Билет № 13 1. Экологические проблемы, их влияние на жизнь человека (парниковый эффект, вырубка лесов, кислотные дожди и другие загрязнения окружаю щей среды). Экологические проблемы — это изменения природной среды в результате антропогенных воздействий, ведущие к нарушению структуры и функционирования природных систем и как следствие этого приводящие к негативным социальным, экономическим и иным последствиям. На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Эти взаимоотношения никогда не были безоблачными. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. К глобальным экологическим проблемам относятся глобальное изменение климата, обезлесение, опустынивание, деградация почв, истощение озонового слоя, загрязнение атмосферы и гидросферы и т.д. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение окружающей среды, которое ставит под угрозу существование растительного и животного мира, жизнь и здоровье людей. Например, загрязнения воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами илота) привели к появлению кислотных дождей, отравляющих почву и водоемы, губящих леса. Эти загрязнения переносятся на большие расстояния воздушными массами и вместе с осадками выпадают далеко от непосредственных источников загрязнения. Кроме того, в результате человеческой деятельности атмосферу попадают СО2 и другие парниковые газы, например метан, закись азота и целый ряд хлорсодержащих веществ. Увеличение концентрации этих газов приводит к разогреву нижних слоев атмосферы и поверхности земли. Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло, в итоге приведет к изменению температуры атмосферы и мировых океанов. И как следствие этого — к разогреву поверхности Земли и изменению температурного режима, режима ветров и дождей и повышению уровня моря. В последние десятилетия обнаружена еще одна экологическая опасность — разрушение озонового слоя стратосферы, особенно над Северным и Южным полюсами, что привело к образованию так называемых озоновых дыр и проникновению ультрафиолетового излучения, которое губительно действует на все живые организмы. Причина разрушения озонового слоя — резко возросшее производство и использование фреонов (фтор и хлорсодержащих производных углеводородов). Угрожающий характер принимает вырубка лесов. Ежегодно с лица Земли исчезает более 11 млн. га лесов, и в первую очередь тропических — «легких планеты», что в 10 раз превышает масштабы их восстановления. Все это ведет к уничтожению уникального генофонда тропических лесов, нарушению водного режима огромных районов, снижению их роли как «легких планеты». Параллельно идет процесс опустынивания. Он ежегодно изымает из сельскохозяйственного производства около млн. га земель. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. Экологические проблемы не имеют национальности и затрагивают в равной степени все страны. Поэтому они могут быть решены только при широком международном сотрудничестве и только в том случае, когда каждый из нас осознает свою ответственность за сохранность окружающего мира. 2. Усложнение растений в процессе эволюции, классификация покрытосеменных. Определите место вида ландыша майского в системе растительного мира (отдел, класс, семейство, род). С момента возникновения жизни на Земле прошло около 3,5-4 млрд. лет. Примерно 2 млрд. лет назад сформировалась атмосфера, подобная современной. Благодаря этому появилась возможность для возникновения и интенсивной эволюции аэробных организмов. В течение длительного периода, эукариоты были представлены только одноклеточными формами. Примерно 2600 млн. лет господствовали многоклеточные зеленые и красные водоросли — это низшие растения, тело которых не расчленено на отделы и не имеет специальных тканей. Первые наземные высшие (сосудистые) растения — псилофиты появились значительно позже. Выходу растений на сушу способствовал важный ароморфоз — образование тканей и органов, что имело решающее значение в эволюции растительного мира. Псилофиты уже имели побеги, но у них еще не было листьев и корней. Размножались они спорами и вели наземный или полуводный образ жизни. Около 350 млн. лет появились моховидные и папоротникообразные (плауны, хвощи, папоротники) — высшие споровые растения. У мхов появились стебли и листья (выросты стебля), однако корней еще нет; функцию корней выполняют. В цикле развития мхов преобладает гаплоидное поколение (гаметофит) — это само растение мха. У папоротникообразных появились корни; в цикле их развития преобладает спорофит (само растение), а гаметофит представлен заростком — это маленькая сердцевидная пластинка. В древности это были огромные древовидные растения. Размножение у высших споровых невозможно без воды. т.к. подвижные мужские гаметы — сперматозоиды — движутся к яйцеклеткам в капельках воды. И это приводит к тому, что эти растения могут жить только там, где есть достаточное количество воды для размножения. В геологическом прошлом Земли процветание этих видов было тогда, когда климат был очень влажный, поэтому их расцвет пришелся на каменноугольный период. Но вскоре климат резко изменился, и эти растения стали вымирать. На смену им пришли другие растения, и эти растения должны были научиться не использовать воду для оплодотворения. Такими растениями стали семенные: голо- и покрытосеменные. Голосеменные относятся к высшим семенным растениям. Размножаются они семенами, т.е. их размножение уже не зависит от воды. На смену голосеменным около 130 млн. лет назад в результате целого ряда ароморфозов пришли покрытосеменные растения. У покрытосеменных растений появился цветок — видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образования спор и гамет. Семена покрытосеменных растений защищены околоплодником, который способствует их сохранению и распространению. Эволюция покрытосеменных растений шла очень быстро и интенсивно. В результате покрытосеменные получили широкое распространение и в настоящее время представляют самую обширную и процветающую группу растений. К отделу покрытосеменных относят ландыш майский, это растение относят к классу однодольных, семейству лилейных роду ландыш. Билет № 14 1. Биосфера — глобальная экосистема, ее границы. Живое вещество биосферы. Роль человека в сохранении биоразнообразия. Теория В.И.Вернадского. В процессе эволюции на Земле образовалась особая оболочка, состав, структура и обмен энергии которой определяются деятельностью живых организмов — биосфера — глобальная экосистема, образованная совокупностью всех биогеоценозов планеты. По В.И. Вернадскому, биосфера — это те части земных оболочек, которые на протяжении геологической истории Земли подвергались влиянию живых организмов и сейчас несут следы их жизнедеятельности. Биосфера расположена в пространстве от верхних слоев атмосферы (20-25 км) до 2-3 км ниже уровня суши и 1-2 км ниже дна океана, таким образом, она охватывает нижнюю часть атмосферы — тропосферу, верхнюю часть литосферы и всю гидросферу. Верхний предел жизни биосферы ограничен интенсивной концентрацией ультрафиолетовых лучей; нижний — высокой температурой земных недр (свыше 100 °С). Совокупность всех живых организмов (микроорганизмов, грибов, растений, животных) составляет живое вещество или биомассу планеты. Живое вещество — это, по определению Вернадского, главное вещество биосферы. В пределах границ биосферы живое вещество распределено очень неравномерно. В высоких слоях атмосферы, в глубине гидросферы и литосферы живые организмы встречаются редко. Жизнь главным образом сосредоточена на границе этих трех сред. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена растениями, в мировом океане это соотношение меняется: на долю животных и микроорганизмов — 93,7%. В биосфере живое вещество выполняет ряд важнейших функций: газовую, окислительно-восстановительную, концентрационную. Газовая функция состоит в выделении и поглощении газов живыми организмами. С газовой функцией живого тесно связана окислительно-восстановительная функция. Превращение веществ и энергии в живых организмах представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций: это процессы фотосинтеза, хемосинтеза, дыхания. Концентрационная функция живого заключается в способности живых организмов накапливать в своих телах различные химические элементы в виде органических и неорганических В результате деятельности живого вещества на Земле образовались залежи органоминерального топлива и почвы. Человечество представляет собой небольшую биомассу в биосфере, но при этом оказывает на нее грандиозное воздействие. И сейчас наступил период, когда человек должен планировать свою деятельность так, чтобы она не нарушала сложившиеся в этой гигантской системе закономерности, не способствовала сокращению биомассы и биоразнообразия. Ведь разнообразие природных сообществ обеспечивает устойчивость в функционировании биосферы. Для сохранения видового разнообразия необходимо сохранить ненарушенные участки природных сообществ, при чем эти участки должны быть значительными по площади, примером служат биосферные заповедники, где представлены основные сообщества и в то же время запрещена любая хозяйственная деятельность, а вокруг созданы специальные охранные зоны. Кроме того сохранению биоразнообразия способствуют законодательные акты, заказники и национальные парки, Красная книга, зоопарки. В этом году великому русскому ученому Владимиру Ивановичу Вернадскому исполняется 150 лет. В честь этого события 2013 год объявлен в нашей стране годом экологии. В решении экологических проблем выделяют 3 направления: законодательное, технологическое и воспитательное. Особенно важно, по мнению ученых и общественных деятелей, воспитание в людях экологического мышления, которое устанавливает гармоничные отношения в системе «человек-природа». 2. Генетика пола. Половые хромосомы. Определение пола при оплодотворении. Наследственные заболевания, связанные с половыми хромосомами. В организме нет ненаследственных признаков. И пол организма — это тоже наследственный признак. У человека пол определяется в момент оплодотворения. Главную роль в определении пола играет хромосомный набор зиготы. У самцов и самок одного вида хромосомные наборы отличаются по одной паре хромосом — это половые хромосомы (X или Y). По остальным парам хромосом отличий нет — это аутосомы (А). Пол, имеющий одинаковые хромосомы (XX), образует один тип гамет (все гаметы будут иметь Х-хромосому). Такой пол называют гомогаметным, у человека это женский пол. Пол, имеющий разные половые хромосомы (XY), образует в равном соотношении два типа гамет (с Х- и Y-хромосомами) — это гетерогаметный пол, у человека это мужской пол. Если гены ответственные за формирование какого-либо признака, расположены в аутосомах, наследование осуществляется независимо от того, какой из родителей (мать или отец) являются носителем изучаемого признака. Признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом, называют сцепленными с половыми хромосомами. Х-хромосома значительно больше по своим размерам Y-хромосомы. В Х- и Y-хромосомах имеются гомологичные участки, содержащие аллельныа гены. Но в Х-хромосоме есть большой участок, которому нет гомологичного в Y-хромосоме. Признаки, развитие которых определяют гены, расположенные в негомологичном участке Х хромосомы, называются сцепленными с Х-хромосомой. Таких признаков для человека описано около 200. Если признаки определяются генами, расположенными в негомологичном участке Yхромосомы, то фенотипически они проявляются только у мужчин и передаются ко всем сыновьям, волосатость ушей, перепонка между пальцами ног и др. Наследственные болезни — те, которые передаются по наследству потомству. В основе наследственных заболеваний лежат мутации — хромосомные и генные, соответственно различают хромосомные болезни и генные заболевания. Если к болезни приводит патология гена половой хромосомы, то речь идет о наследовании, сцепленном с полом. Примером таких заболеваний являются гемофилия, дальтонизм и др. Чтобы снизить вероятность возникновения наследственных отклонений, необходимо свести к минимуму действие на организм различных мутагенных факторов: радиации, химических мутагенов (бытовая химия, ядохимикаты, пищевые красители и др.), биологических мутагенов (вирусные заболевания, некоторые прививки и др.). Кроме того, необходимо исключить возможность близкородственных браков из-за резкого увеличения вероятности перевода поврежденных генов и хромосом в гомозиготное состояние, в результате чего патология обязательно проявится в фенотипе потомства. Билет № 15 1. Круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме. Роль производителей, потребителей и разрушителей органических веществ в природе. В биосфере совершаются постоянный круговорот веществ, трансформация солнечной энергии в энергию органических веществ. Круговорот химических элементов в биосфере представляет собой процессы превращения и перемещения вещества в природе. Среди всех элементов в наибольшей степени зависит от деятельности живых организмов круговорот углерода. Растения и цианобактерии извлекают углерод из углекислого газа атмосферы и гидросферы и включают в состав органических веществ в процессе фотосинтеза. Все живые существа дышат, образуя энергию для жизнедеятельности, в результате этого процесса углерод, находящийся в органических веществах вновь в виде углекислого газа поступает в атмосферу. Также углекислый газ образуется при разложении органического вещества микроорганизмами. Углерод на некоторое время откладывается в виде полезных ископаемых (торфа, угля, нефти и газа). Углерод гидросферы используется живыми организмами в процессе фотосинтеза и для построения известковых скелетов (губки кишечнополостные, моллюски и др.), а затем откладывается в виде малорастворимых карбонатов. В атмосферу углерод также поступает в результате хозяйственной деятельности человека при сжигании топлива — угля газа, нефти и продуктов ее переработки и т.д. Деятельность живых организмов является основой, обеспечивающей круговорот веществ в природе. Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет около 232 млрд. тонн сухого органического вещества. Оно постоянно преобразуется и разлагается, поставляя вещества и энергию, необходимые для обмена веществ всех живых организмов. В круговороте веществ выделяют 3 компонента. 1. Продуценты — производители (зеленые растения) запасают полученную солнечную энергию в органических веществах, создают пищу для всех остальных обитателей экосистемы. Служат источником органических веществ на Земле. 2. Консументы — потребители (травоядные, затем плотоядные животные) перерабатывают органические вещества. Их роль заключается в ускорении круговорота веществ в экосистеме. 3. Редуценты — разрушители (бактерии, грибы) разрушают органические вещества до неорганических. Разрушители завершают круговорот химических элементов, делают их доступными для усвоения растениями. Без редуцентов возникла бы нехватка минеральных солей, необходимых растениям, а планета была бы загромождена остатками живых существ и их экскрементов. 2. Многообразие пресмыкающихся, их приспособленность к наземному образу жизни. Объясните, почему они утратили свое господствующее положение на Земле. Назовите вымерших пресмыкающихся, обоснуйте причины их вымирания. Класс пресмыкающихся представлен 3 отрядами. 1отряд Чешуйчатых, к которому относятся ящерицы и змеи. 2 Отряд Черепахи и 3 отряд Крокодилы. Для всех пресмыкающихся характерно 1. Развитие эмбрионов на суше, а не в воде. Это позволило пресмыкающимся заселять сушу независимо от наличия на ней водоемов. 2. Кожа сухая, без желез, обычно покрытая чешуями, что предохраняет от потери влаги. 3. Органы дыхания — ячеистые легкие. Дыхание происходит за счет расширения и сжатия грудной клетки, что обеспечивает более эффективную вентиляцию легких. 4. Сердце у пресмыкающихся так же как у земноводных, включает в себя три камеры: два предсердия и один желудочек. Однако в желудочке имеется неполная перегородка, которая затрудняет смешивание артериальной крови (идущей ко всем органам и тканям) с венозной (направляющейся в легкие). Таким образом, в тело рептилий поступает кровь, богатая кислородом. Но их температура тела зависит от температуры окружающей среды, т.е. все пресмыкающиеся — холоднокровные животные. 5. У пресмыкающихся лучше, чем у земноводных, развит шейный отдел позвоночника, что обеспечивает хорошую подвижность головы. Да и весь позвоночник гораздо более подвижен, чем у амфибий. 6. Оплодотворение внутреннее. Яйца крупные, покрытые кожистой оболочкой у змей или известковой скорлупой у черепах и крокодилов, которые не боятся высыхания. Вылупившийся детеныш выглядит как уменьшенная копия своих родителей. Молодые животные сразу же приступают к самостоятельному питанию и продолжают развитие в среде обитания взрослых особей. 7. Поведение более сложное по сравнению с земноводными. По сравнению с земноводными у пресмыкающихся значительно увеличился головной мозг, особенно возросли объемы мозжечка и больших полушарий — появилась кора. В мезозойской эре пресмыкающиеся были господствующей группой среди позвоночных и на суше, и в водоемах. Широко известны динозавры: травоядный бронтозавр, хищный тираннозавр, летающий ящер птеранодон. Называют следующие причины вымирания динозавров: 1. Расцвет покрытосеменных растений, содержащих алкалоиды, ядовитые для динозавров. 2. Похолодание климата, давшее существенные преимущества теплокровным птицам и млекопитающим. 3. Иссушение климата, в связи с этим сокращение лагун, которые служили местом обитания крупных динозавров. 4. Более совершенное поведение млекопитающих обеспечило более гибкое приспособление к меняющимся условиям окружающей среды по сравнению с пресмыкающимися. Билет № 16 1. Химический состав клетки. Роль воды и минеральных веществ в жизни клетки и организма. В состав клетки входят неорганические вещества: вода, минеральные соли, — и органические: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. Вода – самое распространенное вещество, составляет до 80% массы клетки, играет важную роль: Среда для жизни живых организмов; Благодаря особому химическому строению – молекула воды диполярна и способна соединяться с другими молекулами непрочными водородными связями. Благодаря чему: все химические процессы в клетках происходят в водных растворах; под действием ферментов вода вступает в реакции гидролиза и изменяет вещества; вода в составе крови и других жидкостей переносит питательные вещества по организму, растения всасывают минеральные соли в растворенном виде; с водой происходит удаление из организма вредных веществ; большая теплоемкость воды уменьшает колебания температуры организма; малая сжимаемость воды обеспечивает упругость (тургор) клетки; испарение воды способствует охлаждению животных и растений. Минеральные вещества – соли и их ионы: участвуют в поддержании гомеостаза, регулируя поступление воды в клетку, кислотность (pH) среды и постоянный уровень слабощелочной реакции (буферные свойства клетки); разность концентрации ионов натрия, калия, водорода и др. создают на мембранах клеток разность потенциалов, необходимую для синтеза АТФ, передачи нервных импульсов; минеральные соли, в первую очередь, фосфаты и карбонаты кальция, придают твердость костной ткани и раковинам моллюсков. Билет № 16 2. Животные — возбудители и переносчики заболеваний человека. Профилактика заболеваний энцефалитом, малярией, дизентерией, чесоткой и др. Наряду с огромным полезным для человека значением животных, существует и их отрицательное влияние. В первую очередь это связано с паразитическими организмами, т.к. животные не только вызывают разные болезни, но ещ и способствуют их быстрому распространению. 1. Дизентерийная амеба может вызывать тяжелое заболевание желудочно-кишечного тракта — дизентерию. Дизентерия бывает бактериальная и амебная. Амебная встречается преимущественно в тропическом и субтропическом климате. Заражение происходит через пищу, воду, грязные руки. Амебы проникают в стенку толстой кишки, вследствие чего образуются язвы. Появляются боли в животе, учащенный стул, кровь в испражнениях, температура обычно не повышена. Профилактика заключается в мытье рук перед едой и после уборной, тщательном мытье овощей и фруктов, кипячении воды. 2. Еще одно заболевание, вызываемое простейшими, — малярия. Малярийный плазмодий проникает в организм человека при укусе малярийного комара, в котором проходит одна из стадий развития паразита. Заболевание распространено в жарком климате, в болотистой местности. Малярийный паразит поселяется в эритроцитах человека. Через определенные промежутки времени эритроциты разрушаются, это сопровождается лихорадкой (повышение температуры, озноб, пот), сильными головными болями, увеличением селезенки. Профилактика включает своевременное лечение больных, что предотвращает заражение комаров и распространение болезни; обработку помещений от комаров. В водоемы выпускаются рыбки гамбузии, поедающие личинок комаров. 3 .Энцефалит — воспаление головного мозга, — может возникать при гриппе, бешенстве. Клещевой энцефалит — вирусное заболевание, переносчиком которого являются кровососущие паукообразные – клещи. Через 2–14 дней после укуса клеща внезапно повышается температура, возникают мучительные головные боли, рвота. Может привести к параличу. Профилактика: в неблагополучных районах не посещать лес в период высокой активности клещей (май–июнь), в дальнейшем заправлять брюки в носки, рубашку в брюки, регулярно проводить осмотр на наличие клещей. Применять репелленты, проходить вакцинацию. 4. Чесотку вызывает чесоточный клещ, прогрызающий ходы в роговых слоях кожи, напоминающие сероватую царапину. Появляется сильный зуд, сохраняющийся некоторое время и после проведенного лечения. Заражение происходит от человека к человеку при прямом контакте, а также через одежду, постельное белье. Профилактика: регулярно мыть руки с мылом, не носить чужую одежду, не пользоваться чужим бельем. Человека могут поражать чесоточные клещи, паразитирующие на животных (крысиный, куриный, голубиный, кошачий), и даже зерновой клещ во время сна на соломе. Заражение происходит при контакте с животными, кормлении голубей с рук. Крысиный клещ заползает в жилище человека из нор грызунов, что еще раз подтверждает необходимость своевременной борьбы с мышами и крысами. 5. Гельминты — это паразитические черви, которые поселяются в организме человека и различных животных. По форме и строению паразитические черви разделяются на две большие группы: тип плоские черви и тип круглые, или нематоды. Среди плоских червей возбудителями заболеваний человека являются сосальщики, цепни (свиной, бычий), эхинококк. Профилактика — не пить сырую воду из стоячих природных водоемов, мыть зелень и овощи. Не употреблять в пищу сырое и полусырое мясо. Не трогать чужих собак и кошек, мыть руки после общения с ними. Среди круглых червей паразитами человека являются аскариды острицы и др. Аскарида обитает в кишечнике человека, вызывая отравление организма. Профилактика — личная гигиена, мытье фруктов и овощей, уничтожение переносчиков — мух. 6. Вошь, укусив сначала бального сыпным тифом, а потом здорового человека, передает здоровому сыпной тиф. Некоторые виды блох переносят чуму.