Ответ к ситуационной задаче №1.
Ситуационная задача №1.
Одной из важных функций поверхностного аппарата клеток является транспорт веществ. Знание поверхностного аппарата помогло понять механизмы транспорта ионов и веществ, в том числе лекарственных, используемых в медицинской практике.
1.Как устроен поверхностный аппарат животных клеток?
2.Какие функции он выполняет?
3.Что такое гликокаликс и какова его роль?
4.Какие виды белков входят в состав поверхностного аппарата и какова их роль?
5.Приведите примеры активного и пассивного транспорта веществ.
Ответ к ситуационной задаче №1.
Поверхностный аппарат животных клеток состоит из надмембранных структур (гликокаликса), плазматической мембраны, построенной по принципу универсальной биологической мембраны, и субмембранных структур, состоящих из микрофиламентов и микротрубочек. В состав гликокаликса входят молекулы гликопротеидов и гликолипидов. Поверхностный аппарат выполняет разграничительную, защитную, транспортную, рецепторную функции, и имеет градиент электрического поля, согласно которому внутренняя сторона мембраны по отношению к наружной заряжена отрицательно. Наличие потенциала имеет важное значение для транспорта веществ несущих заряд. В составе поверхностного аппарата имеются интегральные, полуинтегральные, поверхностные и транспортные белки (последние образуют ионные каналы). Известно более 30 видов ионных каналов в клетке. Через поверхностный аппарат постоянно осуществляется транспорт веществ. Примером пассивного транспорта являются: осмос, диффузия и фильтрация. Активным транспортом переносятся различные мономеры и ионы. Особым способом транспорта является поглощение веществ клеткой – фагоцитоз и пиноцитоз.
Ситуационная задача №2.
В середине 40-х годов ΧΧ века было установлено, что обеспечение свойств наследственности и изменчивости связано с молекулой ДНК.
1.Какова молекулярная структура ДНК?
2.Охарактеризуйте свойства ДНК как вещества наследственности.
3.Что такое генетический код, каковы его свойства?
4.Чем объясняется большой объем наследственного материала у эукариот?
5.В каких структурах эукариотической клетки, кроме ядра, располагается ДНК?
Ответ к ситуационной задаче №2
В молекулярной организации ДНК можно выделить первичную структуру – полинуклеотидную нить; вторичную структуру – две комплементарные друг другу и антипараллельные спирально-скрученные полинуклеотидные цепи, соединенные водородными связями, и третичную структуру – трехмерную спираль. ДНК характеризуется способностью к репликации, хранению наследственной информации, химической стабильностью, способностью к транскрипции и мутациям. Последовательность аминокислот в полипептидах зашифрована в ДНК с помощью генетического кода, характеризующегося такими свойствами как универсальность, триплетность, специфичность, вырожденность, неперекрываемость. У эукариот объем наследственного материала огромен, что объясняется существованием в нем уникальных, умеренно и высокоповторяющихся последовательностей. Избыточность генома связана также с экзон-интронной организацией большинства генов эукариот. Помимо ядра ДНК эукариот располагается в митохондриях и пластидах.
Ситуационная задача №3.
Длина молекулы ДНК человека 174см, и, тем не менее, она свободно умещается в такой микроскопической структуре как ядро клетки.
1.В каких формах существует хроматин (хромосомы) в митотическом цикле?
2.Какие различают уровни компактизации (спирализации) хроматина?
3.Что такое эухроматин и гетерохроматин?
4.Как устроены метафазные хромосомы?
5.Что такое кариотип?
Ситуационная задача №4.
В процессе биосинтеза белка у эукариот, в результате транскрипции образуется первичный транскрипт. Однако на рибосому поступает зрелая информационная РНК, отличающаяся от первичного транскрипта.
1.Какие процессы происходят при преобразовании первичного транскрипта в зрелую и - РНК?
2.Какое значение для эукариот имеет процесс посттранскрипции?
3.Почему у прокариот нет этапа посттранскрипции?
4.Как называются кодоны, расположенные на концах первичного транскрипта?
5.Какие этапы синтеза белка следуют за посттранскрипцией? Чем они характеризуются?
Ситуационная задача №5.
В среду, где находятся бактерии кишечной палочки, добавле- на лактоза. Используя знания теории оперона Ф.Жакоба и Ф.Моно, объясните какие механизмы регуляции будут работать в бактериальных клетках?
1.Как устроен лактозный оперон?
2.Как он работает по типу индукции?
3.Какое значение в работе имеет зона терминатор?
4.Почему при работе оперона образуется полицистронная и-РНК?
5.Каков механизм репрессии оперона при избыточном образовании конечного продукта
Ситуационная задача №6.
Основным свойством наследственного материала, обеспечивающего непрерывность поколений, является способность к самокопированию или репликации. При удвоении молекул ДНК действует большой комплекс ферментов – репликативная машина.
1.Назовите основные ферменты, участвующие в репликации ДНК?
2.Каковы функции ферментов, участвующих в репликации?
3.Почему образование дочерних цепей ДНК идет в разных направлениях?
4.Что такое фрагменты Оказаки и как они образуются?
5.Какие вы знаете способы репликации ДНК? Какой из них является основным?
Ситуационная задача №7.
Размножение клеток, или пролиферация является основой для роста и восстановления органов. У больного после резекции печени, среди эпителиальных клеток печени (гепатоцитов) обнаружены делящиеся клетки.
1. Какими способами могут делиться гепатоциты?
2. Назовите периоды митотического цикла и охарактеризуйте их.
3. Какой набор хромосом и ДНК имеет клетка к началу деления и после выхода из него?
4. Каков жизненный цикл гепатоцитов – как клеток медленно обновляющихся тканей?
5. Назовите механизмы, основанные на митотическом цикле, приводящие к увеличению количества наследственного материала в отдельных клетках
Ситуационная задача № 9.
На поперечном срезе извитого канальца семенника видны клетки на разных стадиях сперматогенеза (рисунок прилагается). В просвет канальца выходят зрелые сперматозоиды. У одного человека все сперматозоиды сходны по набору хромосом и количеству ДНК, но отмечается генетическое разнообразие материала этих клеток.
1. Назовите стадии сперматогенеза и дайте их характеристику.
2. Укажите набор хромосом и количество ДНК на каждой стадии.
3. На какой стадии сперматогенеза происходит редукция числа хромосом?
4. Какие механизмы мейоза обеспечивают разнообразие генетического материала сперматозоидов?
5. Укажите возможные механизмы нарушения числа хромосом в половых клетках. К чему приводят эти нарушения?
Ситуационная задача №10.
У человека при оплодотворении к яйцеклетке приближается большое количество сперматозоидов, но сливается с ней только один. Это явление получило название моноспермия.
1. Какие процессы препятствуют проникновению других сперматозоидов в яйцеклетку?
2. Назовите стадии оплодотворения и охарактеризуйте их.
3. Объясните роль гамонов в процессе оплодотворения?
4. Какие структуры сперматозоида обеспечивают его движение и акросомную реакцию?
5. Какие структуры сперматозоида принимают участие в первом делении зиготы?
Ситуационная задача №11.
Все клетки многоклеточного организма при половом размножении развиваются из одной зиготы и имеют одинаковый генотип.
1. Чем определяются различия в строении и функциях разных клеток?
2. В какой период эмбрионального развития начинают проявляться различия между клетками?
3. Почему все клетки многоклеточного организма имеют одинаковый генотип?
4. Какие существуют доказательства того, что в соматических клетках сохраняются все гены?
5. Какие клетки являются исключением из правила, имеют гаплоидный набор хромосом?
Ситуационная задача № 12.
На стадии дробления зародыша происходит деление клеток митозом, приводящее к увеличению количества клеток. Однако, значительного роста объема зародыша не происходит.
1. Почему несмотря на быстрое размножение бластомеров, зародыш на стадии дробления имеет небольшие размеры?
2. Каков набор хромосом и ДНК в клетках на стадии дробления?
3. Зависит ли характер дробления от типа яйцеклетки?
4. Назовите способы дробления и дайте им характеристику.
5. Какой тип дробления у человека и что представляет собой его бластула?
Ситуационная задача № 13.
К врачу обратился пациент, биологический возраст которого не совпадал с хронологическим – он выглядел намного старше своих лет.
1. Дайте классификацию хронологического возраста человека.
2. Назовите изменения органов и систем органов в процессе старения: покровов, мышечной системе и скелета, дыхательной, кровеносной, нервной.
3. Перечислите основные гипотезы старения.
4. Объясните понятие – гетерохронность процессов старения.
5. Оказывает ли влияние на процесс старения экологическая ситуация и, в частности, эндоэкология.
Ситуационная задача № 14.
В экономически развитых странах антропологи отмечают увеличение средней продолжительности жизни, снижение рождаемости. Это привело к перераспределению возрастного состава популяций и к прогрессивному возрастанию числа людей пожилого и старческого возраста. Изучение процессов старения является необходимой предпосылкой для установления видовой продолжительности жизни человека.
1. Какие теории старения Вам известны? Дайте их краткую характеристику.
2. Как влияют условия и образ жизни на темпы старения? Приведите примеры.
3. Как проявляется процесс старения на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях?
4. Существует ли генетический контроль продолжительности жизни?
5. Возможно ли увеличить продолжительность жизни человека?
Ситуационная задача №15.
В семье здоровых родителей двое детей. Один ребенок здоров. У второго сына десяти лет отмечается задержка роста и признаки раннего старения (облысение, морщины, атеросклероз). Мальчику поставили диагноз: инфантильная прогерия (синдром Хатчинсона - Гилфорда), аутосомно-доминантный тип наследования.
1. Чем обусловлено раннее старение ребенка?
2. Возможно ли остановить процессы старения у больного ребенка?
3. Какие существуют теории старения? Какую теорию старения подтверждает данное заболевание?
4. Зависит ли проявление старения от генотипа, условий и образа жизни?
5. Какие факторы обуславливают долгожительство?
Ситуационная задача № 16.
В интерфазных клетках ряда тканей двукрылых насекомых обнаруживают гигантские политенные хромосомы. Политенные хромосомы в клетках разного типа имеют вздутия (пуфы) в разных участках. В процессе развития пуфы исчезают в одних участках хромосом и появляются в других.
1.Объясните, что такое политенные хромосомы и какое строение они имеют?
2.Чем можно объяснить расположение пуфов в разных участках хромосом у клеток разного типа?
4. Почему на разных этапах онтогенеза пуфы в одних участках хромосом исчезают, а в других возникают вновь?
5. Объясните, как осуществляется генетическая регуляция индивидуального развития?
6. Какие факты свидетельствуют о роли генетического контроля в развитии особи?
Ситуационная задача №18.
Г. Шпеман в 1924 году в серии опытов по пересадке частей зародышей амфибий на стадии гаструлы убедительно доказал, что одни участи зародыша оказывают влияние на развитие других участков. Это явление получило название эмбриональная индукция.
1. Объясните, почему при удалении дорзальной губы бластопора на стадии ранней гаструлы развитие зародыша останавливается?
2. Объясните, почему при пересадке дорзальной губы бластопора в энтодерму первичной кишки эмбриональная индукция не проявляется?
3. Какие виды эмбриональной индукции описаны в биологии?
4. Назовите другие факторы регуляции онтогенеза. Объясните механизм их действия.
5. Какие факторы регуляции онтогенеза действуют в постнатальном периоде?
Ситуационная задача № 19.
У женщины, переболевшей токсоплазмозом на 4-7 неделе беременности, родился ребенок с отсутствием верхних конечностей. Этот порок развития связан с остановкой роста спинномозгового нерва, инервирующего верхние конечности, под влиянием токсинов токсоплазмы.
1.Какова роль нервной системы в морфогенезе конечностей? Приведите пример эксперимента, подтверждающего влияние нервной системы на развитие органа.
2.Приведите экспириментальные доказательства существования обратной связи между иннервируемым органом и соответствующим отделом нервной системы.
3.Какие клеточные механизмы обеспечивают развитие органов в эмбриогенезе?
4.Сформируется ли данный порок развития у плода, если женщина переболела токсоплазмозом на девятом месяце беременности?
5. Каковы последствия действия тератогенных факторов?
Ситуационная задача №20.
Около 20% новорожденных погибают в первые дни жизни из-за врожденных пороков развития, которые возникают вследствие структурных нарушений в принатальном периоде.
1. Приведите классификации врожденных пороков и назовите критерии, лежащие в их основе.
2. В какие периоды жизни организм наиболее чувствителен к повреждающему воздействию различных факторов?
3. Назовите критические периоды в онтогенезе человека.
4. Совпадают ли критические периоды различных органов друг с другом по времени?
5. Объясните причину возникновения атавистических пороков, приведите примеры.
Ситуационная задача №21.
Репарация ДНК является молекулярным механизмом восстановления ДНК при возникающих повреждениях, и лежит в основе поддержания генетического гомеостаза. Под действием УФ-облучения в молекуле ДНК образовались пиримидиновые димеры (димеры тимина).
1.Какие свойства и особенности ДНК лежат в основе репарации?
2. В какие периоды клеточного цикла может происходить репарация ДНК?
3.Какие существуют виды репарации ДНК и в чем их различие?
4. Опишите этапы эскцизионной (дорепликативной) репарации, указав последовательность включения в работу ферментов, участвующих в этом процессе.
5. В чем сущность пострепликативной репарации? Укажите ее связь с эксцизионной репарацией?
Ситуационная задача №22.
В клетках человека постоянно возникает большое количество нарушений ДНК. Однако действие механизмов генетического гомеостаза позволяет сохранять относительное постоянство генотипа.
1. Какие вы знаете основные способы поддержания генетиче ского гомеостаза? Чем они характеризуются?
2. В какой фазе митотического цикла могут исправляться нарушения ДНК?
3. Какие факторы внешней среды могут привести к генетическим нарушениям?
4. К каким последствиям могут привести нарушения генотипа в соматических клетках, если они не будут исправлены?
5. Как доказать, что в соматических клетках организма сохраняются все гены?
Ситуационная задача №23.
Регенерация лежит в основе структурного гомеостаза и проявляется на разных уровнях организации. У больного была удалена одна из долей печени. Через некоторое время произошло заживление раневой поверхности, восстановилась масса органа, однако восстановления формы органа не произошло.
1. Охарактеризуйте способ регенерации печени?
2. Возможно ли в данном примере восстановление формы и функции органа?
3. Какие известны способы регенерации? Дайте их характеристику.
4. Какие процессы на клеточном уровне обеспечивают восстановление органа?
5. Какие системы организма участвуют в регуляции процессов регенерации?
Ситуационная задача № 24.
Регенерация является механизмом поддержания структурного и функционального гомеостаза, как в процессе нормальной жизнедеятельности, так и после различных повреждений органов. Известно, что при удалении одной почки у человека, вторая берет на себя функцию утраченной.
1.Какой способ регенерации наблюдается в данном примере?
2.Какие клеточные механизмы отмечаются в оставшейся почке?
3.Назовите другие способы регенерации внутренних органов у млекопитающих и человека.
4.Каковы возможности стимуляции регенерации органов и тканей у человека?
5.Какие механизмы осуществляют регуляцию репаративной регенерации?
Ситуационная задача №25.
Исследования новорожденных на фенилкетонурию, показали большие различия в частоте встречаемости заболевания в разных странах. В России частота заболевания составляет в среднем 1:10000. Известно, что фенилкетонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите число больных фенилкетонурией и число гетерозиготных по данному заболеванию людей в регионе России, включающем 10000000 жителей?
1. Какой закон можно применить для решения этой задачи? Приведите формулы закона.
2. Для какой популяции применим этот закон?
3. Могут ли со временем измениться установившиеся соотношения генов и генотипов в популяции?
4. К чему может привести длительная изоляция людей отдельного региона?
5. Какое значение для медицины имеет этот закон?
Ситуационная задача № 26.
Участок цепи белковой молекулы контролируется полинуклеотидной цепью ДНК – ТАЦАТАГЦАТЦГАЦЦ. Произошла замена в пятом нуклеотиде основания Т на А. Используя таблицу генетического кода, укажите какие изменения произойдут в строении белковой молекулы (таблица прилагается).
1. Что такое генетический код?
2. Назовите и объясните свойства генетического кода.
3. В каком случае замена нуклеотида не повлияет на первичную структуру белка и как это объяснить?
4. Может ли нарушение последовательности нуклеотидов привести к остановке синтеза белка, и в каком случае?
5. К какому виду мутаций относятся подобные изменения ДНК, каково их медицинское значение? Приведите примеры генных болезней, причиной которых были подобные мутации.
Ответ к ситуационной задаче № 26:
Генетический код – ключ для перевода последовательности нуклеотидов в аминокислотную последовательность. Свойства кода: триплетность, специфичность, вырожденность, универсальность.
В приведенном примере последовательность аминокислот будет следующая:
ДНК - ТАЦ АТА ГЦА ТЦГ АЦЦ
РНК - АУГ УАУ ЦГУ АГЦ УГГ
Аминокислоты мет – тир – арг – сер – гли
При замене пятого нуклеотида, аминокислотная последовательность изменилась: мет-фен-арг-сер-гли, т.е. произошла точковая мутация. Замена нуклеотида не всегда приводит к нарушению последовательности аминокислот благодаря свойствам генетического кода : триплетности и вырожденности. Мутация в виде замены нуклеотидов, может привести к возникновению кодона-синонима и изменений в первичной структуре белка не произойдет. Отдельные замены приводят к образованию укороченного полипептида в связи с преждевременной терминацией синтеза и-РНК. Подобные изменения ДНК относятся к генным мутациям (делеции, вставки, замены, инверсии нуклеотидов ДНК). Они являются причиной моногенных или генных болезней.
Примеры генных болезней: энзимопатии, связанные с нарушением ферментных систем (галактоземия, фенилкетонурия, альбинизм), гемоглобинопатии, обусловленные первичным дефектом пептидных цепей гемоглобина, коллагеновые болезни и др.
Ситуационная задача №27.
Действие некоторых внешних факторов (мутагенов) может вызвать у человека мутации.
1. Какие виды генетических нарушений могут вызывать такие факторы?
2. Чем характеризуются разные виды генетических нарушений (мутаций)?
3. Какие методы генетики позволяют выявить генетические нарушения человека, полученные при действии мутагенов?
4. К каким медицинским последствиям может привести действие мутагенов?
5. Какие меры позволяют снизить риск развития генетических патологий?
Ситуационная задача №28.
У здоровых родителей родился ребёнок с наследственным заболеванием фенилкетонурией (аутосомно-рецессивный тип наследования).
1. Объясните причину рождения больного ребёнка.
2. Какой вид изменчивости проявился в данном случае? Назовите все возможные механизмы возникновения такой изменчивости.
3. Назовите другие виды изменчивости и охарактеризуйте их.
4. Определите вероятность рождения здорового ребёнка у этих родителей.
5. Применение какого метода генетики человека поможет точно установить гомозиготность новорожденного по гену фенилкетонурии?
Ситуационная задача № 29.
Аутосомный рецессивный ген d обуславливает предрасположение к сахарному диабету. Пенетрантность этого признака равно 20 %. В семье муж болен диабетом, а у жены болел диабетом отец.
1. Каков тип наследования сахарного диабета?
2. Что такое пенетрантность гена? Проявлением какой формы изменчивости она является?
3. Какова вероятность предрасположения к заболеванию у ребенка в этой семье?
4. Определите вероятность заболевания диабетом ребенка в этой семье.
5. Чем характеризуется родословные семей с сахарным диабетом?
Ситуационная задача № 30.
Внутривидовой полиморфизм в популяциях современного человека антропологи объясняют действием элементарных эволюционных факторов и социальных закономерностей.
1. Назовите элементарные факторы эволюции и охарактеризуйте их.
2. Какое значение имеют мутации в эволюции человека?
3. Какие виды изоляции характерны для человеческих популяций? Их отличия от популяций животных.
4. Какие виды естественного отбора действуют в популяциях современного человека?
5. Каково влияние социальных факторов на человека?
Ситуационная задача № 31.
В процессе развития сердца человека можно проследить повторение этапов филогенетических преобразований сердца в ряду позвоночных. На рисунке представлены схемы строения сердца разных классов позвоночных и стадий развития сердца зародыша человека.
1.Приведите сравнительную характеристику стадий развития сердца в эмбриогенезе человека и представителей разных классов позвоночных.
2.Перечислите основные эволюционные преобразования сердечно-сосудистой системы в ряду позвоночных.
3.Какие изменения в сердечно-сосудистой системе происходят в связи со сменой среды обитания – переходом из водной среды обитания к наземной?
4.Какой закон отражает связь индивидуального и исторического развития и в чем его сущность?
5.Какие онто-филогенетические пороки могут возникнуть при нарушении развития сердца?
Ситуационная задача № 32.
В эмбриогенезе у человека поочередно закладываются три вида почек (предпочка, первичная и вторичная), характерные для позвоночных животных. Изучение развития почек в онтогенезе человека помогает выяснить механизм возникновения пороков развития выделительной системы.
1. Опишите строение нефрона предпочки.
2. Какое строение имеет нефрон первичной почки? Укажите прогрессивные признаки строения по сравнению с нефроном предпочки.
3. Опишите строение нефрона вторичной почки. Укажите прогрессивные изменения по сравнению с нефроном первичной почки.
4. Какие функции выполняют отдельные структурные компоненты вторичной почки: почечное тельце, извитые канальцы, петля нефрона?
5. Какие пороки развития почек у человека можно объяснить филогенетическими связями?
Ситуационная задача №33.
У человека при нарушении развития сосудов могут формироваться онто-филогенетический порок в виде образования двух дуг аорты, которые охватывают трахею и пищевод, что вызывает удушье и затрудняет глотание.
1.Как объяснить формирование данного онто-филогенетического развития сосудов человека?
2.Какие еще онто-филогенетические пороки развития сосудов человека вам известны?
3.Какой закон можно использовать для объяснения филогенетических пороков развития кровеносных сосудов?
4.Охарактеризуйте эволюционные преобразования артериальных дуг у позвоночных животных.
5.Назовите основные направления эволюции кровеносной системы позвоночных животных.
Ситуационная задача №34.
Человек является представителем отряда Приматов, подотряда Человекоподобных обезьян. Эволюция древних древесных приматов – дриопитеков привела к появлению многочисленной и разнообразной группы австралопитековых (в настоящее время известно не менее 6 видов подсемейства Австралопитековые). Способность австралопитеков к прямохождению стала решающим моментом начала эволюции человека.
1. Какие черты организации отряда приматов являются антропоморфными?
2. Назовите черты морфофункциональной организации австралопитековых, позволяющие считать их предками человека.
3. Назовите основные этапы антропогенеза.
4. Какие факторы эволюции являлись определяющими на прегоминидной стадии эволюции? Приведите доказательства.
5. Какие факторы биологической эволюции оказывают влияние на эволюцию современного человека?
Ситуационная задача №35.
Проводя раскопки в Германии вблизи Гейдельберга, в Китае около Пекина, антропологи обнаружили костные останки древних гоминид и принадлежавшие им разнообразные орудия труда: рубила, кливера, скребла. Возраст находок датируется около 1,5 млн. лет. Реконструкция восстановила их облик. Это были двуногие гоминиды ростом 150-180 см. Объем мозга в среднем составлял 1000-1100 см3 . Кости черепа – плоские, сильно развит надглазничный валик, очень покатый лоб, массивная нижняя челюсть, подбородочный выступ отсутствует.
1. К какому этапу антропогенеза относятся эти гоминиды? Как их называют?
2. Перечислите основные этапы антропогенеза.
3. Каковы основные биологические факторы антропогенеза?
4. Как повлияли социальные факторы на эволюцию человека?
5. Как происходит эволюция человека на данном этапе?
Ситуационная задача №36.
В результате попадания в озеро промышленных отходов кондитерской фабрики начался усиленный рост водных растений. Озеро стало зарастать, снизилось число видов животных, населяющих озеро, изменилось соотношение между ними.
1. Объясните, что произошло с природной экосистемой?
2. Укажите, какое звено пищевой цепи изменилось в первую очередь и почему?
3. С каким диапазоном толерантности (выносливости) выживут виды рыб?
4. Из каких компонентов состоит биогеоценоз?
5. Какие экологические факторы действуют в экосистемах?
Ситуационная задача № 37.
В результате аварии на АЭС произошло региональное загрязнение воды, воздуха и почвы радиоактивными элементами. У людей, подвергшихся воздействию радиоактивного облучения, развилась лучевая болезнь, заболевания головного мозга. Через насколько лет после аварии у облученного населения увеличилась заболеваемость лейкемией, раком молочных желез, легких и щитовидных желез, повысилась частота наследственных болезней и пороков развития.
1. Какова судьба радиоактивных элементов в экосистеме? Что такое биоконцентрирование?
2. В чем опасность радиоактивного загрязнения среды? Почему радионуклиды сохраняются многие годы?
3. Назовите виды антропического загрязнения среды.
4. На какие группы делятся химические загрязнители, и какова их судьба в экосистемах?
5. Каковы пути поступления загрязнителей в организм человека и почему поступление их через дыхательные пути более опасно?
Ответ к ситуационной задаче № 37.
В экосистеме радионуклиды распадаются с выделением α, β и γ лучей, которые вызывают облучение живых организмов. Радиоактивные аналоги попадая в организм ведут себя также как нерадиоактивные элементы и могут накапливаться в тканях и органах. В результате накопления все большого количества радионуклидов в каждом звене пищевой цепи (биоконцентрирование) в конечном звене, в том числе и у человека доза радионуклида может оказываться многократно выше, чем в абиотической среде. Опасность радиационного загрязнения зависит от вида излучения и от вида радиоактивных элементов. Опасность тем больше, чем выше доза загрязнения, при внешнем облучении более опасны γ-лучи, а при внутреннем – α-излучение. Более опасны радиоактивные элементы с длительными многолетними периодами полураспада и выведения из организма. Ионизирующая радиация приводит к гибели от поражения ЦНС, тяжелой лучевой болезни, снижению продолжительности жизни, росту заболеваний головного мозга, злокачественных опухолей, наследственных болезней и пороков развития.
Различают физическое, химическое, физико-химическое, биологическое, информационное и психо-эмоциональное антропическое загрязнение среды. Нестойкие химические загрязнители быстро разрушаются в экосистеме в результате действия абиотических факторов. Более опасны стойкие химические соединения, которые могут длительно воздействовать на живые системы, особенно те из них, которые накапливаются в пищевых цепях. В организм человека загрязнители могут поступать через органы дыхания, кожу или с пищей и водой. Более опасно поступление через легкие, т.к. при одинаковой дозе загрязнителя в воздухе, воде и пище за сутки через легкие поступает ксенобиотиков больше.
Ситуационная задача № 38.
На Земле существуют различные виды антропогенных экосистем. Для одной из этих экосистем характерны следующие черты: природная среда изменена в значительной степени; отмечается появление новых абиотических компонентов; биотоп изменен; климатические факторы изменены; объем продуцентов снижен и для питания консументов необходимо поступление органических веществ из-за пределов системы; консументы преобладают, среди них доминирует человек; редуценты не в состоянии минерализовать все органические останки; пищевые цепи очень короткие, часто случайные.
1. О каком виде антропогенной экосистемы идет речь?
2. Возможно ли существование этой экосистемы без дополнительных источников энергии?
3. Может ли осуществляться в ней саморегуляция?
4. Дайте характеристику другим антропогенным экосистемам Земли и отметьте отличительные особенности данной экосистемы.
5. Назовите виды загрязнений в экосистеме и последствия действия загрязнителей окружающей среды на организм человека.
Ответ к ситуационной задаче № 38:
Речь идет о урбаноценозе. Без дополнительных источников энергии эта система существовать не может, и саморегуляция в ней отсутствует. Помимо урбаноценоза существуют натурценоз и агроценоз. Для натурценоза характерны следующие черты: природная среда не изменена или малоизменена; продуценты преобладают, а консументы соответствуют принципу пирамиды масс и чисел; редуценты минерализуют все мертвое органическое вещество; пищевые цепи многозвеньевые; энергия экосистемы – только солнечная; круговорот замкнутый; способна к саморегуляции. Для агроценоза можно отметить следующее: природная среда изменена, биотоп малоизменен, климатические факторы не изменены; снижено разнообразие продуцентов, преобладают монокультуры. В животноводческих агроценозах консументы могут преобладать, пищевые цепи короткие, малозвеньевые; энергия солнечная и дополнительная; круговорот веществ разорванный, способность к саморегуляции отсутствует.
Виды загрязнений среды в антропосистемах: физические (световые, шумовые, тепловые и т.д.), химические (окиси азота, углерода, металлы и т.д.), физико-химические (аэрозоли), биологические, информационные, психоэмоциональные.
Последствия действия загрязнителей окружающей среды на организм человека: повышение уровня заболеваемости, раннее старение, снижение продолжительности жизни, десинхроноз, канцерогенез, снижение иммунитета, влияние на генеративную функцию.
Ситуационная задача №39.
Изучение строения тела, физиологических и биохимических показателей человеческих популяций в различных географических районах Земли выявило несколько, отличающихся по морфо-физиологическим и биохимическим признакам, экологических типов людей.
1. Какие экологические типы выделяют в разных географических условиях Земли? По каким показателям?
2. Адаптация к каким экологическим факторам способствовала возникновению экотипов людей?
3. Объясните, почему отмечается сходство некоторых признаков у разных экотипов.
4. Какой вид адаптации привел к возникновению этих экотипов?
5. Зависит ли возникновение данных экотипов людей от расы и национальности?
Ситуационная задача № 40.
Биологический вид современного человека отличается огромной пластичностью. В популяциях людей, населяющих различные климатогеографические зоны, выделены отдельные адаптивные экологические типы, которые различаются размерами тела, пропорциями, уровнями обмена веществ, холестерина, белковых фракций крови, ферментов и т.д.
1. Опишите основные признаки людей тропического экотипа.
2. Какие черты характерны для людей арктического экотипа?
3. Какие признаки характеризуют людей высокогорного экотипа?
4. Какие биологические факторы эволюции человека повлияли на формирование климатогеографических адаптивных типов?
5. Какие виды адаптаций у человека, кроме климатогеографических, вам известны? Приведите примеры.
Ситуационная задача №41.
У ребенка, посещающего детский сад, появились боли в животе, общее недомогание. Родители обеспокоены также снижением у ребенка аппетита и расстройством пищеварения. При анализе дуоденального содержимого обнаружены одноклеточные простейшие грушевидной формы с двумя ядрами и четырьмя парами жгутиков.
1. Инвазию каким паразитом можно предположить?
2. К какому классу простейших относится этот паразит? Назовите морфологические черты представителей этого класса?
3. Укажите цикл развития паразита?
4. Какая стадия является инвазионной?
5. Назовите меры профилактики данного заболевания?
Ситуационная задача №42.
У работника свинофермы появились сильные боли в области живота, частый жидкий стул с кровью, озноб, повышение температуры. В фекалиях больного обнаружены цисты и крупные простейшие, тело которых покрыто ресничками.
1.Какую инвазию следует предположить?
2.Где локализуется паразит в теле человека?
3.Как происходит заражение? Назовите инвазионную форму паразита.
4.Какие животные чаще всего являются источником заражения?
5.Назовите меры профилактики данного заболевания?
Ситуационная задача № 43.
У больного после поездки в Африку появились жалобы на головную боль, слабость апатию, сонливость. В мазке крови больного обнаружены простейшие имеющие ядро, жгутик, осевая нить которого образует хорошо развитую ундулирующую мембрану.
1.Какую инвазию можно заподозрить у больного?
2.Как происходит заражение паразитом?
3.Опишите циклы развития данного паразита. Назовите переносчиков заболевания и резервуарных хозяев.
4.Охарактеризуйте природный очаг заболевания. Назовите его основные компоненты.
5.Назовите меры профилактики заболевания.
Ситуационная задача №44.
Жительница сельской местности обратилась к врачу с жалобами на боли в животе, расстройствами пищеварения. Ее беспокоит также тошнота, головокружение, сильные головные боли. При опросе больной установлено, что она ела немытые овощи и клубнику со своего огорода. В качестве удобрения она использовала содержимое выгребной ямы. В фекалиях больной обнаружены яйца гельминта, имеющие овальную форму, бол<