Заключительный этап. 11 класс. 2010/2011 учебный год
Задание 1.Дима и Саша старшеклассники, начинающие курильщики. Однажды Дима за короткий промежуток времени выкурил подряд несколько сигарет. Вдруг Саша заметил, что Дима побледнел, у него появилась одышка и задрожали руки. Дима стал жаловаться на головную боль, головокружение, тошноту. Он почувствовал сильную боль в области сердца. Друзья сильно испугались и решили выяснить, что послужило причиной этому состоянию. В популярной книге о вреде курения они прочитали, что у курильщиков на внутренней оболочке артериальных сосудах небольшого диаметра (особенно мозга), коронарных артериях сердца и других органов откладывается жироподобное вещество холестерин (см. рис. 1, позиция 1). Постепенно с каждой затяжкой дымом сигареты просвет коронарных сосудов сердца сужается (см. рис. 1, позиция 2). Уменьшение диаметра сосудов приводит к "обкрадыванию" кислородом и питательными веществами жизненно-важных органов (к ним относятся сердце, мозг, почки). Такое состояние уменьшения доставки к органам кислорода врачи называют ишемия. Из этой же книги друзья узнали, что никотин сигарет действует и как ядовитое вещество, разрушающее мышечную ткань сердца и отрицательно воздействующее на работу нервных клеток. Описанные изменения в организме курильщиков приводят к возникновению приступов головной боли, болей в области сердца, как это случилось с Димой.
У Димы при исследовании крови обнаружено, что концентрация гемоглобина составляет 120 г/л (норма 120-145 г/л). Известно, что после выкуривания одной сигареты 15% гемоглобина крови превращается в карбоксигемоглобин. 1. Объясните, что это за соединение и как увеличение его концентрации в организме влияет на дыхательную функцию крови. Ответ: Карбоксигемоглобин, HbCO, продукт присоединения CO к гемоглобину (Hb). Гемоглобин транспортирует в ткани меньше кислорода (нарушается перенос кислорода от лёгких к тканям). В результате наступает кислородное голодание (гипоксия) мозга и других тканей. 2. Рассчитайте кислородную емкость крови (КЕК) у Димы, используя данные из задачи. КЕК – это максимальное количество кислорода, которое может связать гемоглобин при его полном насыщении кислородом. В условиях нормального организма 1 грамм гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Решение: 1. 120×15:100=18(г) – количество гемоглобина, связанного с СО. 2. 120-18=102(г) – количество гемоглобина, связанного с О2. 3. 102×1,34=136,7(мл) – столько кислорода может связать гемоглобин в 1 литре крови. Так как у человека 5 литров крови, то: 4. 136,7×5=683,5(мл) – кислородная емкость крови Ответ: 683,5 мл 3. Какие химические вещества вдыхает человек с табачным дымом и как они воздействуют на организм? Ответ: Никотин и бензидин (нервно-паралитические яды), полоний-210, угарный газ, канцерогенные смолы и ещё несколько сотен соединений. Задание 2 .а) При дыхании человек поглощает кислород воздуха. В виде какого соединения кислород выводится? Ответ: Вдыхаемый кислород поступает в митохондрии (кислородный этап энергетического обмена). Там происходит ферментативное разрушение пировиноградной кислоты; при этом, помимо прочего, образуется углекислый газ, а также катионы Н+ (протоны) и свободные электроны. Электроны присоединяет кислород: О2 + е ® О2 -, затем О2 – и протоны оказываются по разные стороны внутренней мембраны митохондрий, в результате чего на мембране постепенно возникает разность потенциалов. По достижении ею определенного уровня протоны проталкиваются внутрь матрикса митохондрий (процесс сопровождается выделением энергии, часть которой запасается в виде АТФ). Протоны, взаимодействуя с кислородом, образуют воду. Таким образом, поступивший с дыханием кислород выводится из организма в виде воды (с мочой, потом, парами воды в выдыхаемом воздухе), а кислород в составе выдыхаемого углекислого газа происходит из разрушающихся углеводов (мы «выдыхаем» съеденную пищу). б) Из какого соединения – воды или углекислого газа – при фотосинтезе получается молекулярный кислород? Напишите соответствующие химические реакции. Ответ: Суммарная реакция фотосинтеза: 6CO2 + 6 H2O СОЛНЕЧНЫЙ® СВЕТ С6H12О6 + 6О2 световая фаза: 2 H2O ® 4 Н + О2 темновая фаза: СО2 + 4 Н ® [СН2О] + Н2О Выделяемый в ходе фотосинтеза молекулярный кислород (побочный продукт реакции) образуется в результате фотолиза воды. Задание 3.Как известно, такое вирусное заболевание как грипп сопровождается повышением температуры, головной и мышечной болью, ломотой в костях, общей слабостью. К сожалению, многие люди, заболев, предпочитают не обращаться к врачу, а принимают жаропонижающие и болеутоляющие лекарства. Через один-два дня больной чувствует некоторое облегчение 1. Можно ли считать человека, принимающего такие лекарства, излечившимся? Ответ: Нет, нельзя. К сожалению, данная группа препаратов только облегчает состояние человека, снимая основные симптомы, насморк, боль и т.п., но не уничтожает возбудителя заболевания. 2. Будет ли этот человек опасен для окружающих как носитель инфекции? Ответ: Да, будет. 3. Почему врачи не рекомендуют при гриппе сбивать температуру, если она не превышает 38-38,50С и не держится дольше двух-трех дней? Ответ: Повышение температуры тела – защитная реакция организма. При повышенной температуре возбудитель заболевания погибает. Задание 4.Может ли у кареглазых родителей родиться голубоглазый ребёнок? А у голубоглазых родителей – кареглазый? Как наследуется признак цвета глаз? Ответ поясните. Ответ: Ген кареглазости – доминантный (А), голубоглазости – рецессивный (а). У кареглазых родителей голубоглазый ребенок может родиться в том случае, если оба родителя – гетерозиготы: Аа х Аа, при этом с вероятностью в 25% появится голубоглазый ребенок (аа). Обратная ситуация невозможна: оба голубоглазых родителя – рецессивные гомозиготы аа и аа, гена кареглазости у них просто нет. Задание 5.Кровеносная система впервые появляется у кольчатых червей. Какие основные функции она стала выполнять, и как обеспечивались эти же функции у предков кольчатых червей? Как им удавалось обходиться без кровеносной системы? Ответ: Первые функции – газообмен и доставка питательных веществ к тканям (выделительная функция появится позднее, пока ее функцию выполняет целомическая жидкость). Вся суть появления кровеносной системы – в увеличении размеров животного. Предки кольчатых червей малых размеров, поэтому газообмен и доставка питательных веществ к тканям у них осуществлялись путем диффузии. При увеличении размеров диффузия становится затруднительной (слишком много клеточных слоев), поэтому возникает необходимость в посреднике – кровеносной системе (кстати, у древних мелких кольчатых червей кровеносной системы не было, она появилась с увеличением размера червя). Задание 6.Нарисуйте схему крыла птицы в разрезе и объясните, как на него действует подъёмная сила. Только ли маховые движения птиц дают подъемную силу? Ответ:
Силы, действующие на крыло птицы во время парящего полёта. Машущий полёт состоит из двух отдельных типов движения: рабочего хода и обратного хода. Во время рабочего хода крыло двигается вперёд и вниз, а обратный ход возвращает крыло в начальную позицию. При этом внутренняя часть крыла в первую очередь генерирует подъёмную силу, тогда как кисть генерирует тягу, которая толкает птицу вперёд. Во время рабочего хода маховые перья первого порядка, сведённые вместе, формируют плотную обтекаемую поверхность крыла. Задание 7.Наиболее распространенным в нашей стране методом определения скорости оседания эритроцитов (СОЭ) является микрометод Т. П. Панченкова, основанный на свойстве эритроцитов опускаться на дно вертикально укрепленного сосуда под воздействием силы тяжести. Для проведения анализа этим методом в стеклянный капилляр производят забор крови из мякоти IV пальца руки, получая так называемую капиллярную кровь. Затем капилляр устанавливают вертикально и через некоторое время измеряют высоту столбика прозрачной жидкости (плазмы крови), образовавшегося в верхней части капилляра. СОЭ выражают в мм/ч (высота опускания эритроцитов за 1 час). Определите СОЭ пациента, если за 20 минут оседания высота столба плазмы крови составила 1.6 см. Ответ приведите в мм/ч. Является ли полученный результат отклонением от нормы (4 ‑ 15 мм/ч)? У пациента наблюдается уменьшение или увеличение данного показателя?
Ответ: Скорость оседания эритроцитов пациента составляет 1.6 см за 20 мин, т.е. 48 мм/ч. Превышение нормы. |
