, точно так, как это делает амёба. 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 ещё 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 Мечников пришёл к идее клеточного или фагоцитарного иммунитета. Луи Пастер занимался изучением крошечного микроба куриной холеры. Он научился выращивать чистые культуры этих микробов, брал каплю ядовитого бульона и наносил на крошку 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 ввёл им и тем цыплятам, которые выжили раньше, по смертельной дозе культуры. Наутро он увидел, что цыплята, уже получавшие дозу ослабленной культуры, были активны и здоровы, а те, кто получил её впервые, погибли. Так Пастер нашёл способ спасения животных от определённых болезней, вызываемых микробами. Это была вакцина, содержавшая ослабленные возбудители болезни. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Пользуясь текстом «Исследования учёных» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Почему И.И. Мечников решил использовать краситель для своего эксперимента? 2) Какое свойство организмов было предметом исследования в экспериментах Мечникова и Пастера? 3) Что содержит вакцина, изобретённая Л. Пастером? Прочитайте текст и выполните задания. 41 ФЕРМЕНТЫ И ГОРМОНЫ Жизнь любого организма можно представить как множество непрерывно протекающих биохимических реакций. Белкам в этих реакциях отведена особая роль. От них зависит слаженность и точность обмена веществ. Белки, ускоряющие химические реакции, называют ферментами. Без ферментов большинство химических реакций протекало бы чрезвычайно долго, иногда десятилетиями. Каждый фермент ускоряет однуединственную реакцию. Из любой смеси фермент выбирает строго определённые вещества и заставляет их реагировать. Дело в том, что молекула фермента геометрически точно соответствует молекуле реагирующего вещества (субстрату). Большинство ферментов расположено на клеточных мембранах. На внутренних мембранах митохондрий работают дыхательные ферменты; работают они и в хлоропластах, и в цитоплазме клеток. Ферменты – это белки, имеющие первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуру. Большинство ферментов активно тогда, когда объединяются в четвертичную структуру. Фермент, ускорив определённую реакцию, практически не изменяется и сразу же приступает к ускорению следующей реакции. Белковую природу имеют и некоторые гормоны. Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других органов и тканей. Гормоны, выделяемые в кровь, участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов: роста, развития, размножения, обмена веществ. Гормоны выделяются специальными органами – железами внутренней секреции или клетками. Своё действие они оказывают на органы или клетки, находящиеся на достаточно большом расстоянии от места, где они образуются. Действуя на клетки или органы – мишени, гормоны вызывают их ответную реакцию. Затем они разрушаются. Действуют гормоны гораздо медленнее, чем ферменты. Но и функции их различны. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Ферменты и гормоны» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какова функция гормонов в организме человека? 2) Что происходит с ферментами после окончания реакции? 3) С чем взаимодействуют гормоны? Прочитайте текст и выполните задания. 42 БИФИДОБАКТЕРИИ И ЛАКТОБАКТЕРИИ Бифидобактерии и лактобактерии – это часть микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека, способствующая полноценному пищеварению. Бифидобактерии составляют 85–90% микроорганизмов, населяющих кишечник ребёнка. Они способствуют перевариванию сложных углеводов, так как используют их в своём обмене веществ. Эти бактерии участвуют в синтезе и всасывании многих витаминов, способствуют синтезу незаменимых аминокислот, лучшему усвоению кальция и витамина Д, что очень важно для растущего организма. Однако важнейшим свойством бифидобактерий является угнетение роста болезнетворных, гнилостных и газообразующих бактерий. Для выполнения этой функции они обладают комплексом специальных ферментов. Бифидобактерии выделяют органические кислоты, способствующие гибели болезнетворных бактерий, являются иммуномодуляторами, активизируют синтез иммуноглобулинов и интерферона. Лактобактерии встречаются в кишечнике в меньшем количестве, зато преобладают в других отделах желудочно-кишечного тракта (в ротовой полости, желудке). Они превращают молочный сахар лактозу и другие углеводы в молочную кислоту, которая подавляет рост возбудителей острых кишечных инфекций. Кроме того, лактобактерии участвуют в обмене белков, жиров, углеводов, нуклеиновых и желчных кислот, а также усиливают синтез витаминов и гормонов. Подобно бифидобактериям, они активизируют работу иммунной системы. Вместе с бифидобактериями лактобактерии образуют белки, обладающие свойствами антибиотиков, избирательно действующих только против болезнетворных бактерий, и активные даже в малых дозах. В то же время бифидобактерии и лактобактерии очень уязвимы. При неправильном питании они быстро погибают и развивается дисбактериоз. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Бифидобактерии и лактобактерии» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какова роль бифидобактерий в организме? 2) Где в организме человека встречаются лактобактерии? 3) Почему бифидо- и лактобактерии относят к прокариотам? Прочитайте текст и выполните задания. 43 МЕХАНИЗМ ИММУНИТЕТА Иммунология – это наука о механизмах защитных реакций организма. У её истоков стояли Л. Пастер, И.И. Мечников, П. Эрлих. Л. Пастер применил вакцинацию для предупреждения инфекционных заболеваний. И.И. Мечников разработал клеточную (фагоцитарную) теорию иммунитета. П. Эрлих создал гуморальную теорию, согласно которой невосприимчивость к инфекциям обусловлена выработкой защитных белковых веществ – антител. В настоящее время иммунитет подразделяют на неспецифический и специфический. Неспецифическая клеточная защита осуществляется фагоцитами крови, которые поглощают из крови чужеродные элементы – бактериальные клетки, белковые молекулы и другие мельчайшие частицы. Специфический иммунитет образуется на конкретный антиген, и при повторном заражении организм реагирует только на него. В специфических иммунных реакциях участвуют Т и В-лимфоциты. Т-лимфоциты узнают и поражают чужеродные вещества и пересаженные ткани, а также собственные раковые клетки организма, то есть участвуют в создании специфического клеточного иммунитета. В-лимфоциты созревают в лимфоидных узелках кишечника. Они участвуют в выработке специфических белковантител, способных нейтрализовать определённые антигены, растворяя или склеивая их. Специфический иммунитет бывает врождённый и приобретённый. При приобретённом иммунитете антитела образуются в течение жизни, а при врождённом иммунитете они имеются в крови от рождения. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Механизм иммунитета» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Кто является создателем теории клеточного иммунитета? 2) Какие клетки, согласно теории П. Эрлиха, обеспечивают иммунитет? 3) Что, согласно клеточной теории иммунитета, вызывает иммунный ответ организма? Прочитайте текст и выполните задания. 44 ОХОТА РАСТЕНИЙ О том, что животные поедают растения, давно всем известно. Однако в природе встречаются и растения, поедающие животных. Таких растений насчитывается несколько десятков видов, и они обитают на разных континентах Земли. На болотах средней полосы России можно встретить два многолетних травянистых растения высотой 5-8 см – росянку круглолистную с округлыми листьями и росянку английскую с продолговатыми листочками. У обоих видов поверхность листьев покрыта железистыми волосками длиной 2-5 мм. Волоски увенчаны округлыми головками, выделяющими клейкие капельки жидкости. Химические свойства этих капелек близки к свойствам желудочного сока. Клейкие капли отражают солнечный свет и привлекают насекомых, которые садятся на зелёные листья и прилипают. Стремясь освободиться, насекомые дёргаются, в результате волоски склоняются к пленнику и обволакивают его клейкой жидкостью. Край листа заворачивается, и насекомое оказывается завёрнутым в него. Мягкие части животного растворяются под действием жидкости, выделяемой волосками, а клетки растения всасывают эти растворы в течение 2,5 дня. Затем листовая пластинка разворачивается, твёрдые непереваренные остатки насекомого сдувает ветер, и лист готов к встрече с новой жертвой. Таким оригинальным способом росянки приспособились к жизни на болотах, восполняя недостаток минеральных солей, необходимых для роста. Благодаря хищничеству, росянки получают дополнительное питание. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Охота растений» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1. В каких местообитаниях встречаются росянки на территории России? 2. С какой жидкостью организма человека схожи химические свойства жидкости, выделяемой волосками, расположенными на листьях росянки? 3. Какое вещество является основой не используемого росянкой наружного скелета насекомых? Прочитайте текст и выполните задания. 45 ВИДОИЗМЕНЕНИЯ КОРНЕЙ Видоизменения корней связаны с выполнением одной из дополнительных функций. Запасающие корни служат для отложения в них запасных веществ (крахмала, сахаров, витаминов и др.). Они разрастаются, становятся толстыми, мясистыми. Различают два типа запасающих корней: корнеплоды и корневые клубни (корневые шишки). Корнеплоды формируются за счёт главного корня и части побега. Корневые клубни формируются за счёт отложения запасных веществ в боковые и придаточные корни (у георгина, ятрышника, чистяка и др.). Большинство этих растений являются двулетниками или многолетниками. Осенью их надземная часть отмирает, а корни, накопившие питательные вещества, сохраняются и зимуют. Весной из почек запасающих корней развиваются новые надземные органы. Микориза – особое изменение корня вследствие симбиоза с грибницей грибов. Благодаря грибнице корни получают возможность всасывать воду с гораздо большей площади, а гриб получает доступ к органическим веществам растения. У большинства деревьев грибница гриба не проникает внутрь корня. У многих трав, а также некоторых деревьев – сосны, яблони – грибница и ткани корня плотно срастаются друг с другом, представляя единое целое. Клубеньки образуются в тканях коры корней бобовых растений из-за того, что там поселяются азотфиксирующие бактерии. Они питаются органическими веществами растения, вызывая разрастание основной ткани и возникновение опухоли – клубенька. При этом бактерии способны преобразовывать атмосферный азот в азотистые соединения, которые усваивает растение, улучшая своё азотное питание. Таким образом, и микориза, и клубеньки – это изменения корней, способствующие улучшению почвенного питания растения. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Видоизменения корней» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Вследствие чего у корней возникают разнообразные видоизменения? 2) Назовите не менее трёх овощных культур, у которых хорошо развит корнеплод. 3) Как называют отношение между корнями бобовых растений и азотфиксирующими бактериями? Прочитайте текст и выполните задания. 46 ОПАСНОСТЬ ДОПИНГА Спортивные рекорды достигли границ человеческих возможностей. Поэтому некоторые спортсмены для достижения своих целей, невзирая на правовую ответственность и предупреждения медиков, прибегают к недозволенным фармацевтическим средствам – допингу. В спорте данный термин употребляется в отношении не только наркотических веществ, но и любых веществ природного или синтетического происхождения, позволяющих в результате их приёма добиться улучшения спортивных результатов. Международный Олимпийский комитет запретил спортсменам использовать следующие группы препаратов: стимуляторы, наркотические обезболивающие средства, анаболические препараты, мочегонные средства и др. Некоторые вещества действуют на нервную систему как стимуляторы. К ним относят амфетамин, эфедрин, кофеин и стрихнин. Хотя их действие кратковременно (выводятся с мочой), они часто используются спортсменами. Часть этих веществ входит в состав лекарств, применяемых при простуде, поэтому спортсмены должны заранее уточнить, содержит ли банальное лекарство запрещённые вещества. Стимуляторы, применяемые при максимальных физических нагрузках, даже в малых дозах, могут приводить к стойкому повышению давления крови и учащению сердцебиения, к нарушению терморегуляции и тепловому удару, к лекарственной зависимости и психическим расстройствам. Одну из наиболее популярных групп допинговых средств составляют стероидные гормоны – анаболики – синтетические аналоги натурального мужского полового гормона тестостерона. Они стимулируют усвоение белков, увеличивая мышечную массу, формируя мужской тип телосложения с характерным рельефом скелетных мышц, который поддерживается за счёт мочегонных средств. Бесконтрольное применение анаболиков может вызвать психические расстройства, печёночную недостаточность, опухоли печени и лёгких, нарушение функций половых органов. Кроме того, увеличение мышечной массы не способствует повышению прочности связок, в связи с чем повышается вероятность травм сухожилий. Типичные андрогенные анаболики – нандролон, станозолол, метанабол и др. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Опасность допинга» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) С какой целью спортсмены применяют допинг? 2) Какое действие оказывают стимуляторы на состояние сердечно-сосудистой системы человека? 3) Почему после принятия запрещённых препаратов спортсмены употребляют мочегонные средства? Прочитайте текст и выполните задания. 47 ПАПОРОТНИКИ. ХВОЩИ. ПЛАУНЫ. Папоротникообразные – это большая группа высших споровых растений. Высшими растениями они считаются потому, что имеют вегетативные органы: корни, стебли и листья. Споровыми они называются, поскольку их размножение происходит с помощью спор. Папоротникообразные различаются между собой по внешнему виду, поэтому их традиционно подразделяют на три группы: папоротники, хвощи и плауны. Плауны – это наиболее древняя из папоротникообразных группа растений. Современные плауны представляют собой многолетние травянистые растения, зимующие под снегом с зелёными листьями. Споры у них созревают в спорангиях, собранных в колоски. Споры мелкие, образуются в большом количестве. Хвощи – эта группа травянистых растений, имеющих жёсткий стебель из-за накопленного в вакуолях клеток кремнезёма. Листья у них чешуевидные, с мутовчатым листорасположением. У хвоща выделяют два вида побегов: летний (вегетативный) и весенний (спороносный). Вегетативный побег хвоща зелёного цвета. Его главная задача – создание питательных веществ, откладываемых в корневища – подземные побеги. Спороносные побеги появляются ранней весной благодаря накопленным в корневищах запасам. Созревшие споры рассеиваются и при попадании в благоприятные условия прорастают, формируя вегетативный побег. Из-за развития корневищ многие виды хвощей стали сорняками культурных растений. Папоротники – самая большая по числу видов группа папоротникообразных. Они произрастают повсеместно, предпочитая влажный микроклимат. Споры папоротника созревают на внутренней поверхности их сложных листьев. Основная часть побега папоротника находится под землёй и называется корневищем. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Папоротники. Хвощи. Плауны» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Почему папоротникообразных относят к высшим растениям? 2) В чём различие между весенним и летним побегами хвоща? 3) Листья папоротника осенью отмирают. Каким образом весной происходит их возобновление? Прочитайте текст и выполните задания. 48 СОСТАВ ПЧЕЛИНОЙ СЕМЬИ В отличие от большинства других насекомых, пчёлы живут большими семьями, в которых насчитывается от 10 тысяч до 50 тысяч особей, а иногда и больше. Семью пчёл называют роем. Рой складывается из трёх групп пчёл: рабочих пчёл, матки и трутней. Основной группой пчёл являются рабочие пчёлы. По своей природе рабочие пчёлы – это самки со слаборазвитыми органами размножения. Яйцеклад у них преобразован в ядовитое жало. Главное назначение рабочих пчёл состоит в том, что они сообща выполняют все работы по улью и при помощи своего ядовитого жала защищают его. Кроме бесплодных рабочих пчёл, в пчелиной семье обязательно должна быть одна плодная самка – матка, которая, напротив, утратила способность к работе, не имея необходимых для этого приспособлений, и специализировалась только на откладке яиц. Она производит потомство в продолжении нескольких лет, откладывая в тёплое время года по две-три тысячи яиц в сутки. Строение тела матки соответствует её деятельности, и её легко отличить от рабочей пчелы по длинному брюшку, заключающему в себе сильно развитые яичники. В летнее время в пчелиной семье бывает несколько сотен самцов, которые называются трутни. Основное их предназначение – участие в размножении. Это крупные пчёлы, живущие за счёт пчелиной семьи и не способные жалить. Трутни утратили способность работать и самостоятельно добывать себе пищу: у них нет приспособлений для сбора пыльцы и нектара. Поэтому перед зимовкой, когда заканчивается период размножения, а запасы питания не пополняются, рабочие пчёлы изгоняют трутней из роя, и они погибают. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Состав пчелиной семьи» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Какие группы пчёл выделяют в пчелиной семье? 2) Какие особенности строения характерны для матки? 3) Объясните, почему трутни могут находиться в рое только в летнее время? Прочитайте текст и выполните задания. 49 ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ И ФОТОСИНТЕЗ У растений дыхание присуще всем живым органам, тканям и клеткам. Для дыхания они используют атмосферный кислород, проникающий через устьица листьев и зелёных побегов, кожицу молодых корней, а также чечевички древесных стеблей. Кроме того, растения для дыхания расходуют кислород, образовавшийся в результате фотосинтеза. Дышат растения и днём, и ночью. Днём для дыхания используется в основном атмосферный кислород, а ночью, когда устьица закрыты – кислород, накопленный в листьях в процессе фотосинтеза. Поступающий при дыхании кислород окисляет имеющиеся в растении органические вещества до углекислого газа и воды. При этом освобождается заключённая в органических веществах энергия, которая расходуется растением для роста, развития и размножения. Образующийся при дыхании растений углекислый газ удаляется через устьица, чечевички, через всю поверхность молодых корней. Дыхание растений – процесс противоположный фотосинтезу. Фотосинтез происходит главным образом в мякоти листьев растений, в которых расположена основная фотосинтезирующая ткань. Её клетки содержат хлоропласты с зелёным пигментом – хлорофиллом, способным улавливать свет. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды на свету в хлоропластах клеток образуется глюкоза. Синтезированные в процессе фотосинтеза органические вещества используются растением для питания и синтеза других органических веществ: жиров, белков, витаминов и гормонов. Все эти органические вещества идут на построение тела растения, а также откладываются в запасающих тканях и используются при дыхании. Побочным продуктом фотосинтеза является свободный кислород. Он образуется в процессе фотосинтеза и выделяется растением в окружающую среду. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Дыхание растений и фотосинтез» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В каких клетках происходит процесс дыхания? 2) На что затрачивается энергия, освобождённая в процессе дыхания? 3) Как урожайность растений зависит от фотосинтеза? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Дыхание растений и фотосинтез» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В каких клетках происходит процесс фотосинтеза? 2) Какова роль кислорода в процессе дыхания? 3) На что затрачивается световая энергия в процессе фотосинтеза? Прочитайте текст и выполните задания. 50 СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ОРГАНИЗМОВ Водная среда обитания была первой освоена организмами. Она имеет высокую плотность, давление, малое содержание кислорода. Высокая плотность создаёт опору для тела. Так, одноклеточные водоросли, простейшие, медузы имеют выросты на теле, увеличивающие площадь соприкосновения с водой, что обеспечивает их плавучесть. Другие водные обитатели, например рыбы, удерживают тело в толще воды при помощи плавательного пузыря. Сопротивление воды организмы преодолевают благодаря обтекаемой форме тела и плавникам. Недостаток кислорода в воде компенсируется жаберным дыханием или дыханием через поверхность тела. Наземно-воздушная среда обитания характеризуется низкой плотностью и давлением, высоким содержанием кислорода. Ей присущи значительные перепады температуры и неравномерное распределение влаги. Обитатели наземно-воздушной среды имеют ряд общих черт строения. Так, у растений и животных развились опорные и проводящие системы, механизмы терморегуляции и дыхания, защитные образования, помогающие сберечь влагу. Большинство обитателей наземно-воздушной среды активно передвигаются, в связи с чем у них появились рычажные конечности, а у некоторых – крылья и выросты, обеспечивающие полёт. Почвенная среда обитания характеризуется высокой плотностью, отсутствием света, незначительными температурными колебаниями, низким содержанием кислорода и высоким – углекислого газа. Для почвенных организмов характерны небольшие размеры тела, прочные кожные покровы, недоразвитость или отсутствие органов зрения. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Среды обитания организмов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какие приспособления имеются у животных, освоивших водную среду обитания? 2) Какие физико-химические особенности характерны для наземно-воздушной среды обитания? 3) Какая существующая в природе среда не упомянута в приведённом тексте? Прочитайте текст и выполните задания. 51 РАЗВИТИЕ ИММУНОЛОГИИ История иммунологии – науки об иммунитете – началась в Англии в 1796 г. В то время было известно, что человек, единожды переболевший и оставшийся в живых, больше оспой не заболевает, а также то, что коровы тоже подвержены похожей болезни. Сельский врач заметил, что доярки, как правило, не болели тяжёлым инфекционным заболеванием – натуральной оспой, главным признаком которой являлись пузырьки на коже, заполненные бесцветной жидкостью. Врач понял, что коровья оспа – лёгкая форма натуральной. У больных коров на вымени также появлялись пузырьки с жидкостью. Они лопались во время дойки, так как доярки интенсивно массировали вымя. При этом жидкость из пузырьков попадала в трещины кожи на ладонях доярок. Женщины заболевали, но болезнь протекала у них в лёгкой форме. Э. Дженнер понял, что жидкость, выделявшаяся из оспенных пузырьков коровы, обладает лечебными свойствами и может быть использована в качестве вакцины. Открытие Дженнера основывалось не на знании причин возникновения оспы, а на наблюдательности. Лишь столетием позже было выяснено, что инфекционные заболевания вызывают болезнетворные микроорганизмы, которых исследователи научились выделять. В 1879 г. Л. Пастер, изучая куриную холеру, обнаружил, что после введения ослабленных бактерий куры не гибли, а, наоборот, становились совершенно невосприимчивыми к этой болезни. Открытие привело Л. Пастера к разработке методов предупредительных прививок и созданию вакцин. Учёный получил вакцины против сибирской язвы, бешенства и других инфекционных болезней. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Развитие иммунологии» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какой научный метод применял в своём исследовании Э. Дженнер? 2) Что являлось объектом изучения в работах Л. Пастера? 3) Что служило основой для получения вакцины Э. Дженнером? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Развитие иммунологии» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Какой научный метод применял в своих исследованиях Л. Пастер? 2) Что являлось объектом изучения в работах Э. Дженнера? 3) Что служило основой для получения вакцины Л. Пастером? Прочитайте текст и выполните задания. 52 СОВРЕМЕННЫЕ ВАКЦИНЫ И СЫВОРОТКИ С глубокой древности людям были известны такие страшные заболевания, как чума, холера, оспа, коклюш, сибирская язва, столбняк. Эпидемии многих из этих болезней приводили к гибели миллионов людей, которые были совершенно беззащитны перед неминуемой смертью. Так, от чумы в Европе только в 14 веке погибла четверть всего населения. Ещё в середине 17 века почти каждый человек болел оспой. При этом каждый двенадцатый погибал. В настоящее время существует хорошо себя зарекомендовавшая система профилактики, где центральным звеном является вакцинация. В сегодняшней практической медицине существуют разные типы вакцин, каждый из которых имеет определённые достоинства и недостатки. В качестве живых вакцин обычно используют так называемые ослабленные штаммы возбудителей, которые утратили большинство патогенных свойств. Живые вакцины относительно дёшевы, так как для иммунизации требуется небольшая доза вируса, поскольку он размножается в заражённом организме, вызывая выработку антител В-лимфоцитами. Их главный недостаток заключается в том, что иногда у людей с ослабленной иммунной системой они могут вызывать тяжёлые формы заболевания. Инактивированные вакцины представляют собой препараты убитого патогенного микроорганизма, сохранившего антигенные свойства. Риск заражения при такой вакцинации практически отсутствует. Недостаток этих вакцин – необходимость повторно вводить относительно большие дозы с определённой периодичностью. Антитела можно вводить в организм и в готовом виде. Это особенно важно, если заражение уже произошло и на предохранительную прививку уже нет времени. Иммунитет, приобретённый таким образом, будет пассивным. Чтобы изготовить лечебную сыворотку, берут кровь либо у человека, перенёсшего данное заболевание, либо у животных, которых предварительно иммунизируют, вводя им возбудителя инфекционного заболевания или его токсин. В ответ на это в организме животного вырабатываются защитные антитела. Например, противодифтерийная сыворотка представляет собой антитоксин, который получают путём введения в организм животного ослабленного дифтерийного токсина. Все вакцины и сыворотки строго специфичны, то есть направлены на определённое заболевание. Например, средством экстренной профилактики столбняка является противостолбнячная сыворотка, содержащая антитоксины к столбнячному токсину. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Современные вакцины и сыворотки» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Какой иммунитет вызывает иммунизация с помощью сыворотки? 2) Какова заслуга в борьбе с эпидемиями английского врача 18 века Э. Дженнера? 3) Где образуются антитела при вакцинации? Прочитайте текст и выполните задания. Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Современные вакцины и сыворотки» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Чем живая вакцина отличается от инактивированной? 2) К какой группе относят заболевания, перечисленные в первом абзаце текста? 3) В чём заключается недостаток использования живых вакцин? Задание №3. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Современные вакцины и сыворотки» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы. 1) Кто из людей подвергается иммунизации с помощью сыворотки? 2) Какой иммунитет вызывает иммунизация с помощью вакцины? 3) Какова заслуга Л. Пастера в борьбе с эпидемиями? Прочитайте текст и выполните задания. 54 ВИТАМИНЫ ГРУПП А И D Витамины – биологически активные органические соединения разной химической природы, жизненно необходимые для нормальной жизнедеятельности организма. Жирорастворимый витамин D содержится в животном масле, желтке яиц, молоке, печени, особенно им богат рыбий жир. Витамин может образовываться в коже при ультрафиолетовом облучении. Он участвует в регуляции обмена кальция и фосфора. Детям витамин D крайне необходим: при его недостатке развивается рахит. В начале нарушаются функции нервной системы: дети становятся беспокойными, напряжёнными и пугливыми. На следующей стадии поражается костная система: задерживается прорезывание зубов; размягчаются и деформируются кости черепа, конечностей; слабеют мышцы. Суточная потребность в витамине D составляет 0,02 мг. Избыток витамина способствует развитию атеросклероза. Витамин А входит в состав зрительного пигмента палочек сетчатки глаза. Его много в томатах, моркови, тыкве, хурме, животных продуктах, особенно в печени морских млекопитающих и рыб. Витамин А растворяется только в жирах, поэтому овощи, содержащие витамин А, следует употреблять с маслом. Суточная потребность в витамине – 1,5–2 мг. При избытке витамина происходит отложение солей в суставах, а при недостатке нарушается темновая адаптация: нормальное зрение днём и плохое в сумерках («куриная слепота»); снижается иммунитет; возникает сухость кожи и помутнение роговицы. У взрослых витамин А способен накапливаться в печени в количествах, обеспечивающих потребности организма в течение двух лет. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Витамины группы A и D» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) К чему может привести недостаток витамина D? 2) В каких растениях содержится витамин А? 3) К каким последствиям для человека может привести потребление в сутки около 3 мг витамина А? 55 Процессы жизнедеятельности в листьях К основным процессам жизнедеятельности листа относят фотосинтез, газообмен и транспирацию – испарение воды с поверхности листовой пластинки. Фотосинтез происходит в листьях на свету. При этом из углекислого газа и воды образуется органическое вещество – углевод глюкоза, а в атмосферу выделяется кислород. Глюкоза участвует в образовании запасного вещества – крахмала, который накапливается как в листе, так и в других органах растения. Дыхание в листе также очень важный процесс, в ходе которого органические вещества окисляются и выделяется энергия, необходимая для всех процессов жизнедеятельности. При этом выделяется углекислый газ, а потребляется кислород. На свету эти процессы происходят одновременно. При отсутствии света протекает лишь дыхание. Поэтому по отношению к листьям применяется термин «газообмен», не уточняющий, о каких именно обменных газах идёт речь, поскольку в одном случае поступает кислород и удаляется углекислый газ (дыхание), а в другом наоборот (фотосинтез). Однако наиболее интересным процессом, происходящим в листьях, является транспирация. Это очень важный приспособительный механизм, главная роль в котором отводится устьицам. Поскольку в процессе фотосинтеза лист обильно освещается солнечным светом, то он и нагревается. В этот момент устьица открыты, и пары воды свободно покидают поверхность листа – испаряются, охлаждая нагретую поверхность. В результате лист не перегревается. Ночью, когда устьица закрыты, газообмен с внешней средой сведён к минимуму, и, как следствие, углекислый газ, выделяемый в процессе дыхания, накапливается в межклетниках губчатой ткани листа, чтобы потом израсходоваться в ходе фотосинтеза. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Процессы жизнедеятельности в листьях» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В чём суть процесса фотосинтеза? 2) Какое значение для листа играет дыхание? 3) Благодаря каким структурам органические вещества, образовавшиеся в листьях, оказываются в корнеплодах? Прочитайте текст и выполните задания. 56 ВИРУС ИММУНОДЕФФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА (ВИЧ) Дети заражаются ВИЧ несколькими путями. Один из них – передача инфекции от зараженной вирусом матери. Матери, как правило, заражаются при внутривенном введении наркотиков или половых контактах. Вирус иммунодефицита человека может передаваться до, во время или после родов. Чаще всего заражение ребёнка происходит во время родов. По этой причине инфицированной женщине показано кесарево сечение. Очень важна ранняя диагностика ВИЧ у ребёнка. Если мать не знает о том, что она заражена ВИЧ, и вскармливает родившегося ребёнка грудью, то риск заражения возрастает. 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 – риск появляется. Вирус передаётся при незащищённых половых контактах, при внутривенном введении наркотиков, при использовании инфицированных вакцин или сывороток, а также от кормящей матери к ребёнку. Беременность в подростковом возрасте говорит о том, что эти молодые женщины относятся к группе высокого риска заражения инфекциями, передающимися половым путём. Каждый человек должен знать о возможности заражения ВИЧ и принимать все меры предосторожности, позволяющие избежать ВИЧ-инфицирования. К таким мерам относят: отказ от случайных половых контактов и использование презервативов, отказ от любого предложения попробовать наркотики; при возможности нужно убедиться, что вводимые лечебные средства проверены на ВИЧ. Понимание того, как предаётся ВИЧ, поможет избежать неприятия и отчуждения больных людей. Именно поэтому средства массовой информации должны информировать общество о путях заражения ВИЧ и мерах его профилактики. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) В какой момент эмбрионального развития человека вероятность заражения ВИЧ максимальна и почему? 2) Какие меры предосторожности позволяют избежать ВИЧ-инфицирования? 3) Почему многие люди избегают общения с ВИЧ-инфицированными и больными? Прочитайте текст и выполните задания. 57 ОХОТА РАСТЕНИЙ О том, что животные поедают растения, давно всем известно. Однако в природе встречаются и растения, поедающие животных. Таких растений насчитывается несколько десятков видов, и они обитают на разных континентах Земли. На болотах средней полосы России можно встретить два многолетних травянистых растения высотой 5–8 см – росянку круглолистную с округлыми листьями и росянку английскую с продолговатыми листочками. У обоих видов поверхность листьев покрыта железистыми волосками длиной 2–5 мм. Волоски увенчаны округлыми головками, выделяющими клейкие капельки жидкости. Химические свойства этих капелек близки к свойствам желудочного сока. Клейкие капли отражают солнечный свет и привлекают насекомых, которые садятся на зелёные листья и прилипают. Стремясь освободиться, насекомые дёргаются, в результате волоски склоняются к пленнику и обволакивают его клейкой жидкостью. Край листа заворачивается, и насекомое оказывается завёрнутым в него. Мягкие части животного растворяются под действием жидкости, выделяемой волосками, а клетки растения всасывают эти растворы в течение 2,5 дня. Затем листовая пластинка разворачивается, твёрдые непереваренные остатки насекомого сдувает ветер, и лист готов к встрече с новой жертвой. Таким оригинальным способом росянки приспособились к жизни на болотах, восполняя недостаток минеральных солей, необходимых для роста. Благодаря хищничеству росянки получают дополнительное питание. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Охота растений» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1. Какие виды росянок встречаются на болотах России? 2. С какой целью листья росянки выделяют капельки жидкости? 3. С помощью какого процесса росянки получают основное количество питательных органических веществ? Прочитайте текст и выполните задания. 58 ДРЕВНИЕ ПТИЦЫ НОВОЙ ЗЕЛАНДИИ Новая Зеландия отделилась от Гондваны раньше Австралии, ещё в меловом периоде, и её уникальная фауна самая древняя в мире. На этом горном архипелаге, покрытом лесами, с вулканами и гейзерами, до появления человека совсем не было млекопитающих, не считая двух видов летучих мышей. Поэтому экологическую нишу травоядных копытных занимали мирные нелетающие птицы моа, родственники киви, напоминающие страусов с мощными ногами. Существовало не менее 20 видов моа, и только некоторые из них дожили до XIX века. Мелкие моа были размером с индюка, а рост некоторых крупных достигал 3,5 м при массе 300–400 кг! Моа быстро не бегали: до появления человека бегать им было не от кого. Наземных хищников не имелось вовсе, только пернатые, а вершину пищевой пирамиды занимал орёл Хааса. По ископаемым останкам скелетов учёные вычислили размеры и примерный вес этих птиц. Оказалось, что это самый крупный и тяжёлый из современных орлов, больше беркута и белохвоста, масса которых не превышает 7 кг. Размах крыльев орла Хааса достигал 2,1–2,4 м; масса самцов – 10 кг, а самок – 14,5 кг! Изучив пропорции его тела, учёные решили, что орёл Хааса совершенно непохож на парящих орлов – обитателей открытых просторов. У орла Хааса широкие и относительно недлинные крылья, как у лесных хищников, например у гарпий. Добыча же ему нужна была достаточно крупная, и среди кандидатов на роль жертвы учёные называют нелетающих пастушков, а также не очень больших моа, которых тяжёлый орёл, возможно, сбивал с ног, почти падая на них из крон деревьев, а потом убивал своими огромными когтями. Поскольку пернатые хищники способны поднять в воздух добычу, лишь на четверть превышающую их вес, вряд ли орёл питался 200-килограммовыми моа, однако вполне мог подкормиться их трупами и птенцами. Совсем недавно учёные сравнили ДНК митохондрий 16 современных видов орлов с ДНК орла Хааса из ископаемых костей, возраст которых – 2 тыс. лет. По результатам этого теста ближайшим родственником нашего гиганта оказался орёл-карлик и другие мелкие лесные ястребиные орлы из того же рода, а отделение этого вида от общего предка произошло не так давно – 0,7–1,8 млн лет назад. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Древние птицы Новой Зеландии» и знания из школьного курса биологии, выполните задания и ответьте на вопрос. 1) Составьте наиболее вероятную пищевую цепь, которая сложилась на территории Новой Зеландии до появления на острове современного человека. 2) Вычислите примерное значение наибольшей массы добычи, которую могла переносить самка орла Хааса. Запишите арифметическое выражение и численный ответ (в килограммах). 3) Каким образом учёные установили родство орла Хааса с другими пернатыми хищниками? Прочитайте текст и выполните задания. 59 ПРЯМОХОЖДЕНИЕ Около 6–7 млн лет назад в эволюции приматов произошло очень важное событие. Предок современного человека постепенно перешёл к хождению на двух конечностях. Это случилось вследствие изменения климата в Африке. Сухой климат привёл к тому, что на месте лесов возникли саванны, где вместо лазания по деревьям требовалось быстрое передвижение по ровной поверхности. Согласно трудовой гипотезе Ф. Энгельса, возникновение прямохождения тесно связано со специализацией руки обезьяны для трудовой деятельности: переноса предметов, детёнышей; манипулирования пищей и изготовления орудий. В вульгарном изложении прямохождение возникло для того, чтобы освободить руки для трудовой деятельности. В дальнейшем труд привёл к возникновению языка и общества. Однако, по современным данным, прямохождение возникло намного раньше изготовления орудий. Так, найденные антропологами самые древние орудия из Гоны в Эфиопии имеют датировку лишь 2,7 млн лет назад. Согласно так называемой гипотезе водной обезьяны, очень подробно разработанной Я. Линдбландом, предки человека могли вставать на задние ноги, чтобы переправляться через водные преграды. Известно, что большинство австралопитеков обитали недалеко от воды и, вероятно, добывали в воде часть своего пропитания. В строении человека есть ряд признаков, свидетельствующих о значительной адаптации человека к плаванию и нырянию, в отличие от орангутанов, горилл и шимпанзе: положение волос на теле по направлению от макушки к ногам – по течению воды при нырянии, ориентация ноздрей вниз – для сохранения воздуха в носовой полости, способность задерживать дыхание, редуцированный волосяной покров на теле, что нетипично для животных саванны. Гипотеза водной обезьяны в своём крайнем варианте многократно подвергалась критике, но некоторые её положения нельзя игнорировать. Задание №1. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Прямохождение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Кто является автором трудовой гипотезы происхождения человека? 2) Каковы причины перехода ископаемого предка современного человека к прямохождению согласно трудовой гипотезе? 3) Что является аргументом в пользу гипотезы «водной обезьяны»? Задание №2. Дайте развернутый ответ. Используя содержание текста «Прямохождение» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы. 1) Кто является автором гипотезы «Водной обезьяны»? 2) Каковы причины перехода ископаемого предка современного человека к прямохождению согласно трудовой гипотезе? 3) Какие преимущества, не указанные в тексте, в связи с прямохождением получил предок современного человека?
